水產(chǎn)前沿：您最初是如何關(guān)注到益生菌代謝產(chǎn)物這一研究領(lǐng)域的呢？又是在何時(shí)正式開啟了相關(guān)研究工作？

　　田娟：追溯至2006年，我在碩士畢業(yè)論文階段即對(duì)草魚養(yǎng)殖中的細(xì)菌性疾病，特別是腸炎問題深感困擾，當(dāng)時(shí)主要依賴抗生素治療。2014年，成為母親后，寶寶腹瀉時(shí)使用的活菌制劑（如媽咪愛，含乳酸桿菌、糞腸球菌等）的顯著療效啟發(fā)了我，讓我思考其在草魚腸炎治療上的應(yīng)用潛力，2015年我嘗試將活菌制劑添加至草魚飼料中并取得初步成效。然而，2016年我發(fā)現(xiàn)當(dāng)飼料加工工藝由低溫生產(chǎn)轉(zhuǎn)為高溫高壓膨化后，活菌制劑失效。這促使我探索保留菌活性物質(zhì)的方法。2019年畜禽養(yǎng)殖禁抗政策的實(shí)施及后生元概念的興起，讓我意識(shí)到細(xì)菌代謝產(chǎn)物可能對(duì)改善腸道健康有益，于是自2020年起，我們團(tuán)隊(duì)開始重點(diǎn)研究益生菌代謝產(chǎn)物。

　　水產(chǎn)前沿：您認(rèn)為腸道健康具體指的是什么？評(píng)價(jià)腸道健康的標(biāo)準(zhǔn)又有哪些？此外，腸道健康與肝臟健康之間存在怎樣的關(guān)聯(lián)和區(qū)別？

　　田娟：腸道健康涵蓋多個(gè)方面，主要包括腸道黏膜結(jié)構(gòu)的完整性，以確保有效的消化吸收和屏障功能；腸道內(nèi)微生態(tài)系統(tǒng)的平衡，維持共生菌種類數(shù)量的穩(wěn)定；腸道免疫系統(tǒng)功能的完善，能夠殺滅抑制病原體；以及腸道內(nèi)多種化學(xué)組分如消化酶、溶菌酶等的穩(wěn)定。從營養(yǎng)學(xué)角度看，評(píng)價(jià)腸道健康的標(biāo)準(zhǔn)涉及消化、吸收、代謝、免疫、內(nèi)分泌和解毒等生理功能。腸道與肝臟通過腸-肝軸緊密相連，腸道的四大屏障功能（生物屏障、機(jī)械屏障、黏膜屏障、免疫屏障）在維護(hù)腸道健康中起著關(guān)鍵作用，這些屏障功能可能是腸道區(qū)別于肝臟的主要方面，也是確保肝臟健康的重要因素。

　　水產(chǎn)前沿：相較于益生菌活菌，益生菌代謝產(chǎn)物帶來了哪些顯著的優(yōu)勢？

　　田娟：我們深知活菌的重要性，因?yàn)樗�是代謝產(chǎn)物形成的基石，正如優(yōu)質(zhì)的種子能孕育出豐碩的果實(shí)，性能卓越的益生菌是生產(chǎn)高效后生元的前提。然而，鑒于水產(chǎn)動(dòng)物腸道結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，且飼料加工過程中需承受高溫高壓高剪切力，我們認(rèn)為益生菌代謝產(chǎn)物能夠直接發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，更適合腸道較短的水產(chǎn)動(dòng)物。這些代謝產(chǎn)物具備抗逆性強(qiáng)（如耐酸、耐熱、耐抗生素等）、使用方便、易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸、不會(huì)污染生產(chǎn)線、無細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)以及活性成分多樣且協(xié)同作用顯著等優(yōu)勢。

　　水產(chǎn)前沿：您的研究發(fā)現(xiàn)了哪些特定的益生菌代謝產(chǎn)物能夠明顯增進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的腸道健康？其作用機(jī)理主要包括哪些方面？

　　田娟：目前，我們團(tuán)隊(duì)專注于研究植物乳桿菌、丁酸梭菌和酵母等益生菌的代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)它們能顯著促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物的腸道健康。這些代謝產(chǎn)物通過多重機(jī)制發(fā)揮作用：調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，增強(qiáng)腸上皮機(jī)械屏障功能，抑制促炎因子表達(dá)以調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，促進(jìn)腸道營養(yǎng)吸收，以及通過神經(jīng)系統(tǒng)合成神經(jīng)遞質(zhì)影響食欲和情緒等。這些機(jī)制協(xié)同作用，使得益生菌代謝產(chǎn)物成為改善和維持水產(chǎn)動(dòng)物腸道健康的有效營養(yǎng)策略。

　　水產(chǎn)前沿：近年來，水產(chǎn)動(dòng)物頻繁遭受多種細(xì)菌性疾病的侵?jǐn)_。益生菌代謝產(chǎn)物是如何調(diào)節(jié)水產(chǎn)動(dòng)物的免疫反應(yīng)，從而提升其對(duì)抗細(xì)菌性疾病的能力？

　　田娟：益生菌代謝產(chǎn)物主要通過三方面機(jī)制增強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物的抗菌能力。一是益生菌菌體成分如肽聚糖和壁磷壁酸，它們有助于維持細(xì)胞形態(tài)，調(diào)節(jié)細(xì)菌定植和粘附，從而抑制致病菌的定植。二是代謝產(chǎn)物中的細(xì)菌素和有機(jī)酸（如短鏈脂肪酸、乳酸等），這些成分具有強(qiáng)效的殺菌或抑菌活性，并能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞反應(yīng)和改善腸道微生態(tài)環(huán)境來增強(qiáng)腸道屏障功能及黏膜免疫。三是代謝產(chǎn)物中的生物活性化合物，它們可能間接調(diào)節(jié)腸道免疫，刺激抗菌肽和粘蛋白的產(chǎn)生，為共生菌群提供粘附位點(diǎn)和營養(yǎng)，共同塑造菌群的穩(wěn)定性和組成，同時(shí)促進(jìn)有益化學(xué)物質(zhì)的分泌來維持腸道健康，從而恢復(fù)體內(nèi)平衡并預(yù)防或緩解菌群失調(diào)相關(guān)疾病。

　　水產(chǎn)前沿：在轉(zhuǎn)料期，如大口黑鱸常出現(xiàn)拖便、腸炎等問題，益生菌代謝產(chǎn)物在防治腸炎方面發(fā)揮了哪些作用？

　　田娟：益生菌代謝產(chǎn)物在防治腸炎方面展現(xiàn)出了顯著的效果，主要是通過修復(fù)腸道屏障功能并促進(jìn)受損黏膜的自我修復(fù)來實(shí)現(xiàn)的。如前所述，腸道具有四重屏障的保護(hù)作用，而潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)生與腸黏膜表面的菌膜屏障消失密切相關(guān)。當(dāng)炎癥潰瘍面直接暴露于腸道時(shí)，會(huì)受到細(xì)菌、病毒、寄生蟲、病原體等微生物的侵襲，同時(shí)還會(huì)受到毒素的刺激、腸內(nèi)自由基的攻擊以及糞便的摩擦，這使得受損的腸黏膜難以愈合，長此以往甚至可能引發(fā)癌變。幸運(yùn)的是，益生菌代謝產(chǎn)物中的丁酸可以直接為腸細(xì)胞提供能量，而乙酸則可以轉(zhuǎn)化為丁酸為腸道供能，這些都有助于受損黏膜的修復(fù)和腸道屏障功能的重建。此外，代謝產(chǎn)物中的短鏈脂肪酸還具有顯著的抗炎作用，能夠抑制促炎細(xì)胞因子的釋放，如腫瘤壞死因子和白介素，從而進(jìn)一步維護(hù)腸道健康。

　　水產(chǎn)前沿：在將益生菌代謝產(chǎn)物的研究成果轉(zhuǎn)化為水產(chǎn)飼料添加劑或者動(dòng)保產(chǎn)品時(shí)，您遇到了哪些挑戰(zhàn)和困難？又是如何克服這些難題的？

　　田娟：在益生菌代謝產(chǎn)物的應(yīng)用過程中，我們面臨諸多挑戰(zhàn)，包括成分復(fù)雜難以確定主要作用物質(zhì)、生產(chǎn)受環(huán)境因素影響大導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量體系難以建立、以及添加劑量受多種養(yǎng)殖因素影響而難以統(tǒng)一。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，我們采取了一系列措施：在細(xì)胞活力最強(qiáng)、抑菌性能最佳時(shí)通過生理干燥保留生物活性物質(zhì)，精確控制發(fā)酵參數(shù)如初始菌數(shù)、時(shí)長和溫度，采用高精度溫控系統(tǒng)和無級(jí)變頻霧化噴頭確保產(chǎn)物品質(zhì)均勻穩(wěn)定，使用食品級(jí)（316）不銹鋼材質(zhì)和閉環(huán)生產(chǎn)設(shè)計(jì)保障產(chǎn)品優(yōu)秀品質(zhì)，并通過氣相色譜、血球計(jì)數(shù)和總酸度測定等方法進(jìn)行隨時(shí)抽檢，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。

　　水產(chǎn)前沿：對(duì)于在益生菌代謝產(chǎn)物研究領(lǐng)域，未來您有哪些新的研究思路和研究方向？

　　田娟：在益生菌代謝產(chǎn)物研究領(lǐng)域，未來的研究思路應(yīng)聚焦于利用系統(tǒng)生物學(xué)方法全面解析代謝網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建代謝產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫，并通過功能導(dǎo)向篩選和基因編輯技術(shù)提高特定產(chǎn)物產(chǎn)量。跨學(xué)科合作，特別是與微生物學(xué)、食品科學(xué)、藥理學(xué)、免疫學(xué)等領(lǐng)域的專家協(xié)作，結(jié)合人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，將助力探索代謝產(chǎn)物的多功能應(yīng)用。同時(shí)，安全性評(píng)估與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)不可或缺，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和功效。研究方向上，應(yīng)致力于新型活性成分的開發(fā)，揭示其作用機(jī)制，并利用代謝產(chǎn)物改善飼料品質(zhì)。此外，深入理解益生菌代謝產(chǎn)物對(duì)腸道微生態(tài)的調(diào)控作用，開發(fā)人工菌株和納米載體系統(tǒng)，分析市場前景，將為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。未來研究需兼顧基礎(chǔ)科學(xué)認(rèn)知與實(shí)用轉(zhuǎn)化價(jià)值。