日糧中添加甘露寡糖對(duì)魚(yú)類(lèi)的影響

王冰柯， 王延暉， 張 芹

（河南省水產(chǎn)科學(xué)研究院， 鄭州450044）

近幾十年來(lái)，水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展迅速，為人們提供了各種各樣的水產(chǎn)品，為改變?nèi)祟?lèi)的膳食結(jié)構(gòu)做出了巨大貢獻(xiàn)。但為了追求優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，減少疾病的發(fā)生，越來(lái)越多的抗生素用于生產(chǎn)?？股氐牟灰?guī)范使用雖然在一定程度上減少了大規(guī)模魚(yú)病的發(fā)生，但長(zhǎng)時(shí)間、大劑量的使用使魚(yú)類(lèi)的抗藥性逐漸增強(qiáng)，最終導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)腸道內(nèi)微生態(tài)體系失衡，給養(yǎng)殖水體造成了嚴(yán)重污染。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖病害平均年損失達(dá)百億元，其中魚(yú)類(lèi)占55%～77%，蝦蟹類(lèi)占11%～28%，與此同時(shí)尋找取代抗生素的健康綠色添加劑成為研究的熱點(diǎn)。近年來(lái),甘露寡糖作為一種綠色添加劑，作用效果顯著，逐漸成為研究的熱點(diǎn)。甘露寡糖可以提高動(dòng)物的免疫能力或避免后繼感染，主要是因?yàn)楦事豆烟悄軌蛭胶徒Y(jié)合微生物，使之不能結(jié)合到腸壁上。甘露寡糖還可以提高魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)性能、非特異性免疫能力和存活率，被廣泛應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖中。飼料中添加甘露寡糖還可以增加魚(yú)類(lèi)腸道絨毛的高度，從而改善腸道環(huán)境和功能[1]。

1 甘露寡糖

甘露寡糖又稱(chēng)甘露低聚糖或葡甘露寡聚糖，是一種重要的功能性寡糖，主要通過(guò)α-1,2、α-1,3、α-1,6、β-1,3或β-1,4糖苷鍵連接組成，為小分子非降解碳水化合物。不同來(lái)源的甘露寡糖結(jié)構(gòu)也不盡相同，來(lái)源于酵母細(xì)胞壁的甘露寡糖其主鏈主要以甘露糖殘基鏈進(jìn)行排列組合, 主鏈主要是α-1,6糖苷鍵，側(cè)鏈主要是α-1,2及α-1,3糖苷鍵。甘露寡糖中糖的含量為90.12%，甜度低于蔗糖，蛋白質(zhì)含量為4.15%，含量最高的是絲氨酸和蘇氨酸，谷氨酸和天冬氨酸次之，蛋氨酸、組氨酸和絡(luò)氨酸的含量最低。

2 甘露寡糖的性質(zhì)

甘露寡糖是一種從酵母細(xì)胞培養(yǎng)壁中提取的抗原活性物質(zhì)，廣泛存在于田菁膠、魔芋粉、瓜兒豆膠及多種微生物細(xì)胞壁內(nèi)。甘露寡糖不僅具有安全、穩(wěn)定、無(wú)毒、低熱等良好的理化性質(zhì)，還具有調(diào)節(jié)腸道微生物、促進(jìn)腸道發(fā)育和提高免疫力等功能。甘露寡糖易溶于水和其他極性溶劑，向甘露寡糖溶液中加入有機(jī)溶劑時(shí)會(huì)迅速產(chǎn)生沉淀或結(jié)晶，其粘度容易受其他條件的變化而變化，溫度升高時(shí)其粘度下降，當(dāng)pH值為3.0～9.0時(shí)，粘度較為穩(wěn)定，但隨著pH值的降低，粘度會(huì)迅速升高。甘露寡糖在體內(nèi)傳遞、運(yùn)輸，能被腸道有益菌所利用，有利于益生菌在腸道的增殖。此外,有些甘露寡糖(魔芋葡甘露寡糖)還有獨(dú)特的凝膠性能，在一定條件下可形成熱可逆凝膠和熱不可逆凝膠[2]。

3 甘露寡糖在水產(chǎn)動(dòng)物上的研究進(jìn)展

3.1 甘露寡糖對(duì)生長(zhǎng)性能的影響

目前，甘露寡糖在畜禽方面的研究有很多。甘露寡糖對(duì)雞、肉鴨、豬、牛、兔等畜禽的研究表明飼料中添加甘露寡糖可提高動(dòng)物增重率, 降低飼料系數(shù)，對(duì)生長(zhǎng)性能有顯著影響。近年來(lái)對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的研究也越來(lái)越多，王銳等研究發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)飼料中分別添加0(對(duì)照組)、0.1%、0.2%和0.3%的半乳甘露寡糖時(shí)，添加0.2%半乳甘露寡糖能顯著提高異育銀鯽幼魚(yú)的增重率和特定生長(zhǎng)率，降低餌料系數(shù)。劉愛(ài)君等的研究表明在基礎(chǔ)飼料中分別添加0.00% (對(duì)照組)、0.25%、0.50%、0.75%甘露寡糖，0.50%、0.75%甘露寡糖組均能顯著提高奧尼羅非魚(yú)體增重率，降低飼料系數(shù)。于艷梅等的研究表明在基礎(chǔ)飼料中分別添加0.1%、0.2%、0.3%的魔芋甘露寡糖及0.3%的酵母甘露寡糖時(shí)，投喂不同含量魔芋甘露寡糖均能增加黃顙魚(yú)頭腎指數(shù)、后腎指數(shù)、脾體指數(shù),促進(jìn)生長(zhǎng)、降低餌料系數(shù)。0.2%組質(zhì)量增加率最高(95.68%)、餌料系數(shù)最低(1.63)。0.3%酵母甘露寡糖組與對(duì)照組相比也能顯著促進(jìn)黃顙魚(yú)的生長(zhǎng)，降低餌料系數(shù),其中質(zhì)量增加率為64.91%、餌料系數(shù)為1.84。但也有試驗(yàn)表明甘露寡糖對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)沒(méi)有影響，其中Dimitroglou[3]和Mansour[4]的研究表明甘露寡糖對(duì)稚魚(yú)和仔魚(yú)的生長(zhǎng)無(wú)顯著性影響，這可能與魚(yú)種、魚(yú)的應(yīng)激狀況、投喂時(shí)間和所處的生長(zhǎng)環(huán)境等有關(guān)。

3.2 甘露寡糖對(duì)腸道的影響

腸的形態(tài)和功能隨食物種類(lèi)和攝食方式而改變，動(dòng)物的腸道不但是動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)器官，而且還是集營(yíng)養(yǎng)、內(nèi)分泌、免疫和屏障等為一體的功能復(fù)雜的重要器官[5]。脊椎動(dòng)物腸的基本形式是相似的，其主要特點(diǎn)是不斷增大分泌吸收面，一旦腸遭到破壞，內(nèi)環(huán)境將失衡，營(yíng)養(yǎng)代謝出現(xiàn)障礙，會(huì)損傷腸粘膜屏障，影響機(jī)體消化、吸收、代謝及病原菌感染。飼料中添加的甘露寡糖主要是通過(guò)與腸組織相互作用而發(fā)揮作用的，所以研究甘露寡糖對(duì)腸的組織形態(tài)、腸免疫和微生態(tài)體系等方面的影響是非常重要的。甘露寡糖對(duì)腸道的影響最先是在仔雞中發(fā)現(xiàn)的。近幾年來(lái)，甘露寡糖對(duì)魚(yú)腸道影響的研究越來(lái)越多，汪立平等[6]研究發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)飼料中分別添加0.00%（對(duì)照組）、0.5%的自制酵母甘露寡糖和0.5%的外購(gòu)甘露寡糖時(shí)，兩種甘露寡糖都能明顯改變幼魚(yú)腸道中的大腸桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量及比例，但飼料中添加0.5%的自制酵母甘露寡糖相對(duì)于外購(gòu)甘露寡糖更能改善羅非魚(yú)腸道微生物的微生態(tài)環(huán)境。Dimitroglou研究表明飼料中添加0.2%的甘露寡糖能使白鯛仔魚(yú)腸吸收表面積增大12%, 使腸微絨毛高度增高26%，腸吸收面積的增大保障了機(jī)體能夠更好地吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。孫盛明等[7]研究發(fā)現(xiàn)分別在飼料中添加0 (對(duì)照組)、100、200mg/kg和400 mg/kg 甘露寡糖時(shí)，添加200和400 mg/kg 甘露寡糖組的團(tuán)頭魴幼魚(yú)腸道菌群Shannon-Wiener指數(shù)顯著低于對(duì)照組，其優(yōu)勢(shì)菌落主要為變形菌門(mén)，硬壁菌門(mén)和放線菌門(mén)。實(shí)驗(yàn)表明飼料中添加適量甘露寡糖能夠改善團(tuán)頭魴幼魚(yú)腸道微生態(tài)平衡，保證正常的消化道內(nèi)環(huán)境，進(jìn)而保護(hù)機(jī)體不受病原菌的侵害。

3.3 甘露寡糖對(duì)非特異性免疫的影響

作為脊椎動(dòng)物，魚(yú)類(lèi)也是通過(guò)免疫系統(tǒng)來(lái)抵御外來(lái)病原生物侵害的，通過(guò)非特異性和特異性免疫防御機(jī)制來(lái)維持機(jī)體的正常功能與自身內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。但與哺乳類(lèi)相比,魚(yú)類(lèi)的特異免疫系統(tǒng)尚不夠發(fā)達(dá),特異性免疫機(jī)制還不完善。因此,在魚(yú)類(lèi)對(duì)外界刺激及病原生物侵襲的防御反應(yīng)中,非特異性免疫起著重要作用。白細(xì)胞吞噬活性、溶菌酶、超氧化物歧化酶活性等常被作為評(píng)價(jià)魚(yú)類(lèi)非特異性免疫功能的主要指標(biāo)。劉愛(ài)軍等[8]在奧尼羅非魚(yú)的基礎(chǔ)飼料(對(duì)照組)中分別添加8 mg/kg黃霉素和5 mg/kg 甘露寡糖，結(jié)果表明：添加8 mg/kg黃霉素和5 mg/kg 甘露寡糖組血清堿性磷酸酶活性和溶菌酶活性顯著提高。于艷梅等[9]的研究表明，在黃顙魚(yú)的日糧中投喂0.2%魔芋甘露寡糖，14～28 d后血液白細(xì)胞吞噬活性顯著高于對(duì)照組，血清溶菌酶、超氧化物歧化酶活性也明顯增強(qiáng)。于朝磊等[10]通過(guò)投喂經(jīng)甘露寡糖強(qiáng)化的鹵蟲(chóng)無(wú)節(jié)幼體探索其對(duì)半滑舌鰨稚魚(yú)非特異性免疫水平的影響，結(jié)果表明甘露寡糖組的過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物歧化酶、溶菌酶和過(guò)氧化物酶活性均顯著高于對(duì)照組。Staykov等研究認(rèn)為甘露寡糖能顯著提高普通鯉魚(yú)、虹鱒溶菌酶活力及抗體水平，Torrecmas等認(rèn)為0.4%甘露寡糖能顯著提高鱸魚(yú)頭腎吞噬細(xì)胞吞噬活性。

4 小結(jié)與展望

盡管甘露寡糖在我國(guó)起步比較晚，但是甘露寡糖相對(duì)于其它添加劑而言，因其綠色、環(huán)保、安全等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)中。甘露寡糖是植物半纖維素的主要成分，β-甘露聚糖酶可降解半纖維素為甘露低聚糖被動(dòng)物利用，不僅充分利用了飼料資源，同時(shí)也顯著提高了動(dòng)物的生長(zhǎng)性能和免疫力。β-甘露聚糖酶因其良好的水解半纖維素的能力，可生成品質(zhì)好的甘露低聚糖，正成為研究的熱點(diǎn)。隨著科技水平的進(jìn)步、分子生物學(xué)的發(fā)展、基因工程、微囊工藝、緩釋技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用，甘露寡糖在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中將有更加廣闊的應(yīng)用前景。