王冰柯， 王延暉， 張 芹

（河南省水產(chǎn)科學(xué)研究院， 鄭州450044）

近幾十年來，水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展迅速，為人們提供了各種各樣的水產(chǎn)品，為改變?nèi)祟惖纳攀辰Y(jié)構(gòu)做出了巨大貢獻(xiàn)。但為了追求優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，減少疾病的發(fā)生，越來越多的抗生素用于生產(chǎn)?？股氐牟灰?guī)范使用雖然在一定程度上減少了大規(guī)模魚病的發(fā)生，但長時(shí)間、大劑量的使用使魚類的抗藥性逐漸增強(qiáng)，最終導(dǎo)致魚類腸道內(nèi)微生態(tài)體系失衡，給養(yǎng)殖水體造成了嚴(yán)重污染。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖病害平均年損失達(dá)百億元，其中魚類占55%～77%，蝦蟹類占11%～28%，與此同時(shí)尋找取代抗生素的健康綠色添加劑成為研究的熱點(diǎn)。近年來,甘露寡糖作為一種綠色添加劑，作用效果顯著，逐漸成為研究的熱點(diǎn)。甘露寡糖可以提高動物的免疫能力或避免后繼感染，主要是因?yàn)楦事豆烟悄軌蛭胶徒Y(jié)合微生物，使之不能結(jié)合到腸壁上。甘露寡糖還可以提高魚類的生長性能、非特異性免疫能力和存活率，被廣泛應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖中。飼料中添加甘露寡糖還可以增加魚類腸道絨毛的高度，從而改善腸道環(huán)境和功能[1]。

1 甘露寡糖

甘露寡糖又稱甘露低聚糖或葡甘露寡聚糖，是一種重要的功能性寡糖，主要通過α-1,2、α-1,3、α-1,6、β-1,3或β-1,4糖苷鍵連接組成，為小分子非降解碳水化合物。不同來源的甘露寡糖結(jié)構(gòu)也不盡相同，來源于酵母細(xì)胞壁的甘露寡糖其主鏈主要以甘露糖殘基鏈進(jìn)行排列組合, 主鏈主要是α-1,6糖苷鍵，側(cè)鏈主要是α-1,2及α-1,3糖苷鍵。甘露寡糖中糖的含量為90.12%，甜度低于蔗糖，蛋白質(zhì)含量為4.15%，含量最高的是絲氨酸和蘇氨酸，谷氨酸和天冬氨酸次之，蛋氨酸、組氨酸和絡(luò)氨酸的含量最低。

2 甘露寡糖的性質(zhì)

甘露寡糖是一種從酵母細(xì)胞培養(yǎng)壁中提取的抗原活性物質(zhì)，廣泛存在于田菁膠、魔芋粉、瓜兒豆膠及多種微生物細(xì)胞壁內(nèi)。甘露寡糖不僅具有安全、穩(wěn)定、無毒、低熱等良好的理化性質(zhì)，還具有調(diào)節(jié)腸道微生物、促進(jìn)腸道發(fā)育和提高免疫力等功能。甘露寡糖易溶于水和其他極性溶劑，向甘露寡糖溶液中加入有機(jī)溶劑時(shí)會迅速產(chǎn)生沉淀或結(jié)晶，其粘度容易受其他條件的變化而變化，溫度升高時(shí)其粘度下降，當(dāng)pH值為3.0～9.0時(shí)，粘度較為穩(wěn)定，但隨著pH值的降低，粘度會迅速升高。甘露寡糖在體內(nèi)傳遞、運(yùn)輸，能被腸道有益菌所利用，有利于益生菌在腸道的增殖。此外,有些甘露寡糖(魔芋葡甘露寡糖)還有獨(dú)特的凝膠性能，在一定條件下可形成熱可逆凝膠和熱不可逆凝膠[2]。

3 甘露寡糖在水產(chǎn)動物上的研究進(jìn)展

3.1 甘露寡糖對生長性能的影響

目前，甘露寡糖在畜禽方面的研究有很多。甘露寡糖對雞、肉鴨、豬、牛、兔等畜禽的研究表明飼料中添加甘露寡糖可提高動物增重率, 降低飼料系數(shù)，對生長性能有顯著影響。近年來對水產(chǎn)動物的研究也越來越多，王銳等研究發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)飼料中分別添加0(對照組)、0.1%、0.2%和0.3%的半乳甘露寡糖時(shí)，添加0.2%半乳甘露寡糖能顯著提高異育銀鯽幼魚的增重率和特定生長率，降低餌料系數(shù)。劉愛君等的研究表明在基礎(chǔ)飼料中分別添加0.00% (對照組)、0.25%、0.50%、0.75%甘露寡糖，0.50%、0.75%甘露寡糖組均能顯著提高奧尼羅非魚體增重率，降低飼料系數(shù)。于艷梅等的研究表明在基礎(chǔ)飼料中分別添加0.1%、0.2%、0.3%的魔芋甘露寡糖及0.3%的酵母甘露寡糖時(shí)，投喂不同含量魔芋甘露寡糖均能增加黃顙魚頭腎指數(shù)、后腎指數(shù)、脾體指數(shù),促進(jìn)生長、降低餌料系數(shù)。0.2%組質(zhì)量增加率最高(95.68%)、餌料系數(shù)最低(1.63)。0.3%酵母甘露寡糖組與對照組相比也能顯著促進(jìn)黃顙魚的生長，降低餌料系數(shù),其中質(zhì)量增加率為64.91%、餌料系數(shù)為1.84。但也有試驗(yàn)表明甘露寡糖對水產(chǎn)動物的生長沒有影響，其中Dimitroglou[3]和Mansour[4]的研究表明甘露寡糖對稚魚和仔魚的生長無顯著性影響，這可能與魚種、魚的應(yīng)激狀況、投喂時(shí)間和所處的生長環(huán)境等有關(guān)。

3.2 甘露寡糖對腸道的影響

腸的形態(tài)和功能隨食物種類和攝食方式而改變，動物的腸道不但是動物的營養(yǎng)器官，而且還是集營養(yǎng)、內(nèi)分泌、免疫和屏障等為一體的功能復(fù)雜的重要器官[5]。脊椎動物腸的基本形式是相似的，其主要特點(diǎn)是不斷增大分泌吸收面，一旦腸遭到破壞，內(nèi)環(huán)境將失衡，營養(yǎng)代謝出現(xiàn)障礙，會損傷腸粘膜屏障，影響機(jī)體消化、吸收、代謝及病原菌感染。飼料中添加的甘露寡糖主要是通過與腸組織相互作用而發(fā)揮作用的，所以研究甘露寡糖對腸的組織形態(tài)、腸免疫和微生態(tài)體系等方面的影響是非常重要的。甘露寡糖對腸道的影響最先是在仔雞中發(fā)現(xiàn)的。近幾年來，甘露寡糖對魚腸道影響的研究越來越多，汪立平等[6]研究發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)飼料中分別添加0.00%（對照組）、0.5%的自制酵母甘露寡糖和0.5%的外購甘露寡糖時(shí)，兩種甘露寡糖都能明顯改變幼魚腸道中的大腸桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量及比例，但飼料中添加0.5%的自制酵母甘露寡糖相對于外購甘露寡糖更能改善羅非魚腸道微生物的微生態(tài)環(huán)境。Dimitroglou研究表明飼料中添加0.2%的甘露寡糖能使白鯛仔魚腸吸收表面積增大12%, 使腸微絨毛高度增高26%，腸吸收面積的增大保障了機(jī)體能夠更好地吸收營養(yǎng)物質(zhì)。孫盛明等[7]研究發(fā)現(xiàn)分別在飼料中添加0 (對照組)、100、200mg/kg和400 mg/kg 甘露寡糖時(shí)，添加200和400 mg/kg 甘露寡糖組的團(tuán)頭魴幼魚腸道菌群Shannon-Wiener指數(shù)顯著低于對照組，其優(yōu)勢菌落主要為變形菌門，硬壁菌門和放線菌門。實(shí)驗(yàn)表明飼料中添加適量甘露寡糖能夠改善團(tuán)頭魴幼魚腸道微生態(tài)平衡，保證正常的消化道內(nèi)環(huán)境，進(jìn)而保護(hù)機(jī)體不受病原菌的侵害。

3.3 甘露寡糖對非特異性免疫的影響

作為脊椎動物，魚類也是通過免疫系統(tǒng)來抵御外來病原生物侵害的，通過非特異性和特異性免疫防御機(jī)制來維持機(jī)體的正常功能與自身內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。但與哺乳類相比,魚類的特異免疫系統(tǒng)尚不夠發(fā)達(dá),特異性免疫機(jī)制還不完善。因此,在魚類對外界刺激及病原生物侵襲的防御反應(yīng)中,非特異性免疫起著重要作用。白細(xì)胞吞噬活性、溶菌酶、超氧化物歧化酶活性等常被作為評價(jià)魚類非特異性免疫功能的主要指標(biāo)。劉愛軍等[8]在奧尼羅非魚的基礎(chǔ)飼料(對照組)中分別添加8 mg/kg黃霉素和5 mg/kg 甘露寡糖，結(jié)果表明：添加8 mg/kg黃霉素和5 mg/kg 甘露寡糖組血清堿性磷酸酶活性和溶菌酶活性顯著提高。于艷梅等[9]的研究表明，在黃顙魚的日糧中投喂0.2%魔芋甘露寡糖，14～28 d后血液白細(xì)胞吞噬活性顯著高于對照組，血清溶菌酶、超氧化物歧化酶活性也明顯增強(qiáng)。于朝磊等[10]通過投喂經(jīng)甘露寡糖強(qiáng)化的鹵蟲無節(jié)幼體探索其對半滑舌鰨稚魚非特異性免疫水平的影響，結(jié)果表明甘露寡糖組的過氧化氫酶、過氧化物歧化酶、溶菌酶和過氧化物酶活性均顯著高于對照組。Staykov等研究認(rèn)為甘露寡糖能顯著提高普通鯉魚、虹鱒溶菌酶活力及抗體水平，Torrecmas等認(rèn)為0.4%甘露寡糖能顯著提高鱸魚頭腎吞噬細(xì)胞吞噬活性。

4 小結(jié)與展望

盡管甘露寡糖在我國起步比較晚，但是甘露寡糖相對于其它添加劑而言，因其綠色、環(huán)保、安全等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于動物生產(chǎn)中。甘露寡糖是植物半纖維素的主要成分，β-甘露聚糖酶可降解半纖維素為甘露低聚糖被動物利用，不僅充分利用了飼料資源，同時(shí)也顯著提高了動物的生長性能和免疫力。β-甘露聚糖酶因其良好的水解半纖維素的能力，可生成品質(zhì)好的甘露低聚糖，正成為研究的熱點(diǎn)。隨著科技水平的進(jìn)步、分子生物學(xué)的發(fā)展、基因工程、微囊工藝、緩釋技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用，甘露寡糖在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中將有更加廣闊的應(yīng)用前景。