红茶粉及其发酵产物对Cherax quadricarinatus生长性能、抗氧化能力和肠道微生物群的影响

《Frontiers in Marine Science》：Response of black tea powder and its fermentation products on growth performance, antioxidant capacity, and gut microbiota of Cherax quadricarinatus

螳螂虾饲料中添加黑茶粉末（BTP）及其与益生菌混合发酵产物（TPMFP）对生长性能、抗氧化能力及肠道菌群的影响。结果显示，BTP在1%-2%添加量时显著提升体重、壳长和肌肉蛋白含量，但超过3%则产生负面影响；TPMFP组在肌肉蛋白含量和抗氧化酶活性方面表现最佳。肠道菌群分析表明，Proteobacteria占比超过70%，且与抗氧化酶活性呈正相关，而Fusobacteria和Tenericutes的增多与肌肉脂质代谢相关。研究证实茶类添加剂可作为抗生素替代品，但需控制添加量以避免微生物失衡。

　　本研究聚焦于水产养殖中抗生素滥用引发的健康与环境问题，探索茶叶衍生添加剂作为抗生素替代品的潜力。随着全球人口持续增长，水产养殖在保障食品安全方面扮演着越来越重要的角色。特别是在亚洲地区，对虾养殖业已成为推动经济和就业的重要产业。然而，随着养殖密度的提高，疾病发生率也随之上升，而抗生素的广泛使用不仅导致了抗药性问题，还对生态环境造成了污染。因此，寻找可持续的替代方案成为当前水产养殖领域的重要课题。

在这一背景下，茶叶中的天然化合物因其多种生物活性而受到关注。茶叶富含多酚类物质，这些物质具有抗氧化、抗炎、抗菌等多种功能，能够提升免疫力、改善消化功能、调节肠道菌群结构等。这些特性使得茶叶成为一种理想的天然饲料添加剂，有助于解决传统饲料中存在的抗营养因子、口感差和消化率低等问题。此外，茶叶中的某些成分还能够通过调节肠道微生物群，间接改善宿主的健康状况，减少疾病风险。

本研究以黑茶粉（BTP）及其与益生菌混合发酵产物（TPMFP）为研究对象，探讨它们对对虾（*Cherax quadricarinatus*）的生长性能、抗氧化能力及肠道微生物群的影响。实验中，对虾被分为多个实验组，分别以不同浓度的BTP或TPMFP作为饲料添加剂进行饲养，观察其生长指标、肌肉蛋白含量、脂质水平以及肝胰腺中的抗氧化酶活性。同时，通过对肠道微生物群的分析，评估这些添加剂对微生物组成和功能的影响。

实验结果显示，适量添加BTP（≤2%）能够显著提高对虾的体重、甲壳长度和肌肉蛋白含量，但当添加量超过3%时，这些指标反而出现下降趋势。这表明BTP在低浓度时对对虾具有促进生长的作用，而高浓度则可能产生负面影响。与此同时，BTP的添加显著降低了肌肉中的总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）含量，同时提高了高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平。这说明茶叶可能在调节脂质代谢方面具有积极作用，有助于改善对虾的营养状况和健康状态。

相比之下，TPMFP组的表现更为优异，不仅在肌肉蛋白含量方面达到最高水平，还在肝胰腺中显著提高了超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）和碱性磷酸酶（AKP）的活性，表明其在增强抗氧化能力方面具有更强的效果。此外，TPMFP显著提升了肠道微生物群的α多样性指数，包括丰富度和均匀度，说明其能够促进微生物群的多样性，从而有利于肠道生态平衡。

通过对肠道微生物群的分析发现，BTP的添加会引发微生物组成的变化，其中变形菌门（Proteobacteria）的丰度随着BTP浓度的增加而显著上升，最终在A2至A6组中达到超过70%的水平。这表明BTP可能对变形菌门的某些菌群具有促进作用，但同时也可能影响其他菌群的稳定性。此外，福氏菌门（Fusobacteria）和厚壁菌门（Tenericutes）的丰度在BTP添加量增加时呈现下降趋势，而拟杆菌门（Bacteroidetes）则表现出上升趋势。这些结果表明，BTP对肠道菌群的影响具有剂量依赖性，可能在低剂量时促进有益菌群的生长，而在高剂量时可能导致菌群失衡，增加潜在致病菌的风险。

TPMFP则在一定程度上缓解了这种失衡现象，其不仅提高了α多样性指数，还通过促进有益菌群的生长，增强了微生物群的功能性。例如，TPMFP组的肠道微生物群中，某些菌群如拟杆菌纲（Clostridia）、α变形菌纲（Alphaproteobacteria）和黄单胞菌纲（Xanthomonadales）的丰度显著高于其他组，这些菌群在促进肠道代谢吸收、抗炎、抗氧化和免疫调节方面具有重要作用。此外，研究还发现，TPMFP能够有效降低肠道中某些潜在致病菌的丰度，从而有助于维持肠道健康。

在微生物与抗氧化功能之间的关联性分析中，研究发现变形菌门的丰度与SOD和GSH-PX的活性呈显著正相关，而福氏菌门和厚壁菌门则与抗氧化酶活性呈负相关。这表明，肠道微生物群的组成变化可能直接影响宿主的抗氧化能力，从而影响其整体健康状况。进一步的分析还显示，某些特定菌群如拟杆菌目（Bacteroidales）可能在调节肝胰腺的抗氧化能力方面发挥关键作用，这为理解微生物与宿主之间的相互作用提供了新的视角。

本研究还通过Mantel检验，确认了肠道微生物群与肌肉蛋白、脂质含量及肝胰腺抗氧化酶活性之间的显著关联。这一发现不仅揭示了微生物群与宿主生理状态之间的紧密联系，还为开发基于微生物群调控的水产饲料添加剂提供了理论依据。此外，研究还指出，BTP在低剂量时对对虾的生长和脂质代谢具有积极影响，但高剂量可能带来负面效果，因此在实际应用中需要合理控制添加比例。

在功能注释分析中，研究进一步揭示了不同剂量BTP对肠道微生物群功能的影响。例如，BTP 2%组在化学异养、发酵和硝酸盐还原等功能方面表现出较高的注释值，而BTP≥5%组则在寄生虫/共生菌、病原菌和铁呼吸等功能方面显著增加。这表明，随着BTP添加量的增加，肠道微生物群的功能性可能发生转变，可能从有益功能转向潜在的致病性或代谢紊乱。因此，在未来的研究中，需要进一步探讨高剂量BTP对微生物群的影响，特别是其是否会导致肠道菌群失调，以及这种失调对对虾健康和生长的潜在风险。

此外，研究还发现，TPMFP在促进肠道微生物多样性方面具有显著优势，这可能与其发酵过程中益生菌的作用有关。益生菌能够通过调节肠道环境，促进有益菌群的生长，同时抑制有害菌的繁殖，从而维持肠道生态平衡。这为TPMFP在水产饲料中的应用提供了支持，表明其不仅能够提升对虾的生长性能，还能改善其抗氧化能力和肠道健康。

总体而言，本研究为水产养殖中使用茶叶衍生添加剂替代抗生素提供了重要的科学依据。通过系统分析BTP和TPMFP对对虾生长、抗氧化能力和肠道微生物群的影响，研究揭示了这些天然添加剂在改善对虾健康和提高养殖效率方面的潜力。然而，研究也指出，高剂量的BTP可能带来负面影响，因此在实际应用中需要谨慎控制添加量，以确保其对宿主的益处最大化。此外，未来的研究应进一步探索茶叶添加剂在不同养殖环境下的适用性，以及其对微生物群和宿主健康之间的长期影响。通过深入研究茶叶及其发酵产物的作用机制，有望为可持续水产养殖提供更加安全和高效的解决方案。