壳聚糖对动物体的影响及在饲料中的应用

     壳聚糖，是甲壳素的衍生物，又名可溶性甲壳素、脱乙酰甲壳素、甲壳胺、几丁聚糖，是通过甲壳素一定程度的脱乙而得到，通常将脱乙酰度55％以上的甲壳素称作壳聚糖。自然界中，壳聚糖广泛存在于低等植物菌类、藻类的细胞，节肢动物虾、蟹、蝇蛆和昆虫的外壳，贝类、软体动物（如鱿鱼、乌贼）的外壳和软骨，高等植物的细胞壁等，其每年生物合成的资源量高达100亿吨，是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源，其中海洋生物的生成量在10亿吨以上，可以说是一种用之不竭的生物资源。

    壳聚糖的特点壳聚糖是自然界中产量仅次于纤维素的天然高分子，是地球上第二大可再生资源。

    在众多的天然多糖中，甲壳素及其主要衍生物壳聚糖是唯一的碱性多糖。

    壳聚糖是一种绿色环保高分子，具有生物兼容性、可食用性、可抗菌性，可生物降解及具有多种特殊功能，安全无毒，对环境无公害等特点。

    壳聚糖是生命营养的第六大要素。1991年欧美学术界正式将壳聚糖列为传统五大生命营养要素蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质之后的第六大要素，是人体细胞的活化因子，能改善人体酸碱平衡。

    壳聚糖用途广泛，在农业、工业、畜牧业、环境保护、日用化工和化学分析等领域均有广泛的应用。

    壳聚糖的理化性质壳聚糖是由甲壳素经浓碱水解脱乙酰基后生成的产物，其外观是白色或淡黄色半透明状片状固体，略有珍珠光泽，不溶于水和碱溶液，可溶于大多数稀酸溶液中，如盐酸、醋酸、苯甲酸等溶液。它化学性质稳定﹔无毒、无害﹔有良好的生物兼容性，可被溶菌酶等溶解，可生物降解，且能被生物体完全吸收，但其吸湿性较强，遇水易分解。壳聚糖分子结构与纤维素相似，分子呈直链状，极性强，易结晶。壳聚糖经过生物降解可生成几类低分子寡糖、葡萄胺、壳二糖、壳三糖、壳四糖和它的一些乙酰化产物。壳聚糖作为溶液存放和使用时，不能配制得太浓，配制成的溶液浓度要小于5％，浓度太大时可转化为胶体甚至形成溶胀物。此外，壳聚糖还须处于酸性环境中，但由于其具有缩醛结构，在酸性溶液中将发生壳聚糖降解,导致溶液黏度降低，加入甲醇、乙醇、丙酮等，可延缓壳聚糖黏度降低，尤以乙醇的作用明显。壳聚糖甲酸溶液比乙酸溶液相对稳定，抗氧化剂VC对壳聚糖具有明显的促降解作用。

    壳聚糖的生物学性质降低血脂及胆固醇许多实验证实，壳聚糖具有降低血脂、胆固醇和甘油三酯的作用，能减少胆固醇和脂肪酸的吸收。这是由于其成分中的葡聚糖胺链有4价铵离子，具有较高的阴离子交换功能，能黏合胆汁酸，阻止胆汁酸的循环，增加粪中脂肪的排出量。壳聚糖也能与脂类化合物络合，形成不易被胃酸水解和消化系统吸收的络合物，降低机体脂肪类物质的吸收。此外，有关壳聚糖降低血清胆固醇含量的机理，有些研究者认为，壳聚糖能与胃酸作用形成凝胶，在肠内pH范围内可以保持这种凝胶不分解，这种凝胶有吸附作用，能够吸附胆汁酸和胆固醇，通过粪便排出，从而降低血液中胆固醇的含量。

    抗菌抑菌研究表明，壳聚糖具有较强的抑菌、杀菌活性。研究人员研究了壳聚糖的浓度、脱乙化度、分子量及环境pH值等因素对壳聚糖抗菌活性的影响，结果表明，随着壳聚糖浓度和脱乙化度的提高，抗菌活性增强﹔随着分子量的增加，抗菌活性先增强而后略有减弱的趋势。研究表明，壳聚糖浓度达到1％时对大肠杆菌的抑菌率达到100％﹔当壳聚糖分子量在30﹒5万以下的范围内，随壳聚糖浓度增加，其抗菌效果增强，当浓度为1％时，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌率均达到100％。

    增强免疫功能壳聚糖能有效增强巨噬细胞的吞噬功能和水解活性，刺激巨噬细胞产生淋巴因子，增强免疫功能。对不同剂量的壳聚糖对小鼠免疫机能影响的研究结果发现，壳聚糖具有免疫调节活性，可明显增强小鼠的细胞免疫力、体液免疫力和单核吞噬细胞的吞噬功能﹔能提高小鼠巨噬细胞的吞噬百分率和吞噬指数，对机体抗体生成也有明显的作用。其结果表明，壳聚糖对正常机体的非特异性免疫及体液免疫功能均有增强作用。

    改善消化机能，促进乳清的利用乳清为乳制品工业产生的优质乳蛋白，但因含有大量乳糖造成其不易被吸收。乳糖在体内的代谢主要靠双歧杆菌，甲壳素可促进双歧杆菌的繁殖，提高机体对乳清的利用率。甲壳素也可促进肠内其他有益菌丛的繁殖，抑制有害菌丛的滋生，达到健胃整肠的功效。

    调节pH值及改善体内环境壳聚糖可吸附H＋，可抑制中和胃酸分泌，保护胃黏膜，且由于对H＋的吸附，降低机体内环境pH值，对改善机体内环境有益。

    减少体内重金属的积蓄，排除有毒有害物质

    重金属在体内蓄积会造成神经性病变、器官功能失调等后遗症。甲壳素、壳聚糖可以吸附铜、镉、锌、铀等重金属，并排出体外。甲壳素具有与植物纤维相似的结构和功能，如保水、膨润、扩散、吸附、难于消化吸收，因而它具有促进消化道蠕动，增加排便容积，缩短肠内物质的通过时间，降低腹压及肠压，吸附有毒物质（如农药、化学色素、放射线等）和重金属离子并将其排出体外，从而减低食物中有害物质的吸收。

    其他生物学功能壳聚糖具有絮凝作用、螯合作用，实验中将其在果蔬饮料的澄清及废水处理中得到应用﹔又将其应用于生物体组织内，结果表明它具有提高细胞附着性、止血和促进细胞间组织的再生，并可帮助伤口愈合及骨质形成的功能﹔此外其还具有良好的生物兼容性，可制成手术缝合线、人工皮肤等﹔壳聚糖在制膜、固定等方面也得到广泛的开发及应用。

    壳聚糖在动物生产中的应用壳聚糖在禽饲料中的应用壳聚糖在鸡饲料中用得较多，试验表明，虽然壳聚糖在胃里不能被消化吸收，但当到达肠道时可被乳酸菌利用。在鸡饲料中添加壳聚糖，可使鸡肠道中的双歧杆菌增殖，阻止有害菌生长，产生大量消化乳糖所需的乳糖，这对消化乳糖有困难的家禽来讲是非常有意义的。试验表明，肉子鸡日粮中添加每千克400毫克的壳聚糖，可显著降低料重比，同时体重有增加的趋势。表明壳聚糖对肉子鸡的生长具有一定的促进作用。同时，由于壳聚糖的降脂和降胆固醇作用，因而可以改善畜产品质量。

    在玉米－豆粕型基础日粮和高脂日粮中分别加入5％壳聚糖饲喂蛋公雏，结果表明，添加壳聚糖减少了酯浓度降低。肉子鸡日粮中添加每千克30克的壳聚糖，试验的第10天和第18天，与对照组相比，子鸡体重、采食量明显下降，饲料转化率升高﹔血清总胆固醇、胆固醇含量下降，但甘油三酯含量无明显变化﹔回肠脂肪消化率减少26％，说明壳聚糖组脂肪吸收受阻。在饲料中添加2％的壳聚糖，可以改变鸡肉中多不饱和脂肪酸的组成，并能降低鸡肉中胆固醇的含量。因而有利于改善鸡肉质量。

    壳聚糖在猪饲料中的应用由于壳聚糖对脂肪酸和胆汁酸有很强的结合能力，从而阻止了肠胃对脂肪酸和胆汁酸的吸收。另一方面，壳聚糖能抑制体内胰和碳水化合物水解的活力，从而抑制了脂肪在体内的沉积。因此，在猪饲料中添加壳聚糖，可以提高育肥猪的瘦肉率。

    稿件来源：中国畜牧兽医报