饲料中壳聚糖对水生动物生长及免疫机能影响的研究进展

张云龙，邵 辉，袁 娟

（华中农业大学水产学院，武汉 430070）

壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺（1－4－2－氨基－B－D葡萄糖）。壳聚糖作为一种饲料添加剂可被生物降解，安全无毒，对环境无公害。随着饲料中抗生素的禁用，有学者认为壳聚糖作为抗生素替代品的应用前景很好[1]。

1 壳聚糖的来源

几丁质经过碱的处理后可得到壳聚糖。几丁质广泛存在于虾蟹类、昆虫的甲壳中，也存在于藻类及高等植物的细胞壁中。壳聚糖的来源极其广泛，是地球上仅次于植物纤维素的第二大可再生资源。日本、挪威等水产业较发达的国家就是充分利用藻类及水产品加工的废弃物制造壳聚糖。我国也有相似报道，罗梦良等报道，几丁质在一系列物理化学条件下能得到白色半透明珍珠状的壳聚糖[2]。

2 对水生动物生长的影响

迄今为止，关于壳聚糖对水生动物生长影响的研究报道还不多见，且研究结果分歧很大。壳聚糖可能是由于饲料中添加壳聚糖能提高动物体的消化酶活性，从而加快了动物的新陈代谢，达到促进生长的作用。陈勇等的研究结果表明，饲料中添加壳聚糖能显著提高异育银鲫消化酶、特别是蛋白酶活性，而在一定范围内，随着壳聚糖添加量的增加，消化酶活性、特定生长率、蛋白质效率均呈上升趋势，饲料系数下降，推断壳聚糖是通过提高动物体消化酶活性来达到促进生长的目的[3]。刘兴国等对罗非鱼的研究发现，当饲料中低分子壳聚糖含量小于0.50%时，随着低分子壳聚糖添加量的升高，罗非鱼的增重倍率显著上升，饲料系数显著下降；当超过0.50%时，增重倍率显著下降，饲料系数显著上升[4]。常青等对花鲈的研究认为饲料中添加壳聚糖能有效提高其增重，最适添加量为0.5%，过量则会抑制生长[5]。相似的研究还在其他水生动物上进行过，如草鱼、淡水白鲳、真鲷、黄颡鱼、尼罗罗非鱼、异育银鲫、三角鲂、暗纹东方鲀、日本鳗鲡、黄尾笛鲷、奥尼罗非鱼、鲟鱼及斑节对虾等，研究结果比较一致，都认为适量的壳聚糖添加量能促进水生动物的生长，但是过量则又会抑制其生长，至于其影响的机制目前的研究还较少[6－19]。

此外，有很多报道称壳聚糖可调节动物体内脂质的代谢。动物摄食壳聚糖后在胃酸的作用下可形成凝胶，能吸附甘油三酯、胆固醇及胆汁，吸附之后随粪便排出体外，这就抑制了甘油三酯及胆固醇的吸收[20]。已有研究表明，在畜禽饲料中添加壳聚糖能显著降低血液中胆固醇和甘油三酯的含量，促进这两种物质从体内排出[21]。刘兴国等对罗非鱼的研究表明，饲料中添加低分子壳聚糖0.50%能有效降低其肝脏脂肪含量，而其他组则效果不明显，因此壳聚糖对肝脏脂肪影响也是有范围的[4]。随着集约化养殖鱼类肝脏疾病的流行，降低肝脏脂肪含量的意义重大，但这方面的研究并不多，还有待深入研究[22]。

3 对免疫机能的影响

壳聚糖作为一种绿色饲料添加剂，能显著增强水生动物的免疫机能，提高抗病能力。壳聚糖的免疫促进作用主要体现在非特异性免疫上。钟志梅等认为，壳聚糖分子带有正电性，可吸引带负电荷的巨噬细胞和T淋巴细胞，从而激活这些免疫细胞；另外，壳聚糖也可从血管中吸收单核细胞形成巨噬细胞，也能刺激局部组织产生巨噬细胞[23]。肖伟伟等认为，壳聚糖能调节免疫细胞中NO和前列腺素E2（PGE2）两种活性物质的生成[24]。也有研究表明，壳聚糖可通过提高草鱼甲状腺激素来增调其免疫功能。目前对其机制的研究还不够深入，主要研究的都是定性上的表观认识[25]。壳聚糖对水生动物免疫机能的影响主要体现在免疫酶活性、白细胞数量、吞噬细胞吞噬活性及补体活性上。

3.1 提高主要免疫酶活性

与非特异性免疫相关的酶主要有溶菌酶（LSZ），超氧化物歧化酶（SOD），酸性磷酸酶（ACP）。由于这3种酶的活性与机体免疫机能关系显著，常作为评价水生动物免疫力的指标。研究表明，投喂或者注射壳聚糖都能提高水生动物的LSZ活性。刘云等让刺参口服壳聚糖0.5%、1.0%和2.0%15 d，发现LSZ活性先上升后下降，而且过量的壳聚糖不利于LSZ活性的增加[26]。王树芹等研究发现，饲料中添加壳聚糖0.5%和1.0%能显著提高异育银鲫LSZ的活性[27]。在对花鲈、淡水白鲳、黄颡鱼、尼罗罗非鱼、异育银鲫、鲤鱼、牙鲆等鱼类的研究上也有相似的结果[5,7,9,10,28－30]。但华雪铭等研究结果显示，在饲料中添加壳聚糖2.0%对暗纹东方鲀的LSZ活性无显著影响，这可能是由于暗纹东方鲀对壳聚糖的需求量小于2.0%，过多反而抑制了LSZ的活性[31]。另外一种壳聚糖给予方式就是注射，很多研究已证明这种方式能有效增加LSZ活性，如黄颡鱼、史氏鲟、金头鲷等[32－34]。Kolman等将俄罗斯鲟暴露于壳聚糖溶液中也有相似的效果[35]。而且，Esteban等的研究表明，注射方式给予壳聚糖对金头鲷LSZ活性提高的效果要好于拌饲投喂，但是对于水生动物来说，注射方式不太切合实际，所以还需研究出比较适合的壳聚糖给予方式[36]。曹振杰等发现，在饲料中添加壳聚糖0.6%能显著提高尼罗罗非鱼体内SOD的活性[10]。刘云等研究发现，口服壳聚糖15 d后，刺参匀浆液ACP活性显著升高[26]。曹振杰等得出在饲料中添加壳聚糖6%，尼罗罗非鱼ACP活力最高[10]。童春等对淡水白鲳的研究也有一致的结果[7]。

3.2 提高白细胞数量

刘云等研究发现，饲料中添加甲壳胺（即壳聚糖）能提高鲫鱼白细胞数量[37]。Kolman等将俄罗斯鲟暴露于壳聚糖溶液中，其淋巴细胞数量也上升[35]。陈勇等发现，饲料中添加壳聚糖对异育银鲫白细胞总数虽然无显著影响，却提高了淋巴细胞的数量[28]。然而，很多研究发现壳聚糖对水生动物的白细胞数量无显著影响，如花鲈和黄颡鱼[5,32]。造成差异的原因可能是壳聚糖给予方式不同及水生动物种类之间的差异。

3.3 提高吞噬细胞吞噬活性

陈勇等发现，饲料中添加壳聚糖能显著提高异育银鲫吞噬细胞的吞噬率和吞噬指数[27]。肖伟伟等认为壳聚糖提高白细胞吞噬活性可能是由于其提高了水生动物的血清酚氧化酶活性[25]。刘云等和Wang等的研究证明了这一观点[37－38]。

3.4 提高补体活性

常青等研究发现，饲料中添加0.5%能显著提高血清补体的活性[5]。史春路发现，壳聚糖对黄颡鱼血清补体C3、C4有明显的促进作用[9]。

此外，也有报道关于壳聚糖对水生动物特异性免疫功能的促进。华雪铭等报道了壳聚糖和益生菌混合能显著提高脾脏B淋巴细胞体外培养时分泌的α干扰素（IFN－α）和免疫球蛋白（IgM）[31，39]。但是，投喂或注射壳聚糖对水生动物特异性免疫的影响尚未见报道。

4 结论

壳聚糖作为一种新型的饲料添加剂，对水生动物具有促进生长和增强免疫的作用。尽管近年来对壳聚糖的关注越来越多，但现有的研究信息仍显不足，适宜的添加量和作用机制仍然未知。对此还需要系统的研究，立足于机制的研究，根据不同情况合理设计添加量。

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