甲殼素及殼聚糖在畜禽飼養業中的應用

武翠枝

(晉中職業技術學院,山西晉中 030600)

甲殼素及殼聚糖在畜禽飼養業中的應用

武翠枝

(晉中職業技術學院,山西晉中 030600)

回顧了其在畜禽飼養業上的廣泛應用,可被用作飼料添加劑、免疫增強劑、消化道粘膜保護劑、廣譜抗菌劑以及提高產品品質的保鮮劑等,而且已經在畜禽養殖方面得到了驗證。主要分析介紹甲殼素及殼聚糖在畜牧業方面的各種作用的作用機理以及前人已經取得的主要研究成果,重點總結甲殼素及殼聚糖作為飼料添加劑在畜禽飼養業上的應用及其作用機理,可以廣泛的應用于畜禽生產中,具有顯著的經濟效益和研究價值。

甲殼素;殼聚糖;應用機理;綠色飼料添加劑

甲殼素及殼聚糖來源廣泛，綠色環保，在畜牧業領域的應用越來越多，總結了畜禽飼養業方面的理論研究與生產應用，整理了其主要應用的作用機理，以便更直接更迅速的整體了解甲殼素及殼聚糖在畜禽飼養業上的應用，給后面的研究探討供給理論參考依據。

1 甲殼素及其衍生物殼聚糖的結構與性質和主要應用的作用機理

1.1 甲殼素及其衍生物殼聚糖的結構與性質及制備

甲殼素[1]又名甲殼質、幾丁質、殼多糖、幾丁、殼蛋白、蟹殼素等，化學名為β-（1，4）-2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡萄糖，是以β-l，4糖苷鍵連接的直鏈狀多糖。其廣泛存在于[2]甲殼動物蝦蟹等的外殼和蠅蛆、甲蟲、蟬、蝗蟲、螳螂、蠶蛹等昆蟲的表皮或蛹殼、牡蠣蝸牛烏賊等軟體動物的骨骼、菌類藻類微生物的細胞、高等植物的細胞壁等。甲殼素結構類似纖維素，是稍少于纖維素的第二大天然生物資源。甲殼素低毒害，由于大分子間氫鍵作用極強，，其不溶性限制了其應用范圍，通常大多數是用甲殼素的衍生物殼聚糖。

殼聚糖[1]，化學名為（1，4）-2-氨基-2-脫氧-8-D-葡聚糖，是甲殼素脫乙酰基后的產物，所以殼聚糖（chitosan，CS）又名可溶性甲殼素、脫乙酰甲殼素、甲殼胺、幾丁聚糖。其具有游離氨基，理化特性活潑，殼聚糖能溶于稀酸中。其具有特別的生物安全性，生物相容性好、可降解，在生物、食品化妝品紡織、醫療保健和環境等方面都有非常重要的應用。

1859年法國人Rouget首先獲得了甲殼素及殼聚糖，開始被大家關注。權靜[3]用干蟹殼作原料成功獲得殼聚糖。當前，大家制備的殼聚糖比甲殼素溶解性要好，但由以上殼聚糖性質知也只能溶解于稀酸中，所以黃鶯[4]等研究制備了水溶性的殼聚糖衍生物羧甲基殼聚糖。獲得了黃色的水溶性與溶解性都優于殼聚糖的殼聚糖的衍生物產品羧甲基殼聚糖，擴大了殼聚糖的運用范圍。

還有，探討表明殼聚糖的性質和功能與其的分子量聯系緊密，產品殼聚糖降解成適當的分子量才表現其獨有的生理活性，因此學者[5]研究了殼聚糖的降解，主要降解方法有化學降解、物理降解、酶降解以及從上派生來的符合生產實際的復合降解法，從而生產獲得低分子量的殼聚糖產品低聚殼聚糖如殼寡糖[6]等，更好的進行殼聚糖的廣泛應用。

為了進一步發揮甲殼素及殼聚糖的積極意義，學者還研究了稀土甲殼素[7]、載銅納米殼聚糖復合微粒[8]（CNP-Cu）、殼聚糖亞鐵[9]CS-Te（II）、殼聚糖鋅[10]（CS-Zn）、殼聚糖硒[11]、殼聚糖與谷氨酰胺復合[12]及殼聚糖飼用微生物粉劑[13]等形式的應用，取得了很好的應用效果。

1.2 甲殼素及衍生物殼聚糖的主要應用的作用機理

甲殼素的衍生物殼聚糖可以影響畜禽生長發育，具有抗微生物活性，還可以調節脂肪代謝、增強免疫力和保護消化道粘膜，因此可以在畜禽飼養業上廣泛應用。

1.2.1 殼聚糖具有廣譜抗菌活性 殼聚糖具有帶正電的銨基，可以在帶負電荷的細菌的細胞膜表面通過吸附而成膜化，從而阻止細菌營養的攝入，發揮抑制細菌的功能；殼聚糖也能滲進細菌細胞里，和細菌細胞質通過絮凝作用，從而攪擾細菌生理活動的進行，殺死細菌[14]。

1.2.2 殼聚糖可以調節畜禽體內脂肪代謝 殼聚糖能降低畜禽的血脂、膽固醇和甘油三酯，其的銨離子可以結合帶負電荷的膽汁酸，阻撓膽汁酸參與乳化脂肪，且它可抑制消化道內容物中脂肪酶的活性，從而降低脂肪的消化吸收，增加糞便中中脂肪的排出量，減少畜禽產品體脂的沉積[14]。

1.2.3 甲殼素及殼聚糖可以提高免疫功能 甲殼素及其衍生物可以活化巨噬細胞，提高巨噬細胞溶菌酶的活性，使其吞噬能力增強，并能活化T淋巴細胞，促進其釋放各種淋巴因子[2]。

1.2.4 甲殼素及殼聚糖能保護消化道粘膜 甲殼素及其衍生物能夠吸附氫離子H+），結合相當數量的酸性物質，可抑制中和胃酸分泌，從而保護胃黏膜；由于對H+的吸附，可以使體液的pH值傾向堿性；能夠促進腸道內雙歧桿菌的生長，改變生長環境[2]。

1.2.5 甲殼素及殼聚糖可以促進畜禽生長 甲殼素及殼聚糖能明顯改善畜禽營養水平，其對動物生長的影響是其各種作用綜合的結果。其能抑制有害菌生長，促進有益菌繁殖，使動物防菌抗病能力增強；能緩解動物免疫應激，提高免疫力；能使小腸絨毛高度升高，腸道狀態改善，吸收面積加大，有利于營養物質的吸收；進而提高動物對蛋白質的利用率，促進蛋白質的合成，提高代謝水平和免疫功能，從而具有促進動物生長的作用。

2 甲殼素及殼聚糖在畜禽飼養業中的應用

甲殼素及殼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，降解后物質給環境不會制造污染，環保，在畜禽飼養業中有廣泛的用途。

2.1 免疫調節劑

方靜[11]等試驗表明，殼聚糖硒可顯著提高肉仔雞免疫器官指數、T淋巴細胞陽性率和新城疫抗體滴度。免疫器官指數代表機體免疫情況，T淋巴細胞轉化率代表機體細胞免疫情況，新城疫抗體水平代表機體特異性體液免疫情況，所以，殼聚糖對動物機體非特異性免疫及特異性免疫都具有一定水平的促進效果，為一種令人滿意的免疫調節劑[15]。

2.2 改善畜禽產品品質的保鮮劑

甲殼素及殼聚糖有抗菌作用，并且低毒害無味無殘留無副作用，能安全的用于豬肉、禽蛋等的保鮮。

2.3 飼料添加劑

在畜禽體內，殼聚糖能降低膽固醇含量，改善畜禽產品品質，能提高免疫力，還具有抗菌抑菌作用，而且安全無毒，無殘留，無耐藥性，因此可作為一種新型的綠色飼料添加劑。

2.3.1 在養豬中的應用

在豬飼料中添加殼聚糖，可以緩解仔豬斷奶應激，改善生長狀況，提高肥育豬的瘦肉率等[16]，飼料報酬和經濟效益升高。

對斷奶仔豬，各種形式殼聚糖的最適添加劑量為：殼聚糖[17]0.04%，低聚殼聚糖[18]50mg/kg，殼聚糖鋅[10]（CS-Zn）100mg/kg，殼聚糖亞鐵[9]CS-Te（II）100mg/kg，載銅納米殼聚糖[8]（CNP-Cu）100mg/kg，殼聚糖飼用微生物粉劑[13]0.75%，谷氨酰胺與殼聚糖二者復合[12]添加非常明顯優于單獨添加使用，表現出一定的復合協同效果。

對肥育豬，日糧里添加殼聚糖對豬生產性能沒有明顯作用效果，但是能夠降低日糧里脂肪表觀消化率，這樣來減少豬的皮下脂肪和體內脂肪沉積，最終達到提高瘦肉率。各種形式殼聚糖的最適添加劑量為：殼聚糖[19]0.5%，，稀土甲殼素[7]0.5%，從而擁有很大的經濟價值。

2.3.2 在養禽中的應用

殼聚糖在養雞業應用研究很多，主要集中在肉仔雞上。

對肉仔雞，王云霞[20]在肉仔雞飼料中添加低殼聚糖可顯著提高其生產性能，而對雞肉的品質沒有任何不良影響。且殼聚糖對動物生產性能的影響和添加劑量相關，也就是較高劑量（一般大于2%）不利于生長，而較低劑量（一般小于2%）有利于生長，有一定的劑量依存關系。另外，方靜[11]等研究發現，殼聚糖硒可增強肉仔雞免疫力，提高其抗氧化作用。

對蛋雞，趙穎[21]等試驗表明，低聚殼聚糖可降低蛋雞血脂水平，提高脂蛋白代謝酶活性，但此影響隨時間的延長而逐漸減弱。且其對雞蛋品質無顯著影響。王敦[22]等在蛋雞日糧里添加1.0%蟲源性殼聚糖能夠明顯減少蛋黃膽固醇含量，提高蛋雞的產蛋率。

對特禽，貴妃雞[23]，殼聚糖對貴妃雞采食量、增重與飼料利用沒有明顯作用，但能夠減少貴妃雞的腹脂率與皮下脂肪，進而改進貴妃雞的胴體品質。對肉用鵪鶉也能夠明顯減少脂肪吸收，免疫功能得到提高。

對鵝，殼聚糖對生長鵝[14]有一定的免疫調節作用。

2.3.3 在反芻動物中的應用

在反芻動物飼料中添加殼聚糖，殼聚糖進入反芻動物瘤胃后幾乎不被降解，其主要在腸道內增加有益菌，減少有害菌，提高反芻動物生產性能[25]。田豐[26]等在奶牛日糧中添加0.1%殼聚糖產奶量顯著提高，乳脂量清楚表現增加傾向，可明顯降低乳中的體細胞數，揭示奶牛健康情況和奶質量有保證。于萍[27]等在肉牛日糧里添加500mg/kg殼聚糖能夠升高肉牛營養物質消化率，從而使肉牛生長加快。

2.3.4 在其他動物中的應用

殼聚糖對香魚[28]也有一定的免疫調節作用。飼料里添加0.05%殼聚糖能夠預防獺兔[29]腹瀉，減少料肉比，這樣增高飼料報酬。絲膠-殼聚糖對兔毛進行改性處理，能夠明顯改善兔毛產品的掉毛疑難問題。甲殼素能夠使狗、貓、魚等寵物毛皮越來越漂亮，越來越健康。

3 應用前景展望

甲殼素及殼聚糖資源豐富，在實際應用中問題較少，無毒無害，安全可靠，對環境無公害，是一種新型高效的綠色飼料添加劑。尤其是殼聚糖是一種陽離子型食用纖維，殼聚糖生物保健品具有很多有益于人體的功效，被稱贊為除了蛋白質、糖、脂肪、維生素、礦物質之外的“第六營養物質要素[30]”，符合未來發展趨勢。具有非常重要的社會價值、實用價值、經濟價值和產業價值及極大的開發價值，具有很好的開發利用研究價值，持續應用前景極其廣闊。

[1] 蔣小姝，莫海濤，蘇海佳，等.甲殼素及殼聚糖在農業領域方面的應用[J].中國農學通報，2013，29（6）：170-174.

[2] 李維鋒，姜建國.甲殼素及其衍生物在畜禽飼料中的研究進展[J].中國飼料，2007，（7）：15-16.

[3] 權靜.蟹殼制備殼聚糖的工藝研究[J].廣州化工，2012，40（15）：105-107.

[4] 黃鶯，尹霞，尹莉.水溶性殼聚糖衍生物的制備[J].求醫問藥，2012，10（5）：702-703.

[5] 歐春艷，李林通.殼聚糖降解研究的最新進展[J].廣州化工，2013，41（6）：13-15.

[6] 占今舜，張彬.殼寡糖作為飼料添加劑的應用前景[J].廣東畜牧獸醫科技，2011，36（5）：13-15.

[7] 顧振權，宋錦昌.稀土甲殼素對生長肉豬的效應研究[J].中國畜牧雜志，1994，30（3）：36-38.

[8] 王敏奇，葉珊珊，杜勇杰，等.載銅納米殼聚糖對斷奶仔豬生長性能、免疫和抗氧化指標的影響[J].動物營養學報，2011，23（10）：1806-1811.

[9] 朱葉萌，謝正軍，張亞麗，等.殼聚糖亞鐵對仔豬生長性能和血清相關生化指標的影響[J].中國畜牧雜志，2011，47（9）：35-39.

[10] 謝正軍，朱葉萌，杜美丹，等.殼聚糖鋅對斷奶仔豬生長性能、血清激素和生化指標的影響[J].動物營養學報，2010，22（5）：1355-1360.

[11] 方靜，曹聳，李振.殼聚糖硒對肉仔雞免疫功能及抗氧化作用的影響[J].糧食與飼料工業，2013，（2）：48-50.

[12] 王周，趙燕，梁國旗，等.谷氨酰胺、殼聚糖及二者復合添加對斷奶仔豬生長性能和血液生化指標的影響[J].飼料工業，2008，29（8）：12-14.

[13] 楊仕柳，戴求仲，朱吉，等.殼聚糖飼用微生物粉劑喂豬試驗[J].飼料研究，2007，（4）：48-51.

[14] 黎新明，姚鈞健.殼聚糖的動物生理效應及其在飼料添加劑中的應用[J].廣州化工，2004，32（4）：9-12.

[15] 劉輝宇，郝強，陳占忠，等.甲殼素與殼聚糖在畜牧業生產中應用的研究進展[J].畜牧與飼料科學，2006，（6）：53-55.

[16] 張建剛，儲怡然，夏晨，等.殼聚糖的生物學功能及其在養豬生產中的應用[J].養豬，2012，（1）：22-24.

[17] 趙燕，周杰，陳安國.殼聚糖對斷奶仔豬生產性能和非特異性免疫功能的影響[J].中國飼料，2006，（21）：26-28.

[18] 喬麗紅，趙穎，倪紅玉，等.低聚殼聚糖對斷奶仔豬血清生化指標、抗氧化性能和糞便微生物的影響[J].糧食與飼料工業，2013，（3）：47-50.

[19] 周曉容，李成洪，李紀剛，等.殼聚糖對肥育豬的生產性能和養分消化率的影響[J].四川畜牧獸醫，2009，（1）：31-32.

[20] 王云霞.低殼聚糖對肉雞生產性能和雞肉品質的影響研究[J].飼料廣角，2012，（15）：34-35.

[21] 趙穎，喬麗紅，吳大偉，等.低聚殼聚糖對蛋雞脂類代謝及雞蛋品質的影響[J].糧食與飼料工業，2013，（1）：45-48.

[22] 王敦，徐英男，翟少偉.蟲源性殼聚糖對產蛋雞生產性能及蛋品質的影響[J].中國家禽，2004，26（17）：7-9.

[23] 黃曉亮，常斌，杜柄旺，等.殼聚糖對貴妃雞日糧中的應用效果研究[J].中國飼料，2008，（7）：18-20.

[24] 喬波，徐輝，任利敏，等.殼聚糖微粒對生長鵝免疫機能的影響[J].河南科技學院學報，2012，40（3）：46-49.

[25] 李倜宇，史彬林，紅蕾.殼聚糖對反芻動物生物學作用的研究進展[J].糧食與飼料工業，2013，（3）：55-57.

[26] 田豐，任海軍，史彬林，等.殼聚糖對奶牛產奶性能、乳體細胞數及血清免疫球蛋白的影響[J].飼 料工業，2009，30（5）：31-33.

[27] 于萍，趙育國，史彬林，等.殼聚糖對肉牛生長性能及營養物質消化率的影響[J].飼料工業，2012，33（13）：44-47.

[28] 金思，龔一富，章麗，等.殼聚糖對香魚溶菌酶活性和hsp70基因表達的影響[J].生物學雜志，2012，29（5）：1-14.

[29] 張亞平.殼聚糖對獺兔生產性能的影響研究[J].江西飼料，2013，（2）：1-5.

[30] 劉海英，楊桂芹.甲殼素、殼聚糖在飼養業中應用的研究進展[J].飼料博覽，2002，（12）：33-35.

武翠枝（1969—），女，山西榆次人，講師，碩士，主要從事畜牧獸醫教學與研究工作。