殼寡糖在水產養殖中的作用

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1殼寡糖的生理功能

殼寡糖能夠提高機體的免疫功能，它的免疫增強作用目前已被許多學者證實。王秀武等研究了殼寡糖對免疫器官相對重量及新城疫抗體效價的影響表明，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重量增加(P<0.05)，且血清新城疫抗體效價提高(P<0.05)，肉用仔雞免疫力明顯提高。Karadeniz等報道了，殼寡糖可以保護胰腺細胞使其免受由于過氧化氫作用而引起的細胞惡化。殼寡糖的免疫機制主要有以下兩種解釋：第一，刺激機體，促進了腹膜滲出液的細胞(PEC)數量的增加，并且激活了巨噬細胞，從而使活性氧的生成增加了，也增強了巨噬細胞的殺傷活性。第二，激活了T淋巴細胞，從而促進了巨噬細胞激活因子（MAF）的釋放，進而使巨噬細胞激活。在激活過程中，巨噬細胞被殼寡糖直接激活，又提高了它對MAF的敏感性，使它進一步被激活。因此人們普遍認為殼寡糖的殺傷活性的產生，主要是由于激活T淋巴細胞與巨噬細胞兩者相互作用加強的結果。

2殼寡糖在水產養殖中的作用

2.1改善魚類腸道微生物分布

寡糖類被認為是一種重要的腸道功能調節劑，能夠改善動物消化道內的微生物區系。寡糖可以被芽孢桿菌、乳酸桿菌等作為碳源利用，從而促進有益微生物大量增殖，調節微生態平衡。而腸道病原菌首先必須通過其表面或著絨毛上類丁質結構的一些凝集素與動物腸道黏膜上皮上具有細胞特異性的寡糖分子受體相結合，這樣細菌才有可能在腸壁上進行定植和繁殖。許多腸道病原菌具有對寡糖能夠特異結合的外源凝集素。因此，寡糖可以作為病原菌的競爭性排斥因子，對病原菌提供豐富的附著位點，因此能夠吸附細菌，使病原菌不能夠結合到動物腸壁上。由于大多數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，細菌不能得到生長所需的養分成分而失去致病能力。目前，大量的科學研究已經證實，魚類腸道內包含著正常的細菌群落。細菌菌群在宿主體內增殖和生存，對于維持宿主組織器官的正常結構以及功能有著十分重要的作用。Mahious等在大菱鲆的生長試驗中，分別添加2%寡糖、菊粉、和低聚乳果糖，發現各組腸道微生物的總數差異不顯著，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量明顯減少，但是雙歧桿菌和乳酸桿菌的數量卻在明顯增加。

2.2提高水產養殖動物的生長性能

寡糖由于其分子間結合位置及結合類型的特殊性，不能被內源消化酶分解，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，進一步生成單糖、揮發性脂肪酸等，再被機體或微生物利用，間接達到促生長效應。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，研究結果發現飼喂過寡糖的大西洋鮭魚，其增重率、飼料轉化率均與對照組相比，差異顯著。寡糖主要是通過以下幾個途徑對水產動物的生長性能產生著影響：促進腸道有益菌的繁殖增長，抑制腐敗菌和病原菌，并且使這些細菌產生的毒素物質，如氨、胺、吲哚等代謝產物大量的減少；促進礦物元素的吸收，寡糖發酵以后產生的酸性物質能夠吸附鈣化合物并且使其溶解性增加，從而導致鈣的吸收能力增強；生成營養物質，雙歧桿菌可以在腸道內合成維生素B1、B2、B6、B12、煙酸、以及各種氨基酸。

2.3影響魚類的血液生化指標水平

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，進而改善脂類代謝，提高蛋白質沉積率，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。此外添加寡糖還對血液中的免疫球蛋白（IgG、IgM等）、生長激素（GH）、以及谷丙轉氨酶（ALT）、谷草轉氨酶（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，飼喂南美白對蝦，結果發現殼寡糖對對蝦血清中的肌酐、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，進而促進脂類代謝。

2.4提高魚體的免疫功能

有許多研究已經表明，寡糖能夠提高魚體的免疫功能。Yoshida等用添加甘露寡糖的飼料飼喂大西洋鯰魚，結果表明，甘露寡糖能顯著提高大西洋鯰魚的疾病抵抗能力。Cross等報道了果寡糖可以通過影響動物腸道有益微生物菌群來影響營養物質的吸收代謝及機體免疫應答等生理活動。寡糖能夠提高魚體的免疫功能，其主要作用機理有以下幾個方面：（1）寡糖能夠與某些毒素、病毒和真核細胞的表面結合，作為這些外源抗原的佐劑，可以減緩抗原的吸收時間，增加抗原的效價。寡糖作為佐劑可提高細胞免疫以及體液免疫功能。（2）寡糖有助于有益菌如雙歧桿菌等的大量增殖。許多動物試驗證明，雙歧桿菌也可以提高機體的抗體水平，并且能夠激活巨噬細胞的吞噬活性，這對提高機體的抗感染能力，預防、抑制和殺死腫瘤細胞有重要作用。（3）寡糖本身具有一定的免疫原性，能夠刺激機體免疫應答。某些寡聚糖具有直接提高藥物和抗原免疫應答的能力，增加動物體液及細胞免疫能力。

2.5凈化養殖用水

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，美國環保局也把殼聚糖作為飲用水處理的凈化產品。殼聚糖處理養殖用水的機理是，殼聚糖中氨基和羥基可以與養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，殼聚糖也具有很強的親水性，能夠在酸性介質中膨脹并且可以形成粘稠狀的膠體，來吸附養殖用水中的懸浮物，使其沉淀，從而達到凈化養殖水的目的。利用殼聚糖，也能夠吸附水體中的懸浮物和過剩的有機物，并且對水產養殖對象不會產生任何毒害作用。楊清友在殼多糖對不換水培育羅氏沼蝦的實驗中發現，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，防止水質惡化。

2.6作水產動物的誘食劑

寡糖類物質大部分都有不同程度的甜味，能改善飼料的適口性，所以在水產動物飼料生產中可以對水產動物起誘食作用。

3殼寡糖的應用前景

當今生物制藥技術的一個亮點就是，開發應用殼寡糖。在水產動物生產中，人們常常利用抗生素來預防病菌的感染，促進動物生長，但是抗生素有它自身的缺點，抗生素在殺害有害菌的同時卻也殺死了有益菌，而且長期使用抗生素不僅使細菌產生了極強的耐藥性，同時藥物的殘留對畜產品品質的影響是一個更嚴重的問題。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，實際應用中問題較少，所以前景廣闊，成為水產養殖業的又一新亮點。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驗室的研究階段。目前，國內對化學降解法中的H2O2氧化降解法研究較多，但是在降解過程中伴隨的副反應，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產品活性的影響以及降解以后殘留的H2O2對食品安全性是否會產生隱患。酶降解制備低聚殼聚糖同樣受到了科學研究者的極大關注，但是由于專一性酶價格昂貴、難以形成商業化。所以尋找其它降解效果好，并且價格低廉的非專一性酶，通過物理、化學方法與酶法相結合來探索出能夠高效、安全生產殼寡糖的復合降解法已經成為解決問題的關鍵點。與此同時，還需要繼續深入研究殼寡糖的作用機理以及在各種動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目前，我國寡糖生產量正急速上升，特別的對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，而對殼寡糖的研究才剛剛開始。Chen等從曲霉CJ22-326菌株發酵液中分離純化得到2種不同的殼聚糖酶組分。陳小娥等對其的水解作用模式進行了研究，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膜反應器中生產出了高聚合度的殼寡糖，這些研究成果將促使殼寡糖的應用更加廣泛。相信隨著生產、開發和研究的不斷深人，將會出現更多優秀的關于殼寡糖的研究成果，開展對殼寡糖的研究及應用推廣，無論在健康保健方面還是在資源開發利用上都具有十分重要的意義。

作者:崔健 康鵬天 單位:甘肅省漁業技術推廣總站