武翠枝

(晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西晉中 030600)

甲殼素及殼聚糖在畜禽飼養(yǎng)業(yè)中的應(yīng)用

武翠枝

(晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西晉中 030600)

回顧了其在畜禽飼養(yǎng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用,可被用作飼料添加劑、免疫增強(qiáng)劑、消化道粘膜保護(hù)劑、廣譜抗菌劑以及提高產(chǎn)品品質(zhì)的保鮮劑等,而且已經(jīng)在畜禽養(yǎng)殖方面得到了驗(yàn)證。主要分析介紹甲殼素及殼聚糖在畜牧業(yè)方面的各種作用的作用機(jī)理以及前人已經(jīng)取得的主要研究成果,重點(diǎn)總結(jié)甲殼素及殼聚糖作為飼料添加劑在畜禽飼養(yǎng)業(yè)上的應(yīng)用及其作用機(jī)理,可以廣泛的應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和研究?jī)r(jià)值。

甲殼素;殼聚糖;應(yīng)用機(jī)理;綠色飼料添加劑

甲殼素及殼聚糖來源廣泛，綠色環(huán)保，在畜牧業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，總結(jié)了畜禽飼養(yǎng)業(yè)方面的理論研究與生產(chǎn)應(yīng)用，整理了其主要應(yīng)用的作用機(jī)理，以便更直接更迅速的整體了解甲殼素及殼聚糖在畜禽飼養(yǎng)業(yè)上的應(yīng)用，給后面的研究探討供給理論參考依據(jù)。

1 甲殼素及其衍生物殼聚糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)和主要應(yīng)用的作用機(jī)理

1.1 甲殼素及其衍生物殼聚糖的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)及制備

甲殼素[1]又名甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)、殼多糖、幾丁、殼蛋白、蟹殼素等，化學(xué)名為β-（1，4）-2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡萄糖，是以β-l，4糖苷鍵連接的直鏈狀多糖。其廣泛存在于[2]甲殼動(dòng)物蝦蟹等的外殼和蠅蛆、甲蟲、蟬、蝗蟲、螳螂、蠶蛹等昆蟲的表皮或蛹?xì)?、牡蠣蝸牛烏賊等軟體動(dòng)物的骨骼、菌類藻類微生物的細(xì)胞、高等植物的細(xì)胞壁等。甲殼素結(jié)構(gòu)類似纖維素，是稍少于纖維素的第二大天然生物資源。甲殼素低毒害，由于大分子間氫鍵作用極強(qiáng)，，其不溶性限制了其應(yīng)用范圍，通常大多數(shù)是用甲殼素的衍生物殼聚糖。

殼聚糖[1]，化學(xué)名為（1，4）-2-氨基-2-脫氧-8-D-葡聚糖，是甲殼素脫乙酰基后的產(chǎn)物，所以殼聚糖（chitosan，CS）又名可溶性甲殼素、脫乙酰甲殼素、甲殼胺、幾丁聚糖。其具有游離氨基，理化特性活潑，殼聚糖能溶于稀酸中。其具有特別的生物安全性，生物相容性好、可降解，在生物、食品化妝品紡織、醫(yī)療保健和環(huán)境等方面都有非常重要的應(yīng)用。

1859年法國(guó)人Rouget首先獲得了甲殼素及殼聚糖，開始被大家關(guān)注。權(quán)靜[3]用干蟹殼作原料成功獲得殼聚糖。當(dāng)前，大家制備的殼聚糖比甲殼素溶解性要好，但由以上殼聚糖性質(zhì)知也只能溶解于稀酸中，所以黃鶯[4]等研究制備了水溶性的殼聚糖衍生物羧甲基殼聚糖。獲得了黃色的水溶性與溶解性都優(yōu)于殼聚糖的殼聚糖的衍生物產(chǎn)品羧甲基殼聚糖，擴(kuò)大了殼聚糖的運(yùn)用范圍。

還有，探討表明殼聚糖的性質(zhì)和功能與其的分子量聯(lián)系緊密，產(chǎn)品殼聚糖降解成適當(dāng)?shù)姆肿恿坎疟憩F(xiàn)其獨(dú)有的生理活性，因此學(xué)者[5]研究了殼聚糖的降解，主要降解方法有化學(xué)降解、物理降解、酶降解以及從上派生來的符合生產(chǎn)實(shí)際的復(fù)合降解法，從而生產(chǎn)獲得低分子量的殼聚糖產(chǎn)品低聚殼聚糖如殼寡糖[6]等，更好的進(jìn)行殼聚糖的廣泛應(yīng)用。

為了進(jìn)一步發(fā)揮甲殼素及殼聚糖的積極意義，學(xué)者還研究了稀土甲殼素[7]、載銅納米殼聚糖復(fù)合微粒[8]（CNP-Cu）、殼聚糖亞鐵[9]CS-Te（II）、殼聚糖鋅[10]（CS-Zn）、殼聚糖硒[11]、殼聚糖與谷氨酰胺復(fù)合[12]及殼聚糖飼用微生物粉劑[13]等形式的應(yīng)用，取得了很好的應(yīng)用效果。

1.2 甲殼素及衍生物殼聚糖的主要應(yīng)用的作用機(jī)理

甲殼素的衍生物殼聚糖可以影響畜禽生長(zhǎng)發(fā)育，具有抗微生物活性，還可以調(diào)節(jié)脂肪代謝、增強(qiáng)免疫力和保護(hù)消化道粘膜，因此可以在畜禽飼養(yǎng)業(yè)上廣泛應(yīng)用。

1.2.1 殼聚糖具有廣譜抗菌活性 殼聚糖具有帶正電的銨基，可以在帶負(fù)電荷的細(xì)菌的細(xì)胞膜表面通過吸附而成膜化，從而阻止細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)的攝入，發(fā)揮抑制細(xì)菌的功能；殼聚糖也能滲進(jìn)細(xì)菌細(xì)胞里，和細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)通過絮凝作用，從而攪擾細(xì)菌生理活動(dòng)的進(jìn)行，殺死細(xì)菌[14]。

1.2.2 殼聚糖可以調(diào)節(jié)畜禽體內(nèi)脂肪代謝 殼聚糖能降低畜禽的血脂、膽固醇和甘油三酯，其的銨離子可以結(jié)合帶負(fù)電荷的膽汁酸，阻撓膽汁酸參與乳化脂肪，且它可抑制消化道內(nèi)容物中脂肪酶的活性，從而降低脂肪的消化吸收，增加糞便中中脂肪的排出量，減少畜禽產(chǎn)品體脂的沉積[14]。

1.2.3 甲殼素及殼聚糖可以提高免疫功能 甲殼素及其衍生物可以活化巨噬細(xì)胞，提高巨噬細(xì)胞溶菌酶的活性，使其吞噬能力增強(qiáng)，并能活化T淋巴細(xì)胞，促進(jìn)其釋放各種淋巴因子[2]。

1.2.4 甲殼素及殼聚糖能保護(hù)消化道粘膜 甲殼素及其衍生物能夠吸附氫離子H+），結(jié)合相當(dāng)數(shù)量的酸性物質(zhì)，可抑制中和胃酸分泌，從而保護(hù)胃黏膜；由于對(duì)H+的吸附，可以使體液的pH值傾向堿性；能夠促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌的生長(zhǎng)，改變生長(zhǎng)環(huán)境[2]。

1.2.5 甲殼素及殼聚糖可以促進(jìn)畜禽生長(zhǎng) 甲殼素及殼聚糖能明顯改善畜禽營(yíng)養(yǎng)水平，其對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)的影響是其各種作用綜合的結(jié)果。其能抑制有害菌生長(zhǎng)，促進(jìn)有益菌繁殖，使動(dòng)物防菌抗病能力增強(qiáng)；能緩解動(dòng)物免疫應(yīng)激，提高免疫力；能使小腸絨毛高度升高，腸道狀態(tài)改善，吸收面積加大，有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收；進(jìn)而提高動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)的利用率，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，提高代謝水平和免疫功能，從而具有促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)的作用。

2 甲殼素及殼聚糖在畜禽飼養(yǎng)業(yè)中的應(yīng)用

甲殼素及殼聚糖由于其具有良好的生理活性和生物相容性，能被生物降解，降解后物質(zhì)給環(huán)境不會(huì)制造污染，環(huán)保，在畜禽飼養(yǎng)業(yè)中有廣泛的用途。

2.1 免疫調(diào)節(jié)劑

方靜[11]等試驗(yàn)表明，殼聚糖硒可顯著提高肉仔雞免疫器官指數(shù)、T淋巴細(xì)胞陽性率和新城疫抗體滴度。免疫器官指數(shù)代表機(jī)體免疫情況，T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率代表機(jī)體細(xì)胞免疫情況，新城疫抗體水平代表機(jī)體特異性體液免疫情況，所以，殼聚糖對(duì)動(dòng)物機(jī)體非特異性免疫及特異性免疫都具有一定水平的促進(jìn)效果，為一種令人滿意的免疫調(diào)節(jié)劑[15]。

2.2 改善畜禽產(chǎn)品品質(zhì)的保鮮劑

甲殼素及殼聚糖有抗菌作用，并且低毒害無味無殘留無副作用，能安全的用于豬肉、禽蛋等的保鮮。

2.3 飼料添加劑

在畜禽體內(nèi)，殼聚糖能降低膽固醇含量，改善畜禽產(chǎn)品品質(zhì)，能提高免疫力，還具有抗菌抑菌作用，而且安全無毒，無殘留，無耐藥性，因此可作為一種新型的綠色飼料添加劑。

2.3.1 在養(yǎng)豬中的應(yīng)用

在豬飼料中添加殼聚糖，可以緩解仔豬斷奶應(yīng)激，改善生長(zhǎng)狀況，提高肥育豬的瘦肉率等[16]，飼料報(bào)酬和經(jīng)濟(jì)效益升高。

對(duì)斷奶仔豬，各種形式殼聚糖的最適添加劑量為：殼聚糖[17]0.04%，低聚殼聚糖[18]50mg/kg，殼聚糖鋅[10]（CS-Zn）100mg/kg，殼聚糖亞鐵[9]CS-Te（II）100mg/kg，載銅納米殼聚糖[8]（CNP-Cu）100mg/kg，殼聚糖飼用微生物粉劑[13]0.75%，谷氨酰胺與殼聚糖二者復(fù)合[12]添加非常明顯優(yōu)于單獨(dú)添加使用，表現(xiàn)出一定的復(fù)合協(xié)同效果。

對(duì)肥育豬，日糧里添加殼聚糖對(duì)豬生產(chǎn)性能沒有明顯作用效果，但是能夠降低日糧里脂肪表觀消化率，這樣來減少豬的皮下脂肪和體內(nèi)脂肪沉積，最終達(dá)到提高瘦肉率。各種形式殼聚糖的最適添加劑量為：殼聚糖[19]0.5%，，稀土甲殼素[7]0.5%，從而擁有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2.3.2 在養(yǎng)禽中的應(yīng)用

殼聚糖在養(yǎng)雞業(yè)應(yīng)用研究很多，主要集中在肉仔雞上。

對(duì)肉仔雞，王云霞[20]在肉仔雞飼料中添加低殼聚糖可顯著提高其生產(chǎn)性能，而對(duì)雞肉的品質(zhì)沒有任何不良影響。且殼聚糖對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響和添加劑量相關(guān)，也就是較高劑量（一般大于2%）不利于生長(zhǎng)，而較低劑量（一般小于2%）有利于生長(zhǎng)，有一定的劑量依存關(guān)系。另外，方靜[11]等研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖硒可增強(qiáng)肉仔雞免疫力，提高其抗氧化作用。

對(duì)蛋雞，趙穎[21]等試驗(yàn)表明，低聚殼聚糖可降低蛋雞血脂水平，提高脂蛋白代謝酶活性，但此影響隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減弱。且其對(duì)雞蛋品質(zhì)無顯著影響。王敦[22]等在蛋雞日糧里添加1.0%蟲源性殼聚糖能夠明顯減少蛋黃膽固醇含量，提高蛋雞的產(chǎn)蛋率。

對(duì)特禽，貴妃雞[23]，殼聚糖對(duì)貴妃雞采食量、增重與飼料利用沒有明顯作用，但能夠減少貴妃雞的腹脂率與皮下脂肪，進(jìn)而改進(jìn)貴妃雞的胴體品質(zhì)。對(duì)肉用鵪鶉也能夠明顯減少脂肪吸收，免疫功能得到提高。

對(duì)鵝，殼聚糖對(duì)生長(zhǎng)鵝[14]有一定的免疫調(diào)節(jié)作用。

2.3.3 在反芻動(dòng)物中的應(yīng)用

在反芻動(dòng)物飼料中添加殼聚糖，殼聚糖進(jìn)入反芻動(dòng)物瘤胃后幾乎不被降解，其主要在腸道內(nèi)增加有益菌，減少有害菌，提高反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能[25]。田豐[26]等在奶牛日糧中添加0.1%殼聚糖產(chǎn)奶量顯著提高，乳脂量清楚表現(xiàn)增加傾向，可明顯降低乳中的體細(xì)胞數(shù)，揭示奶牛健康情況和奶質(zhì)量有保證。于萍[27]等在肉牛日糧里添加500mg/kg殼聚糖能夠升高肉牛營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率，從而使肉牛生長(zhǎng)加快。

2.3.4 在其他動(dòng)物中的應(yīng)用

殼聚糖對(duì)香魚[28]也有一定的免疫調(diào)節(jié)作用。飼料里添加0.05%殼聚糖能夠預(yù)防獺兔[29]腹瀉，減少料肉比，這樣增高飼料報(bào)酬。絲膠-殼聚糖對(duì)兔毛進(jìn)行改性處理，能夠明顯改善兔毛產(chǎn)品的掉毛疑難問題。甲殼素能夠使狗、貓、魚等寵物毛皮越來越漂亮，越來越健康。

3 應(yīng)用前景展望

甲殼素及殼聚糖資源豐富，在實(shí)際應(yīng)用中問題較少，無毒無害，安全可靠，對(duì)環(huán)境無公害，是一種新型高效的綠色飼料添加劑。尤其是殼聚糖是一種陽離子型食用纖維，殼聚糖生物保健品具有很多有益于人體的功效，被稱贊為除了蛋白質(zhì)、糖、脂肪、維生素、礦物質(zhì)之外的“第六營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)要素[30]”，符合未來發(fā)展趨勢(shì)。具有非常重要的社會(huì)價(jià)值、實(shí)用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和產(chǎn)業(yè)價(jià)值及極大的開發(fā)價(jià)值，具有很好的開發(fā)利用研究?jī)r(jià)值，持續(xù)應(yīng)用前景極其廣闊。

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武翠枝（1969—），女，山西榆次人，講師，碩士，主要從事畜牧獸醫(yī)教學(xué)與研究工作。