湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 占今舜 胡金杰 林彬彬 張 彬＊

殼寡糖（chito-oligosaccharide，COS），學(xué)名為寡糖 β-（1-4）-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖， 是自然界糖類中唯一大量存在的堿性氨基寡糖 （杜昱光，2009）。大量研究表明，COS在改善動物生長性能、提高機體免疫力、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)環(huán)境等方面作用突出。此外，COS具有水溶性好、易被機體吸收等特點。因此，在動物生產(chǎn)中有巨大的應(yīng)用潛力。

1 殼寡糖的生物學(xué)功能

1.1 抗氧化作用 COS能夠通過激活體內(nèi)抗氧化酶，增強機體對自由基的清除作用。Kim等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，COS對羥自由基、超氧自由基等具有清除作用。金黎明等（2007）研究表明，COS能夠降低血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和肝臟組織中的丙二醛含量，提高肝臟的抗氧化活性。此外，COS在細胞水平上也表現(xiàn)出較明顯抗氧化性。Liu等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，在人的臍靜脈內(nèi)皮細胞中，一定劑量的COS能夠抵抗過氧化氫，還能夠增加超氧化歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶含量，抑制由過氧化氫引起的體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生。

1.2 免疫調(diào)節(jié)作用 COS能夠刺激機體的免疫器官，促進免疫器官生長；還能改善機體免疫細胞的活性，增強機體的特異性和非特異性免疫功能。竇江麗等（2005）給小鼠腹腔注射殼寡糖120 mg/kg，結(jié)果顯示，小鼠抗體形成細胞、血清溶血素水平、淋巴細胞增殖率、脾臟體重指數(shù)及耳廓腫脹度均顯著增加。蔡文娣等 （2010）研究表明，灌服COS能夠增強小鼠單核巨噬細胞的吞噬功能和遲發(fā)性超敏反應(yīng)，提高小鼠抗體生成能力以及脾臟和胸腺指數(shù)。

1.3 抗菌作用 Joen和Kim （2000）研究發(fā)現(xiàn)，COS對于不同的細菌革蘭陰性菌、革蘭陽性菌、乳酸菌的抑制程度存在差異，但抗菌活性均隨COS的濃度增加而增強。劉碧源等（2003）研究發(fā)現(xiàn)，COS對金黃色葡萄球菌的抑制作用最強，0.5%的濃度可完全抑制其生長；大腸埃希菌次之，需1%的濃度；枯草芽孢桿菌需2%；對白假絲酵母菌的作用最弱，需4%的濃度。曹維強等（2008）研究表明，COS對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌的最低抑制濃度為0.3%，對副傷寒甲沙門氏菌、宋內(nèi)志賀菌的最低抑制濃度為0.1%，且隨著COS質(zhì)量濃度增加，抑菌作用逐漸變強。

1.4 抗腫瘤作用 COS主要是通過誘導(dǎo)腫瘤細胞的凋亡、抑制腫瘤細胞的生長和轉(zhuǎn)移來增強機體的抗腫瘤能力。有研究表明，COS的抗腫瘤作用可能通過兩方面實現(xiàn)：（1）COS可通過抑制與細胞周期有關(guān)的cyclin D1的mRNA表達來抑制腫瘤細胞的增殖；（2）COS還可通過抑制抗凋亡蛋白Bcl-2和bcl-xl mRNA的表達以促進腫瘤細胞的凋亡；且前者的作用強于后者（李賢等，2010）。Pae等（2001）報道，水溶性 COS濃度為 0.05～1 mg/mL可以抑制HL-60細胞的生長，同時，采用流式細胞儀測定COS處理后的HL-60的細胞周期變化，發(fā)現(xiàn)COS可使細胞處于G0/G1期，而S期的細胞數(shù)目減少，并誘導(dǎo)細胞表面抗原CD11b的表達。曹秀明等（2006）研究認為，COS是通過對機體免疫力的保護和調(diào)節(jié)作用來實現(xiàn)抗腫瘤細胞生長的。

1.5 其他作用 研究發(fā)現(xiàn)，COS可以減少肝臟、肌糖原分解，減輕肝臟、肌肉組織的胰島素抵抗，使血糖濃度下降（趙金山等，2011；劉冰等，2009）。COS在骨折和創(chuàng)傷愈合方面也有一定促進作用。Young等（2004）研究認為，COS是早期創(chuàng)傷愈合的催化劑。沈若武等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，每天灌胃COS能促進新西蘭兔骨折的愈合。除此之外，還發(fā)現(xiàn)，COS作為益生原具有降低血脂、保護心肌、降低血壓、控制食欲、改善腸道菌群等作用（房子等，2005； 覃彩芹等，2004；Park 等，2003；Tsai和Huang，2002）。

2 殼寡糖在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 在豬上中的應(yīng)用 王秀武等（2008、2005）研究發(fā)現(xiàn)，添加COS的日糧能夠明顯提高仔豬的日增重，改善飼料轉(zhuǎn)化率，降低仔豬的死亡率；提高飼料中干物質(zhì)、鈣、粗蛋白質(zhì)及磷的消化率；增加了背最長肌中Cu、心肌中Zn以及脾臟中Mn的含量，此外，降低了脾臟、胃和腎組織中Ca和Mg的含量，血清中Cu、Zn、Mn和Ca的含量均有增加的趨勢，從而促進了礦物質(zhì)元素吸收和貯存。Liu等（2008）研究表明，日糧中添加 100、200 mg/kg-COS與添加80 mg/kg的金霉素均能使斷奶仔豬的平均日增重、平均日采食量和肉料比得到顯著改善，200 mg/kg COS組和金霉素組均能顯著提高干物質(zhì)、總能、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、Ca和P的表觀消化率；此外，添加COS或者金霉素均能使仔豬腹瀉率顯著下降，使排泄物中大腸桿菌減少，但是COS組排泄物中乳酸桿菌數(shù)顯著高于抗生素組；200 mg/kg COS組和金霉素組均能顯著提高回腸和空腸的絨毛高度，由此可見，在仔豬日糧中添加一定量的COS可在一定程度上可替代抗生素。Chen等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，整個試驗期內(nèi)仔豬的平均日增重、平均日采食量、干物質(zhì)和氮的表觀消化率與日糧中COS的添加水平呈現(xiàn)線性關(guān)系；同時，在豬體內(nèi)注射脂多糖（LPS）后，發(fā)現(xiàn)COS能夠通過影響皮質(zhì)醇、胰島素樣生長因子-Ⅰ（IGF-1）以及直腸溫度來降低LPS引起的斷奶仔豬炎癥應(yīng)激反應(yīng)。

COS能夠通過調(diào)節(jié)腸道內(nèi)環(huán)境，抑制有害菌的繁殖。Yan和Kim（2011）研究發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬日糧中添加3 g/kg的COS能降低腸道大腸桿菌數(shù)量，顯著提高血清中IgG含量。Wang等（2009）研究也表明，日糧中添加COS能夠改善肥育豬的營養(yǎng)物質(zhì)的消化及血液生化指標，降低大腸桿菌的排放量，且乳酸桿菌的含量未受到影響。還有研究發(fā)現(xiàn)，日糧中同時添加一定量的卵磷脂和COS會降低豬肉中的膽固醇的含量（Kim等，2008）。

2.2 禽生產(chǎn)中的應(yīng)用 COS能通過刺激腸道的生長與發(fā)育，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)環(huán)境，提高腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；提高機體的免疫力，降低發(fā)病率，從而改善生長能力和產(chǎn)品品質(zhì)。張麗（2005）在艾維茵肉仔雞飼料中添加不同水平 （5、25、125 mg/kg）的COS，結(jié)果顯示，不同水平COS均能夠提高肉仔雞消化吸收功能，改善肉品質(zhì)，促進肉仔雞生長；顯著增加肉仔雞胸腺和法氏囊相對重量，且以125 mg/kg組的作用效果最佳。王秀武等（2003）在肉仔雞日糧中添加0.1%的COS，結(jié)果顯示，盲腸內(nèi)容物中大腸桿菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量均呈下降趨勢，回腸微絨毛密度增加；胸腺和法氏囊相對重量增加，血清新城疫抗體效價提高；增重和料重比得到明顯改善。Zhou等（2009）研究表明，日糧中添加COS，使肉仔雞日增重和日采量顯著提高；腹部脂肪顯著下降，而且隨著COS的濃度增加，肉色黃度降低；胸肌和腹肌中的飽和脂肪酸含量下降，結(jié)果表明COS能夠提高肉雞的生長性能，降低腹部肌肉的脂肪酸，改善肉品質(zhì)。此外，在肉鴨和鵪鶉方面也得到了相似的結(jié)論。陳虹等（2006）研究發(fā)現(xiàn)，添加0.05%的COS可使35日齡鵪鶉體重提高7.6%，料重比降低4.5%；胸腺、脾臟和腔上囊相對重和抗體效價均得到提高。宋濤（2005）研究日糧中不同水平COS對北京肉鴨生長性能、脂肪沉積以及肉品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示，日糧中添加200 g/t的COS對北京肉鴨平均日增重、平均日耗料、料肉比、脂肪沉積參數(shù)以及肉品質(zhì)的作用效果最佳。在替代抗生素方面，李曉晶等（2007）研究認為，肉仔雞日糧中COS添加劑量為100 mg/kg時作用優(yōu)于金霉素。游金明等（2008）研究也表明，結(jié)果認為一定水平的COS能作為肉雞日糧中金霉素的替代品，其適宜添加量為100 mg/kg。

2.3 水產(chǎn)動物養(yǎng)殖中的應(yīng)用 孫立威等（2011）研究表明，添加質(zhì)量分數(shù)為0.30%～0.50%的COS能顯著提高吉富羅非魚幼魚的增重率、特定生長率，降低飼料系數(shù)（P<0.05）；極顯著提高幼魚抗嗜水氣單胞菌感染的能力（P<0.01）；顯著提高幼魚血清中堿性磷酸酶活性（P<0.05）；明顯提高幼魚血清中溶菌酶和超氧化物歧化酶活性，顯著降低幼魚血清中總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平（P<0.05）。說明添加COS可提高吉富羅非魚幼魚生長性能、飼料利用率、非特異性免疫功能，并能調(diào)節(jié)血脂水平。馬利等（2006）研究COS對南美白對蝦的生長性能和血清生化指標影響，結(jié)果顯示，不同含量的COS對南美白對蝦的增重率、特定生長率、飼料系數(shù)和成活率均無顯著影響；對南美白對蝦血清中的肌酐、葡萄糖、鈣離子、總膽固醇、甘油三脂和低密度脂蛋白膽固醇均也顯著影響，但可使高密度脂蛋白膽固醇顯著增加，促進脂類代謝；綜合試驗結(jié)果得出飼料中殼寡糖最適添加量為250～500 mg/kg。蔡雪峰等（2006）在飼料中添加一定量的COS，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖虹鱒幼魚腸內(nèi)細菌總數(shù)無顯著變化，但腸道菌群的多樣性降低，腸桿菌科和假單胞菌屬減少或消失；白細胞吞噬細菌的能力顯著提高，說明COS對虹鱒幼魚腸道菌群的組成產(chǎn)生了一定影響，并且對虹鱒非特異性免疫功能具有促進作用。李振達等（2011a、b）在凡納濱對蝦（添加量 250～500 mg/kg）和三疣梭子蟹（添加量1.0～1.5g/kg）基礎(chǔ)飼料中添加COS，結(jié)果表明，二者酸性磷酸酶、溶菌酶和過氧化物酶活力均顯著提高，表明添加適量的COS能夠改善三疣梭子蟹和對凡納濱對蝦的免疫功能；此外，試驗還發(fā)現(xiàn)COS能提高凡納濱對蝦的生長率和成活率（李振達等，2011a、b）。

2.4 其他 COS不僅具有殺滅細菌的作用，可作為食品保鮮劑，而且可以結(jié)合Ca2+、Mg2+來凈化海洋污染物之一，金屬鎘（Cd）。Tsai等（2000）研究發(fā)現(xiàn)，利用纖維素酶從蝦殼中提取的COS粗品能夠減緩牛奶中沙門氏菌的生長，并快速降低了葡萄球菌的數(shù)量。劉芳等（2005）研究表明，COS對原料乳中的細菌總數(shù)和嗜冷菌數(shù)有顯著的抑制作用。朱常龍等（2010）研究結(jié)果顯示，經(jīng)COS-Ca和COS-Mg處理凈化3 d后，櫛孔扇貝體內(nèi)的Cd含量分別降低46%和41.8%，并且經(jīng)凈化處理后，櫛孔扇貝體內(nèi)金屬鈣、鐵的含量均有所提高，但對蛋白質(zhì)、氨基酸及 Fe、Zn、Ca、Mg 等影響較小。 說明COS-Ca和COS-Mg均對櫛孔扇貝體內(nèi)的Cd有一定脫除作用。

3 小結(jié)

綜上可見，COS在動物生產(chǎn)上發(fā)揮了重要作用，但仍然存在一些問題，如研究不夠深入，在反芻動物上的應(yīng)用還鮮見報道，此外，目前的生產(chǎn)工藝還不夠完善，生產(chǎn)成本較大，限制了COS的廣泛應(yīng)用。相信隨著研究的不斷拓寬和深入，生產(chǎn)工藝不斷的完善，將大大推動COS在動物生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。

[1]蔡文娣，初金鑫，付辰煒，等.殼寡糖對正常小鼠免疫功能的影響[J].中國海洋藥物雜志，2010，29（4）：42～45.

[2]蔡雪峰，羅琳，曹海寧，等.殼寡糖對虹鱒非特異性免疫功能影響的研究[J].飼料與畜牧，2006，9：44～47.

[3]蔡雪峰，羅琳，戰(zhàn)文斌，等.殼寡糖對虹鱒幼魚腸道菌群影響的研究[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報，2006，36（4）：606～610.

[4]曹維強，王靜，佘永新，等.殼寡糖對腸道致病菌抑制作用的研究[J].食品科學(xué)，2008，29（4）：114～116.

[5]曹秀明，徐海嬌，尚明，等.殼寡糖抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)作用的實驗研究[J].哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，22（4）：8～10.

[6]陳虹，侯偉革，臧素敏.殼寡糖對鵪鶉生產(chǎn)性能和免疫功能的影響[J].經(jīng)濟動物學(xué)報，2006，10（1）：18～21.

[7]竇江麗，譚成玉，白雪芳，等.殼寡糖對小鼠免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用[J].中國海洋藥物雜志，2005，24（5）：33～35.

[8]杜昱光.殼寡糖的功能研究及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.35～39.

[9]房子，韓寶芹，劉萬順，等.殼寡糖及其衍生物對大鼠受損心肌細胞和組織的保護作用[J].高技術(shù)通訊，2005，15（11）：96～110.

[10]金黎明，楊艷，劉萬順，等.殼寡糖及其衍生物對CCl4誘導(dǎo)的小鼠肝損傷的保護作用[J].山東大學(xué)學(xué)報，2007，42（7）：1～4.

[11]李賢，汪炬，周長忍，等.殼寡糖對 Hela細胞cyclin D1、bcl～xl和 bcl～2 mRNA 表達的影響[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù)，2010，14（3）：429～432.

[12]李曉晶，樸香淑，袁書林，等.殼寡糖替代金霉素對肉仔雞生長性能和免疫功能的影響[J].飼料與畜牧，2007，1：16～18.

[13]李振達，陳小娥，廖智，等.殼寡糖對凡納濱對蝦生長和免疫力的影響[J].南方水產(chǎn)科學(xué)，2011，7（4）：36～42.

[14]李振達，陳小娥，廖智，等.殼寡糖對三疣梭子蟹免疫力的影響[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，30（1）：27～32.

[15]劉碧源，高仕瑛，李邦良，等.殼寡糖抗菌活性的實驗研究[J].中國生化藥物雜志，2003，24（2）：73～75.

[16]劉冰，秦貞奎，林祥梅，等.殼寡糖對試驗性糖尿病大鼠餐后血糖及肝肌糖原含量的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（3）：1113～1116，1118.

[17]劉芳，杜鵬，霍貴成.殼寡糖對原料乳中微生物抑制作用的研究[J].中國乳品工業(yè)，2005，33（6）：28～30.

[18]馬利，曹俊明，吳建開，等.殼寡糖對南美白對蝦生長和血清生化指標的影響[J].淡水漁業(yè)，2006，36（2）：7～8.

[19]沈若武，王守彪，夏玉軍.殼寡糖對新西蘭兔骨折愈合的影響[J].解剖學(xué)雜志，2005，28（3）：340～342.

[20]宋濤.日糧中不同水平殼寡糖對北京鴨生長性能、脂肪沉積以及肉品質(zhì)的影響：[碩士學(xué)位論文][D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[21]孫立威，文華，蔣明，等.殼寡糖對吉富羅非魚幼魚生長性能、非特異性免疫及血液學(xué)指標的影響[J].廣東海洋大學(xué)學(xué)報，2011，31（3）：43～49.

[22]覃彩芹，池偉林，舒海波.殼聚糖的體內(nèi)生物活性功能研究進展[J].孝感學(xué)院學(xué)報，2004，24（6）：5～9.

[23]王秀武，杜昱光，白雪芳，等.殼寡糖對肉仔雞腸道主要菌群、小腸微絨毛密度、免疫功能及生產(chǎn)性能的影響[J].動物營養(yǎng)學(xué)報，2003，15（4）：32～35.

[24]王秀武，郭無瑕，栗衍華，等.海洋殼寡糖對仔豬生產(chǎn)性能及器官、肌組織和血清中礦物元素含量的影響[J].中國畜牧雜志，2008，44（5）：40～42.

[25]王秀武，張麗，杜昱光，等.海洋殼寡糖對仔豬生產(chǎn)性能及血液理化指標的影響[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2005，17（6）：794～796.

[26]游金明，瞿明仁，王自蕊，等.殼寡糖與金霉素在肉仔雞生長性能上的對比效應(yīng)[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，30（1）：94～97.

[27]張麗.殼寡糖對肉仔雞生長發(fā)育影響作用的研究：[碩士學(xué)位論文][D].遼寧:遼寧師范大學(xué)，2005.

[28]趙金山，張燕，延巖，等.殼寡糖降血糖作用的臨床觀察研究[J].食品與藥品，2011，13（3）：120～122.

[29]趙玉清，鄭兆艷，王冰，等.殼聚糖/殼寡糖系列功能食品的安全性評價[J].食品科學(xué)，2003，24（8）：248～250.

[30]朱常龍，汪東風(fēng)，孫繼鵬，等.殼寡糖配合物對扇貝產(chǎn)品中鎘的脫除作用[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（創(chuàng)新版），2010，7：10～13，20.

[31]Chen Y J，Kim I H，Cho J H，et al.Effects of chitooligosaccharide supplementation on growth performance，nutrient digestibility，blood characteristics and immune responses after lipopolysaccharide challenge in weanling pigs[J].Livestock Science，2009，124（1～3）：255～260.

[32]Joen Y J，Kim S K.Production of chitooligosaccharides using an ultrafiltration membrance reactor and their antibacterial activity[J].Carbohydrate Polymers，2000，41：133～141.

[33]Joen Y J，Park P J，Kim S K.Antimicrobial effect of chitooligosaccharides produced by bioreator[J].Carbohydrate Polymers，2000，44：71～76.

[34]Kim K N，Joo E S，Kim K，et al.Effect of chitosan oligosaccharides on cholesterol level and antioxidant enzyme activities in hypercholesterolemic rat[J].Han’guk Sikp’um Yongyang Kwahak Hoechi，2005，34：36～41.

[35]Kim W T，Shinde P，Chae B J.Effect of lecithin with or without chitooligosaccharide on the growth performance，nutrientdigestibility，blood metabolites and pork quality of fnishing pigs[J].Canadian Journal of Animal Science，2008，88：283～292.

[36]Liu H T，Li W M，Xu G，et al.Chitosan oligosaccharides attenuate hydrogen peroxide～induced stress injury in human umbilical vein endothelial cells[J].Pharmacol research，2009，59（3）：167～175.

[37]Liu P，Piao X S，Kim S W，et al.Effect of chitooligosaccharide supplementation on the growth performance，nutrient digestibility，intestinal morphology，and fecal shedding of Escherichia coli and Lactobacilli in weaning pig[J].Journal of Animal Science，2008，86：2609～2618.

[38]Pae H O，Seo W G，Kim N Y，et al.Induction of granulocytic differentiation in acute promyelocytic leukemia cell （HL～60）by water～soluble chitosan oligomer[J].Leukemia Research，2001，25（4）：339～346.

[39]Park P J，Je J Y，Kim S K.Angiotensin I converting enzyme （ACE）inhibitory activity of hetero-chitooligosaccharides prepared from partially different deacetylated chitosans[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2003，51（17）：4930～4934.

[40]Tsai G J，Huang I W.Effects of chitosan hydrolysate on the growth of intestinal bacteria[J].Advance in Chitin Science，2002，5：251～254.

[41]Tsai G J，Wu Z Y，Su W H.Antibacterial Activity of a Chitooligosaccharide Mixture Prepared by Cellulase Digestion of Shrimp Chitosan and Its Application to Milk Preservation[J].Journal of Food Protection，2000，63（6）：747～752.

[42]Wang J P，Yoo J S，Kim H J，et al.Nutrient digestibility，blood profiles and fecal microbiota are influenced by chitooligosaccharide supplementation of growing pigs[J].Livestock Science，2009，125（2～3）：298～303.

[43]Wu H G，Yao Z，Bai X F，et al.Anti-angiogenic activities of chitooligosaccharides[J].Carbohydrate Polymers，2005，73（1）：105～110.

[44]Yan L，Kim I H.Evaluation of dietary supplementation of delta-aminolevulinic acid and chitooligosaccharide on growth performance，nutrient digestibility， blood characteristics，and fecal microbial shedding in weaned pigs[J].Animal Feed Science and Technology，2011，169（3～4）：275～280.

[45]Young Y，Won H P，Bub M K，et al.Effects of PVA sponge containing chitooligosaccharide in the early stage of wound healing[J].Journal of Materials Science：Materials in Medicine，2004，15（3）：297～301.

[46]Zhou T X，Chen Y J，Yoo J S，et al.Effects of chitooligosaccharide supplementation on performance，blood characteristics，relative organ weight，and meat quality in broiler chickens[J].Poultry Science，2009，88（3）：593～600.