壳聚糖在动物生产中的研究进展

侯晓亮，葛艳琳

（黑龙江民族职业学院，哈尔滨 150081）

甲壳质（Chitin）又称甲壳素，是一种高分子产物，主要存在于甲壳类动物如虾、蟹、昆虫的外壳中，同时甲壳质也大量存在于地球上低等植物（菌类、藻类）的细胞中以及高等植物的细胞壁中。自然界中数量最大的含氮天然有机化合物是蛋白质，其次就是甲壳质。甲壳质经过深加工（脱去乙酰基）可以制取壳聚糖（Chitosan），其在自然界中比较少见，大部分都是通过人工手段制取的。壳聚糖被誉为继蛋白质、糖、脂肪、维生素、矿物质以外的“第六生命要素”，是目前自然界发现的唯一带正电的阳性食物纤维。壳聚糖是一种具有良好发展前景的新型饲料添加剂，能够调节脂肪代谢、增强免疫力，同时还有抗菌、抗病毒作用[1-2]。壳聚糖及其性质与应用已经成为了一个炙手可热的研究课题，其应用前景广阔。

1 壳聚糖结构和性质

壳聚糖又称为聚氨基葡萄糖，是由甲壳质脱去乙酰基后得到的产物，外观为原白色或灰白色、无定形、半透明、有珠光色彩的片状或粉状固体，对生物体没有毒害作用，不溶于水及碱溶液，可溶于稀盐酸、硝酸等无机酸以及大多数有机酸。壳聚糖溶于酸性溶液后其主链会发生缓慢水解，分子中的氨基游离出来，由于氨基呈弱碱性并可与溶液中氢质子相结合，因此使自身带正电荷[3]。

2 壳聚糖的生物学作用

2.1 调节脂肪代谢

鸡体脂肪含量过多是养鸡业中一个普遍存在的问题，其会影响鸡肉口感，降低鸡肉的品质，同时还会使饲料消耗量增大，提高养殖成本。试验证明，壳聚糖可以降低饲料中脂肪在肉鸡回肠中的消化率，避免过多的脂肪被机体吸收利用。同时壳聚糖也可以使肉鸡血液中、肌肉中胆固醇的含量下降。通过对其作用机理进行研究发现，组成壳聚糖的葡聚糖胺链存在铵离子，具有交换阴离子能力。壳聚糖带正电，胆汁酸带负电，两者结合后排出体外，使部分胆汁酸不再被重吸收后进入肝脏。胆囊中胆汁酸变少，促使机体生成胆汁酸对其进行补充，血液和肌肉中的胆固醇生成胆汁酸，增加其在胆囊中的贮备。血液中和肌肉中的胆固醇被大量消耗，其浓度相应降低。胆汁酸与壳聚糖结合后排出体外，参与乳化饲料中脂肪的胆汁酸减少，未被乳化的脂肪被机体利用率下降，从而使血液中甘油三酯含量降低[4-5]。

2.2 抗菌抑菌作用

壳聚糖及其衍生物具有抗菌抑菌的作用。壳聚糖分子的聚合分子结构及所带的正电荷可与细菌表面的荚膜及鞭毛吸附凝集，破坏胞膜的代谢，抑制病原菌增殖。抑菌试验证明，壳聚糖对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等多种细菌有抑制作用。通过壳聚糖对攻毒大肠杆菌鸡（7日龄）保护率的研究发现，攻毒剂量为1012个·mL-1时，壳聚糖200mg·kg-1组的保护率高，说明壳聚糖具有较明显的保护作用，因此在肉仔鸡饲料中添加适量的壳聚糖不但可以有效抑制饲料中微生物繁殖、防止饲料变质，而且可以提高仔鸡的免疫力和抗病力[6]。

2.3 增强免疫力

壳聚糖可以增强机体的免疫力。壳聚糖能使小鼠脾脏指数、胸腺指数明显增高；增强体液与细胞免疫，增强单核巨噬细胞功能以及自然杀伤细胞活性；提高脾脏抗体生成细胞的能力，增强刀豆蛋白A诱导的淋巴细胞增殖，增强T淋巴细胞免疫功能[7]。史春路在黄颗鱼饵料中添加不同比例的壳聚糖，试验结果表明，饲料中添加壳聚糖5和10 g·kg-1，对黄颗鱼的生长和非特异性免疫机能都具有促进作用[8]。杨正平在肉鸡日粮中添加壳聚糖0、50、100、150mg·kg-1，结果表明，显著提高了肉鸡42 d的脾脏指数和胸腺指数（P＜0.05），并随剂量的增加效果尤为明显。壳聚糖对21 d肉鸡的淋巴细胞转化率并无影响（P＞0.05），但到42 d时差异趋于显著水平（P=0.094），并提高了21 d肉鸡血清IgA和42 d的IgA、IgG水平（P=0.059，P=0.092），壳聚糖对血清中IL-2、INF-γ并无显著影响（P＞0.05），但却提高了血清中IL-4水平，并降低了TNF-α浓度，说明壳聚糖主要通过影响Th2细胞因子的浓度发挥其免疫调控作用的[9]。

2.4 抑制肿瘤活性

临床试验证明，经灌胃途径给予壳聚糖制剂0.4%，可以延缓病患腹水瘤生长，壳聚糖制剂可以抑制小鼠实体瘤S180生长。壳聚糖抑制肿瘤的作用机理主要是其可以提高巨噬细胞的活性，其能提高NK细胞活性400%～500%，提高人间变性淋巴瘤激酶（ALK）功能300%，同时壳聚糖可以在血管细胞表面附着，抑制癌细胞转移[7]。

2.5 其他作用

壳聚糖分子由于自身的弱碱性，可以结合酸性物质，因此其具有中和胃酸、保护胃黏膜的功能。

干乳清中含乳糖70%、蛋白质13%、脂肪1%、矿物质8%（以钙和磷为主），乳糖的代谢主要靠双歧杆菌。甲壳质被摄入体内后可以作为双歧因子的前体，可以提高乳糖干酪乳清在消化道内的消化率，促进机体对乳清吸收利用。

壳聚糖具有止痛、止血、促进伤口愈合、抗炎和排毒等作用。壳聚糖对伤口疼痛有很好的舒缓作用，主要是由于吸收了乙酸在发炎部位释放出来的质子。壳聚糖具有止血作用，并能促进凝血和血栓的形成。壳聚糖有促进伤口愈合的作用，主要是由于其能与渗血和组织液形成致密的痂块，保护创口，使创伤在痴下愈合。此外，壳聚糖还带有弱碱性，其表面的Zeta电势不是很高的正值，不会对周围的组织产生强烈的刺激作用性。壳聚糖可以通过有机吸附促使肝脏及肠道内毒素随之排出体外，减轻肝脏的负荷，从而强化和保护肝脏。

3 壳聚糖在动物生产中的应用

3.1 壳聚糖在家禽家畜生产中的应用

肉鸡食用添加甲壳质0.5%的饲料比不添加增重12%，并且食用饲料总量减少。肉鸡食用按每千克体重添加壳聚糖1.3 g的高胆固醇饲料后，血液中胆固醇、游离脂肪酸、甘油三酯含量提高受到抑制。蛋公雏食用添加壳聚糖5%的高脂日粮或玉米—豆粕型基础日粮，脂肪吸收率下降，腹脂量减少，血液中甘油三酯浓度较对照组降低。肉仔鸡食用添加壳聚糖3%的日粮，试验的第2周开始，与对照组相比较，仔鸡采食量明显下降，体重减轻，饲料转化率升高；脂肪消化率减少近30%，盲肠的短链脂肪酸浓度降低；血液总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇含量下降，总胆固醇含量与高密度脂蛋白胆固醇的比值增大。试验结果说明，壳聚糖能使脂肪吸收受阻，同时表明了壳聚糖的抗微生物活性。朱立贤等试验表明在肉鸡日粮中添加壳聚糖2%，试验组40、50日龄时血清胆固醇含量分别比对照组低15.22、43.06mL·dL-1，与对照组相比，前者差异显著（P＜0.05），后者差异极显著（P＜0.0l）；腿肌、胸肌胆固醇含量分别比对照组降低了5.08%和4.96%，在蛋鸡基础日粮中添加壳聚糖4%，蛋黄中胆固醇含量比对照组降低9.13%；血清胆固醇含量极显著低于对照组（P＜0.01），比对照组降低22.17mL·dL-1[1]。刘海英等在艾维茵肉鸡日粮中添加壳聚糖0.5%、1%、2%、3%和4%，结果表明，添加壳聚糖可降低血清总胆固醇、甘油三脂和总脂含量，在达到降脂的同时不影响生长，并可提高饲料报酬，添加量以2%为最佳[10]。郝刚在爱拔益加（AA）肉仔鸡日粮中添加不同比例的壳聚糖，结果表明，添加壳聚糖不同程度地降低了能量、蛋白质、钙和磷的表观利用率，壳聚糖各组间差异不显著（P＞0.05）[11]。在饲料中添加一定剂量的壳聚糖可以降低肉用鹌鹑对脂肪吸收，提高其免疫力，使血液中甲状腺激素水平发生明显变化。生长猪研究中发现，食用添加甲壳质0.5%的饲料，生长猪可提高日增重5.4%～10.2%，节省饲料用量3%～14.4%[12]。

3.2 壳聚糖在水产养殖中的应用

试验发现，正常鳗食用添加甲壳质的饲料，体色有光泽，生长速度明显提高，僵鳗食用添加甲壳质的饲料，7 d后活动能力明显增加，18 d后体表颜色变好，待僵鳗苏醒后继续使用上述饲料，其日增重比对照组提高350%～480%；使用添加甲壳质饲料的正常鳗、僵鳗饵料系数分别降低26.47%、69.28%。使用甲壳质添加剂可以明显提高河蟹的体长体重及产量，提高经济效益50%～60%。食用添加甲壳胺制剂的饵料，真稠幼鱼增重效果明显，增重接近30%。养殖对虾时添加鱼康素脱乙酰聚糖胺经活化处理后与稀土元素的复合物，对虾生长率大幅度提高，其生长率比对照组提高90%。壳聚糖抗菌效果显著，微量壳聚糖即可起到抑制气单胞菌生长的作用[13]。陆清儿等在三角鲂饲粮中分别添加了壳聚糖、壳聚糖复合物A和壳聚糖复合物B，结果表明，三角鲂平均体增重分别提高15.91%、19.19%和21.65%（P＜0.01），饲料系数分别下降13.85%、16.41%和17.95%（P＜0.01），提高了成活率[14]。

4 小结

壳聚糖由于其可开发产量高、在实际生产运用中良好的效果及其良好的发展前景，被认为是一种新型的无毒无害而环保的饲料添加剂。我国拥有丰富的甲壳质资源，对于生产壳聚糖有得天独厚的优势条件。同时我国也拥有巨大的甲壳质与壳聚糖产品市场。因此加强甲壳质、壳聚糖产品的开发与研究，充分利用自然资源，必将带动甲壳质、壳聚糖产品的应用，创造可观的社会、经济及产业效益。

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[3]逯慎杰,刘秀河.壳聚糖作为绿色饲料添加剂的应用[J].饲料博览,2010（9）:21-22.

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[6]史彬林.壳聚糖对肉仔鸡生长性能和免疫功能的影响及其机理的研究[D].北京:中国农业大学,2004.

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[8]史春路.壳聚糖对黄颗鱼非特异性免疫机能和生长的影响[D].武汉:华中农业大学,2008.

[9]杨正平.壳聚糖对肉仔鸡生长性能、免疫功能以及小肠组织形态发育的影响[D].杨凌:西北农林科技大学,2007.

[10]刘海英,于淼,杨桂琴.壳聚糖对肉鸡生产性能、脂肪代谢的影响[J].饲料博览,2003（5）:1-5.

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[12]张彩芬.壳聚糖对仔猪生长性能及免疫机能的影响[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2008.

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