甲壳素及壳聚糖在畜禽饲养业中的应用

2015-04-03武翠枝

兽医导刊 2015年16期

关键词：甲壳素壳聚糖畜禽

武翠枝

(晋中职业技术学院,山西晋中 030600)

甲壳素及壳聚糖在畜禽饲养业中的应用

武翠枝

(晋中职业技术学院,山西晋中 030600)

回顾了其在畜禽饲养业上的广泛应用,可被用作饲料添加剂、免疫增强剂、消化道粘膜保护剂、广谱抗菌剂以及提高产品品质的保鲜剂等,而且已经在畜禽养殖方面得到了验证。主要分析介绍甲壳素及壳聚糖在畜牧业方面的各种作用的作用机理以及前人已经取得的主要研究成果,重点总结甲壳素及壳聚糖作为饲料添加剂在畜禽饲养业上的应用及其作用机理,可以广泛的应用于畜禽生产中,具有显著的经济效益和研究价值。

甲壳素;壳聚糖;应用机理;绿色饲料添加剂

甲壳素及壳聚糖来源广泛，绿色环保，在畜牧业领域的应用越来越多，总结了畜禽饲养业方面的理论研究与生产应用，整理了其主要应用的作用机理，以便更直接更迅速的整体了解甲壳素及壳聚糖在畜禽饲养业上的应用，给后面的研究探讨供给理论参考依据。

1 甲壳素及其衍生物壳聚糖的结构与性质和主要应用的作用机理

1.1 甲壳素及其衍生物壳聚糖的结构与性质及制备

甲壳素[1]又名甲壳质、几丁质、壳多糖、几丁、壳蛋白、蟹壳素等，化学名为β-（1，4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，是以β-l，4糖苷键连接的直链状多糖。其广泛存在于[2]甲壳动物虾蟹等的外壳和蝇蛆、甲虫、蝉、蝗虫、螳螂、蚕蛹等昆虫的表皮或蛹壳、牡蛎蜗牛乌贼等软体动物的骨骼、菌类藻类微生物的细胞、高等植物的细胞壁等。甲壳素结构类似纤维素，是稍少于纤维素的第二大天然生物资源。甲壳素低毒害，由于大分子间氢键作用极强，，其不溶性限制了其应用范围，通常大多数是用甲壳素的衍生物壳聚糖。

壳聚糖[1]，化学名为（1，4）-2-氨基-2-脱氧-8-D-葡聚糖，是甲壳素脱乙酰基后的产物，所以壳聚糖（chitosan，CS）又名可溶性甲壳素、脱乙酰甲壳素、甲壳胺、几丁聚糖。其具有游离氨基，理化特性活泼，壳聚糖能溶于稀酸中。其具有特别的生物安全性，生物相容性好、可降解，在生物、食品化妆品纺织、医疗保健和环境等方面都有非常重要的应用。

1859年法国人Rouget首先获得了甲壳素及壳聚糖，开始被大家关注。权静[3]用干蟹壳作原料成功获得壳聚糖。当前，大家制备的壳聚糖比甲壳素溶解性要好，但由以上壳聚糖性质知也只能溶解于稀酸中，所以黄莺[4]等研究制备了水溶性的壳聚糖衍生物羧甲基壳聚糖。获得了黄色的水溶性与溶解性都优于壳聚糖的壳聚糖的衍生物产品羧甲基壳聚糖，扩大了壳聚糖的运用范围。

还有，探讨表明壳聚糖的性质和功能与其的分子量联系紧密，产品壳聚糖降解成适当的分子量才表现其独有的生理活性，因此学者[5]研究了壳聚糖的降解，主要降解方法有化学降解、物理降解、酶降解以及从上派生来的符合生产实际的复合降解法，从而生产获得低分子量的壳聚糖产品低聚壳聚糖如壳寡糖[6]等，更好的进行壳聚糖的广泛应用。

为了进一步发挥甲壳素及壳聚糖的积极意义，学者还研究了稀土甲壳素[7]、载铜纳米壳聚糖复合微粒[8]（CNP-Cu）、壳聚糖亚铁[9]CS-Te（II）、壳聚糖锌[10]（CS-Zn）、壳聚糖硒[11]、壳聚糖与谷氨酰胺复合[12]及壳聚糖饲用微生物粉剂[13]等形式的应用，取得了很好的应用效果。

1.2 甲壳素及衍生物壳聚糖的主要应用的作用机理

甲壳素的衍生物壳聚糖可以影响畜禽生长发育，具有抗微生物活性，还可以调节脂肪代谢、增强免疫力和保护消化道粘膜，因此可以在畜禽饲养业上广泛应用。

1.2.1 壳聚糖具有广谱抗菌活性壳聚糖具有带正电的铵基，可以在带负电荷的细菌的细胞膜表面通过吸附而成膜化，从而阻止细菌营养的摄入，发挥抑制细菌的功能；壳聚糖也能渗进细菌细胞里，和细菌细胞质通过絮凝作用，从而搅扰细菌生理活动的进行，杀死细菌[14]。

1.2.2 壳聚糖可以调节畜禽体内脂肪代谢壳聚糖能降低畜禽的血脂、胆固醇和甘油三酯，其的铵离子可以结合带负电荷的胆汁酸，阻挠胆汁酸参与乳化脂肪，且它可抑制消化道内容物中脂肪酶的活性，从而降低脂肪的消化吸收，增加粪便中中脂肪的排出量，减少畜禽产品体脂的沉积[14]。

1.2.3 甲壳素及壳聚糖可以提高免疫功能甲壳素及其衍生物可以活化巨噬细胞，提高巨噬细胞溶菌酶的活性，使其吞噬能力增强，并能活化T淋巴细胞，促进其释放各种淋巴因子[2]。

1.2.4 甲壳素及壳聚糖能保护消化道粘膜甲壳素及其衍生物能够吸附氢离子H+），结合相当数量的酸性物质，可抑制中和胃酸分泌，从而保护胃黏膜；由于对H+的吸附，可以使体液的pH值倾向碱性；能够促进肠道内双歧杆菌的生长，改变生长环境[2]。

1.2.5 甲壳素及壳聚糖可以促进畜禽生长甲壳素及壳聚糖能明显改善畜禽营养水平，其对动物生长的影响是其各种作用综合的结果。其能抑制有害菌生长，促进有益菌繁殖，使动物防菌抗病能力增强；能缓解动物免疫应激，提高免疫力；能使小肠绒毛高度升高，肠道状态改善，吸收面积加大，有利于营养物质的吸收；进而提高动物对蛋白质的利用率，促进蛋白质的合成，提高代谢水平和免疫功能，从而具有促进动物生长的作用。

2 甲壳素及壳聚糖在畜禽饲养业中的应用

甲壳素及壳聚糖由于其具有良好的生理活性和生物相容性，能被生物降解，降解后物质给环境不会制造污染，环保，在畜禽饲养业中有广泛的用途。

2.1 免疫调节剂

方静[11]等试验表明，壳聚糖硒可显著提高肉仔鸡免疫器官指数、T淋巴细胞阳性率和新城疫抗体滴度。免疫器官指数代表机体免疫情况，T淋巴细胞转化率代表机体细胞免疫情况，新城疫抗体水平代表机体特异性体液免疫情况，所以，壳聚糖对动物机体非特异性免疫及特异性免疫都具有一定水平的促进效果，为一种令人满意的免疫调节剂[15]。

2.2 改善畜禽产品品质的保鲜剂

甲壳素及壳聚糖有抗菌作用，并且低毒害无味无残留无副作用，能安全的用于猪肉、禽蛋等的保鲜。

2.3 饲料添加剂

在畜禽体内，壳聚糖能降低胆固醇含量，改善畜禽产品品质，能提高免疫力，还具有抗菌抑菌作用，而且安全无毒，无残留，无耐药性，因此可作为一种新型的绿色饲料添加剂。

2.3.1 在养猪中的应用

在猪饲料中添加壳聚糖，可以缓解仔猪断奶应激，改善生长状况，提高肥育猪的瘦肉率等[16]，饲料报酬和经济效益升高。

对断奶仔猪，各种形式壳聚糖的最适添加剂量为：壳聚糖[17]0.04%，低聚壳聚糖[18]50mg/kg，壳聚糖锌[10]（CS-Zn）100mg/kg，壳聚糖亚铁[9]CS-Te（II）100mg/kg，载铜纳米壳聚糖[8]（CNP-Cu）100mg/kg，壳聚糖饲用微生物粉剂[13]0.75%，谷氨酰胺与壳聚糖二者复合[12]添加非常明显优于单独添加使用，表现出一定的复合协同效果。

对肥育猪，日粮里添加壳聚糖对猪生产性能没有明显作用效果，但是能够降低日粮里脂肪表观消化率，这样来减少猪的皮下脂肪和体内脂肪沉积，最终达到提高瘦肉率。各种形式壳聚糖的最适添加剂量为：壳聚糖[19]0.5%，，稀土甲壳素[7]0.5%，从而拥有很大的经济价值。

2.3.2 在养禽中的应用

壳聚糖在养鸡业应用研究很多，主要集中在肉仔鸡上。

对肉仔鸡，王云霞[20]在肉仔鸡饲料中添加低壳聚糖可显著提高其生产性能，而对鸡肉的品质没有任何不良影响。且壳聚糖对动物生产性能的影响和添加剂量相关，也就是较高剂量（一般大于2%）不利于生长，而较低剂量（一般小于2%）有利于生长，有一定的剂量依存关系。另外，方静[11]等研究发现，壳聚糖硒可增强肉仔鸡免疫力，提高其抗氧化作用。

对蛋鸡，赵颖[21]等试验表明，低聚壳聚糖可降低蛋鸡血脂水平，提高脂蛋白代谢酶活性，但此影响随时间的延长而逐渐减弱。且其对鸡蛋品质无显著影响。王敦[22]等在蛋鸡日粮里添加1.0%虫源性壳聚糖能够明显减少蛋黄胆固醇含量，提高蛋鸡的产蛋率。

对特禽，贵妃鸡[23]，壳聚糖对贵妃鸡采食量、增重与饲料利用没有明显作用，但能够减少贵妃鸡的腹脂率与皮下脂肪，进而改进贵妃鸡的胴体品质。对肉用鹌鹑也能够明显减少脂肪吸收，免疫功能得到提高。

对鹅，壳聚糖对生长鹅[14]有一定的免疫调节作用。

2.3.3 在反刍动物中的应用

在反刍动物饲料中添加壳聚糖，壳聚糖进入反刍动物瘤胃后几乎不被降解，其主要在肠道内增加有益菌，减少有害菌，提高反刍动物生产性能[25]。田丰[26]等在奶牛日粮中添加0.1%壳聚糖产奶量显著提高，乳脂量清楚表现增加倾向，可明显降低乳中的体细胞数，揭示奶牛健康情况和奶质量有保证。于萍[27]等在肉牛日粮里添加500mg/kg壳聚糖能够升高肉牛营养物质消化率，从而使肉牛生长加快。

2.3.4 在其他动物中的应用

壳聚糖对香鱼[28]也有一定的免疫调节作用。饲料里添加0.05%壳聚糖能够预防獭兔[29]腹泻，减少料肉比，这样增高饲料报酬。丝胶-壳聚糖对兔毛进行改性处理，能够明显改善兔毛产品的掉毛疑难问题。甲壳素能够使狗、猫、鱼等宠物毛皮越来越漂亮，越来越健康。

3 应用前景展望

甲壳素及壳聚糖资源丰富，在实际应用中问题较少，无毒无害，安全可靠，对环境无公害，是一种新型高效的绿色饲料添加剂。尤其是壳聚糖是一种阳离子型食用纤维，壳聚糖生物保健品具有很多有益于人体的功效，被称赞为除了蛋白质、糖、脂肪、维生素、矿物质之外的“第六营养物质要素[30]”，符合未来发展趋势。具有非常重要的社会价值、实用价值、经济价值和产业价值及极大的开发价值，具有很好的开发利用研究价值，持续应用前景极其广阔。

[1] 蒋小姝，莫海涛，苏海佳，等.甲壳素及壳聚糖在农业领域方面的应用[J].中国农学通报，2013，29（6）：170-174.

[2] 李维锋，姜建国.甲壳素及其衍生物在畜禽饲料中的研究进展[J].中国饲料，2007，（7）：15-16.

[3] 权静.蟹壳制备壳聚糖的工艺研究[J].广州化工，2012，40（15）：105-107.

[4] 黄莺，尹霞，尹莉.水溶性壳聚糖衍生物的制备[J].求医问药，2012，10（5）：702-703.

[5] 欧春艳，李林通.壳聚糖降解研究的最新进展[J].广州化工，2013，41（6）：13-15.

[6] 占今舜，张彬.壳寡糖作为饲料添加剂的应用前景[J].广东畜牧兽医科技，2011，36（5）：13-15.

[7] 顾振权，宋锦昌.稀土甲壳素对生长肉猪的效应研究[J].中国畜牧杂志，1994，30（3）：36-38.

[8] 王敏奇，叶珊珊，杜勇杰，等.载铜纳米壳聚糖对断奶仔猪生长性能、免疫和抗氧化指标的影响[J].动物营养学报，2011，23（10）：1806-1811.

[9] 朱叶萌，谢正军，张亚丽，等.壳聚糖亚铁对仔猪生长性能和血清相关生化指标的影响[J].中国畜牧杂志，2011，47（9）：35-39.

[10] 谢正军，朱叶萌，杜美丹，等.壳聚糖锌对断奶仔猪生长性能、血清激素和生化指标的影响[J].动物营养学报，2010，22（5）：1355-1360.

[11] 方静，曹耸，李振.壳聚糖硒对肉仔鸡免疫功能及抗氧化作用的影响[J].粮食与饲料工业，2013，（2）：48-50.

[12] 王周，赵燕，梁国旗，等.谷氨酰胺、壳聚糖及二者复合添加对断奶仔猪生长性能和血液生化指标的影响[J].饲料工业，2008，29（8）：12-14.