殼寡糖和幾丁寡糖的制備方法及其在水產上的應用

盧春蘭，王 蓓

（廣東海洋大學水產學院/廣東省水產動物病害防控與健康養殖重點實驗室/廣東省水產經濟動物病害控制重點實驗室，廣東 湛江 524000）

幾丁質（又名甲殼質、甲殼素），廣泛存在于甲殼動物如蝦、蟹的外殼，是大多數真菌、藻類和昆蟲細胞壁的成分，是自然界中除纖維素以外的第二大類天然多糖。幾丁質經脫乙酰化處理后可得到殼聚糖。幾丁質和殼聚糖均不溶于水，故其開發應用受影響。鑒于此，許多學者致力于降解幾丁質或殼聚糖以期得到可溶性低聚糖，其中包括殼寡糖和幾丁寡糖。殼寡糖（Chitosan Oligosaccharide，COS）是由β-1,4 糖苷鍵連接的2-乙酰氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖醛酸糖（GlcNAc）和2-氨基-2-脫氧-β-D-吡喃葡萄糖（GlcN）組成的低聚糖，共有2～10 個氨基葡萄糖單元，聚合度（Degree of Polymerization，DP）小于20%，分子量（Molecular Weight，MW）≤3 200 Da［1-6］。幾丁寡糖，又稱N-乙酰氨基殼寡糖（N-acetyl chito-oligosaccharides，NAc-COS），是由2～10個N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,4 糖苷鍵連接而成的糖類總稱（GluNAc2～GluNAc10）［7］。殼寡糖和幾丁寡糖已被證實具有良好的水溶性以及多種生物活性，在生物醫藥和功能食品領域表現出良好的應用前景，目前在水產的應用上已開展了一些試驗性探索，多用于促生長以及增強魚類的抗菌性、抗氧化性等，應用價值極高。

我國是水產養殖大國，但近幾年來由于盲目擴大養殖規模和養殖密度，導致養殖環境不斷惡化，發病率的明顯升高給水產養殖業造成巨大經濟損失。激素、抗生素、化學合成藥物等對水產動物疾病預防和控制有一定療效。但由于這些漁藥的不合理使用，尤其是抗生素類藥物的濫用導致出現許多問題，包括耐藥菌株、藥物殘留、微生態環境失衡和抑制吞噬細胞使免疫系統遭受破壞等，致使水產品的品質下降，嚴重威脅水產養殖可持續發展、綠色發展。天然產物及其衍生物，例如殼寡糖和幾丁寡糖，由于安全無毒、無殘留且具有多種生物活性而逐漸引起眾多學者重視，研究方向主要集中于殼寡糖和幾丁寡糖作為綠色飼料添加劑或疫苗佐劑影響魚類的生理代謝功能上。基于此，本文綜述了殼寡糖和幾丁寡糖的制備方法，探討了殼寡糖和幾丁寡糖在水產動物飼料添加劑、漁用疫苗佐劑和水產品保水保鮮中的應用，以期為殼寡糖和幾丁寡糖在水產漁業上的深入研究和產業化應用提供參考。

1 殼寡糖和幾丁寡糖的制備

1.1 酶解法

酶解法是采用幾丁質酶使幾丁質在生物聚合物的末端或內部β-1-4-糖苷鍵處裂解，產生基本上乙酰化的低聚糖。酶制劑可分為特異性酶和非特異性酶，殼聚糖酶、幾丁質酶均為特異性酶；纖維素酶、木聚糖酶、α-淀粉酶、果膠酶、木瓜蛋白酶、β-糖苷酶、脂肪酶和胃蛋白酶均為非特異性酶［8-9］。此外，由殼聚糖酶和纖維素酶組成的復合酶體系比單一使用的酶對底物具有更高的消化效率和更強的親和力。殼聚糖酶和纖維素酶在45 ℃條件下水解幾丁質6 h，DP 6～8 的COS 得率為79.84%，能滿足目前工業化生產的要求［10］。目前對殼聚糖酶和幾丁質酶的底物結合和催化機制研究較為深入。

殼聚糖酶46A（GsCsn46A）的分子結構包含9 個α-螺旋和2 個β 鏈，可分為2 個結構域，其中上結構域包含4 個α-螺旋（α1～α4），下結構域由α6～α9 螺旋和β1～β2 鏈組成，2 個β 鏈折疊成兩個球狀結構域，底物殼五糖(GlcN)5和殼四糖(GlcN)4位于它們之間（圖1），其中最長的螺旋α5 跨越兩個結構域，構成連接兩個結構域的主鏈。殼聚糖酶識別聚合底物的三步反應機理如下：殼聚糖酶首先識別底物并結合底物；催化位點在與底物結合后發生構象變化，由開放型變為封閉型；隨后酶可能會繼續與其他亞位點上的殘基相互作用，以穩定底物-酶復合物（圖2）［11］。

圖1 殼聚糖酶46A 與底物(GlcN)5（A）、(GlcN)4（B）復合物的整體結構［11］Fig.1 Overall structure of chitosanase 46A in complex with substrate (GlcN)5 (A) and (GlcN)4 (B)［11］

圖2 殼聚糖酶46A 的底物識別機制［11］Fig.2 A substrate recognition mechanism for chitosanase［11］

而幾丁質酶可根據作用方式分為三大類：（1）外幾丁質酶：從還原性端和非還原性端裂解幾丁質鏈形成(GlcNAc)2等；（2）內幾丁質酶：在幾丁質的內部隨機裂解糖苷鍵，產生可溶性的低分子量GlcNAc 多聚體，如殼四糖、殼三糖和殼二糖；（3）β-N-乙酰氨基葡萄糖酶：從幾丁質鏈主鏈連續催化非還原端去除GlcNAc 殘基。生產COS 需要內幾丁質酶，生產NAc-COS 需要外幾丁質酶和β-N-乙酰氨基葡萄糖酶。以膠體幾丁質為底物時，幾丁質酶的降解產物主要為幾丁二糖和單糖；以水溶性殼聚糖為底物時，降解產物除單糖、幾丁二糖外，還存在其他單元結構的COS［12］。細菌和真菌生產的幾丁質酶屬于糖基水解酶18（GH18），而GH19 主要為植物生產的幾丁質酶［13］。為了獲得COS 和NAc-COS 的高產率，目前已鑒定、表征和運用了大量的幾丁質酶，幾丁質酶降解幾丁質的條件如表1 所示。

表1 幾丁質酶降解幾丁質的條件Table 1 Conditions for chitin degraded by chitinase

1.2 化學法

化學法是通過酸和氧化劑破壞聚合物分子內或者分子間的氫鍵以達到降解的目的。幾丁質的化學轉化常用酸有鹽酸、硫酸、乙酸、乳酸、三氯乙酸和甲酸等，常用氧化劑有過氧化氫、臭氧、過硼酸鈉、過硫酸鉀等。采用傳統化學法制備的具體過程為：將殼聚糖溶于2%（W/V）乙酸中，然后將30%（V/V）過氧化氫加入溶液中，在70 ℃下攪拌反應2 h 后，溶液冰浴，使用NaOH 中和至pH=8.0，通過沉淀除去高分子量殼聚糖，再以乙醇進行分餾，離心沉淀，洗滌并真空干燥，最終得到COS［1］。由于上述化學法使用的揮發性有機溶劑對于環境和人體健康有一定危害，因此，亟需開發一種環境友好的技術。溶液等離子體工藝（Solution Plasma Process，SPP）技術和離子液體克服了傳統揮發性有機溶劑的局限性，成為一種新型替代品。SPP 技術是施加電壓以在液體中產生活性自由基和分子（例如OH-），產生的羥基自由基破壞了氫鍵，破壞了殼聚糖的有序晶體結構。該技術聯合注入空氣法，可以加速殼聚糖的降解過程，其原因是注入氣泡可以顯著增加氣體和液體的接觸表面積并產生更高能量的電子，從而產生更多的氧化物質。此外，鼓泡氣體可以提高傳質速率，提高反應性物質擴散到液體中的效率，從而促進氧化反應［24-25］。離子液體是一種新興的綠色溶劑，具有蒸氣壓低，穩定性、溶解性和再利用性好等特點。它通過破壞多糖（幾丁質、殼聚糖和COS）分子內和分子間的氫鍵，在多糖的陰離子、液體和羥基之間重新形成新的氫鍵，導致形成具有水合凝膠狀結構的無定形幾丁質，結晶度相對較低，從而可有效進行降解［13］。研究表明，殼聚糖在四氟硼酸甘氨酸體系中的降解效果優于在乙酸體系中的降解效果。在此條件下，COS 的平均分子量約為1 500 Da，產率為76.36%［26］。

1.3 物理法

物理法也被用于COS 的生產，是通過超聲波、γ 射線、微波輻射或者球磨機使幾丁質分子內的化學鍵斷裂從而得到不同聚合度分子［27］。Hai等［28］通過γ 射線從殼聚糖中分離出COS，最后在甲醇-丙酮溶液中沉淀分離。Hien 等［29］通過γ 射線照射存在于過氧化氫溶液中的殼聚糖獲得COS產品。Margoutidis 等［30］使用球磨機以受控方式在2 h 內使幾丁質結晶度降低50%，結晶度降低與分子間氫鍵的減少和糖苷鍵的斷裂相關聯。此外，在球磨機中添加天然粘土高嶺石可使幾丁質在中性和酸性條件下的溶解度均增加近1 倍，隨著碾磨時間的延長，幾丁質裂解形成GlcNAc 和(GlcNAc)2。

2 殼寡糖和幾丁寡糖在水產飼料添加劑中的功能應用

目前COS 和NAc-COS 用作水產飼料添加劑的研究最為廣泛、透徹，已被證明可激發多種生物學功能，如免疫調節功能、促生長功能、抗氧化功能等。

2.1 免疫調節功能

COS 和NAc-COS 在調節免疫方面有較好的表現，其免疫活性取決于分子大小或聚合程度。DP ≥6 的COS 具有更大的生物活性，COS5 和COS6 與補體Ⅲ受體（CR3）結合后，均可激活吞噬細胞，提高吞噬能力，增強抗體傳遞能力，但COS6 引起的促進作用強于COS5。這是由于COS6的分子量高于COS5，COS6 暴露的氨基葡萄糖基團的量也相對大于COS5，從而COS6 具有更活躍的結合位點與巨噬細胞和淋巴細胞的CR3 結合。此外COS6 還可以改變CR3 的配置，對CR3 表現出更高的親和力［6］。迄今為止，已知硬骨魚類體液免疫包括特異性免疫和非特異性免疫，其中特異性免疫相關的3 種免疫球蛋白為IgM、IgD 和IgT。具有非特異性抵抗作用的分子存在于魚類粘液或血液中，包括抗菌肽、細胞因子（白介素、干擾素、腫瘤壞死因子TNF-α 和TNF-β、生長因子及趨化因子）、溶菌酶、補體（C1～C9）、凝集素等［31-33］。研究表明，COS 可以提高水生動物的特異性免疫和非特異性免疫機能。殼聚糖在膜水平上誘導樹突狀細胞（DC）的活化，但不能誘導細胞因子的分泌。這導致活化的DC 無法刺激T 細胞增殖［34］。而COS 可以誘導DC 成熟，分泌TNF-α 并促進T 淋巴細胞（CD4T）增殖［35］。在評價COS、黃芪多糖和益生素3 種免疫增強劑對草魚免疫功能的效果，以堿性磷酸酶為考察指標，影響程度為COS＞益生素＞黃芪多糖，因此認為COS 比較適合用作草魚的免疫增強劑［36］。COS 觸發魚類體液免疫的細胞和分子機制［37］為：COS 誘導魚類脾臟IgM B 細胞增殖和分化為IgMlo和IgMhi B 細胞亞群；IgMlo B 細胞被進一步鑒定為短壽命的漿細胞，分泌天然IgM，具有與脂多糖（LPS）和肽聚糖（PGN）結合的能力；天然IgM 能與細菌結合，增強血清的殺菌活性，由天然IgM 介導COS 觸發的體液免疫可以建立對細菌感染的早期免疫防御機制。此外，甘露糖受體（MR）和凝集素被鑒定為IgMlo 漿細胞上COS 的結合受體。MR 與凝集素協同作用，觸發細胞內信號轉導，促進漿細胞生成和擴增。

血清溶菌酶活性是魚類機體非特異性免疫反應的重要指標，其活性的提高表明巨噬細胞、多型核白細胞的活性加強［38］。孫夢潔［39］以COS飼料飼喂鱘魚，發現鱘魚血清中的溶菌酶（LZM）、酸性磷酸酶（ACP）、堿性磷酸酶（AKP）的活性和補體C3、免疫球蛋白M 的濃度較對照高，腸道中免疫基因（IL-1、IL-2、IL-10）的相對表達量高于對照，證明COS 作為免疫增強劑可提高魚類的免疫功能及抗病性能等。袁香麗［40］在凡納濱對蝦飼料中添加COS，300 mg/kg 添加處理顯著提高了凡納濱對蝦血清ACP 活力及肝胰腺AKP活力，300、600 mg/kg 添加處理均可使血清LZM活力明顯提高，900 mg/kg 添加處理凡納濱對蝦感染副溶血弧菌后的死亡率降低，發揮了COS 免疫增強劑的作用。霍圃宇［41］在飼料中添加COS，明顯增加了大菱鲆幼魚的AKP 和ACP 活力；通過攻毒試驗發現，COS 顯著增加了大菱鲆的疾病抵抗力，因此COS 可作為一種免疫增強劑應用到水產動物的基礎飼料中，建議添加量為5 000 mg/kg。蘇鵬等［42］研究發現，COS 能顯著提高紅鰭東方鲀血清中的AKP、LZM 活力和全血中的血小板數量，明顯提高紅鰭東方鲀對遲緩愛德華氏菌和哈維弧菌的抵抗力，前述各項指標隨COS添加量的增加整體呈升高趨勢，因此飼料中添加2 000 mg/kg COS 能夠提高紅鰭東方鲀的非特異性免疫功能。Liu 等［43］研究發現，COS 可激活團頭魴頭腎巨噬細胞活性氧-活性氮通路，刺激產生和分泌更多的細胞因子IL-1β、TNF-α，吞噬細菌的能力顯著增強。Qin 等［44］研究認為，COS（分子量＜1 500 Da）可顯著降低羅非魚腸道中的炎癥反應和應激反應，TNF-α 和熱休克蛋白70（HSP70）mRNA 表達水平下降，轉化生長因子β（TGF-β）水平較高，這在抑制炎癥和自身免疫性疾病方面起關鍵作用，表明該COS 可以有效改善魚類的免疫狀態以及對致病細菌或病毒的抵抗力。李明波等［45］研究證明了COS 能顯著促進雜交黃顙魚“黃優1 號”白細胞吞噬功能及淋巴細胞轉化，并能提高體液免疫水平，建議有效劑量為80～120 mg/kg。以上研究結果表明，COS 在一定程度上能提高水產動物的免疫相關酶活性和其他免疫相關指標，但對不同種屬水產動物的作用效果不同，具體COS 添加量還有待深入研究。

相比COS，NAc-COS 的生物活性及其作用機理報道較少，目前僅在哺乳動物層面有所研究。已知NAc-COS 對RAW264.7 細胞的免疫增強作用與COS 相似，所有NAc-COS 均能顯著增加吞噬活性，增強非特異性免疫反應；NAc-COS 還可通過真核轉錄因子（NF-KB）信號通路促進促炎細胞因子（IL-1β、IL-6 和TNF-a）產生。但與COS 和脂多糖（LPS）不同，NAc-COS1 和NAc-COS6 顯著抑制一氧化氮的產生［46］。

2.2 促生長功能

飼料中添加適量的COS 可促進水產動物的生長。陳偉軍等［47］在飼料中添加0.6‰的COS 后，凡納濱對蝦的多個生長指標明顯提升，飼料系數的降低效果尤為突出，腸道絨毛長度增加，上皮細胞排列更加整齊、緊密。孫飛等［48］在飼料中添加0.02%COS，異育銀鯽的特定生長率（Specific Growth Rate，SGR）升高16.20%，腸皺襞高度增加86.84%，腸壁厚度增加20.45%，腸皺襞寬度減少12.18%。胡曉偉等［49］在花鱸（Lateolabrax japonicus）幼魚飼料中添加0.6%和0.8%COS，其增重率、特定生長率、血清總蛋白和高密度脂蛋白膽固醇含量顯著提高，添加0.6%和1.0%COS可顯著提高胰蛋白酶活性，添加0.4%和0.8%COS可顯著提高脂肪酶活性。黃鑫瑋等［50］研究表明，COS 可促進幼建鯉的特定生長率和增重率，腸道皺襞密度、腸壁厚度顯著提高。徐貴珠［51］在飼料中添加COS，中華絨螯蟹的增重率、特定生長率極顯著提高，餌料系數極顯著降低，肝胰臟重量、腸道重量、腸道蛋白含量顯著升高，由此可見在飼料中添加COS 能提高中華絨螯蟹飼料利用率，促進機體和消化器官的生長發育。李明波等［45］在飼料中添加COS，證明COS 能顯著提升雜交黃顙魚的生長速度，降低飼料系數。蘇鵬［52］研究指出，隨著COS 添加量的增加，魚體的增重率、特定生長率、腸指數逐漸增大，餌料系數逐漸降低，蛋白酶和脂肪酶活性增加。綜上所述，根據COS 在體內作用靶位的不同，將COS 促進水產動物生長的機理概括如下：（1）COS 誘導腸道消化酶的表達，包括蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，從而促進營養物質吸收，加速水生動物生長［53］；（2）COS 可以促進消化器官的生長和發育，如肝胰臟、腸等，從而加快食物分解成結構簡單、可被吸收的小分子物質，提高水產動物增重率和生長率；（3）COS 可以改善腸道的組織形態，從而增加腸道吸收營養物質的面積，提高機體對營養物質的吸收能力，有利于生長［54］。

但也有研究認為，COS 對促進水產動物生長的影響不顯著。袁香麗［40］研究發現，低魚粉飼料中不同COS 水平對凡納濱對蝦的生長性能無顯著影響，但能改善腸道和肝胰腺組織形態，緩解腸道炎癥反應，從而提高對蝦的營養物質利用能力，促進對蝦健康生長，建議飼料中COS 添加量為300～900 mg/kg。霍圃宇［41］研究認為，在基礎飼料中添加COS 對大菱鲆幼魚生長無顯著促進作用，其中特定生長率、飼料系數、增重率、肝體比、臟體比差異均不顯著，但通過降低平均紅細胞體積、增加平均血紅蛋白濃度可提高血液運輸氧氣的能力。Qin 等［44］研究認為，任何劑量的COS（分子量＜1 500 Da）對羅非魚的生長性能沒有顯著影響。

COS 的促生長功能取決于劑量、分子量、喂養持續時間、環境溫度、給藥途徑和物種。與中等劑量的COS 相比，高水平的COS 可降低水產動物體重、生長速率和飼料轉化率，高水平的COS可能主要誘導降血脂活性［53］。同時水產動物生長與免疫作用存在競爭，COS 在發揮免疫調節作用時，促生長作用不顯著。因此若要發揮COS 或NAc-COS 的促生長作用，后續需進一步研究以確定合適劑量。

2.3 抗氧化功能

COS 具有較強的抗氧化活性，這主要與COS分子鏈較短因而暴露出更多的活性氨基和羥基有關［55］。COS 分子上的活性氨基和羥基能有效消除機體內的自由基，減少生物大分子的自由基損傷。此外，COS 的抗氧化活性也受到去乙酰化程度和MW 的影響，抗氧化活性隨著MW 的減少而增加［56］。COS 發揮抗氧化功能、緩解機體氧化應激的可能途徑有兩條：（1）COS 提高過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽還原酶、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）活性，促進活性氧（ROS）的中和，驅動抗氧化功能；（2）COS 通過抑制NF-KB 信號通路、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路，降低促炎細胞因子的釋放，進而細胞的氧化損傷得到緩解［57-58］。范超杰等［59］研究表明，飼料中添加COS 可以使黃河鯉魚幼魚的攜氧能力顯著提高、代謝能力增強、健康指數提升，建議添加的最適濃度為0.6%。陳偉軍等［47］研究指出，飼料中添加COS 能夠提高凡納濱對蝦的總抗氧化能力和SOD 活性，降低肌肉組織中的丙二醛（MDA）含量。胡曉偉等［49］在花鱸幼魚飼料中添加0.6%COS能顯著降低MDA 含量，添加0.2%COS 能增強SOD、AKP 和CAT 活性。蘇鵬［52］在飼料中添加COS 后，紅鰭東方鲀肝組織中的CAT、SOD 活性顯著提高，MDA 含量顯著降低。徐貴珠［51］證明在飼料中添加COS 能提高中華絨螯蟹的各項免疫指標，降低MDA 含量，減少自由基對機體損傷，提高抗應激、抗氧化能力。董琦［60］研究發現，餌料中添加COS 可顯著提高刺參腸道銅鋅SOD、HSP70 和TGF-β 活化激酶的表達量，顯著提高刺參體腔液的一氧化氮合酶（NOS）、CAT、SOD、LZM、總抗氧化能力（T-AOC）、GSH-Px 的活性，顯著降低MDA 含量，表明餌料中添加COS可以在一定程度上提高刺參的免疫能力和抗氧化能力。綜上所述，COS 在一定程度上可提高水生動物的抗氧化酶活性，增強其抗氧化能力。

2.4 對魚類體成分的影響

一般認為采食添加了COS 飼料的水生動物，其體內的蛋白質和總多不飽和脂肪酸含量比較高，水分和脂質以及總飽和脂肪酸含量比較低，這種現象可能與COS 的抗氧化和降血脂活性有關［53］。研究表明，餌料中添加COS 可提高刺參體壁的硬度、咀嚼性和彈性，降低刺參體壁的粘性，改善刺參口感；可使刺參體壁的粗蛋白含量提高22.02%、灰分含量提高6.67%、粗脂肪含量下降13.43%，Fe 含量提高21.35%、K 含量提高17.09%、Zn 含量提高7.34%［60］。霍圃宇［41］研究表明，隨著COS 添加量的增加，大菱鲆幼魚體內的粗蛋白含量明顯提高。

3 殼寡糖和幾丁寡糖在水產疫苗和水產品保鮮上的應用

3.1 在動物疫苗佐劑中的應用

相關研究表明，COS 能夠作為免疫佐劑增強亞單位疫苗的免疫能力，顯著誘導動物機體的體液免疫和細胞免疫，而且不會產生毒副作用，其具有緩控、釋控的能力，可以延緩抗原成分在體內釋放，有效延長疫苗的免疫效果［61-62］。此外，COS 可與機體特定受體結合激活免疫系統，發揮免疫調節功能。相較于簡單的物理混合，將佐劑和抗原化學偶聯成一個整體可更大程度地增強疫苗的免疫原性。在對COS 佐劑潛能分析中，以斑馬魚為實驗動物，滅活鰻弧菌接種1 月后的相對免疫保護力為50%左右；在加入一定量的COS 后，滅活鰻弧菌的相對免疫保護力達85%以上，與獸用油佐劑相當。以大菱鲆為實驗動物，分析疫苗接種后3 個月內的免疫保護效果，結果發現，加入COS 后疫苗的相對免疫保護力均超過80%，明顯高于滅活鰻弧菌單獨接種效果；對免疫魚血清抗體水平分析發現，COS 能在一定程度上增強滅活鰻弧菌的體液免疫效果，而血清中的抗體也能與溶藻弧菌和哈維氏弧菌進行反應，故COS 是一種較好的佐劑分子［63］。

3.2 在水產品保鮮中的應用

COS 對水產品的保鮮功能源于其抗菌能力。研究表明，幾丁質和殼聚糖具有抑菌作用而非殺菌作用，與幾丁質和殼聚糖不同的是，COS 和NAc-COS 具有殺菌作用。目前對COS 的抑菌機理有以下5 種解釋：（1）COS 和NAc-COS 帶正電的氨基與細胞表面帶陰離子的物質或者細胞壁肽聚糖中N-乙酰-胞壁酸等相互結合，從而在細胞周圍形成致密層，細胞膜的通透性改變，進而影響了細菌與外界的營養物質交換過程，細菌的代謝活性受到抑制；（2）COS 和NAc-COS 與某些金屬離子、微量元素或必需營養素螯合，導致細菌因長期缺乏某種必需離子元素而代謝紊亂，最終死亡［64］；（3）COS 和NAc-COS 分子量較低，其聚合物鏈具有更大的靈活性，可結合多個細菌，聚合物鏈迅速黏附細菌，進入細胞可以結合到細菌DNA 分子上，通過阻止細菌DNA分子的復制和轉錄起到抑菌作用；（4）N-乙酰氨基葡萄糖是COS 結構的基本成分，也是腸道粘蛋白的成分，當細菌與宿主腸道結合時，其充當受體，有效減少細菌的粘附作用；（5）COS 和NAc-COS 可以作為有益腸道細菌的可發酵底物，誘導有機酸產生，從而降低腸道pH 值，使腸道病原體的患病率降低［44,65］。劉敏等［55］采用2% COS 溶液涂膜處理的鯽魚在冷藏保鮮過程中的pH值、脂肪氧化腐敗程度（TBA）值及揮發性鹽基氮（TVB-N）值均明顯低于對照，可見COS 涂膜處理能有效減緩鯽魚中蛋白腐敗和脂肪氧化速率，減少細菌繁殖，從而延長鯽魚的貨架期。

4 展望

COS 和NAc-COS 無毒副作用，原料來源廣泛豐富，且與幾丁質、殼聚糖等相比，具有十分突出的優點［66］：易溶于水，無毒性，在宿主體內較弱的累積效應。目前，COS 和NAc-COS 的適宜添加量依不同物種、不同年齡段和不同目標效果而異，添加80～5 000 mg/kg 不等，行業尚未建立統一標準，很大程度上限制了COS 和NAc-COS 在水產上的大規模應用。同時，在COS 和NAc-COS 的實際生產過程中，不同廠家制備工藝千差萬別，導致實際合成產物中寡糖的比例與設計中的目標比例存在一定差異，質量參差不齊。COS 和NAc-COS 分子大小或聚合程度存在差異，這將產生不同的生理活性，因此若能夠大量獲得合適分子大小和聚合程度的COS 和NAc-COS，將有助于全面深入解析其在各種生物活性中的內在相關機制。此外，COS 和NAc-COS 具有調節水生動物免疫、促進生長、抗氧化、改善魚類體成分等活性，對于病原體微生物有很強的抑制效果，例如副溶血弧菌、遲緩愛德華氏菌、哈維弧菌、親水性氣單胞菌和白斑綜合征病毒等，但由于在構效關系方面的研究匱乏，導致對其主要作用靶標和作用機制尚不明確，限制了基于靶標相互作用的結構優化和進一步研發。目前國內外對COS和NAc-COS 的大量研究都暗示其可以作為水生動物的免疫增強劑，可嘗試聯合其他免疫增強劑，最大限度地發揮其在水生動物體內的協同效應。COS 和NAc-COS 在水生動物疾病防控與治療方面開發前景十分廣闊。