2020年09月27日
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預防疾病又整腸顧胃,周信佑談益生菌應用在水產飼料的新里程碑

文/洪嘉鎂 攝影/洪嘉鎂

優酪乳富含益生菌,可促進腸胃蠕動,在廣告宣傳下儼然成為時下最夯的養生飲品。除了人類可食用,益生菌近年也被開發成飼料添加劑,應用在豬、雞等禽畜動物的腸胃保健中,讓農民降低動物用藥和抗生素的使用,確保食安。在這發展趨勢下,臺灣水產動物的應用還在起步階段。

國立臺灣海洋大學水產養殖學系教授周信佑是國內研究石斑魚水產疫苗專家之一,近幾年積極投入開發口服水產益生菌,有別於過去養殖業者直接將益生菌倒入水中的使用方式,她透過菌種包埋技術讓益生菌不受溫度、鹽度干擾而死亡,餵食感染疾病的白蝦,整體活存率提升35%以上,有效降低生產者損失。

從水產疫苗起步,走入腸道益生菌

周信佑指出,水產疫苗是未來趨勢,挪威鮭魚養殖業作為全球水產疫苗發展範例,養殖規模大、市場大,但回到國內石斑魚產業,得看廠商對於水產疫苗布局評估,另一方面水產疫苗開發成本高,過程中又遭遇到法規等問題,研究不能只停留在開發疫苗,要找個方法改善國內養殖業狀況。

她從畜牧業看到益生菌被混入飼料作飼料添加劑,增強動物免疫力,反觀國內水產養殖業多使用枯草桿菌、光合菌調整水質,促使她思考,能否讓水產動物能否透過吃益生菌,調整腸道機能,減少抗生素及藥物使用。

研究人員正在包埋益生菌,減緩益生菌受到室溫及鹽度影響。(圖片提供/周信佑實驗室)

恰巧2、3年前與中研院特聘研究員吳金洌一同執行科技部計畫時,從水產動物中找到38株可能有助於改善腸道菌相的益生菌,覺得腸道菌相研究方向應該可行。

水產動物整腸健胃前,得維持菌種活力

「廣義上,益生菌是對寄主的生理或免疫狀態有益的微生物」,周信佑表示,益生菌的定義很廣,人類角度來看益生菌,就是協助動物整腸健胃,最廣為人知的大概就是乳酸飲料中的比菲德氏菌。

周信佑指出,現階段研究方向都還是從人類腸道菌下手,確定益生菌功能、應用方向,再提供給生物使用,觀察是否有相同功用,像提高消化吸收、增強免疫力,目前有開發乾酪乳桿菌、植物乳桿菌······等多株菌種,作為飼料添加劑,另一方面正測試從水產生物找到的益生菌功用及用途。

將腸道菌應用到水產動物上並沒有一般人想像中容易,除了得深入了解應用範圍外,還得克服菌種死亡問題。她舉例,水產養殖環境大多高溫,夏季飼料間溫度有可能高到40度,但像是比菲德氏菌放在室溫後,菌種就會死亡,要如何解決菌種死亡問題成為考驗。

周信佑說明益生菌包埋前後的活存狀況。

周信佑將過去開發口服疫苗的水產用三重相乳化包埋技術應用在益生菌上,保護益生菌免受高溫、鹽分、酸鹼影響,她表示,未經包埋的益生菌,模擬存放在37度倉庫,8天就沒有任何菌株存活,經過包埋的益生菌可耐溫一個月,這意味著可以將菌種至放在室溫中,不見得一定要存放在4度的冰箱內。

研發產品得衡量成效及成本

目前益生菌多以飼料添加劑的形式,混合進水產飼料中,增強生物自體免疫力。但每株益生菌所具有的功能都不同,對於研究團隊來說,需要解決的問題是找出適合水產的菌種,推出混和菌種的益生菌產品,加強多方面保健,這背後得要進行混和後的益生菌研究,避免不同益生菌產生衝突。

另一方面,飼料添加劑混進飼料有適口性問題,周信佑表示,這得測試魚蝦攝餌情形,調整配方確保益生菌在時間內吃完,一般來說,益生菌有效濃度大約為10的6次方,但為了降低生產者投入成本,目前開發的益生菌濃度約為10的10次方,可以依使用需求稀釋。

周信佑目前正和漁民合作測試益生菌成效以及稀釋比例,她評估,一公斤飼料大約使用10c.c到20c.c左右的原液就能看到成效,從研究角度來看希望能再提高使用量,但業者仍會考量成本,目前估算未來將口服益生菌商品化,大概會提高每公斤飼料成本2到3元,會再盡量降低成本。

研究團隊正在與漁民合作測試益生菌成效。(圖片提供/周信佑實驗室)

益生菌不是救急,而是增加活存率

今年7月份高雄剛好有白蝦池同時發生白點病、蝦類早期死亡綜合症及微孢子蟲感染症,因此周信佑研究團隊與漁民合作,餵食罹病蝦吃複合益生菌,實驗結果發現未使用益生菌的白蝦活存率僅有2.15%,但使用益生菌的存活率高達39.5%。

她強調,這些活下來的白蝦身上仍可檢出帶有疾病,益生菌是讓這些生物比較能抵禦疾病來襲,但每個個體食用益生菌的成效一定會不同,從體型就能看出個體大小不一。

另外周信佑也嘗試將益生菌使用在石斑魚身上,她將石斑魚分成兩組,其中一組餵食複合益生菌一個月,之後分別在兩組石斑魚的腹腔中注射虹彩病毒進行攻毒實驗,有餵食益生菌的組別12天存活率達63%,而未餵食的組別僅有43%。

益生菌不是仙丹妙藥,如果病毒量大到生物免疫系統無法對抗時,生物依然會死亡。

她解釋,益生菌不是疫苗,無法讓魚體達到100%活存,實驗結果可以看出,如果在疾病尚未爆發前投餵益生菌,不管是蝦或魚,在輕度或中度感染時,能看到一些效果,但如果病毒量大到生物免疫系統無法對抗時,依然會死亡,「益生菌不是仙丹妙藥」。

周信佑說,益生菌可以協助生物遇到疾病時,增加活存率,但如果疾病爆發後餵食效用不大,就像人類吃保健食品一樣,不是等到疾病來才吃,另一方面每個生物吃完狀況大不同,不見得生物不會感染疾病,但可以提高整體生物活存率,降低生產者損失。

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