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为探究黄芪（Astragalus membranaceus）经植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）发酵后的成分变化及对鲤鱼（Cyprinus carpio）的影响，研究人员开展相关研究。结果显示，发酵提升了鲤鱼生长性能等。该研究为水产养殖提供新思路。
在全球对水产品需求日益增长的当下，可持续水产养殖变得至关重要。寻找新型饲料添加剂以替代抗生素，成为保障鱼类健康和保护环境的关键。黄芪，作为一种传统中药，具有免疫调节、抗氧化等多种功效，在畜牧业中已被广泛用于增强动物免疫力和减少抗生素使用。然而，传统中药的有效性依赖于复杂的提取过程和肠道细菌的代谢。随着现代生物技术的发展，微生物发酵有望增强中药的生物活性。在此背景下，河南农业大学的研究人员开展了一项研究，旨在揭示黄芪经植物乳杆菌发酵后的代谢转变，以及这种发酵产物对鲤鱼生长和肠道健康的影响。该研究成果发表在《Aquaculture Reports》上，为水产养殖领域提供了新的见解和方向。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先是代谢组学技术，通过 UPLC - ESI - MS/MS 分析未发酵和发酵黄芪的代谢物，鉴定并注释代谢物，找出差异代谢物，以探究发酵对黄芪成分的影响。其次，利用 16S rRNA 基因测序分析鲤鱼肠道微生物群的组成。此外，还采用了多种生化分析方法，如测定抗氧化酶活性、分析肌肉营养成分、检测消化酶活性以及进行基因表达分析等，从多个层面评估发酵黄芪对鲤鱼的影响。
黄芪发酵前后的代谢组学分析
研究人员通过代谢组学分析发现，发酵后的黄芪（FA）与未发酵的黄芪（UA）在代谢物上存在显著差异。主成分分析（PCA）显示，二者在第一、第二和第三主成分上均有差异，表明发酵改变了黄芪水提取物的化学成分。共鉴定并注释了 1816 种代谢物，分为 12 类。通过层次聚类分析（HCA）和正交偏最小二乘法判别分析（OPLS - DA），确定了 339 种差异代谢物，这些差异代谢物主要涉及核苷酸代谢、苯丙烷生物合成等代谢途径。在差异代谢物中，N - 乙酰 - L - 蛋氨酸、甲羟戊酸（MVA）等多种物质在发酵后含量显著增加，这些物质在促进生长、增强免疫力等方面具有重要作用。
发酵黄芪对鲤鱼生长和抗氧化能力的影响
实验将 180 尾鲤鱼分为三组，分别投喂基础饲料（对照组）、添加 1‰发酵黄芪水溶液（FAAS）的饲料和添加 1‰发酵黄芪原液（FASS）的饲料。八周后发现，FAAS 和 FASS 组鲤鱼的最终体重、增重率和特定生长率均显著高于对照组，饲料转化率显著降低。同时，这两组鲤鱼肝脏和肠道中的过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH - Px）活性显著升高，丙二醛（MDA）含量显著降低，表明发酵黄芪能增强鲤鱼的生长性能和组织抗氧化能力。
发酵黄芪对鲤鱼肌肉营养成分的影响
对鲤鱼肌肉营养成分的分析表明，不同处理组间存在显著差异。FASS 组的粗蛋白含量最高，FAAS 和 FASS 组的粗脂肪含量显著高于对照组，FAAS 组的灰分含量最高，FASS 组的水分含量显著高于其他两组。此外，FAAS 或 FASS 投喂还提高了鲤鱼肌肉中饱和、单不饱和和多不饱和脂肪酸的水平，降低了 n - 6/n - 3 多不饱和脂肪酸（PUFA）的比例，虽然这些变化未达到统计学显著水平，但显示出发酵黄芪对鲤鱼肌肉营养成分的积极影响。
发酵黄芪对鲤鱼肠道微生物群的影响
16S 测序结果显示，FAAS 和 FASS 能改变鲤鱼肠道微生物群的结构。FAAS 显著增加了 Simpson 指数，表明其提高了微生物群落的多样性。在门水平上，FAAS 和 FASS 均增加了绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）的相对丰度，降低了梭杆菌门（Fusobacteria）和柔膜菌门（Tenericutes）的相对丰度。在属水平上，FAAS 和 FASS 也引起了一些属的丰度变化，如红杆菌属（Rhodobacter）、希瓦氏菌属（Shewanella）等，这些变化有助于改善肠道健康和营养消化吸收。
发酵黄芪对鲤鱼肠道消化酶活性和相关基因表达的影响
与对照组相比，FAAS 和 FASS 组鲤鱼肠道中的淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶活性显著增加，表明发酵黄芪能促进肠道对营养物质的吸收。同时，FAAS 和 FASS 组显著上调了紧密连接相关基因（zo - 1、occludin、claudin - 1、claudin - 3和claudin - 7）的表达，增强了肠道屏障功能。此外，FAAS 和 FASS 还抑制了促炎细胞因子（IL - 1β、IL - 6、IL - 8 和 TNF - α）的表达，增强了抗炎细胞因子（IL - 10 和 TGF - β）的表达，有助于维持肠道免疫平衡。
研究结论表明，发酵能够增加黄芪中促进生长、增强免疫力和提高抗氧化能力的代谢物含量。在鲤鱼饲料中添加发酵黄芪制剂，可有效提高鲤鱼的生长性能，增强组织抗氧化能力，改善肌肉营养成分，优化肠道微生物群组成，提升消化酶活性和肠道屏障功能。这一研究成果为水产养殖中利用发酵中药替代抗生素提供了理论依据和实践指导，对推动可持续水产养殖发展具有重要意义。它不仅有助于提高鱼类的健康水平和生产性能，还能减少抗生素的使用，降低对环境的影响，为水产养殖业的绿色发展开辟了新途径。
