陳輝，肖定福

（湖南農業(yè)大學動物科學技術學院，長沙 410128）

殼寡糖的生物學功能及其在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應用

陳輝，肖定福*

（湖南農業(yè)大學動物科學技術學院，長沙 410128）

殼寡糖（COS）是一種由甲殼素脫乙?；漠a(chǎn)物殼聚糖經(jīng)降解而獲得的低聚物，具有改善動物腸道平衡、增強動物的免疫力、提高機體抗氧化能力、提高生產(chǎn)性能等作用。文章對COS在維持腸道微生態(tài)平衡、增強機體免疫力、提高機體抗氧化能力等方面的作用及其在在養(yǎng)豬中的應用作以綜述。

殼寡糖；腸道平衡；抗氧化；免疫力；養(yǎng)豬

殼寡糖又稱殼聚寡糖、低聚殼聚糖，是由甲殼素（又稱幾丁質，chitin）脫乙酰的產(chǎn)物殼聚糖（chitosan）降解獲得，由2～10個氨基葡萄糖通過β-1，4-糖苷鍵連接而成的相對分子質量＜5 000的低聚糖，是一種帶正電荷的天然堿性氨基糖。COS易溶于水，容易被腸道吸收，而且COS無毒，無免疫抗原性，對動物機體不會產(chǎn)生有害影響[1-4]。除此之外，COS還可以抑制細菌生長、增強動物機體免疫力、提高機體抗氧化能力以及提高生產(chǎn)性能，因而對COS的研究和開發(fā)利用成為動物營養(yǎng)學領域的一個研究熱點[5-9]。

本文通過對國內外學者近幾年來對COS的生物學功能及在養(yǎng)豬中生產(chǎn)的應用情況作以綜述，并提出COS在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應用前景。

1 COS的生物學功能

1.1 抗氧化能力

COS分子中含有3種主要的活性基團，包括氨基（C-2）、一級羥（C-3）和二級羥基（C-6），這些活性基團是COS具有抗氧化能力的基礎。大量研究表明，COS具有良好的抗氧化能力，能有效清除羥基自由基和超氧陰離子[10-13]。研究表明，在妊娠母豬日糧中添加COS 100 mg·kg-1飼喂35 d后，COS組母豬的總抗氧化能力（T-AOC）顯著高于對照組（P＜0.05）[14]。陳剛耀等研究表明，日糧中添加COS 20和40 mg·kg-1與對照組（基礎日糧）相比，COS組使肥育豬血清總抗氧化能力分別提高45.21（P＜0.01）、126.45（P＜0.01），也表明COS有良好的抗氧化能力[15]。

1.2 免疫調節(jié)功能

COS可通過作用于機體免疫器官和免疫細胞，并影響其免疫細胞因子的表達和分泌來發(fā)揮免疫調節(jié)作用。劉含亮等研究結果表明，飼料添加COS后虹鱒的非特異性免疫功能得到顯著改善，COS組的吞噬百分率、吞噬指數(shù)、血清殺菌百分率以及血清肝臟和鰓中溶菌酶活性均顯著提高（P＜0.05）[16]。COS也可通過提高動物機體的特異性免疫作用而提高動物機體的免疫力，IgG、IgM和IgA的濃度的高低可代表特異性免疫功能的水平，日糧中添加COS可以提高IgG、IgM和IgA的濃度。陳虹等研究表明，飼糧添加COS 0.05%可顯著提高鵪鶉的IgG、IgM的濃度，表明飼糧添加COS 0.05%可提高鵪鶉的免疫能力（P＜0.05）[17]。徐小龍等研究表明，肉用仔雞日糧中添加COS 100～200 g·t-1可以顯著提高IgG、IgM和IgA的濃度，表明COS可以提高肉仔雞的免疫功能（P＜0.05）[18]。Wan等研究表明，妊娠母豬日糧中添加COS 100 mg·kg-1可以顯著提高IgG、IgM和IgA的濃度（P＜0.05）[14]。以上研究表明，COS既可以通過提高機體的非特異性免疫能力而提高機體的抗病力，也可以通過提高免疫球蛋白（IgG、IgM和IgA）的濃度而提高機體的特異性免疫能力。

1.3 改善腸道微生態(tài)平衡

COS是目前為止發(fā)現(xiàn)的唯一帶正電荷的天然寡糖，由于其這一特性，在特定條件下可以電離，降低腸道pH，從而達到抑制病原菌生長的作用。同時，COS可以促進腸道的發(fā)育，促進小腸微絨毛的生長，增大小腸的吸收面積及腸道對營養(yǎng)物質的吸收，同時單位面積內的腸黏膜堿性磷酸酶（AKP）活性也增強[19-20]。王秀武等研究表明，日糧中添加COS 0.1%可顯著促進肉用仔雞回腸微絨毛的生長發(fā)育，8周齡體重比對照組提高18%（P＜0.05），料重比降低3.4%（P＜0.05），顯著提高肉用仔雞的生產(chǎn)性能[21]。

COS調節(jié)腸道平衡也是由于其抗菌具有廣譜性，對革蘭式陰性和陽性細菌均有良好的殺菌效果。腸道的有害菌群主要指大腸桿菌，由于其帶負電荷，而COS帶正電荷，COS結構上帶正電荷的氨基基團與細菌表面上帶負電荷的物質如脂多糖蛋白質等相互作用形成疏水聚合物，阻礙營養(yǎng)物質進入細胞，最終抑制大腸桿菌代謝活動；同時COS能與腸桿菌DNA結合干擾其基因的表達而抑制大腸桿菌生長，維持腸道的健康[22-23]。同時，COS也能促進腸道有益菌群的生長，如雙歧桿菌、乳酸桿菌等，當COS進入腸道后，可以被有益菌群分解為揮發(fā)性脂肪酸（VFA）供有益菌群的代謝，使有益菌群可以大量增殖，從而COS可以對有益菌群的生長產(chǎn)生積極的影響[24-25]。由此可以看出，COS可以改善動物的腸道形態(tài)（增加小腸絨毛面積等）提高動物對營養(yǎng)物質的利用；通過抑制腸道有害菌群的生長和促進有益菌群的繁殖來維持腸道的微生態(tài)平衡，從而達到提高動物機體的生長性能的目的。

2 COS在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應用

2.1 仔豬

Liu等研究表明，飼糧中添加殼寡糖降低了仔豬的腹瀉率，減少了腸道黏膜的損傷，有害菌群（大腸桿菌）的濃度顯著下降，改善了腸道微生態(tài)平衡[26]。同時Liu也發(fā)現(xiàn)，日糧中添加COS可以增強仔豬的腸道消化吸收能力，提高了仔豬的生產(chǎn)性能[27]。王秀武等研究表明，飼糧添加COS 200 mg·kg-1可顯著降低1～35日齡哺乳仔豬和36～70日齡斷乳仔豬的死亡率、次品率，同時顯著提高日增重，從而提高仔豬生產(chǎn)性能[28]。

COS還可以改善仔豬腸道微生態(tài)平衡。Yang等研究表明，斷奶仔豬日糧中添加COS 0.02%、0.04%和0.06%，與對照組（基礎日糧組）相比，COS組可以顯著提高有益菌群（雙歧桿菌、乳酸桿菌）的數(shù)量，同時顯著降低腸道有害菌（金黃色葡萄球菌）的數(shù)量（P＜0.05），極大的改善了仔豬腸道健康，降低腹瀉率[29]。同時，日糧中添加COS還可以增強仔豬的免疫力，Yang等研究表明，在25日齡的斷奶仔豬日糧中添加COS 30 mg·kg-1，結果表明，COS組IgG的濃度顯著高于基礎日糧組，表明COS可以增強仔豬的免疫力（P＜0.05）[30]。

2.2 生長育肥豬

生長育肥豬日糧中添加COS可提高生長豬的生產(chǎn)性能，Wang等研究表明，在生長豬日糧中添加COS5g·kg-1可以顯著降低生長育肥豬的料重比，從而提高飼料的利用率（P＜0.05）[31]。周曉容等研究表明，生長豬日糧中添加COS0.50%和1.00%，可顯著降低豬背部脂肪和體脂沉積，提高瘦肉率，改善肉質[32]。Liu的研究同樣也表明，COS可以改善生長豬的肉質[26-27]。從而表明COS可以改善肉質，提高生長豬的生產(chǎn)性能，作為商品豬肉的改良添加劑有很大利用和開發(fā)價值。

2.3 妊娠母豬

妊娠母豬的免疫能力較差，而COS有著較好的免疫調節(jié)作用。湯峻等研究表明，日糧中添加30、90、270、810 g·t-1的COS 4個試驗組與基礎日糧組相比，各試驗組母豬血清中豬瘟抗體sIgA的濃度均極顯著提，比對照組分別提高31.85%，41.17%、65.77%和61.53%（P＜0.01），表明日糧中添加COS可以提高妊娠母豬的免疫力[33]。同時，妊娠母豬日糧中添加COS可以改善母豬的抗氧化能力。龍次民等研究表明，日糧中添加COS可以顯著提高母豬血清總超氧化物岐化酶（SOD）活性（P＜0.05），并有降低血清丙二醛（MDA）的趨勢（0.05＜P＜0.1），表明COS可以改善母豬的抗氧化能力[34]。駱家波等研究表明，在妊娠母豬日糧中添加COS 0.03%，COS組對胎母豬總產(chǎn)仔數(shù)、活產(chǎn)仔數(shù)、死胎數(shù)、活產(chǎn)窩重以及活產(chǎn)個體重均無顯著影響（P＞0.05），但顯著降低了2～3胎體重低于900 g的仔豬個數(shù)（P＜0.05），同時顯著提高了第5胎的活產(chǎn)窩重和活產(chǎn)仔數(shù)（P＜0.05）[35]。與Wan的研究結果相似，表明COS可以改善母豬的繁殖性能[14]。

3 小結

綜上所述，COS由于其優(yōu)良特性，如良好的抗氧化能力、免疫調節(jié)能力、改善腸道微生態(tài)平衡等作用使得COS廣泛應用于養(yǎng)豬生產(chǎn)中。COS在仔豬、生長育肥、妊娠母豬中有著許多積極的作用。但是COS的應用也存在著一些問題需要解決，如COS的分子作用機制還有待去探索和研究，隨著生命科學的發(fā)展和研究的不斷深入，這些問題將會得到很好的解決。當前對豬肉的品質和安全日益重視，以及抗生素的限用和禁用的背景下，COS作為新型的無害添加劑，有著良好的抗氧化性、免疫調節(jié)能力、改善腸道微生態(tài)平衡的優(yōu)點，且不會對動物機體產(chǎn)生毒副作用、安全可靠，因此，COS將會在養(yǎng)豬生產(chǎn)中有著廣闊的應用前景。

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The Biological Function of Chitosan Oligosaccharide and Its Application in Pig Production

CHEN Hui,XIAO Dingfu*

（College of Animal Science and Technology,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China）

Chitosan oligosaccharide(COS)was a kind of oligomer obtained by the degradation of chitosan.COS has the function of improving intestinal balance,enhancing immunity,improving antioxidant capacity and improving production performance.This paper aimed to provide reference for future application of COS in pig production,the role of COS in maintaining the intestinal microecological balance,enhancing immunity,improving the antioxidant ca?pacity,andrevieweditsapplicationinpigproduction.

chitosan oligosaccharide;intestinal microecological balance;antioxidant;immunity;swine

S828；Q53

A

1001-0084（2017）04-0008-04

2017-03-13

國家自然科學基金項目（31640078）；湖南省科技廳項目（2015RS4035）；湖南省教育廳資助科研項目（16A096）

陳輝（1995-），男，湖南衡陽人，研究方向為動物營養(yǎng)與飼料。

*通訊作者：副教授，E-mail:xiaodingfu2001@163.com。