殼寡糖在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用

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殼寡糖的生理機(jī)能

殼寡糖能夠提高機(jī)體的免疫功能，它的免疫增強(qiáng)作用目前已被許多學(xué)者證實(shí)。王秀武等研究了殼寡糖對(duì)免疫器官相對(duì)重量及新城疫抗體效價(jià)的影響表明，在肉用仔雞飼料中添加0.1%殼寡糖可使其法氏囊和胸腺相對(duì)重量增加(P<0.05)，且血清新城疫抗體效價(jià)提高(P<0.05)，肉用仔雞免疫力明顯提高。Karadeniz等報(bào)道了，殼寡糖可以保護(hù)胰腺細(xì)胞使其免受由于過氧化氫作用而引起的細(xì)胞惡化。殼寡糖的免疫機(jī)制主要有以下兩種解釋：第一，刺激機(jī)體，促進(jìn)了腹膜滲出液的細(xì)胞(PEC)數(shù)量的增加，并且激活了巨噬細(xì)胞，從而使活性氧的生成增加了，也增強(qiáng)了巨噬細(xì)胞的殺傷活性。第二，激活了T淋巴細(xì)胞，從而促進(jìn)了巨噬細(xì)胞激活因子（MAF）的釋放，進(jìn)而使巨噬細(xì)胞激活。在激活過程中，巨噬細(xì)胞被殼寡糖直接激活，又提高了它對(duì)MAF的敏感性，使它進(jìn)一步被激活。因此人們普遍認(rèn)為殼寡糖的殺傷活性的產(chǎn)生，主要是由于激活T淋巴細(xì)胞與巨噬細(xì)胞兩者相互作用加強(qiáng)的結(jié)果。

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殼寡糖在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的作用

2.1

改善魚類腸道微生物分布

寡糖類被認(rèn)為是一種重要的腸道功能調(diào)節(jié)劑，能夠改善動(dòng)物消化道內(nèi)的微生物區(qū)系。寡糖可以被芽孢桿菌、乳酸桿菌等作為碳源利用，從而促進(jìn)有益微生物大量增殖，調(diào)節(jié)微生態(tài)平衡。而腸道病原菌首先必須通過其表面或著絨毛上類丁質(zhì)結(jié)構(gòu)的一些凝集素與動(dòng)物腸道黏膜上皮上具有細(xì)胞特異性的寡糖分子受體相結(jié)合，這樣細(xì)菌才有可能在腸壁上進(jìn)行定植和繁殖。許多腸道病原菌具有對(duì)寡糖能夠特異結(jié)合的外源凝集素。因此，寡糖可以作為病原菌的競(jìng)爭(zhēng)性排斥因子，對(duì)病原菌提供豐富的附著位點(diǎn)，因此能夠吸附細(xì)菌，使病原菌不能夠結(jié)合到動(dòng)物腸壁上。由于大多數(shù)的寡糖不能被消化酶降解，因而它們所攜帶的病菌通過腸道，細(xì)菌不能得到生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分成分而失去致病能力。目前，大量的科學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)，魚類腸道內(nèi)包含著正常的細(xì)菌群落。細(xì)菌菌群在宿主體內(nèi)增殖和生存，對(duì)于維持宿主組織器官的正常結(jié)構(gòu)以及功能有著十分重要的作用。Mahious等在大菱鲆的生長(zhǎng)試驗(yàn)中，分別添加2%寡糖、菊粉、和低聚乳果糖，發(fā)現(xiàn)各組腸道微生物的總數(shù)差異不顯著，但是微生物的種類以及只要菌種差異顯著，腸道中大腸桿菌的菌群數(shù)量明顯減少，但是雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量卻在明顯增加。

2.2

提高水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的生長(zhǎng)性能

寡糖由于其分子間結(jié)合位置及結(jié)合類型的特殊性，不能被內(nèi)源消化酶分解，病原菌如沙門氏菌等也不能利用，但能被有益菌如乳酸桿菌、雙歧桿菌等分泌的糖苷酶水解作用，進(jìn)一步生成單糖、揮發(fā)性脂肪酸等，再被機(jī)體或微生物利用，間接達(dá)到促生長(zhǎng)效應(yīng)。Refstie等分別用含少量寡糖和不含寡糖和的料飼喂大西洋鮭魚55d，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)飼喂過寡糖的大西洋鮭魚，其增重率、飼料轉(zhuǎn)化率均與對(duì)照組相比，差異顯著。寡糖主要是通過以下幾個(gè)途徑對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)性能產(chǎn)生著影響：促進(jìn)腸道有益菌的繁殖增長(zhǎng)，抑制腐敗菌和病原菌，并且使這些細(xì)菌產(chǎn)生的毒素物質(zhì)，如氨、胺、吲哚等代謝產(chǎn)物大量的減少；促進(jìn)礦物元素的吸收，寡糖發(fā)酵以后產(chǎn)生的酸性物質(zhì)能夠吸附鈣化合物并且使其溶解性增加，從而導(dǎo)致鈣的吸收能力增強(qiáng)；生成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，雙歧桿菌可以在腸道內(nèi)合成維生素B1、B2、B6、B12、煙酸、以及各種氨基酸。

2.3

提高魚體的免疫功能

研究表明，殼寡糖能夠降低血漿、甘油三酯以及總膽固醇的濃度，進(jìn)而改善脂類代謝，提高蛋白質(zhì)沉積率，降低尿素在腎臟中的沉積，從而有助于減少腎臟尿素中毒的可能性。此外添加寡糖還對(duì)血液中的免疫球蛋白（IgG、IgM等）、生長(zhǎng)激素（GH）、以及谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）等有一定的影響。馬利等在飼料中分別添加0、125、250、500和1000mg/kg的殼寡糖，飼喂南美白對(duì)蝦，結(jié)果發(fā)現(xiàn)殼寡糖對(duì)對(duì)蝦血清中的肌酐、鈣離子、總膽固醇、葡萄糖、甘油三脂以及低密度脂蛋白膽固醇無顯著影響，但能夠使高密度脂蛋白膽固醇顯著增加，進(jìn)而促進(jìn)脂類代謝。

2.4

凈化養(yǎng)殖用水

殼聚糖作為寡糖種類中的一種，已被用于水處理。例如日本每年用于處理水的殼聚糖超過了500t，美國(guó)環(huán)保局也把殼聚糖作為飲用水處理的凈化產(chǎn)品。殼聚糖處理養(yǎng)殖用水的機(jī)理是，殼聚糖中氨基和羥基可以與養(yǎng)殖水中尤其是廢水中的金屬離子形成螯合配位體。除此之外，殼聚糖也具有很強(qiáng)的親水性，能夠在酸性介質(zhì)中膨脹并且可以形成粘稠狀的膠體，來吸附養(yǎng)殖用水中的懸浮物，使其沉淀，從而達(dá)到凈化養(yǎng)殖水的目的。利用殼聚糖，也能夠吸附水體中的懸浮物和過剩的有機(jī)物，并且對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)象不會(huì)產(chǎn)生任何毒害作用。楊清友在殼多糖對(duì)不換水培育羅氏沼蝦的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，加殼聚糖的水體比不加殼聚糖的水體透明度高，而且隨著殼聚糖濃度的升高，透明度也在增大，說明殼聚糖能夠凈化水質(zhì)，防止水質(zhì)惡化。

2.6

作水產(chǎn)動(dòng)物的誘食劑

寡糖類物質(zhì)大部分都有不同程度的甜味，能改善飼料的適口性，所以在水產(chǎn)動(dòng)物飼料生產(chǎn)中可以對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物起誘食作用。

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殼寡糖的應(yīng)用前景

當(dāng)今生物制藥技術(shù)的一個(gè)亮點(diǎn)就是，開發(fā)應(yīng)用殼寡糖。在水產(chǎn)動(dòng)物生產(chǎn)中，人們常常利用抗生素來預(yù)防病菌的感染，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，但是抗生素有它自身的缺點(diǎn)，抗生素在殺害有害菌的同時(shí)卻也殺死了有益菌，而且長(zhǎng)期使用抗生素不僅使細(xì)菌產(chǎn)生了極強(qiáng)的耐藥性，同時(shí)藥物的殘留對(duì)畜產(chǎn)品品質(zhì)的影響是一個(gè)更嚴(yán)重的問題。殼寡糖作為一種新型的綠色飼料添加劑，資源豐富、且無毒、無副作用，實(shí)際應(yīng)用中問題較少，所以前景廣闊，成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的又一新亮點(diǎn)。但是低聚殼聚糖的制備，特別是聚合度為6～8殼寡糖的制備大部分都處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)化學(xué)降解法中的H2O2氧化降解法研究較多，但是在降解過程中伴隨的副反應(yīng)，還需要探索出有效的遏止方法，另外必須注意的就是氧化降解對(duì)產(chǎn)品活性的影響以及降解以后殘留的H2O2對(duì)食品安全性是否會(huì)產(chǎn)生隱患。酶降解制備低聚殼聚糖同樣受到了科學(xué)研究者的極大關(guān)注，但是由于專一性酶價(jià)格昂貴、難以形成商業(yè)化。所以尋找其它降解效果好，并且價(jià)格低廉的非專一性酶，通過物理、化學(xué)方法與酶法相結(jié)合來探索出能夠高效、安全生產(chǎn)殼寡糖的復(fù)合降解法已經(jīng)成為解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)。與此同時(shí)，還需要繼續(xù)深入研究殼寡糖的作用機(jī)理以及在各種動(dòng)物飼料中的最佳添加量，以便為殼寡糖的推廣提供更為明確的理論指導(dǎo)目前，我國(guó)寡糖生產(chǎn)量正急速上升，特別的對(duì)一些常見寡糖的研究也比較多，例如半乳糖寡糖，果寡糖，甘露糖寡糖等，而對(duì)殼寡糖的研究才剛剛開始。Chen等從曲霉CJ22-326菌株發(fā)酵液中分離純化得到2種不同的殼聚糖酶組分。陳小娥等對(duì)其的水解作用模式進(jìn)行了研究，這將有助于完善不同用途甲殼低聚糖的酶法制備工藝。Hsiao等在近期用蠟樣芽孢桿菌純化的殼聚糖在一個(gè)膜反應(yīng)器中生產(chǎn)出了高聚合度的殼寡糖，這些研究成果將促使殼寡糖的應(yīng)用更加廣泛。相信隨著生產(chǎn)、開發(fā)和研究的不斷深人，將會(huì)出現(xiàn)更多優(yōu)秀的關(guān)于殼寡糖的研究成果，開展對(duì)殼寡糖的研究及應(yīng)用推廣，無論在健康保健方面還是在資源開發(fā)利用上都具有十分重要的意義。

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