探索益生菌於養蝦場的運用

       日益複雜的益生菌管理，於蝦類養殖的永續性上產生了重大影響。通過使用合生元(synbiotics)、生物絮團(biofloc)、半生物絮團 (semi-floc) 系統，期望能取得進一步的進展。隨著蝦類的生產強化和疾病風險顯著，蝦的健康狀況比起過往更加重要，更可造成或破壞整個生產週期。過去常使用抗生素來確保蝦的健康，但養殖戶現在也意識到可能會導致抗藥性，也對環境造成負面影響。

       近期水產養殖中出現一種新的方法- 益生菌，更能保證具安全及永續性。首創由澳洲科學家David Moriarty，並廣泛用於人類與其他動物，在蝦類水產養殖中也逐漸佔據一席之地。

什麼是益生菌？
　　一般來說，益生菌是活的微生物飼料補充劑，可為宿主動物腸道微生物平衡提供有益效果。然而，在水產養殖中，益生菌能改變宿主相關或環境微生物群落，從而更有效利用飼料並提高營養價值、改善免疫反應和提供更好的水質，因此被定義為對宿主動物有益的活微生物添加劑。
　　水生生物的健康會受到它們所生活的水質影響，包含數以千計之微生物、病原體在內皆生活於水中，且病原體會惡化水質並引起疾病。特別的是水產養殖之益生菌作用方式不僅限於宿主動物腸道微生物平衡，還涵蓋了外部環境的微生物群。

益生菌的使用
　　用於水產養殖的益生菌通常主要分為兩種類型- 水體益生菌、腸道益生菌。
　　使用益生菌時，需要注意有些商業品牌益生菌需要農民在使用前，進行產品發酵以活化益生菌，有些則不需要發酵，可直接使用。
　　而值得考量的是，益生菌菌株來源是很重要的關鍵。在許多情況下，益生菌菌數量的相對應使用正確劑量十分重要，有些只提及益生菌產品的菌株，而沒有描述包裝中所含菌數量，使用上效益可能會降低。另外，需要注意的是包裝上描述的菌種組成可能與實際產品不符，建議在使用前對產品進行測試，確保它們是可靠的。
　　在使用劑量上，每種益生菌都有不同使用方針，建議堅持使用製造商提供用法。通常劑量應在整個飼養週期內變化，如當開始在緊迫或複雜情況下（例如當弧菌負荷或水質下降時）需進行大量施用。

水質益生菌
　　水質益生菌可直接注入蝦池，主要以兩種方式作用: 競爭排除和抑制病原菌，以及改善水質。用於水質益生菌包含嗜酸芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、硝化桿菌屬、產氣桿菌屬、啤酒酵母。
　　通過改善水質當下，也可將水中病原菌造成的影響降到最低。使用做水質益生菌的細菌菌株，通常可作為生物修復劑，例如: 芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、不動桿菌屬、纖維單胞菌屬、紅假單胞菌屬、亞硝化單胞菌屬和硝化桿菌屬。這些益生菌能夠加強水柱和池底中，可能對蝦有毒的各種有機物質分解過程，並讓有機廢棄物能適當分解，進而改善水質。
　　有些益生菌可藉由減少病原體，打造更好的水質環境，讓蝦類健康可保持在高水平，且優化生產力。在改善水品質當下，也能降低養殖場排出水的毒性，減少農場對周圍水質環境影響。

腸道益生菌
　　腸道益生菌是於飼料顆粒中添加益生菌菌株，加上利用不同粘合劑( 如蛋清和魚油) 以實現更有效的應用。腸道益生菌通常包含乳酸桿菌、啤酒酵母、硝化細菌、鏈球菌、玫瑰桿菌屬、芽孢桿菌屬。這些菌株在蝦腸道中，通過微生物平衡來達到助益。
　　另一好處則是增強免疫反應，蝦的防禦機制主要依賴非特異性免疫系統，不如其他水生生物發達。益生菌可藉由增強對病原體攻擊的免疫反應來輔助免疫系統。不僅如此，益生菌還可防止腸道中病原菌增殖以減少致病能力，並為可能感染或疾病提供更好的保護力。

       益生菌還具調整蝦腸道中微生物的代謝，同時提供短鏈脂肪酸，而改善水產動物消化能力。有些益生菌還可增加誘食、促進生長、改善飼料效率，同時減少殘餌，從而改善水質。整體而言，飼用益生菌可飼養者提供健康成長的蝦，以及更少的底泥負擔。

生物絮團(biofloc) 系統中的益生菌
　　生物絮團技術是一種蝦類養殖中的新興系統，此系統提供更健全的疾病管理方法和減少對環境的影響，藉由利用有益菌進行廢棄物再循環，以及實施零換水或少量換水。生物絮團技術通過限制或消除水體交換，並向養殖池添加外部碳源( 如糖蜜、蔗糖、麩皮)，以及充分曝氣來進行作用。如圖一。

　　       這三個程序創造一個碳氮(C/N) 比的平衡環境，由此刺激水中微生物菌落生長，特別是異營細菌。所需的碳氮比因養殖池而異，通常為1:5。養殖池內含細菌、藻類、浮游植物和有機物( 如飼料、糞便、殘殼) 等，在適當條件下聚在一起形成「絮團」。
　　這些絮團可藉由氨和其他有機物轉化成細菌生質量，進而協助改善水質。可透由蝦的殘餌回收再經過碳源轉化成為微生物蛋白質來源，並防止致病原擴散，同時促進蝦生長。生物絮團系統中的零換水或少量換水，可減少致病原在養殖場內的傳播，以及養殖場外的水質汙染。
　　在生物絮團系統中，益生菌通常做為細菌起始劑。通常生物絮團養殖池不使用益生菌，因在其中細菌已具有「天然益生菌」之作用。然而最新研究顯示，在生物絮團中添加益生菌可改善生長、消化、代謝、抗病性和水質，以及減少弧菌負荷來增強系統。雖仍處於早期試驗階段，但益生菌和生物絮團顯示蝦類養殖永續性方面的巨大潛力。

半生物絮團(semi-floc) 系統中的益生菌
　　生物絮團技術需要高度技術操作，以確保內部系統運作順利進行。例如斷電或環境變化，可能使養殖池環境變得劇毒，因曝氣停止而顯著降低溶解氧(DO) 水平，這也可能導致另一種半絮團的混和系統出現。此系統可將傳統和生物絮團方法結合，並形成一種更實惠可行，且與環境可永續性的水產養殖系統。
　　生物絮團與半生物絮團具有相同目的- 操控養殖池中微生物的相互作用以產生絮團。然而，生物絮團主要依賴異營細菌，而半生物絮團則結合了自營與異營細菌的平衡。正因如此，半生物絮團需要定期虹吸以除去多餘的氮，而不是依靠異營細菌進行微生物分解，如需要也允許保持在最低限度換水。
　　在半生物絮團系統中，生物絮團形成須額外添加化學品和微生物( 益生菌) 產品進行啟動。相較於生物絮團系統，半生物絮團技術須在培養過中添加益生菌來保持良好的飼料轉化率(FCR)，如芽孢桿菌益生菌就有助於提高飼料的消化率和吸收率。

合生元(Synbiotics)
　　現在養蝦創新不斷推進，當益生菌成為主流，也出現了一種新的整體方法，將益生菌與益生元結合，稱為合生元。益生菌為蝦腸道微生物群，以及在水質為有益的活生物體，而益生元是較不易消化的飼料添加劑，但益生元則能通過在蝦腸道中能刺激有益細菌生長。益生元已在養蝦農民中長期使用，現今合生元的提倡者主張這是一種低成本技術，卻具有更高的生產力和效率。
　　在養殖場應用合生元十分簡單，益生元通常可使用養殖場的米糠、益生菌、酵素、緩衝液等，共同於無菌淡水中發酵。在發酵完成後可直接投入養殖池或與飼料混和。結果顯示合生元的添加可以促進生長、改善FCR，並減少pH 值波動。FCR 較低時，合生元系統更容易管理，因未食用飼料中含的有機物負荷相對低，且不需要高速率換水，同時減少水質汙染。合生元如能確保水產養殖永續性將成為簡單且整體表現佳的有趣方案。

展望未來
　　長期存在的蝦病問題也促使蝦類水產養殖業者，無論是經濟上或環境上，都在尋求安全和永續性的解決方案。各式各樣養殖場的益生菌，在管理疾病、減少環境影響，以及提高產量方面皆為農民提供實質上的幫助。然而益生菌不是萬靈丹，許多細節仍然有很大程度的未知，目前正在進行許多研究和開發，我們只能期待益生菌變得更好、更有效。

參考來源:
[1] https://thefishsite.com/articles/how-to-use-probiotics-in-shrimp-farming-with-synbiotics-biofloc-semi-floc?fbclid=IwA
R34yp0u6jKbDjTV65r-qMG7RIg2FDenF53GsB88zKPDHFv805znBOWOFuM
[2] Riya R,, Adithya KK., Kiran GS., Selvin J., 2021. Healthy microbiome: a key to successful and sustainable shrimp
aquaculture. Rev Aquac 13:238-258.