殼聚糖在飼料工業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

袁悅　董雙雙　馮文佩　樊倩文　陳婉茹

（陜西理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院陜西漢中723000）

殼聚糖在飼料工業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

袁悅董雙雙馮文佩樊倩文陳婉茹

（陜西理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院陜西漢中723000）

殼聚糖是天然的飼料添加劑，具有促生長、降低膽固醇、抑菌抗病毒、提高動物機(jī)體免疫力等功能，本文綜述了殼聚糖在禽畜及水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中的應(yīng)用效果，對殼聚糖在飼料工業(yè)中未來的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

殼聚糖；家禽；家畜；水產(chǎn)養(yǎng)殖；飼料

前言

抗生素在飼料中具有很長的使用歷史，其促生長作用已經(jīng)被大量的飼養(yǎng)實驗證明，同時抗生素還能提高飼料轉(zhuǎn)化率，提高日增重等作用，促進(jìn)了畜牧業(yè)的發(fā)展，顯著降低了養(yǎng)殖成本。但是隨著抗生素在飼料中肆意濫用，出現(xiàn)藥物殘留及耐藥菌株的產(chǎn)生、環(huán)境污染等一系列問題。長期過量使用抗生素會使動物機(jī)體免疫力下降，畜禽體內(nèi)殘留的有害成分被人體吸收后會引發(fā)肝、腎、脾、肺等組織器官的病變，嚴(yán)重影響人們的身體健康。在歐洲抗生素已經(jīng)被禁止使用，很多國家也意識到了抗生素的危害，正在努力的尋找能夠完全代替抗生素的綠色飼料添加劑。中草藥添加劑、酶制劑、微生物制劑等都是很被看好的抗生素替代產(chǎn)品，但是存在成本高，制備工藝復(fù)雜且困難等問題很難在飼料中廣泛使用，因此還需另辟蹊徑，從飼養(yǎng)效果和成本等方面來篩選更合適的天然綠色添加劑。

殼聚糖是由甲殼素脫乙酰得到的不同分子量的天然高分子化合物。甲殼素廣泛存在于蝦、蟹等甲殼動物的殼中，昆蟲及真菌細(xì)胞壁中也有大量的甲殼素，每年產(chǎn)量高達(dá)十億噸之多，是一種資源豐富的自然資源。殼聚糖由于無毒、易降解等特性已經(jīng)在食品、醫(yī)藥、化妝品、化工、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在飼料工業(yè)中，殼聚糖以其促生長、提高飼料利用率和機(jī)體免疫抵抗力、調(diào)節(jié)膽固醇、改善禽畜及水產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)等多種生理作用而被重視，成為代替抗生素目前最適宜的候選者，在飼料工業(yè)中具有很好的發(fā)展前景。本文就殼聚糖在動物飼養(yǎng)中的應(yīng)用做一綜述，旨在為殼聚糖在飼料工業(yè)中的廣泛應(yīng)用提供參考。

1、在家禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

殼聚糖在雞、鴨、鵝、鵪鶉等家禽飼養(yǎng)都具有很好的效果，其中雞的飼養(yǎng)研究相對較多。殼聚糖可食用、可抗菌、增強(qiáng)免疫功能、安全無毒，加入到AA肉仔雞基礎(chǔ)日糧中能顯著降低脂肪和鈣代謝率，同時還能降低血清膽固醇和甘油三酯水平。殼聚糖的促生長作用原理表現(xiàn)在其可改善肉仔雞腸道內(nèi)環(huán)境，促進(jìn)小腸絨毛的生長發(fā)育，加強(qiáng)小腸的吸收功能，從而促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，表現(xiàn)出很好的促生長效果，然而高劑量的殼聚糖對生長性能具有不良影響，這可能與肉仔雞對脂肪的吸收下降和鈣磷代謝發(fā)生改變有關(guān)。殼聚糖對四種雞常見病原菌（雞大腸桿菌、雞白痢沙門氏桿菌、金黃色葡萄球菌、禽多殺性巴氏桿菌）均具有抑制作用。同一脫乙酰度殼聚糖的抑菌效果隨著殼聚糖濃度的增大而增強(qiáng)，在雞飼料中添加2%至2.5%時抑菌效果達(dá)到最佳，對禽多殺性巴氏桿菌的抑菌效果最好，殼聚糖的抑菌效果還與脫乙酰度息息相關(guān)，脫乙酰度高的殼聚糖抑菌效果好于脫乙酰度低的殼聚糖。殼聚糖能提高T淋巴細(xì)胞比率，且隨殼聚糖添加量的增大，1～21日齡肉仔雞血清免疫球蛋白和HI抗體水平隨殼聚糖添加量的增加而增加，表現(xiàn)出很好的免疫抗病能力。

史彬林在研究中發(fā)現(xiàn)高劑量的殼聚糖（0.50%）可明顯提高肉仔雞的新城疫（ND）抗體滴度，增強(qiáng)體液免疫功能，提高吞噬指數(shù)、淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率、脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)；日糧中添加殼聚糖可使盲腸內(nèi)容物中乳酸桿菌數(shù)升高（0.05%殼聚糖組最高），改善腸道微生態(tài)環(huán)境，還對肉仔雞免疫應(yīng)激具有一定的緩解作用。在體外條件下殼聚糖可以促進(jìn)脾淋巴細(xì)胞免疫功能，其免疫調(diào)節(jié)作用可能是通過改變NO、cAMP和cGMP等信號分子的濃度，進(jìn)而影響免疫系統(tǒng)的信號傳導(dǎo)來實現(xiàn)的。劉梅等在探討殼聚糖對AA肉仔雞抗氧化能力及免疫器官指數(shù)影響的實驗中發(fā)現(xiàn)，在42日齡時，殼聚糖100mg/kg組和150mg/kg組肉仔雞血清中的防御自由基損傷的抗氧化酶SOD和CAT顯著上升（P＜0.05）。42日齡時，殼聚糖150mg/kg組肉仔雞血清中過氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA）顯著降低7.10%（P＜0.05）。日糧中加入殼聚糖能增強(qiáng)肉仔雞的抗氧化能力，提高免疫功能。三黃雞日糧中添加0.2%～0.4%的殼聚糖不影響其生產(chǎn)性能及干物質(zhì)代謝率；但顯著提高蛋白質(zhì)代謝率；降低脂肪代謝率；低含量（0.2%）殼聚糖日糧可促進(jìn)三黃雞的礦物質(zhì)代謝，使其脛骨長度及重量增加并有提高脛骨周長和灰分、鈣、磷含量。

肉鵝體脂過多嚴(yán)重影響禽產(chǎn)品的質(zhì)量和商品價格，肉仔鵝日糧中添加0.05%～0.15%的殼聚糖可明顯降低屠體脂肪含量，鵝肉的pH和嫩度、干物質(zhì)、氨基酸及總還原糖沒有明顯變化，但蛋白含量有所增加，脂肪含量有所下降，肌苷酸明顯增加，從而改善鵝肉的風(fēng)味，0.10%的殼聚糖還能明顯降低血清甘油三酯和膽固醇含量。添加殼聚糖微?？梢燥@著提高揚州白鵝血清中IgG、IgM和I-gA濃度水平，還可提高NK細(xì)胞活力，進(jìn)而誘導(dǎo)血清中IL-1、IL-2、TNF-α的產(chǎn)生，發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用。在肉鴨日糧中添加0.03%～0.1%的殼聚糖可有效提高其生長性能，顯著提高肉鴨的平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，HI抗體水平也隨殼聚糖添加量的增加而增加，0.1%添加量較好。殼聚糖和多酚復(fù)合使用既能提高家禽免疫力，又具有清除病毒的作用個，在對對鴨乙肝病毒具有明顯抑制DHBV的作用。鵪鶉的日糧中添加3%殼聚糖，增重量和飼料利用率分別提高5.0%和6.7%，殼聚糖使鵪鶉的腹脂重量、脂肪表觀消化率和血清總膽固醇水平分別降低34.5%（P＜0.01）、19.4%和22.0%。殼聚糖組鵪鶉的法氏囊重量增加18.4%（P＜0.01），T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率提高42.15%（P＜0.05），表現(xiàn)出很好的免疫調(diào)節(jié)作用；血液中三碘甲腺原氨酸（T3）水平提高44%（P＜0.05），差異均顯著。除此之外，殼聚糖還能明顯提高鵪鶉的平均日增重、免疫器官指數(shù)、新城疫抗體水平、T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率和腸道乳酸桿菌的數(shù)量，顯著降低腸道大腸桿菌和沙門氏菌的數(shù)量，綜合提高殼聚糖在鵪鶉的飼養(yǎng)效果。

2、在家畜養(yǎng)殖中的應(yīng)用

殼聚糖具有降低動物體脂的功能，其不被胃酸溶解，與日糧脂肪混合形成殼聚糖-脂肪復(fù)合物，進(jìn)入小腸后形成膠體，吸附脂肪隨糞便排出體外，降低了機(jī)體對脂肪的吸收。日糧中添加殼聚糖可降低豬的皮下脂肪及體脂沉積，提高瘦肉率。適量添加殼聚糖可降低血清中膽固醇及高密度脂蛋白膽固醇含量。殼聚糖對育肥豬具有促生長、促進(jìn)飼料吸收、提高免疫力的功能，對育肥豬的促生長作用存在劑量依賴關(guān)系，在基礎(chǔ)日糧中添加0.05%的殼聚糖時，能顯著提高育肥豬的平均日增重和料肉比（P＜0.05），并能顯著增長其腸絨毛長度（P＜0.05）。周曉容等選用72頭體重為（54.8±3.2）kg健康的商品長×榮雜交豬，按體重隨機(jī)分為3個處理（分別為對照組、0.5%殼聚糖添加組、1%殼聚糖添加組），每個處理4個重復(fù)，每個重復(fù)6頭豬，研究日糧中添加殼聚糖對肥育豬生產(chǎn)性能、養(yǎng)分消化率的影響。結(jié)果表明：日糧中添加殼聚糖對豬生產(chǎn)性能無顯著影響，但日糧中添加0.5%殼聚糖可顯著提高粗灰分的表觀消化率，極顯著提高磷的表觀消化率，而降低脂肪的表觀消化率。

牛瘤胃內(nèi)的瘤胃微生物對殼聚糖的降解能力很低，大部分殼聚糖通過瘤胃進(jìn)入了真胃和小腸。殼聚糖對體外培養(yǎng)液的pH值、NH3-N濃度與BCP含量、TVFA濃度和產(chǎn)氣量均沒有顯著的影響，表明殼聚糖的添加對奶牛瘤胃發(fā)酵沒有顯著的影響。殼聚糖可調(diào)節(jié)單胃動物的腸道微生態(tài)環(huán)境，顯著降低體細(xì)胞數(shù)，同時降低后腸道的有害菌大腸桿菌數(shù)量，增加有益菌乳酸菌數(shù)量，增強(qiáng)免疫力，提高奶牛的產(chǎn)奶量。孫茂紅等試驗選用20頭10日齡，奶犢牛，隨機(jī)分為4個處理組，試驗期為30d。在基礎(chǔ)日糧中分別每天加入0、200、400和600mg的殼聚糖，測定奶犢牛生長性能和腹瀉率。殼聚糖具有增加奶犢牛日增質(zhì)量的趨勢（P＜0.05）；試驗組（200、400和600mg）犢牛腹瀉率分別比對照組降低54.84%、62.9%和37.9%；殼聚糖對牛的平均日采食量影響不明顯。該課題組還探討了殼聚糖對奶犢牛免疫機(jī)能的影響，實驗結(jié)果表明，每天添加200mg殼聚糖組犢牛血清中的IgG含量在試驗第10天增加，在第20，30天明顯增加；每天添加600mg，殼聚糖組犢牛血清中的IgG含量有降低的趨勢。隨著殼聚糖添加劑量的增加，犢牛血清IgG含量有降低的趨勢；犢牛淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率有增加的趨勢，在試驗第30天，以每頭每天添加600mg殼聚糖組犢牛的淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率（29.6%）提高效果最為明顯。

3、在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

殼聚糖通過提高水產(chǎn)動物腸道中淀粉酶的活性，改善腸道生態(tài)環(huán)境來促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高飼料利用率，達(dá)到促生長和降低餌料系數(shù)的目的。華雪銘等研究發(fā)現(xiàn)，0.2%殼聚糖和0.1%益生菌能使腸道淀粉酶活性顯著增強(qiáng)（P＜0.05），白肌RNA/DNA顯著增大（P＜0.05），說明腸道淀粉酶活性增強(qiáng)和蛋白質(zhì)合成增加是殼聚糖促進(jìn)暗紋東方鲀生長的重要原因。翟少偉等的飼養(yǎng)實驗結(jié)果表明，添加殼聚糖可顯著提高飼料鎘脅迫下吉富羅非魚的增重率和特定生長率（P＜0.05），且隨著飼料中殼聚糖水平的增加逐漸升高；腸道消化酶的活性隨著飼料中殼聚糖水平的增加而升高，脂肪酶活性和蛋白酶活性也均顯著升高（P＜0.05）；同時還能降低血液尿素氮、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶水平；隨著殼聚糖的添加水平升高，腸道、肌肉和養(yǎng)殖水體中鎘水平顯著降低（P＜0.05），糞便鎘水平顯著升高（P＜0.05）。殼聚糖在很大程度上通過發(fā)揮吸附作用減輕了飼料鎘對羅非魚的毒性，50mg/kg添加量的效果最好。殼聚糖可以在腸道內(nèi)合成維生素和氨基酸，達(dá)到提高水產(chǎn)動物的營養(yǎng)，間接提高消化酶活性的作用，消化酶活性升高，提高了克氏原螯蝦對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，促進(jìn)了免疫因子的活化，增強(qiáng)了機(jī)體抵御外界不利因子的能力。在成蝦飼料中添加0.5%～1.5%的殼聚糖，并不會影響蝦肉的品質(zhì)，而且對克氏原螯蝦具有一定的免疫保護(hù)和增強(qiáng)其消化機(jī)能的作用。

殼聚糖在提高水產(chǎn)動物免疫力方面的作用主要表現(xiàn)在其對巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的大量活性氧的吞噬和殺菌上，還能增加水產(chǎn)動物血漿中溶菌酶的數(shù)量，提高水產(chǎn)動物的免疫抗病能力，改善血液指標(biāo)。在配合飼料中添加殼聚糖能夠顯著提高星斑川鰈幼魚生長性能和機(jī)體抗氧化能力并降低機(jī)體脂肪含量，以增重率及抗氧化能力為綜合評價指標(biāo)，星斑川鰈幼魚飼料殼聚糖的適宜添加量為0.50%。基礎(chǔ)日糧中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的殼聚糖可顯著提高克氏原鰲蝦LZM、SOD、PO三種酶的活性（P＜0.05），刺激克氏原鰲蝦機(jī)體免疫相關(guān)酶活性的提高。陳云波等在基礎(chǔ)飼料中分別添加0.0%（對照組）、0.3%、0.5%、1.0%、2.0%殼聚糖，飼喂異育銀鯽（體重46.20±3.56g）二個月，測定魚的生長與成活，進(jìn)行嗜水氣單胞菌的感染試驗，并計算半致死量LD50。結(jié)果表明，不同濃度的殼聚糖均能極顯著地提高魚的增重，其中0.5%殼聚糖組效果最明顯，增重率比對照組提高33.90%（P＜0.01）；0.5%、1%殼聚糖組的異育銀鯽對嗜水氣單胞菌的抵抗能力顯著高于對照組（P＜0.05）。在黃顙魚飼料中添加25mg/kg殼聚糖，黃顙魚的增重率、特定生長率、血清酸性磷酸酶活性、堿性磷酸酶活性、超氧化物歧化酶活性和溶菌酶活性均顯著高于對照組（P＜0.05），餌料系數(shù)顯著低于對照組（P＜0.05），能顯著改善其生長性能和增強(qiáng)其非特異性免疫功能。

結(jié)語

近年來，隨著人們對食品安全的重視，肉類產(chǎn)品藥物殘留問題成為關(guān)注焦點。殼聚糖具有易降解、綠色無毒、促進(jìn)動物生長、提高機(jī)體免疫力和生產(chǎn)性能等生理功能，用作飼料添加劑滿足養(yǎng)殖業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的要求，而且不存在藥物殘留問題，在禽畜和水產(chǎn)養(yǎng)殖中具有很廣闊的應(yīng)用前景。我國海域遼闊，殼聚糖的加工原材料豐富，作為飼料添加劑成本低廉且品質(zhì)好，是值得大力開發(fā)的能替代抗生素的天然綠色高效飼料添加劑，在使用過程中要嚴(yán)格按劑量要求來飼養(yǎng)，同時還應(yīng)加強(qiáng)和其他飼料添加劑或者營養(yǎng)因子的復(fù)合使用，達(dá)到資源的最優(yōu)化利用，提高養(yǎng)殖業(yè)的收益。

（略）