摘要：殼聚糖是一種新型飼料添加劑，應(yīng)用前景廣闊。本文概述了殼聚糖與甲殼素的理化性質(zhì)、生產(chǎn)方法、生理功能及其在養(yǎng)雞生產(chǎn)中的應(yīng)用效果。
關(guān)鍵詞：殼聚糖；理化性質(zhì)；生理功能；雞
殼聚糖又稱脫乙酰甲殼素聚氨基葡萄糖，是甲殼素脫乙酰后的產(chǎn)物。甲殼素廣泛存在于低等生物中，特別是節(jié)肢動(dòng)物，如昆蟲綱、甲殼綱動(dòng)物的體壁中, 梁媛媛等[12]是自然界生物合成量僅次于纖維素的天然高分子化合物,每年生物合成量約100億噸。殼聚糖既可生物合成，又可生物降解，它還是迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一陽離子堿性多糖。國內(nèi)目前大都采用蝦、蟹殼作為原料制備殼聚糖，但由于其來源有限、殼聚糖含量低、灰分含量高，提取成本相對(duì)較高，使其應(yīng)用受到一定限制，而昆蟲是地球上最大的優(yōu)勢(shì)動(dòng)物群類，種類最多，分布廣泛，富含殼聚糖。因此，開發(fā)利用昆蟲殼聚糖具有潛在優(yōu)勢(shì)。
1殼聚糖結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)
殼聚糖是甲殼素脫乙酰后的產(chǎn)物，化學(xué)名稱為β-(1，4)-2脫氧-D-葡萄糖，其分子結(jié)構(gòu)與纖維素相似，呈直鏈狀，極性強(qiáng)，易結(jié)晶，可根據(jù)分子主鏈的排列方式將其分為α-、β-兩種：α-分子主鏈以反平行方式排列，分子間氫鍵作用強(qiáng)；β-分子則相反。殼聚糖呈白色或淡黃色半透明狀固體，略有珍珠光澤，在酸性條件下，分子中氨基與質(zhì)子結(jié)合使自身帶正電荷，因此殼聚糖是天然多糖中少見的帶正電荷的高分子物質(zhì)。此外殼聚糖化學(xué)穩(wěn)定性良好，但吸濕性較強(qiáng)，遇水易分解；無毒無害，具有優(yōu)良的生物相容性，可被溶菌酶等溶解，可生物降解，其代謝產(chǎn)物無毒，且能被生物體完全吸收。
2殼聚糖的生產(chǎn)方法
殼聚糖主要成分有碳酸鈣、蛋白質(zhì)和甲殼素(20%左右)。其生產(chǎn)殼聚糖的過程實(shí)際上就是脫鈣、去蛋白質(zhì)、脫色及脫乙酰的過程。目前國內(nèi)外生產(chǎn)殼聚糖的方法包括酸堿法、酶法、氧化降解法及機(jī)械加工法。酸堿法是利用稀鹽酸將難溶的碳酸鈣轉(zhuǎn)化為可溶性的氯化鈣而隨溶液分出，用稀堿將蛋白質(zhì)溶出，再經(jīng)過脫色及水洗、干燥等過程即可得到甲殼素，然后通過脫乙?；磻?yīng)，可使甲殼素脫去分子中的乙?；?，轉(zhuǎn)變?yōu)闅ぞ厶恰Ｃ阜▌t是利用乙二胺脫鈣、用酶去蛋白質(zhì)的過程。機(jī)械加工法則是利用精選的蝦蟹殼經(jīng)過干燥、壓碎、研磨、分選、精篩的過程。其中最常用的方法是酸堿法，但此法仍存在許多問題，如酸堿性過強(qiáng)、降解速度慢、降解產(chǎn)物聚合度低、產(chǎn)物純化難、生產(chǎn)成本高等。
3殼聚糖在養(yǎng)雞生產(chǎn)上的應(yīng)用
3.1對(duì)生產(chǎn)性能的影響
馬小珍等 [1]報(bào)道在艾維因肉仔雞日糧中添加1%和2%殼聚糖可提高肉仔雞日增重，當(dāng)添加水平升至3%時(shí)，肉仔雞日增重反而低于對(duì)照組。朱立賢等 [2]試驗(yàn)研究結(jié)果表明，日糧中添加400mg/kg殼聚糖對(duì)0~3周齡肉仔雞的增重作用不明顯，但可顯著提高飼料報(bào)酬。朱立賢等[3]進(jìn)一步研究了日糧中不同添加水平的殼聚糖(0、2000、600、1000mg/kg)對(duì)1日齡AA肉仔雞生長性能的影響，結(jié)果為，與對(duì)照組相比，日糧中添加1000mg/kg殼聚糖可顯著提高0~7天日增重(p<0.05)，降低0~7天和0~14天的飼料增重比(p<0.05)，而添加200、600mg/kg殼聚糖對(duì)肉仔雞生長性能指標(biāo)無明顯影響(p>0.05)。與馬小珍等（2001）和朱立賢等（2002，2003）研究結(jié)果不一致，王述柏等[4]在肉雞飼料中添加2%的殼聚糖，張麗英等[5]在含有2.5%豬油的商品肉雞飼糧中添加2%殼聚糖均對(duì)肉雞生長性能和飼料報(bào)酬無顯著影響。殼聚糖對(duì)肉仔雞生產(chǎn)性能產(chǎn)生以上不同試驗(yàn)結(jié)果的原因可能是殼聚糖的來源、添加水平、基礎(chǔ)日糧組成、試驗(yàn)動(dòng)物及試驗(yàn)條件等不同所致，因此殼聚糖對(duì)肉雞生產(chǎn)性能的影響效果有待于進(jìn)一步研究。
目前有關(guān)殼聚糖在肉雞飼料中應(yīng)用的研究報(bào)道較多，而有關(guān)其在蛋雞飼料中應(yīng)用的研究報(bào)道較少。僅張麗英等[6]在加豬大油（3%）與不加豬大油基礎(chǔ)日糧中添加4%殼聚糖，研究殼聚糖對(duì)產(chǎn)蛋雞生產(chǎn)性能、血清和蛋黃中膽固醇含量的影響，結(jié)果表明添加4%殼聚糖組雞產(chǎn)蛋量、蛋重略低于對(duì)照組（不加豬大油基礎(chǔ)日糧組），而添加3%豬大油組同添加3%豬大油和4%殼聚糖組在雞產(chǎn)蛋量、蛋重方面與對(duì)照組較接近，因此可認(rèn)為在加油日糧中添加殼聚糖不影響產(chǎn)蛋性能。
3.2降低血清及禽產(chǎn)品中膽固醇含量
膽固醇與人類心血管疾病有直接關(guān)系，生產(chǎn)低膽固醇畜禽產(chǎn)品一直是人們共同關(guān)注的問題。已有研究表明，殼聚糖不僅可降低肉雞血清和肌肉中膽固醇含量，也可降低蛋雞血清和蛋中膽固醇含量。在肉雞飼糧中添加0.04%~3%殼聚糖可使血清膽固醇含量比對(duì)照組降低0.6%~39.9%，肌肉中膽固醇含量降低5.0%~5.1%（王述柏等，1998；馬小珍等，2001；朱立賢等，2002）。在蛋雞飼糧中添加4%殼聚糖可使血清膽固醇含量比對(duì)照組降低14.8%~20.5%，蛋黃中膽固醇含量降低8.5%~9.6%（張麗英等，1998b）。此外由馬小珍等（2001）試驗(yàn)結(jié)果還可得出，肉雞血清總膽固醇含量隨殼聚糖添加水平升高而降低。殼聚糖降低血清膽固醇含量的作用效果變異較大，可能是由每個(gè)試驗(yàn)選用的動(dòng)物日齡不同、基礎(chǔ)日糧種類不同、殼聚糖添加水平不同所引起的，但原因仍有待于進(jìn)一步研究。有關(guān)殼聚糖降低血清膽固醇含量的機(jī)理，小林隆明等認(rèn)為，殼聚糖在胃中能與胃酸作用形成凝膠，在腸內(nèi)的pH值范圍內(nèi)可以保持這種凝膠不分解，這種凝膠有吸附作用，能夠吸附膽汁酸和膽固醇，并通過糞便排出，從而降低了血液中的膽固醇含量。蛋黃中膽固醇含量低，可能與血清膽固醇濃度相關(guān)。王寶維等[7]添加紅花籽油降低蛋黃膽固醇含量的試驗(yàn)結(jié)果表明，血清膽固醇濃度與蛋黃膽固醇含量呈正相關(guān)，但殼聚糖降低蛋黃或肌肉中膽固醇含量的機(jī)理仍需進(jìn)一步探索。
3.3調(diào)控脂肪吸收、代謝及體脂沉積
肉雞脂肪過多是一個(gè)國際性問題，雖經(jīng)過新品系選育等方法來控制體脂的沉積，但仍存在較大的問題。肉雞腹脂和體脂過多，不但造成能量浪費(fèi)，也不適應(yīng)人類對(duì)雞肉品質(zhì)日益提高的要求。殼聚糖由于其分子中聚葡糖胺鏈帶有四價(jià)銨離子，因此具有較高的陰離子交換性能，而能粘合膽汁酸，阻止膽汁酸循環(huán)，所以在飼糧中添加殼聚糖可降低脂肪的吸收、增加糞中脂肪排出量、從而減少體脂的沉積量。Shigeki等[8]將60只8日齡單冠白來航公雛分為4個(gè)試驗(yàn)組，飼喂玉米-豆粕基礎(chǔ)日糧(ME11.85MJ/kg)或高脂日糧(ME13.56MJ/kg)，在兩種基礎(chǔ)日糧中分別添加5%殼聚糖，進(jìn)行21天的試驗(yàn)，結(jié)果表明，日糧中添加殼聚糖可減少脂肪吸收率和腹脂重量。馬小珍等（2001）用1日齡168只艾維因公雛研究殼聚糖對(duì)肉仔雞生長性能和脂肪代謝的影響，結(jié)果表明，殼聚糖可顯著降低腹脂(p<0.01)、皮下脂肪(p<0.05)和肌間脂肪 (p<0.05)的沉積，且隨著殼聚糖添加水平由1%升至3%，肉仔雞腹脂率、肌間脂肪厚度及皮下脂肪厚度也顯著降低；殼聚糖還可顯著降低血清甘油三酯 (p<0.05)和總膽紅素含量(p<0.05)，這說明殼聚糖有調(diào)節(jié)脂肪代謝，降低脂肪吸收的作用。
3.4免疫增強(qiáng)作用
殼聚糖的免疫功能已被小鼠試驗(yàn)證實(shí)，它可增強(qiáng)小鼠的細(xì)胞免疫、體液免疫、單核-巨噬細(xì)胞功能和NK細(xì)胞活性[9]可刺激小鼠產(chǎn)生白介素及增強(qiáng)體內(nèi)巨噬細(xì)胞的活性，殼聚糖的分解產(chǎn)物(氨基葡萄糖)也能活化NK、LAK細(xì)胞(Nichunura等，1996)。其免疫活性機(jī)理可能是殼聚糖為陽性趨化劑，吸收單核細(xì)胞從血管中游出，聚集在組織中，形成巨噬細(xì)胞；或直接刺激局部組織，促進(jìn)細(xì)胞增生，繼而演變?yōu)榫奘杉?xì)胞；由于殼聚糖可吸附H+從而帶有大量的-NH3+,使其親和性增強(qiáng)，可以活化巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)其吞噬力；還可活化T淋巴細(xì)胞，促進(jìn)其釋放出各種淋巴因子。
而目前有關(guān)殼聚糖對(duì)禽類免疫機(jī)能作用效果的研究非常少。僅朱立賢等(2003)研究了不同添加水平的殼聚糖(0、200、600、1000mg/kg)對(duì)肉仔雞免疫功能的影響，發(fā)現(xiàn)日糧中添加600mg/kg殼聚糖時(shí)，肉仔雞(2周齡)的法氏囊、脾臟指數(shù)顯著高于其它劑量組，而新城疫抗體水平則以殼聚糖濃度為200mg/kg時(shí)最高；同時(shí)組織切片結(jié)果表明，600mg/kg殼聚糖對(duì)法氏囊組織學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響，而200、1000mg/kg殼聚糖對(duì)脾臟的的影響程度大于600mg/kg殼聚糖組。此外柯葉艷等[10]發(fā)現(xiàn)在肉用鵪鶉日糧中添加3%殼聚糖可使法氏囊重量增加18.4%(p<0.01)，T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率提高42.15%(p<0.05)。由上述兩個(gè)試驗(yàn)研究可知?dú)ぞ厶峭瑯涌稍鰪?qiáng)家禽免疫機(jī)能，但不同濃度的殼聚糖對(duì)不同免疫指標(biāo)的影響作用不同，因此仍需進(jìn)一步試驗(yàn)探索免疫最佳的殼聚糖適宜添加量，以及免疫功能較好與生產(chǎn)性能較佳的切合點(diǎn)添加劑量。
3.5抗菌抑菌作用
殼聚糖具有抗細(xì)菌感染作用，主要是因?yàn)闅ぞ厶欠肿又兴鶐У恼姾杉捌渚酆戏肿又兴鶐У恼姾杉捌渚酆戏肿咏Y(jié)構(gòu)可與病原菌表面的鞭毛及套膜吸附凝集，抑制病原菌繁殖。朱立賢等(2003)進(jìn)行殼聚糖對(duì)攻毒大腸桿菌雞的保護(hù)率研究，設(shè)高低兩個(gè)大腸桿菌攻毒劑量(0.2ml和0.5ml)，以及四個(gè)殼聚糖添加水平(0、200、600、1000mg/kg)，結(jié)果為，攻毒劑量較小時(shí)(0.2ml)時(shí)，600和1000mg/kg試驗(yàn)組死亡率與對(duì)照組相似；攻毒劑量較大(0.5ml)時(shí)，各試驗(yàn)組死亡率均低于對(duì)照組；兩種處理劑量下殼聚糖200mg/kg組的保護(hù)率均高于600和1000mg/kg組，說明對(duì)試驗(yàn)雞進(jìn)行大腸桿菌攻毒時(shí)，殼聚糖具有較為明顯的保護(hù)作用。此外有研究表明不同平均分子量殼聚糖的抑菌效果不同，以低分子量的-殼聚糖的抑菌效果優(yōu)于高分子量的-殼聚糖，主要原因可能是低分子量-殼聚糖更有可能穿過菌體細(xì)胞膜與細(xì)胞質(zhì)發(fā)生作用，擾亂菌體細(xì)胞正常生理代謝，或者說，平均分子量較低的-殼聚糖含有較多的能穿過細(xì)胞膜的小分子量的-殼聚糖，因而有較強(qiáng)的抑菌作用[11]
4殼聚糖作為新型飼料添加劑的開發(fā)前景
殼聚糖作為新型飼料添加劑具有廣闊的開發(fā)前景，地球上資源非常豐富，每年約有1000億噸的甲殼素殼聚糖被生物體生產(chǎn)出來。因此，加強(qiáng)殼聚糖在飼料添加劑中的應(yīng)用研究，將有助于降低飼養(yǎng)成本，提高飼料利用率以及提高養(yǎng)殖產(chǎn)品的品質(zhì)。但是，殼聚糖在飼料添加劑中的應(yīng)用還不廣泛。今后應(yīng)加強(qiáng)殼聚糖在不同養(yǎng)殖品種中的應(yīng)用方法與應(yīng)用效果研究，開展殼聚糖在飼料添加劑中的使用劑型研究，使殼聚糖在飼料添加劑中的應(yīng)用呈現(xiàn)精細(xì)化、專用化。
參考文獻(xiàn)（略）。
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