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殼聚糖及其在雞生產中的應用(作者:龔倉云)
發布時間:2016-09-05    文章來源:    瀏覽次數:2727
摘要:殼聚糖是一種新型飼料添加劑,應用前景廣闊。本文概述了殼聚糖與甲殼素的理化性質、生產方法、生理功能及其在養雞生產中的應用效果。

關鍵詞:殼聚糖;理化性質;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物。甲殼素廣泛存在于低等生物中,特別是節肢動物,如昆蟲綱、甲殼綱動物的體壁中, 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,它還是迄今為止發現的唯一陽離子堿性多糖。國內目前大都采用蝦、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,提取成本相對較高,使其應用受到一定限制,而昆蟲是地球上最大的優勢動物群類,種類最多,分布廣泛,富含殼聚糖。因此,開發利用昆蟲殼聚糖具有潛在優勢。

    1殼聚糖結構與理化性質
    殼聚糖是甲殼素脫乙酰后的產物,化學名稱為β-(1,4)-2脫氧-D-葡萄糖,其分子結構與纖維素相似,呈直鏈狀,極性強,易結晶,可根據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;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,分子中氨基與質子結合使自身帶正電荷,因此殼聚糖是天然多糖中少見的帶正電荷的高分子物質。此外殼聚糖化學穩定性良好,但吸濕性較強,遇水易分解;無毒無害,具有優良的生物相容性,可被溶菌酶等溶解,可生物降解,其代謝產物無毒,且能被生物體完全吸收。

     2殼聚糖的生產方法
    殼聚糖主要成分有碳酸鈣、蛋白質和甲殼素(20%左右)。其生產殼聚糖的過程實際上就是脫鈣、去蛋白質、脫色及脫乙酰的過程。目前國內外生產殼聚糖的方法包括酸堿法、酶法、氧化降解法及機械加工法。酸堿法是利用稀鹽酸將難溶的碳酸鈣轉化為可溶性的氯化鈣而隨溶液分出,用稀堿將蛋白質溶出,再經過脫色及水洗、干燥等過程即可得到甲殼素,然后通過脫乙?;磻?,可使甲殼素脫去分子中的乙?;?,轉變為殼聚糖。酶法則是利用乙二胺脫鈣、用酶去蛋白質的過程。機械加工法則是利用精選的蝦蟹殼經過干燥、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、降解速度慢、降解產物聚合度低、產物純化難、生產成本高等。

    3殼聚糖在養雞生產上的應用
    3.1對生產性能的影響
    馬小珍等 [1]報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,當添加水平升至3%時,肉仔雞日增重反而低于對照組。朱立賢等 [2]試驗研究結果表明,日糧中添加400mg/kg殼聚糖對0~3周齡肉仔雞的增重作用不明顯,但可顯著提高飼料報酬。朱立賢等[3]進一步研究了日糧中不同添加水平的殼聚糖(0、2000、600、1000mg/kg)對1日齡AA肉仔雞生長性能的影響,結果為,與對照組相比,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殼聚糖對肉仔雞生長性能指標無明顯影響(p>0.05)。與馬小珍等(2001)和朱立賢等(2002,2003)研究結果不一致,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%殼聚糖均對肉雞生長性能和飼料報酬無顯著影響。殼聚糖對肉仔雞生產性能產生以上不同試驗結果的原因可能是殼聚糖的來源、添加水平、基礎日糧組成、試驗動物及試驗條件等不同所致,因此殼聚糖對肉雞生產性能的影響效果有待于進一步研究。
    目前有關殼聚糖在肉雞飼料中應用的研究報道較多,而有關其在蛋雞飼料中應用的研究報道較少。僅張麗英等[6]在加豬大油(3%)與不加豬大油基礎日糧中添加4%殼聚糖,研究殼聚糖對產蛋雞生產性能、血清和蛋黃中膽固醇含量的影響,結果表明添加4%殼聚糖組雞產蛋量、蛋重略低于對照組(不加豬大油基礎日糧組),而添加3%豬大油組同添加3%豬大油和4%殼聚糖組在雞產蛋量、蛋重方面與對照組較接近,因此可認為在加油日糧中添加殼聚糖不影響產蛋性能。

    3.2降低血清及禽產品中膽固醇含量
    膽固醇與人類心血管疾病有直接關系,生產低膽固醇畜禽產品一直是人們共同關注的問題。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)試驗結果還可得出,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,可能是由每個試驗選用的動物日齡不同、基礎日糧種類不同、殼聚糖添加水平不同所引起的,但原因仍有待于進一步研究。有關殼聚糖降低血清膽固醇含量的機理,小林隆明等認為,殼聚糖在胃中能與胃酸作用形成凝膠,在腸內的pH值范圍內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。王寶維等[7]添加紅花籽油降低蛋黃膽固醇含量的試驗結果表明,血清膽固醇濃度與蛋黃膽固醇含量呈正相關,但殼聚糖降低蛋黃或肌肉中膽固醇含量的機理仍需進一步探索。
    3.3調控脂肪吸收、代謝及體脂沉積
    肉雞脂肪過多是一個國際性問題,雖經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,也不適應人類對雞肉品質日益提高的要求。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,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個試驗組,飼喂玉米-豆粕基礎日糧(ME11.85MJ/kg)或高脂日糧(ME13.56MJ/kg),在兩種基礎日糧中分別添加5%殼聚糖,進行21天的試驗,結果表明,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肉仔雞生長性能和脂肪代謝的影響,結果表明,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),這說明殼聚糖有調節脂肪代謝,降低脂肪吸收的作用。

     3.4免疫增強作用
    殼聚糖的免疫功能已被小鼠試驗證實,它可增強小鼠的細胞免疫、體液免疫、單核-巨噬細胞功能和NK細胞活性[9]可刺激小鼠產生白介素及增強體內巨噬細胞的活性,殼聚糖的分解產物(氨基葡萄糖)也能活化NK、LAK細胞(Nichunura等,1996)。其免疫活性機理可能是殼聚糖為陽性趨化劑,吸收單核細胞從血管中游出,聚集在組織中,形成巨噬細胞;或直接刺激局部組織,促進細胞增生,繼而演變為巨噬細胞;由于殼聚糖可吸附H+從而帶有大量的-NH3+,使其親和性增強,可以活化巨噬細胞,增強其吞噬力;還可活化T淋巴細胞,促進其釋放出各種淋巴因子。
    而目前有關殼聚糖對禽類免疫機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)對肉仔雞免疫功能的影響,發現日糧中添加600mg/kg殼聚糖時,肉仔雞(2周齡)的法氏囊、脾臟指數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時最高;同時組織切片結果表明,600mg/kg殼聚糖對法氏囊組織學結構產生顯著影響,而200、1000mg/kg殼聚糖對脾臟的的影響程度大于600mg/kg殼聚糖組。此外柯葉艷等[10]發現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淋巴細胞轉化率提高42.15%(p<0.05)。由上述兩個試驗研究可知殼聚糖同樣可增強家禽免疫機能,但不同濃度的殼聚糖對不同免疫指標的影響作用不同,因此仍需進一步試驗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性能較佳的切合點添加劑量。
    3.5抗菌抑菌作用
    殼聚糖具有抗細菌感染作用,主要是因為殼聚糖分子中所帶的正電荷及其聚合分子中所帶的正電荷及其聚合分子結構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)進行殼聚糖對攻毒大腸桿菌雞的保護率研究,設高低兩個大腸桿菌攻毒劑量(0.2ml和0.5ml),以及四個殼聚糖添加水平(0、200、600、1000mg/kg),結果為,攻毒劑量較小時(0.2ml)時,600和1000mg/kg試驗組死亡率與對照組相似;攻毒劑量較大(0.5ml)時,各試驗組死亡率均低于對照組;兩種處理劑量下殼聚糖200mg/kg組的保護率均高于600和1000mg/kg組,說明對試驗雞進行大腸桿菌攻毒時,殼聚糖具有較為明顯的保護作用。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胞膜與細胞質發生作用,擾亂菌體細胞正常生理代謝,或者說,平均分子量較低的-殼聚糖含有較多的能穿過細胞膜的小分子量的-殼聚糖,因而有較強的抑菌作用[11]
    4殼聚糖作為新型飼料添加劑的開發前景
    殼聚糖作為新型飼料添加劑具有廣闊的開發前景,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出來。因此,加強殼聚糖在飼料添加劑中的應用研究,將有助于降低飼養成本,提高飼料利用率以及提高養殖產品的品質。但是,殼聚糖在飼料添加劑中的應用還不廣泛。今后應加強殼聚糖在不同養殖品種中的應用方法與應用效果研究,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用呈現精細化、專用化。

    參考文獻(略)。

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