殼聚糖在動物生產(chǎn)中的研究進(jìn)展

侯曉亮，葛艷琳

（黑龍江民族職業(yè)學(xué)院，哈爾濱 150081）

甲殼質(zhì)（Chitin）又稱甲殼素，是一種高分子產(chǎn)物，主要存在于甲殼類動物如蝦、蟹、昆蟲的外殼中，同時(shí)甲殼質(zhì)也大量存在于地球上低等植物（菌類、藻類）的細(xì)胞中以及高等植物的細(xì)胞壁中。自然界中數(shù)量最大的含氮天然有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)，其次就是甲殼質(zhì)。甲殼質(zhì)經(jīng)過深加工（脫去乙?；┛梢灾迫ぞ厶牵–hitosan），其在自然界中比較少見，大部分都是通過人工手段制取的。殼聚糖被譽(yù)為繼蛋白質(zhì)、糖、脂肪、維生素、礦物質(zhì)以外的“第六生命要素”，是目前自然界發(fā)現(xiàn)的唯一帶正電的陽性食物纖維。殼聚糖是一種具有良好發(fā)展前景的新型飼料添加劑，能夠調(diào)節(jié)脂肪代謝、增強(qiáng)免疫力，同時(shí)還有抗菌、抗病毒作用[1-2]。殼聚糖及其性質(zhì)與應(yīng)用已經(jīng)成為了一個(gè)炙手可熱的研究課題，其應(yīng)用前景廣闊。

1 殼聚糖結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

殼聚糖又稱為聚氨基葡萄糖，是由甲殼質(zhì)脫去乙?；蟮玫降漠a(chǎn)物，外觀為原白色或灰白色、無定形、半透明、有珠光色彩的片狀或粉狀固體，對生物體沒有毒害作用，不溶于水及堿溶液，可溶于稀鹽酸、硝酸等無機(jī)酸以及大多數(shù)有機(jī)酸。殼聚糖溶于酸性溶液后其主鏈會發(fā)生緩慢水解，分子中的氨基游離出來，由于氨基呈弱堿性并可與溶液中氫質(zhì)子相結(jié)合，因此使自身帶正電荷[3]。

2 殼聚糖的生物學(xué)作用

2.1 調(diào)節(jié)脂肪代謝

雞體脂肪含量過多是養(yǎng)雞業(yè)中一個(gè)普遍存在的問題，其會影響雞肉口感，降低雞肉的品質(zhì)，同時(shí)還會使飼料消耗量增大，提高養(yǎng)殖成本。試驗(yàn)證明，殼聚糖可以降低飼料中脂肪在肉雞回腸中的消化率，避免過多的脂肪被機(jī)體吸收利用。同時(shí)殼聚糖也可以使肉雞血液中、肌肉中膽固醇的含量下降。通過對其作用機(jī)理進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，組成殼聚糖的葡聚糖胺鏈存在銨離子，具有交換陰離子能力。殼聚糖帶正電，膽汁酸帶負(fù)電，兩者結(jié)合后排出體外，使部分膽汁酸不再被重吸收后進(jìn)入肝臟。膽囊中膽汁酸變少，促使機(jī)體生成膽汁酸對其進(jìn)行補(bǔ)充，血液和肌肉中的膽固醇生成膽汁酸，增加其在膽囊中的貯備。血液中和肌肉中的膽固醇被大量消耗，其濃度相應(yīng)降低。膽汁酸與殼聚糖結(jié)合后排出體外，參與乳化飼料中脂肪的膽汁酸減少，未被乳化的脂肪被機(jī)體利用率下降，從而使血液中甘油三酯含量降低[4-5]。

2.2 抗菌抑菌作用

殼聚糖及其衍生物具有抗菌抑菌的作用。殼聚糖分子的聚合分子結(jié)構(gòu)及所帶的正電荷可與細(xì)菌表面的莢膜及鞭毛吸附凝集，破壞胞膜的代謝，抑制病原菌增殖。抑菌試驗(yàn)證明，殼聚糖對枯草桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等多種細(xì)菌有抑制作用。通過殼聚糖對攻毒大腸桿菌雞（7日齡）保護(hù)率的研究發(fā)現(xiàn)，攻毒劑量為1012個(gè)·mL-1時(shí)，殼聚糖200mg·kg-1組的保護(hù)率高，說明殼聚糖具有較明顯的保護(hù)作用，因此在肉仔雞飼料中添加適量的殼聚糖不但可以有效抑制飼料中微生物繁殖、防止飼料變質(zhì)，而且可以提高仔雞的免疫力和抗病力[6]。

2.3 增強(qiáng)免疫力

殼聚糖可以增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。殼聚糖能使小鼠脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)明顯增高；增強(qiáng)體液與細(xì)胞免疫，增強(qiáng)單核巨噬細(xì)胞功能以及自然殺傷細(xì)胞活性；提高脾臟抗體生成細(xì)胞的能力，增強(qiáng)刀豆蛋白A誘導(dǎo)的淋巴細(xì)胞增殖，增強(qiáng)T淋巴細(xì)胞免疫功能[7]。史春路在黃顆魚餌料中添加不同比例的殼聚糖，試驗(yàn)結(jié)果表明，飼料中添加殼聚糖5和10 g·kg-1，對黃顆魚的生長和非特異性免疫機(jī)能都具有促進(jìn)作用[8]。楊正平在肉雞日糧中添加殼聚糖0、50、100、150mg·kg-1，結(jié)果表明，顯著提高了肉雞42 d的脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)（P＜0.05），并隨劑量的增加效果尤為明顯。殼聚糖對21 d肉雞的淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率并無影響（P＞0.05），但到42 d時(shí)差異趨于顯著水平（P=0.094），并提高了21 d肉雞血清IgA和42 d的IgA、IgG水平（P=0.059，P=0.092），殼聚糖對血清中IL-2、INF-γ并無顯著影響（P＞0.05），但卻提高了血清中IL-4水平，并降低了TNF-α濃度，說明殼聚糖主要通過影響Th2細(xì)胞因子的濃度發(fā)揮其免疫調(diào)控作用的[9]。

2.4 抑制腫瘤活性

臨床試驗(yàn)證明，經(jīng)灌胃途徑給予殼聚糖制劑0.4%，可以延緩病患腹水瘤生長，殼聚糖制劑可以抑制小鼠實(shí)體瘤S180生長。殼聚糖抑制腫瘤的作用機(jī)理主要是其可以提高巨噬細(xì)胞的活性，其能提高NK細(xì)胞活性400%～500%，提高人間變性淋巴瘤激酶（ALK）功能300%，同時(shí)殼聚糖可以在血管細(xì)胞表面附著，抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[7]。

2.5 其他作用

殼聚糖分子由于自身的弱堿性，可以結(jié)合酸性物質(zhì)，因此其具有中和胃酸、保護(hù)胃黏膜的功能。

干乳清中含乳糖70%、蛋白質(zhì)13%、脂肪1%、礦物質(zhì)8%（以鈣和磷為主），乳糖的代謝主要靠雙歧桿菌。甲殼質(zhì)被攝入體內(nèi)后可以作為雙歧因子的前體，可以提高乳糖干酪乳清在消化道內(nèi)的消化率，促進(jìn)機(jī)體對乳清吸收利用。

殼聚糖具有止痛、止血、促進(jìn)傷口愈合、抗炎和排毒等作用。殼聚糖對傷口疼痛有很好的舒緩作用，主要是由于吸收了乙酸在發(fā)炎部位釋放出來的質(zhì)子。殼聚糖具有止血作用，并能促進(jìn)凝血和血栓的形成。殼聚糖有促進(jìn)傷口愈合的作用，主要是由于其能與滲血和組織液形成致密的痂塊，保護(hù)創(chuàng)口，使創(chuàng)傷在癡下愈合。此外，殼聚糖還帶有弱堿性，其表面的Zeta電勢不是很高的正值，不會對周圍的組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激作用性。殼聚糖可以通過有機(jī)吸附促使肝臟及腸道內(nèi)毒素隨之排出體外，減輕肝臟的負(fù)荷，從而強(qiáng)化和保護(hù)肝臟。

3 殼聚糖在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 殼聚糖在家禽家畜生產(chǎn)中的應(yīng)用

肉雞食用添加甲殼質(zhì)0.5%的飼料比不添加增重12%，并且食用飼料總量減少。肉雞食用按每千克體重添加殼聚糖1.3 g的高膽固醇飼料后，血液中膽固醇、游離脂肪酸、甘油三酯含量提高受到抑制。蛋公雛食用添加殼聚糖5%的高脂日糧或玉米—豆粕型基礎(chǔ)日糧，脂肪吸收率下降，腹脂量減少，血液中甘油三酯濃度較對照組降低。肉仔雞食用添加殼聚糖3%的日糧，試驗(yàn)的第2周開始，與對照組相比較，仔雞采食量明顯下降，體重減輕，飼料轉(zhuǎn)化率升高；脂肪消化率減少近30%，盲腸的短鏈脂肪酸濃度降低；血液總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇含量下降，總膽固醇含量與高密度脂蛋白膽固醇的比值增大。試驗(yàn)結(jié)果說明，殼聚糖能使脂肪吸收受阻，同時(shí)表明了殼聚糖的抗微生物活性。朱立賢等試驗(yàn)表明在肉雞日糧中添加殼聚糖2%，試驗(yàn)組40、50日齡時(shí)血清膽固醇含量分別比對照組低15.22、43.06mL·dL-1，與對照組相比，前者差異顯著（P＜0.05），后者差異極顯著（P＜0.0l）；腿肌、胸肌膽固醇含量分別比對照組降低了5.08%和4.96%，在蛋雞基礎(chǔ)日糧中添加殼聚糖4%，蛋黃中膽固醇含量比對照組降低9.13%；血清膽固醇含量極顯著低于對照組（P＜0.01），比對照組降低22.17mL·dL-1[1]。劉海英等在艾維茵肉雞日糧中添加殼聚糖0.5%、1%、2%、3%和4%，結(jié)果表明，添加殼聚糖可降低血清總膽固醇、甘油三脂和總脂含量，在達(dá)到降脂的同時(shí)不影響生長，并可提高飼料報(bào)酬，添加量以2%為最佳[10]。郝剛在愛拔益加（AA）肉仔雞日糧中添加不同比例的殼聚糖，結(jié)果表明，添加殼聚糖不同程度地降低了能量、蛋白質(zhì)、鈣和磷的表觀利用率，殼聚糖各組間差異不顯著（P＞0.05）[11]。在飼料中添加一定劑量的殼聚糖可以降低肉用鵪鶉對脂肪吸收，提高其免疫力，使血液中甲狀腺激素水平發(fā)生明顯變化。生長豬研究中發(fā)現(xiàn)，食用添加甲殼質(zhì)0.5%的飼料，生長豬可提高日增重5.4%～10.2%，節(jié)省飼料用量3%～14.4%[12]。

3.2 殼聚糖在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，正常鰻食用添加甲殼質(zhì)的飼料，體色有光澤，生長速度明顯提高，僵鰻食用添加甲殼質(zhì)的飼料，7 d后活動能力明顯增加，18 d后體表顏色變好，待僵鰻蘇醒后繼續(xù)使用上述飼料，其日增重比對照組提高350%～480%；使用添加甲殼質(zhì)飼料的正常鰻、僵鰻餌料系數(shù)分別降低26.47%、69.28%。使用甲殼質(zhì)添加劑可以明顯提高河蟹的體長體重及產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益50%～60%。食用添加甲殼胺制劑的餌料，真稠幼魚增重效果明顯，增重接近30%。養(yǎng)殖對蝦時(shí)添加魚康素脫乙酰聚糖胺經(jīng)活化處理后與稀土元素的復(fù)合物，對蝦生長率大幅度提高，其生長率比對照組提高90%。殼聚糖抗菌效果顯著，微量殼聚糖即可起到抑制氣單胞菌生長的作用[13]。陸清兒等在三角魴飼糧中分別添加了殼聚糖、殼聚糖復(fù)合物A和殼聚糖復(fù)合物B，結(jié)果表明，三角魴平均體增重分別提高15.91%、19.19%和21.65%（P＜0.01），飼料系數(shù)分別下降13.85%、16.41%和17.95%（P＜0.01），提高了成活率[14]。

4 小結(jié)

殼聚糖由于其可開發(fā)產(chǎn)量高、在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中良好的效果及其良好的發(fā)展前景，被認(rèn)為是一種新型的無毒無害而環(huán)保的飼料添加劑。我國擁有豐富的甲殼質(zhì)資源，對于生產(chǎn)殼聚糖有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢條件。同時(shí)我國也擁有巨大的甲殼質(zhì)與殼聚糖產(chǎn)品市場。因此加強(qiáng)甲殼質(zhì)、殼聚糖產(chǎn)品的開發(fā)與研究，充分利用自然資源，必將帶動甲殼質(zhì)、殼聚糖產(chǎn)品的應(yīng)用，創(chuàng)造可觀的社會、經(jīng)濟(jì)及產(chǎn)業(yè)效益。

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