水产品作为主要的蛋白质供源之一，需求量不断增加。其中，虾类因其营养丰富、风味独特，深受消费者喜爱。2019年，我国虾类生产总量为268.126 5万t；2020年，虾类生产总量为315.184 2万t，呈上升趋势[1]。鱼粉作为虾类饵料的主要蛋白源，其用量大，且价格高昂，使养殖成本大幅增加[2]。因此，寻找价格低廉且来源广泛，对虾类生长不具有负面影响的原料替代鱼粉具有重要意义。植物蛋白源价格相对较低，但由于抗营养因子（ANFs）的存在限制了其在饵料中的添加量。研究发现，微生物发酵植物蛋白能够有效降低ANFs的含量，提高植物蛋白在大口黑鲈（Micropterus salmoides）[3]、真鲷（Pagrus major）[4]、大黄鱼（Larimichthys crocea）[5]、鲫鱼（Carassius auratus）[6]、凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）[7]和日本沼虾（Macrobrachium nipponense）[8]等水产动物饵料中的添加量，从而降低饵料成本。与传统饵料相比，微生物发酵植物蛋白制成的饵料具有以下优点：可以提高饵料诱食性；发酵过程中能够产生促生长因子，有助于水产动物生长；微生物能够分解大分子蛋白，生成更易吸收的多肽和氨基酸，促进水产动物吸收；提高水产动物机体免疫力，改善肠道菌群结构；发酵饵料原料多为植物性蛋白或农业副产品，具有成本低、安全、绿色等优点[9-10]。本文总结了微生物发酵饵料中常见的饵料原料、菌种的选择及发酵饵料在虾类生产中的应用，为发酵饵料在虾类生产中的进一步推广应用提供参考。1微生物发酵饵料常见的饵料原料微生物发酵饵料的原料大多选择常用的植物蛋白质原料，如豆粕、菜籽粕和棉籽粕等，其含有较高的粗蛋白（均超过35%）、丰富的氨基酸，见表1[11]。ANFs是一类能阻碍动物对营养物质消化、吸收和利用以及对动物生产性能产生不利影响的物质，是限制植物蛋白质原料使用的关键因素之一[12]。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.07.028.T001表1常用植物蛋白质原料的基本情况植物蛋白原料营养成分主要抗营养因子成分豆粕粗蛋白40％、粗纤维7％、粗灰分8％、粗脂肪8％、赖氨酸含量2.5％~3.0％抗原蛋白、胰蛋白酶抑制因子、大豆凝集素、脲酶等菜籽粕粗蛋白35％、粗纤维13％、粗灰分8％、粗脂肪6％、赖氨酸含量2.0%~2.5％硫苷、植酸、单宁、芥子碱等棉籽粕粗蛋白35％、粗纤维14％、粗灰分18％、粗脂肪12％、精氨酸含量3.6%~3.8％游离棉酚、粗纤维等1.1豆粕豆粕是以大豆为原料，经过浸提法或预压后再浸提法的副产品。豆粕中的ANFs以大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白为主，两者过量会引发动物肠道过敏反应[13]。李莹等[14]将不同地区的10种豆粕与其对应发酵产物进行比较发现，微生物发酵豆粕可有效降低大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白含量。Zhang等[15]研究发现，使用枯草（纳豆）芽孢杆菌发酵豆粕，能够降低77.7%大豆球蛋白和71.6%的β-伴大豆球蛋白的含量。杨慧等[16]研究发现，枯草芽孢杆菌发酵豆粕对大豆球蛋白与β-伴大豆球蛋白的降低效果优于植物乳杆菌、干酪乳杆菌、地衣芽孢杆菌和米曲霉菌。表明不同的微生物发酵豆粕降低大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白的效果不同。1.2菜籽粕菜籽粕是油菜籽经预压浸出提取油后的副产品，每年可产约700万t。Wang等[17]用地衣芽孢杆菌、产朊假丝酵母和乳杆菌联合发酵菜籽粕发现，硫甙降解率达85.02%。Zhang等[18]采用德氏乳杆菌与枯草杆菌发酵菜籽粕后发现，硫代葡萄糖苷降解率达94.62%。Shi等[19]采用黑曲霉对菜籽粕进行发酵，中性洗涤纤维、硫代葡萄糖苷、异硫氰酸酯、恶唑烷酮和植酸分别下降了13.47%、43.07%、55.64%、44.68%和86.09%。此外，由于有益微生物的发酵作用使菜籽粕的品质得以改善，在水生动物饵料中添加适量发酵菜籽粕可以对水生动物产生有益影响。Dossou等[4]研究发现，发酵菜籽粕适量替代鱼粉喂养真鲷的效果优于非发酵菜籽粕。1.3棉籽粕棉籽粕是以棉籽为原料，完全去壳后加工得到的产物[20]。棉籽粕中最主要的ANFs为棉酚。棉酚摄入量过多，会导致动物体内的一些功能性蛋白质失活，影响动物健康生长，还会刺激肠胃，损伤黏膜，引发肠胃炎症[21]。Jazi等[22]采用枯草芽孢杆菌、黑曲霉和米曲霉共同发酵棉籽粕，显著降低了棉籽中的游离棉酚，同时增加了粗蛋白含量和乳酸菌数量。亓秀晔等[23]利用筛选出的酵母菌BLCC4-0327和乳酸菌BLCC2-0092联合发酵棉籽粕，使游离棉酚降解率达73.44%，酸溶性蛋白含量提高至17.61%。上述研究表明，采用微生物发酵的方法可以降低棉籽粕中的ANFs，同时提高棉籽粕的营养价值。此外，由于发酵棉籽粕的棉酚含量降低，营养价值提高，从而提高了其在饵料中的添加量。微生物发酵蛋白质饵料在虾类生产中的应用效果见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.07.028.T002表2微生物发酵蛋白质饵料在虾类的应用效果物种底物菌种添加量效果文献来源凡纳滨对虾豆粕乳酸菌替代75％鱼粉提高总红细胞计数、酚氧化酶活性、干物质、蛋白质和脂肪的表观消化率Ding等[8]豆粕枯草芽孢杆菌替代30%鱼粉提高吞噬细胞、酚氧化酶活性Kim等[24]植物蛋白混合物黑曲霉替代70%鱼粉对消化率、生长、饵料利用和健康状况无负面影响Dayal等[25]菜籽粕黑曲霉替代64.4 g/kg鱼粉对生长、存活无负面影响Jannathulla等[26]豆粕未知替代19.4%~29.1%鱼粉提高免疫相关酶活性，改变免疫相关基因的表达刘韬等[27]棉籽粕枯草芽孢杆菌BJ-1替代50%鱼粉对生长无负面影响杨树浩等[28]浮萍粉短小芽孢杆菌、戊糖片球菌替代35%鱼粉对生长、存活无负面影响Flores-miranda等[29]续表2　微生物发酵蛋白质饵料在虾类的应用效果10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.07.028.T003物种底物菌种添加量效果参考文献日本沼虾蔬菜产品未知5.5、55 g/kg提高血细胞数、吞噬功能、酚氧化酶活性Elshopakey等[30]豆粕乳酸片球菌、粪肠球菌、酿酒酵母、产朊假丝酵母、枯草杆菌、地衣芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌混合替代25%鱼粉提高生长性能和非特异性免疫能力，提高抗嗜水气单胞菌能力何娇娇等[9]印度对虾豆粕酿酒酵母替代50%鱼粉对虾生长性能无负面影响Sharawy等[31]罗氏沼虾豆粕未知8%提高生长性能和非特异性免疫能力杨景丰等[32]麦龙螯虾家禽副产品粕面包酵母、酿酒酵母和干酪乳杆菌替代75%鱼粉对虾生长性能无负面影响，改善肠道菌群Siddik等[33]2微生物发酵饵料菌种的选择菌种的选择会影响发酵饵料中ANFs的降解效果和大分子物质的分解程度，是影响微生物发酵饵料效果的重要因素。发酵饵料常用的菌种有芽孢杆菌（枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌）、乳酸杆菌（植物乳酸杆菌、嗜酸乳杆菌、醋酸杆菌、戊糖片球菌）、酵母菌（产朊假丝酵母、酿酒酵母）和霉菌（黑曲霉和米曲霉）等[34]。按菌种数量，可以选择单菌或者混合菌进行发酵。2.1单菌单菌发酵饵料是指使用单种微生物对饵料原料进行发酵。不同的微生物功能具有差异性，因而选择不同的菌种可能导致对原料的发酵效果不同。如枯草芽孢杆菌能分泌大量的蛋白酶，而豆粕中粗蛋白含量在40%~48%之间，发酵豆粕能够使豆粕的蛋白被大规模水解成氨基酸、多肽和氨类化合物；乳酸菌能够利用碳水化合物在厌氧发酵条件下产生乳酸，使发酵饵料具有较浓的酸香味，可提高诱食性[35-36]；酵母菌自身含有丰富的酶、游离核苷酸、B族维生素和氨基酸，可使饵料原料中的营养物质含量提高[37]。刘星等[38]研究了几种不同菌种发酵豆粕的指标，结果表明，枯草芽孢杆菌可将原料蛋白45.28%提高至48.37%，效果最优，并明显提高酸溶蛋白含量；乳酸菌产酸量最高；酿酒酵母KOH溶解度降低明显。李莉娜等[39]利用枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌和粪链球菌等菌种分别发酵菜籽粕，结果发现，枯草芽孢杆菌组真蛋白质量分数和氨基酸含量最高，酿酒酵母组有益活菌总数显著高于其他组。2.2混合菌混合菌发酵饵料是指使用两种或两种以上的菌种，通过调配之间比例对饵料原料进行发酵。已有研究表明，运用菌种之间的协同作用，能够提高发酵原料营养水平，且在一定条件下效果优于单菌发酵。邢力等[40]利用枯草芽孢杆菌和米曲霉对豆粕进行固态发酵，结果发现，枯草芽孢杆菌和米曲霉混合发酵效果优于枯草芽孢杆菌单独发酵，且更有利于提高发酵豆粕营养水平。郭萌萌等[41]使用枯草芽孢杆菌、乳酸菌和酵母菌对豆粕进行发酵，结果发现发酵效果最好的为混菌组，且当枯草芽孢杆菌∶乳酸菌∶酵母菌的接种体积比为6∶2∶3时，粗蛋白质、小肽和有效磷含量均显著增加。但不是所有的微生物之间都能产生协同作用。王梅等[42]使用乳酸菌、酿酒酵母和中性蛋白酶发酵豆粕时产生淡淡的酒香味，且不粘黏，但使用乳酸菌、芽孢杆菌和中性蛋白酶等发酵豆粕时产生了酸臭味，且出现结块现象，其原因可能与乳酸菌和芽孢杆菌的相互作用有关。3发酵饵料在虾类生产中的应用3.1发酵饵料对虾类生长的影响研究发现，饲喂不同的商业发酵饵料能使克氏原螯虾（Procambarus clarkii）的增重率提高18.4%~26%、特定生长率提高9.2%~10.7%，饵料系数显著降低[43-44]。Zhang等[11]研究发现，在3种混菌的最佳发酵工艺条件下，使用发酵后的饵料喂养的凡纳滨对虾增重率提高42.1%。发酵饵料促进虾类生长的原因可能是发酵饵料中的有益微生物使饵料中的大分子蛋白质水解成虾易吸收的各种小肽和氨基酸[45]，同时这些有益菌可在虾类肠道代谢过程中产生多种有助于营养消化的有益因子，从而促进生长。此外，研究发现，饲喂发酵饵料能够显著提高罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）[28]、斑节对虾（Penaeus monodon）[46]和凡纳滨对虾[47]等的消化酶活性，表明微生物发酵饵料能够通过提高虾类消化酶活性，从而促进虾类生长。微生物发酵颗粒饵料在虾类生产中的应用效果见表3。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.07.028.T004表3微生物发酵颗粒饵料在虾类生产中的应用效果品种发酵饵料来源体重/g效果文献来源克氏原螯虾成都市某公司购入商品发酵饵料0.28±0.01提高幼虾肠道消化吸收面积和消化酶活力，增强肝胰腺抗氧化能力，促进生长晏明瑶等[43]植物乳杆菌和酿酒酵母发酵由小麦、玉米、黄豆等制成的颗粒饵料6.64±1.24提高生长性能、肌肉品质、抗氧化能力和免疫机能郭坤等[44]凡纳滨对虾植物乳杆菌（STBL1）、酿酒酵母（STBS1）和安全芽孢杆菌（SQVG18）混合发酵，中国通威有限公司提供的商业颗粒饵料0.54±0.01提高生长、消化酶活力和抗氧化能力、改善肠道菌群Zhang等[11]地衣芽孢杆菌、产朊假丝酵母、植物乳杆菌混合发酵，由鱼粉、豆粕、花生粕、鱿鱼内脏粉等制成的自主设计饵料4.16±0.56提高饵料的营养价值，改善肠道菌群，提高消化吸收率和免疫系统的防御、抗病能力孟阳[47]乳酸菌、酵母和芽孢杆菌等，混菌发酵，由广州市某厂家提供的全价配合饵料2.66±0.02促进生长，提高非特异性免疫酶活性，增强对副溶血弧菌的抗病能力刘龙镇等[48]罗氏沼虾微生物发酵剂发酵，由豆粕、菜籽粕、杂鱼粉、虾壳粉等制成的颗粒饵料0.02±0.01提高肝胰脏胰淀粉酶、纤维素酶、蛋白酶、超氧化物歧化酶和谷草转氨酶的活性，提高增重率杨树浩等[28]斑节对虾芽孢杆菌（DDKRC1）发酵，由鱼粉、豆粕、芝麻饼等制成的自主设计饵料2.73±0.01提高存活率、消化率、生长和免疫应答能力De等[46]3.2发酵饵料对虾类抗氧化能力的影响虾类的抗氧化防御系统，包括抗氧化酶，如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶，能够使活性氧维持在正常水平，防止由活性氧过量引起的氧化损伤，保护宿主免受氧化应激[10]。丙二醛是脂质过氧化产物、蛋白质羰基可以反映机体组织器官蛋白质氧化损伤程度[43]。有研究表明，投喂发酵饵料可显著提高克氏原螯虾肝胰腺中的总超氧化物歧化酶、过氧化氢酶以及谷胱甘肽S转移酶活性，且使肝胰腺中的丙二醛含量降低2.35 μmol/g、蛋白质羰基含量降低1.33 μmol/g[43]。孟阳[47]研究发现，发酵饵料能使凡纳滨对虾血清和肝胰腺中超氧化物歧化酶活性显著提高，使肝胰腺中丙二醛含量低于对照组2倍。以上研究均表明，饲喂发酵饵料能够提高虾类抗氧化能力，提高抵御环境应激能力。3.3发酵饵料对虾类非特异性免疫能力的影响虾类的防御机制完全依赖于先天免疫系统，主要依靠血淋巴中的免疫相关酶、免疫因子和酚氧化酶原激活系统[49]。发酵饵料中的有益菌及其代谢产物可以作为良好的免疫激活剂，激发动物机体的体液免疫和细胞免疫来增强机体免疫机能，其作用机理可能是细菌本身或细胞壁成分刺激非特异性免疫系统使其发挥作用[48]。De等[46]研究发现，发酵饵料能够显著提高斑节对虾的血细胞抗菌活性和吞噬活性。孟阳[47]发现，饲喂发酵饵料能够使凡纳滨对虾血清中溶菌酶含量提高51.937 U/mL，碱性磷酸酶活性提高超过3倍。这些研究均表明，饲喂发酵饵料能够提高虾类的非特异性免疫能力。动物采食微生物发酵饵料后,有益菌会产生细菌素、有机酸、过氧化氢等抑菌物质来抑制有害菌的生长及在肠道中的定植，提高动物机体抗病能力[50]。Xu等[51]发现，投喂酿酒酵母发酵饵料后，能够显著提高小龙虾抗弗氏梭菌（Clostridium flexneri）的能力。Amoah等[52]发现，使用发酵饵料投喂凡纳滨对虾后，感染副溶血性弧菌（Parahaemolyticus）14 d后的对虾累计死亡率比对照组降低63.3%。3.4发酵饵料对虾类肌肉品质的影响虾类腹部肌肉为主要可食用部分，其品质被多种因素共同影响，包括营养成分含量、含肉率、蒸煮损失和质构特性等。肌肉中的营养成分主要为粗蛋白、粗脂肪、碳水化合物、矿物质和维生素等[53]。饵料的营养价值可以影响虾类的肌肉营养成分含量[54]。但王天神[55]研究表明，饲喂发酵饵料对克氏原螯虾肌肉的水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、氨基酸含量均无显著影响。杨树浩等[28]使用发酵饵料饲养罗氏沼虾也发现了类似的结果。虾类含肉率为虾腹部肌肉质量占虾体质量的比例，其值衡量着虾类的品质、经济价值和生产性能。郭坤等[44]研究发现，饲喂发酵饵料后可显著提高克氏原螯虾的肌肉含肉率和降低蒸煮损失，表明饲喂发酵饵料能够促进虾类肌肉生长以及增强保水性能。肌肉的质构特性是感官的综合评价，包括硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和黏附性等。目前，有关发酵饵料对虾类肌肉质构特性影响的报道较少，有待于进一步研究。3.5发酵饵料对养殖水体环境的影响水质的恶化往往会导致虾类疾病的暴发，是影响虾类生长和存活的关键因素。已有相关报道利用微生物来改善养殖水体环境，并取得了一定效果[56]。微生物发酵饵料往往采用多种益生菌混合发酵，饲喂过程中有益菌分散在水体，可改善养殖水体的水质。王天神[55]研究发现，饲喂生物发酵饵料能使养殖水体中的pH值、亚硝酸盐、硫化氢和氨氮含量递增速度均低于对照组，表明生物发酵饵料中的有益菌能稳定养殖水体生态环境。王凤军等[57]也发现，发酵饵料中的有益菌，能促进水体氮循环，从而改善养殖水环境。4展望微生物发酵饵料具绿色、安全、价格低廉等特点，对促进虾类生长、提高免疫和抗病能力等方面具有重要作用。有益菌发酵能够降低饵料原料中的抗营养因子含量，提高饵料利用率。发酵原料、菌种以及环境因子的选择和调控与发酵产品的抗营养因子降解效果和营养改善情况息息相关，应根据不同的生产目的以及不同的饵料原料选择合适的菌种，运用微生物的协同作用可达到较好的发酵效果，生产出更优质的发酵产品。但目前发酵饵料在实际生产中容易被杂菌污染，凭色泽和气味判定产品质量难以保证饵料的品质；此外，发酵饵料中的有益菌大部分是活菌，若添加过量，会破坏动物肠道中的微生态平衡，使优势菌转变为病原菌，若添加量不足，则会达不到理想的效果。大部分虾蟹饵料都是通过膨化饵料作为发酵底物，其表层油脂较高，高油脂会阻碍微生物的生长，饵料只进行了浅表层的发酵，如何进行饵料深度发酵是未来探索的方向；在使用混菌发酵时，菌种的复配、菌种之间的相互作用关系还有待研究。