李凌巖，高偉星，楊敏娜，胡杰，張愛忠，曲永利

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，大慶 163319）

淀粉是動(dòng)物日糧中最重要的營養(yǎng)素之一，是動(dòng)物機(jī)體代謝產(chǎn)能的重要營養(yǎng)物質(zhì)。一般來說，淀粉主要在小腸分解生成葡萄糖作為最終產(chǎn)品被消化吸收。不同飼料來源的淀粉在腸道中的消化和吸收速率不同。這主要取決于三個(gè)因素，一是淀粉的物理和化學(xué)特性，二是飼料的加工程度和類型，三是動(dòng)物本身的影響[1-2]。根據(jù)淀粉被腸道消化速度和程度可將淀粉分為快速降解淀粉（Rapidly Digestible Starch，RDS）、慢速降解淀粉（Slowly Digestible Starch，SDS）和抗性淀粉（Resistant Starch，RS）[3-4]。其中 RS 是最特殊的一種淀粉，它是指在動(dòng)物小腸內(nèi)不能被淀粉酶分解，但在大腸內(nèi)經(jīng)微生物發(fā)酵產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物而發(fā)揮其生理功能的淀粉。

RS天然的存在于各種食物中，由于RS的產(chǎn)生熱量值較低并且RS對(duì)食品的質(zhì)構(gòu)和味道沒有副作用。因此被廣泛添加到各種食品里面。根據(jù)淀粉的來源和抗酶解特性差異可將抗性淀粉分為5類（RS1、RS2、RS3、RS4 和 RS5）。RS1 為物理包被淀粉，常見于輕度碾磨的谷?；蚍N子中，它是通過機(jī)械加工而使淀粉顆粒由于包被效果產(chǎn)生物理屏蔽作用，被鎖在植物細(xì)胞壁上使其不能為淀粉酶所降解[5]。RS2為生淀粉顆粒，是指因本身的構(gòu)象或結(jié)構(gòu)而具有抗酶解特性的天然淀粉顆粒，如生馬鈴薯淀粉、綠色香蕉以及高直連玉米淀粉[6]。根據(jù)直連淀粉的含量，RS2還可以進(jìn)一步劃分為兩個(gè)不同的類別，即RS2a和RS2b。RS2a直鏈淀粉含量在0～30%，屬于正常的直鏈淀粉范圍。而RS2b直鏈淀粉比例超過30%，即使是在飼料加工過程中依然保持其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗酶解的特性。RS1和RS2在小腸內(nèi)的消化非常緩慢并且不完全，然而RS1和RS2經(jīng)過適當(dāng)加工后仍可被淀粉酶消化吸收。RS3是最主要的抗性淀粉，它是指是糊化淀粉冷卻后生成的非顆粒狀淀粉聚合物，也被稱為老化淀粉[7]。RS3型抗性淀粉可分為RS3a和RS3b兩種類型，其中RS3a中糊化淀粉冷卻后生成的非顆粒狀淀粉聚合物主要為支鏈淀粉，RS3b中糊化淀粉冷卻后生成的非顆粒狀淀粉聚合物主要為直鏈淀粉。RS3b的抗酶解性最強(qiáng)，而RS3a可經(jīng)過再加熱而被淀粉酶降解。目前對(duì)于RS3的抗酶解機(jī)理存在2種觀點(diǎn)：第一種觀點(diǎn)認(rèn)為是由于直鏈淀粉聚合物的形成，妨礙淀粉酶靠近結(jié)晶區(qū)域的D-葡萄糖苷鍵，從而使淀粉酶活性基團(tuán)中的結(jié)合部位與淀粉分子不能有效結(jié)合，使淀粉難于被淀粉酶作用，從而產(chǎn)生抗酶解特性；第二種觀點(diǎn)認(rèn)為RS3之所以能抵抗酶的水解，是由于形成直鏈淀粉晶體的雙螺旋之間存在較強(qiáng)的氫鍵及范德華力，使得RS3的分子結(jié)構(gòu)非常牢固，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，因而在人體的胃腸道內(nèi)不能被消化吸收。在飼料加工過程中，大多數(shù)濕熱加工飼料可能含有RS3，但加工條件和隨后冷卻的差異會(huì)影響其相對(duì)含量。RS4為化學(xué)改性淀粉，通過化學(xué)手段將使原本的官能團(tuán)發(fā)生變化或者引入新的官能團(tuán)，從而提高淀粉的抗酶消化作用，包括羧甲基淀粉、淀粉醚、淀粉酯和交聯(lián)淀粉等[8]。RS4的抗性水平取決于所使用的淀粉以及所用的化學(xué)修飾反應(yīng)。RS5型抗性淀粉是指直鏈淀粉和支鏈淀粉的分支與脂肪酸形成的復(fù)合產(chǎn)物以及麥芽糊精，如含有淀粉和脂質(zhì)的谷物和食品，RS5型抗性淀粉能夠被部分被消化但是其消化速度較為緩慢。當(dāng)?shù)矸叟c脂質(zhì)在體系中共存時(shí)可以發(fā)生結(jié)合，從而形成聚合體來抵抗酶的水解。由于脂質(zhì)中含有醇羥基和羧基，因此，在一定條件下，脂質(zhì)中的碳鏈可與較長的淀粉分子產(chǎn)生較強(qiáng)的分子間作用力，然后脂質(zhì)再通過一定的折疊效應(yīng)與淀粉分子緊密結(jié)合在一起，這樣可以抑制淀粉酶對(duì)聚合體系的降解能力。上述5種不同類型的抗性淀粉的性質(zhì)與非淀粉多糖、非消化性低聚糖和益生元類似，被認(rèn)為是溶解性纖維，屬于膳食纖維。

膳食纖維可以刺激腸道的蠕動(dòng)，幫助腸道進(jìn)行正常的消化。相關(guān)研究表明，RS作為一種功能性食品被認(rèn)為是潛在的益生元來源，RS在大腸中被細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生乙酸、丙酸和丁酸等次級(jí)代謝產(chǎn)物可以有效刺激腸道上皮細(xì)胞的發(fā)育、生長和更新，有利于腸道上皮細(xì)胞保持完整性[9]。RS發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸可以降低腸道內(nèi)的pH值，從而降低腸道有害物質(zhì)如氨、短鏈酚和吲哚的生成。同時(shí)，RS可以通過選擇性地刺激大腸中特定細(xì)菌的生長和活性，有利于宿主保持腸道的健康環(huán)境[10]。目前，關(guān)于RS對(duì)動(dòng)物腸道健康的方面的研究很多，主要集中在對(duì)腸道代謝產(chǎn)物和菌群變化影響等方面。而關(guān)于RS對(duì)生長期大鼠機(jī)體免疫功能建立和腸道發(fā)育方面影響的研究卻鮮見報(bào)道。因此，試驗(yàn)以SD大鼠為模型，飼喂不同濃度（5%、10%、15%）的RS4型抗性淀粉，研究RS4對(duì)生長期大鼠免疫性能和腸道發(fā)育的影響。為合理利用RS4型抗性淀粉，促進(jìn)動(dòng)物機(jī)體健康提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物與材料

試驗(yàn)動(dòng)物選擇健康的、初始體重為（66.54±10.23）g的SD雌性大鼠36只（3周齡），所有試驗(yàn)大鼠購買于黑龍江省哈爾濱市實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁育基地?？剐缘矸圻x擇RS4型抗性淀粉（其中RS含量為79.8%），由吉林摯友科技有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將36只試驗(yàn)大鼠隨機(jī)分為4組（1個(gè)對(duì)照組和3個(gè)處理組），每組各9只大鼠。對(duì)照組參照國標(biāo)（GB14924.3-2001）飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制不含RS（0）的基礎(chǔ)日糧（參見表1）。處理組使用RS4型抗性淀粉替代基礎(chǔ)日糧中的糯玉米淀粉，使RS4占飼料比例分別為5%、10%和15%。試驗(yàn)預(yù)飼期為3 d，在觀察到大鼠無中毒現(xiàn)象和異常行為后，開始進(jìn)行正式飼喂試驗(yàn)，試驗(yàn)期天數(shù)共計(jì)40 d。

表1 基礎(chǔ)日糧組成及營養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）Table 1 Ingredients and nutrition of RS-free basal diet

1.3 試驗(yàn)指標(biāo)測定

1.3.1 血清免疫指標(biāo)測定

試驗(yàn)最后一天將大鼠處死后采集血液，收集至采血管。離心 10 min（3 000 r·min-1）分離血清，置于-20℃冰箱保存，隨后測定血清免疫相關(guān)指標(biāo)：即免疫球蛋G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA）和免疫球蛋白M（IgM）在血清中的含量。免疫球蛋白酶聯(lián)免疫反應(yīng)測定的試劑盒購買于南京建成生物工程研究所，測定方法均嚴(yán)格依照試劑盒內(nèi)說明書步驟進(jìn)行。

1.3.2 免疫器官指數(shù)測定

大鼠處死后，分離其胸腺、肝臟和脾臟，將其用生理鹽水漂洗后用濾紙擦干，然后進(jìn)行稱重。計(jì)算免疫器官指數(shù)。

1.3.3 盲腸上皮細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)觀察

將試驗(yàn)大鼠處死后，打開腹腔，分離腸道組織，剪取盲腸中段1 cm組織一段，放入裝有4%甲醛溶液的小瓶中固定。制作組織切片時(shí)將固定后的大鼠盲腸組織用冰生理鹽水沖洗干凈，將組織在梯度酒精中逐級(jí)脫水后，經(jīng)透明、透蠟、包埋、切片、貼片等處理后，采用蘇木精-伊紅（HE）染色方法進(jìn)行染色。在光學(xué)顯微鏡（Olympus，Tokyo，Japan）低倍鏡（50×）下觀察并進(jìn)行顯微拍照。使用廣州明美成像系統(tǒng)軟件對(duì)盲腸絨毛高度和隱窩深度進(jìn)行測量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，運(yùn)用SPSS軟件中的ANOVA過程進(jìn)行方差分析，當(dāng)差異顯著時(shí)，采用Duncan法進(jìn)行多重比較。試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果以P<0.05表示差異顯著，P<0.1作為有差異的趨勢來討論。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 飼糧中不同RS4型抗性淀粉水平對(duì)大鼠血清免疫指標(biāo)的影響

由表2可以看出，與對(duì)照組相比，隨著飼糧中RS4型抗性淀粉水平的增加，各組大鼠血清中的IgG含量差異不顯著；而血清中的IgA的含量呈現(xiàn)增加的趨勢，飼喂15%RS4型抗性淀粉組大鼠血清中的IgA含量顯著高于對(duì)照組和飼喂5%RS4抗性淀粉組（P<0.05）；飼喂15%RS4型抗性淀粉組大鼠血清中的IgM含量顯著高于其他各組（P<0.05）。

2.2 飼糧中不同RS4型抗性淀粉水平對(duì)大鼠免疫器官指數(shù)的影響

由表3可以看出，與對(duì)照組相比，隨著飼糧中RS4型抗性淀粉水平的增加，大鼠的胸腺指數(shù)和肝臟指數(shù)差異不顯著。脾臟指數(shù)隨著RS4型抗性淀粉水平的增加而增加，飼喂15%RS4型抗性淀粉組大鼠的脾臟指數(shù)顯著高于其他各組（P<0.05）。

2.3 飼糧中不同RS4型抗性淀粉水平對(duì)大鼠盲腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

由表4可以看出，與對(duì)照組相比，飼喂15%RS4型抗性淀粉組大鼠的盲腸絨毛高度顯著降低（P<0.05）。隱窩深度各組之間差異不顯著。飼喂10%RS4型抗性淀粉組大鼠的絨毛高度和隱窩深度的比值高于其他3組，且差異顯著（P<0.05）。

表4 飼糧中不同RS4型抗性淀粉水平對(duì)大鼠盲腸上皮細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響Table 4 Effects of different dietary RS4 levels on cecal morphology of rats

3 討論

免疫系統(tǒng)由免疫組織、免疫器官、免疫細(xì)胞及免疫活性分子等組成。免疫球蛋白是免疫活性分子中的一類。是具有抗體活性的動(dòng)物蛋白。主要是由漿細(xì)胞分泌的大型Y形蛋白質(zhì)，大部分存在于血漿中，也見于其他體液、組織和一些分泌液中。其中IgG、IgA、IgM是最重要的3種免疫球蛋白。免疫球蛋白在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)主要發(fā)揮特異性免疫的作用。免疫球蛋白可以被免疫系統(tǒng)用來鑒別與殺死外來物質(zhì)如細(xì)菌、病毒等病原體。抵抗外界病菌入侵動(dòng)物機(jī)體，是動(dòng)物機(jī)體內(nèi)重要的免疫防御系統(tǒng)。血清中含量最高的是IgG，它的主要作用是識(shí)別和消滅侵入體內(nèi)的病原。因?yàn)镮gG比其他的免疫球蛋白體積小，具有極強(qiáng)的滲透能力，可以游離出血液循環(huán)系統(tǒng)，識(shí)別身體其他組織的病原。增強(qiáng)機(jī)體免疫系統(tǒng)消滅病毒和細(xì)菌的能力；IgM的分子體積大，是動(dòng)物機(jī)體內(nèi)最早出現(xiàn)的免疫球蛋白之一，IgM不能游離出血管，因此它的作用主要是在血管中清除侵入的細(xì)菌，具有中和體內(nèi)病毒，溶解細(xì)菌和壞死細(xì)胞的能力。IgA在血清中的含量僅次于IgG，占血清免疫球蛋白的10%～20%，存在于粘膜組織，例如消化道、呼吸道以及泌尿生殖系統(tǒng)。黏膜組織具有黏膜層淋巴組織，會(huì)制造出IgA以避免遭到病原的入侵，也存在于唾液、淚液以及乳汁當(dāng)中，尤其是初乳當(dāng)中IgA的含量相當(dāng)高[11]。依照IgA在身體體內(nèi)的分布，可以分成血清型和分泌型。血清型IgA存在于血清中，血清IgA具有某些IgG和IgM的免疫功能，特異性IgA能中和血液中的抗原，同時(shí)也出現(xiàn)替代性補(bǔ)體免疫系統(tǒng)[12]。分泌型IgA是身體局部黏膜抗感染免疫的主要抗體。故又稱黏膜免疫抗體，它的主要作用是保護(hù)黏膜表面，比如腸道黏膜。它附著在腸道黏膜表面，防止病原附著而引發(fā)疾病。從試驗(yàn)研究結(jié)果來看，飼糧中添加抗性淀粉可以增加試驗(yàn)組大鼠血清中IgA和IgM的含量，增強(qiáng)了大鼠的特異性免疫能力。Wang et al[13]研究表明，飼糧纖維含量的增加可以提高仔豬血清中IgG、IgA和IgM的濃度。劉艷麗等[14]發(fā)現(xiàn)中草藥合生元提高了斷奶仔豬血清中IgG、IgA和IgM的含量，這表明抗性淀粉和合生元等膳食纖維對(duì)于提高動(dòng)物機(jī)體的體液免疫功能具有積極作用。

胸腺、肝臟和脾臟是動(dòng)物機(jī)體重要的免疫器官，其免疫器官指數(shù)在一定程度上反映免疫器官的發(fā)育程度和機(jī)體免疫功能的強(qiáng)弱。胸腺是重要的中樞免疫器官，是T淋巴細(xì)胞繁殖、分化、凋亡的場所；胸腺能夠促進(jìn)肥大細(xì)胞的增殖，使免疫系統(tǒng)維持平衡與穩(wěn)定，促進(jìn)各個(gè)免疫器官協(xié)同免疫[15-16]；并且胸腺分泌的胸腺素參與細(xì)胞免疫；胸腺的發(fā)育程度將影響體液免疫的效果。肝臟不僅具有內(nèi)分泌功能，而且可參與機(jī)體局部或整體水平的免疫調(diào)節(jié)，肝臟也是除胸腺以外的T細(xì)胞分化的重要場所。脾臟是動(dòng)物機(jī)體血液過濾器和貯存庫。屬于外周免疫器官，含有豐富的淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，是動(dòng)物機(jī)體內(nèi)發(fā)生免疫應(yīng)答主要場所，脾臟發(fā)育的狀態(tài)直接影響機(jī)體免疫的效果[17-18]。蘇勇等[19]使用葛根膳食纖維飼喂小鼠后發(fā)現(xiàn)其胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)都有顯著的增加。劉鶴翔等[20]研究發(fā)現(xiàn)日糧中添加大豆低聚糖可以顯著提高42日齡湘黃雞的免疫器官指數(shù)。朱翠玲[21]發(fā)現(xiàn)小麥麩皮多糖可以提高免疫抑制小鼠的免疫器官指數(shù)。從試驗(yàn)研究結(jié)果來看，飼糧中添加RS4型抗性淀粉對(duì)大鼠胸腺和肝臟指數(shù)無顯著影響。脾臟指數(shù)隨著RS4型抗性淀粉含量的增加而提高，說明飼糧中添加RS4型抗性淀粉有利于大鼠脾臟的發(fā)育。

盲腸的絨毛高度、隱窩深度和絨毛高度/隱窩深度比值是衡量盲腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)完整性和健康的重要指標(biāo)，間接反映了腸道的消化和吸收能力[22-23]。絨毛高度的增加意味著成熟絨毛細(xì)胞增加，腸道吸收養(yǎng)分能力增加，反之則降低。隱窩深度反映的是腸道上皮細(xì)胞的成熟率，隱窩變深則說明絨毛上皮細(xì)胞成熟率下降，分泌能力降低。絨毛高度/隱窩深度比值越高則表明腸道的消化能力增強(qiáng)，比值越小則表示腸道的消化能力下降，黏膜受損，影響消化吸收。騫宇[24]研究發(fā)現(xiàn)飼糧中添加RS4型抗性淀粉顯著降低了盲腸絨毛高度。鄔應(yīng)龍[25]研究表明RS4型甘薯抗性淀粉可以增加高脂飲食小鼠的小腸絨毛高度，減小隱窩深度，增加絨毛高度/隱窩深度比值，減弱高脂飲食帶來的腸黏膜損傷，保持腸道健康和完整性。從研究結(jié)果來看，與對(duì)照組相比，飼糧中添加低劑量（5%，10%）RS4型抗性淀粉增加了大鼠盲腸的絨毛高度和絨毛高度/隱窩深度比值，減小了隱窩深度。對(duì)盲腸形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性具有積極作用，而長期攝入高濃度（15%）RS4型抗性淀粉則會(huì)對(duì)盲腸的形態(tài)結(jié)構(gòu)造成損傷，對(duì)其正常生理功能產(chǎn)生負(fù)面影響。

4 結(jié)論

與對(duì)照組相比，飼糧中添加型抗性淀粉能夠提高大鼠血清的IgA、IgM的濃度和脾臟指數(shù)，對(duì)于提高機(jī)體的免疫功能具有積極作用。但是長時(shí)間攝入高濃度的抗性淀粉會(huì)對(duì)盲腸黏膜上皮形態(tài)結(jié)構(gòu)造成損傷。試驗(yàn)結(jié)果表明飼糧中添加10%RS4型抗性淀粉可以在提高大鼠機(jī)體免疫力，促進(jìn)盲腸發(fā)育這兩方面發(fā)揮最佳效果。