苜蓿多糖在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用范文

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《草業(yè)與畜牧雜志》2016年第4期

摘要：

苜蓿多糖是一種具有生物活性的多糖，能夠增強(qiáng)免疫力、降低血糖血脂、抗輻射等。本文分析了苜蓿多糖的提取工藝以及其在養(yǎng)殖生產(chǎn)中發(fā)揮的作用，綜述了苜蓿多糖在養(yǎng)殖中的應(yīng)用，探討分析了苜蓿多糖發(fā)展存在的問題和發(fā)展前景，為苜蓿多糖在養(yǎng)殖生產(chǎn)中更好地應(yīng)用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：

苜蓿多糖；研究進(jìn)展；養(yǎng)殖；應(yīng)用

隨著社會的不斷發(fā)展，人們的生活水平也日益提高，從而對畜產(chǎn)品質(zhì)量的要求也是日漸提高。目前，現(xiàn)代的育種技術(shù)和集約化的養(yǎng)殖模式使畜禽的生長速度顯著增加，但同時畜禽的機(jī)體免疫力降低，受到許多疾病的威脅。因此人們在畜禽的飼料或飲水中普遍使用抗生素等各類藥物，以期達(dá)到預(yù)防和控制疾病的目的。然而長期使用這些抗生素極易導(dǎo)致畜禽產(chǎn)生耐藥性，且造成畜禽產(chǎn)品中藥物殘留等很多問題，導(dǎo)致畜牧業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入惡性循環(huán)，進(jìn)而對人類的健康造成威脅。因此尋找能夠代替抗生素類藥物的高效、安全且環(huán)保的新型飼料添加劑已經(jīng)成為畜牧業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也是目前動物營養(yǎng)學(xué)科研究的一個熱點(diǎn)。多糖是一類廣泛存在于植物、微生物（細(xì)菌和真菌）和海藻中的極性大分子化合物，如苜蓿多糖、黃芪多糖、香菇多糖、酵母多糖等。植物性多糖受到人們越來越多的重視，其毒性小、成本低，可從廣泛的植物中提取而得。大量的試驗(yàn)證明，植物多糖均具有很廣泛的生物活性，大多數(shù)具有免疫調(diào)節(jié)作用，以及促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖轉(zhuǎn)化和清除體內(nèi)自由基等功效[1,2]。苜蓿多糖(AlfalfaPolysaccharides)是提取自紫花苜蓿的植物多糖，已經(jīng)證明其是一種具有生物活性的多糖[3]。盧成等[4]研究報道在添加一定劑量內(nèi)的苜蓿多糖后能夠明顯促進(jìn)畜禽的生長，增強(qiáng)畜禽機(jī)體的免疫功能和抗感染的作用，對高膽固醇也有一定的治療作用，且可強(qiáng)化血管和預(yù)防動脈硬化、血栓癥、抗輻射、降血糖和心肌梗塞等。據(jù)張東杰[5]報道苜蓿多糖與云芝多糖、黃芩多糖、香菇多糖和茯苓多糖等均是無毒性的，保健效果很顯著，尤其因其具有免疫活性功能而被重視。

1苜蓿多糖的研究進(jìn)展

1.1苜蓿和苜草素

苜蓿種類繁多，分布廣泛。我國已發(fā)現(xiàn)12個苜蓿種，紫花苜蓿和南苜蓿是在我國栽培最多的苜蓿種，主要產(chǎn)區(qū)在東北、華北、西北和江淮流域等地區(qū)。苜蓿有非常高的藥用價值，據(jù)中藥記載，苜蓿具有清熱解毒、涼血通淋、益氣健脾溫腎等功效，試用于臨床，對于治療尿頻、遺尿及腹瀉等癥也有良好地療效[6]，此外，還具有良好地降血脂、抗菌、抗腫瘤等作用，因此可被開發(fā)成保健品。紫花苜蓿是多年生豆科牧草，由于其適應(yīng)性廣、營養(yǎng)價值高、產(chǎn)量高、適口性好，粗蛋白、礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)物質(zhì)的含量豐富，氨基酸平衡等優(yōu)點(diǎn)，在世界上被譽(yù)為“牧草之王”，是一種對人體健康、營養(yǎng)全面的草本植物，也是全國乃至全世界種植范圍最廣的牧草品種。苜草素是采用破壁萃取技術(shù)從紫花苜蓿中提取的純天然飼料添加劑，主要活性成分有多糖、黃酮和皂苷等[7,8]。苜蓿多糖能夠增強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞的免疫功能，如刺激T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，對高膽固醇、高血脂、高血糖均有一定的治療作用，還能解毒抗菌抗輻射等[9]。苜草素中的黃酮類化合物對雌性激素具有雙向調(diào)節(jié)的作用，還具有抗腫瘤、抗氧化性等作用[10]，黃酮類化合物中的抗菌成分較多，具有廣泛的抗菌譜[11]。皂苷是固醇和三萜類化合物的低聚配糖體的總稱，苜蓿皂苷能明顯提高動物機(jī)體的免疫力，改善動物消化道環(huán)境，改善其肉質(zhì)，降低血清中膽固醇含量等，苜蓿皂苷還能夠促進(jìn)機(jī)體抗氧化機(jī)能，抗菌消炎，還可刺激胰臟脂肪酶活性，從而促進(jìn)脂肪的分解[12]。

1.2苜蓿多糖的提取工藝研究

苜蓿多糖是一種水溶性雜多糖，其分子質(zhì)量約在2~4萬道爾頓左右，是由鼠李糖、葡萄糖、甘露糖、半乳酸醛酸等單糖聚合而成的分枝化較高的酸性多糖，性質(zhì)比較穩(wěn)定[13]。水溶性苜蓿多糖的提取方法主要有水煮醇沉法、超聲波輔助水提法[14]及超濾法[15]等，其中水煮醇沉法是最傳統(tǒng)的多糖提取方法，便于操作，所用設(shè)備儀器簡單。超聲波技術(shù)是一種新的苜蓿多糖提取工藝，反應(yīng)速度較快，但溫度高，傳熱方式為由內(nèi)向外，并且速度過快，可能對苜蓿多糖造成糖苷鍵斷開降解，其可行性需進(jìn)一步驗(yàn)證。超濾法也是一種新興的苜蓿多糖的高效分離方法，不需要添加任何化學(xué)試劑，清潔環(huán)保，因此尤為適宜對中藥中活性成分的提取，但不適用于提取大量原料。苜蓿多糖的提取仍然是以水煮醇沉法為主要方法，有不少針對此方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)的研究，但目前對苜蓿多糖的提取方法的優(yōu)化主要是對浸提固液比、浸提時間、浸提溫度以及浸提次數(shù)為參數(shù)進(jìn)行研究[16,17]，而未見關(guān)于原料的處理和浸提時水源等因素的影響研究。工廠化實(shí)際生產(chǎn)中與實(shí)驗(yàn)室的提取條件存在著客觀的不同，比如提取、濃縮、干燥設(shè)備等的不同，這些因素對苜蓿多糖的提取可能會產(chǎn)生比較大的影響，目前尚未見報道相關(guān)的比較研究。

1.3苜蓿多糖的生物學(xué)作用

已有研究證明苜蓿多糖是具有生物活性的多糖之一，對其生物學(xué)功能的研究主要是關(guān)于免疫調(diào)節(jié)活性方面，主要集中于以下幾個方面：提高飼料轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)畜禽生長[18,19]；促進(jìn)免疫器官胸腺、脾臟、法氏囊、盲腸、扁桃體的發(fā)育[20,21]；提高T、B淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率以及巨噬細(xì)胞吞噬指數(shù)[18,22]；促進(jìn)血清淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體，強(qiáng)化疫苗的免疫效果[23,24]；促進(jìn)外源凝集素誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞增殖反應(yīng)[13,25]；提高免疫球蛋白IgG水平[26]；促進(jìn)乳酸菌、雙歧桿菌等有益菌增殖，抑制大腸桿菌[19,21]；抑制腫瘤生長[27]；抑制HIV逆轉(zhuǎn)錄酶和蛋白酶活性[28]。通過對動物生理學(xué)方面的研究發(fā)現(xiàn)，動物機(jī)體調(diào)節(jié)營養(yǎng)代謝的主要網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是動物的神經(jīng)-免疫-內(nèi)分泌系統(tǒng)。免疫系統(tǒng)是動物機(jī)體重要的防御系統(tǒng)，動物能夠通過自身的免疫系統(tǒng)來抵御外來病原對其的侵害。研究發(fā)現(xiàn)，低成本的商品日糧不能很好地調(diào)節(jié)動物的免疫系統(tǒng)，通過在日糧中添加一些外源性活性物質(zhì)使其參與機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)有很明顯的變化[7]。水溶性苜蓿多糖能夠作為外源性活性物質(zhì)添加到日糧中，可以調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫系統(tǒng)，并具有抗菌和抗病毒等生物學(xué)活性，對正常機(jī)體的免疫力有明顯的提高，是一種免疫增強(qiáng)劑，但其對機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)機(jī)理研究還未見相關(guān)報道。

2苜蓿多糖在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1苜蓿多糖對動物消化代謝和生長性能的影響

大量試驗(yàn)表明，植物多糖雖是阻止機(jī)體對日糧營養(yǎng)物質(zhì)消化利用的抗?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)，但適宜劑量的多糖對日糧營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率是有促進(jìn)作用的。李海英等通過在基礎(chǔ)日糧中添加不同水平的苜蓿多糖能改變?nèi)庾须u對粗蛋白的代謝率，試驗(yàn)結(jié)果表明，苜蓿多糖的添加存在劑量效應(yīng)，適宜的苜蓿多糖添加量可以對日糧營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用有促進(jìn)作用，能加快蛋白質(zhì)合成，從而促進(jìn)肉雞的生長。而劑量過高則對日糧營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用起阻止作用。佟建明等[7]通過研究表明，日糧中添加600mg/kg的苜草素對3~6周齡肉仔雞的生長有顯著促進(jìn)作用，能夠提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低腹脂，提高了肉雞胴體的品質(zhì)。陳紅莉[21]試驗(yàn)結(jié)果表明，日糧中添加1%的苜蓿多糖對肉仔雞的日增重能顯著提高，可降低料肉比，顯著提高粗蛋白、鈣及粗脂肪的代謝率，但對血清總蛋白、血鈣、血磷和血糖的影響不大。張慧輝[19]通過研究表明，適量的苜蓿多糖能提高肉仔雞的生長性能，但添加量過高則會降低肉仔雞的生長性能，且會降低飼料轉(zhuǎn)化率和日增重。劉晴雪[29]研究表明，肉仔雞日糧中添加500mg/kg苜蓿多糖時，平均體重、平均日增重均顯著高于對照組，料肉比顯著低于對照組。據(jù)劉大林等[30]報道，添加1%的苜蓿多糖能促進(jìn)艾維茵肉仔雞的生長，且顯著降低了料肉比。從總體上看，苜蓿多糖對血清總蛋白和血清中的鈣、磷、血糖等生化指標(biāo)的影響不大，但苜蓿多糖各項指標(biāo)在3~6周齡時均高于其他試驗(yàn)組，這與添加量為1%的組的生長性能相一致。劉國慶[31]與朱新產(chǎn)等[32]也有類似研究結(jié)果。這是由于一定劑量的苜蓿多糖對腸道后段乳桿菌雙歧桿菌的增殖有促進(jìn)作用，乳酸菌在腸道定植能夠促進(jìn)維生素合成并刺激腸道蠕動以輔助食物消化，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，增進(jìn)機(jī)體新陳代謝[33]。

2.2苜蓿多糖作為飼料添加劑在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用

將綠色飼料添加劑苜蓿多糖添加到動物飼料中，既能提高飼料報酬，而且在減少疾病和促生長等方面都有較好的效果。將多糖應(yīng)用到肉雞生產(chǎn)中，能夠有效提高其生產(chǎn)性能和成活率。潘珂等[34]研究表明，將蜂花粉多糖添加到肉雞日糧中，肉雞的周齡重、免疫器官指數(shù)和飼料轉(zhuǎn)化效率均優(yōu)于對照組。海藻多糖能夠影響蛋白質(zhì)和酶的表達(dá)水平變化，對機(jī)體生長代謝活動有促進(jìn)作用，能明顯提高飼料利用率、動物體重及其生長性能，可調(diào)控基因的表達(dá)，機(jī)體能量代謝和養(yǎng)分利用得到改善。

2.3苜蓿多糖作為免疫增強(qiáng)劑在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用

苜蓿多糖作為免疫增強(qiáng)劑，可以提高機(jī)體免疫力，同時能夠促進(jìn)動物生長。唐淑珍等[35]試驗(yàn)研究表明，與對照組相比，添加苜蓿多糖能顯著提高肉仔雞的日增重，顯著降低料肉比，肉仔雞血清的抗體水平也得到顯著提高。動物體血清中的抗體水平的高低可作為評估其免疫狀況的重要指標(biāo)。胸腺和脾臟是禽類重要的免疫器官，胸腺是中樞免疫器官，是機(jī)體T淋巴細(xì)胞的前身。脾臟是免疫應(yīng)答的重要場所，是機(jī)體內(nèi)最大的淋巴器官。張樂萃[36]研究表明，添加適當(dāng)劑量的苜蓿多糖能夠延緩胸腺的萎縮，對胸腺的發(fā)育有不同程度的促進(jìn)作用，且對脾臟的發(fā)育也有一定的促進(jìn)作用。苜蓿多糖通過增強(qiáng)動物機(jī)體的免疫力，減少應(yīng)激，將與病變相關(guān)的無效免疫應(yīng)答降到最低限度，使?fàn)I養(yǎng)成分得到充分利用，可能是提高動物生長性能的機(jī)制之一[37,38]。據(jù)劉晴雪[29]研究表明，添加量為500mg/kg時，能顯著提高肉仔雞免疫器官指數(shù)、血清中免疫球蛋白IgG水平及新城疫抗體效價。江振瑩等[22]報道，在肉仔雞早期生長階段添加苜蓿多糖能有效促進(jìn)巨嗜細(xì)胞吞噬能力和T細(xì)胞轉(zhuǎn)化能力。

3苜蓿多糖利用存在的問題與展望

3.1存在的問題

到目前為止，人們逐漸重視對苜蓿多糖的研究，但其開發(fā)利用的報道尚很少見，主要原因是：第一，生產(chǎn)苜蓿多糖的原料即苜蓿草粉的來源和品質(zhì)得不到保證，且多糖的含量隨苜蓿的收割期和加工方式的不同存在很大的變異，其在飼料配方中的應(yīng)用比例和經(jīng)濟(jì)性也不容忽視，因而其在飼料工業(yè)中的應(yīng)用得到較大限制。第二，苜蓿多糖的加工提取技術(shù)不完善，其生產(chǎn)成本較高，國內(nèi)目前多局限于實(shí)驗(yàn)室研究生產(chǎn)，離商業(yè)化生產(chǎn)水平還有一段距離。第三，苜蓿多糖對人及動物的影響和作用機(jī)理還有待通過更多的試驗(yàn)來進(jìn)一步驗(yàn)證。第四，目前的苜蓿多糖多為化學(xué)結(jié)構(gòu)不明確的粗制品，很難控制其質(zhì)量，這使苜蓿多糖的效果存在很大的差異[39]。多糖的生物活性與其結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，但目前對苜蓿多糖結(jié)構(gòu)的研究還比較少，其結(jié)構(gòu)測定方法也沒有達(dá)到自動化、標(biāo)準(zhǔn)化和微量化。因此對苜蓿多糖的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系還不十分清楚，苜蓿多糖在機(jī)體內(nèi)的作用機(jī)制也不十分明了[40]。

3.2展望

盡管對苜蓿多糖的研究仍然存在上述問題，但其應(yīng)用前景顯示出了其強(qiáng)大的研究潛力。苜蓿多糖將有以下幾個發(fā)展趨勢：第一，培育苜蓿多糖含量高的新品種，開發(fā)新的提取工藝以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的制得率；第二，可從單純的動物試驗(yàn)向人的保健品方向開發(fā)，將在細(xì)胞和分子水平上闡述苜蓿多糖的作用及作用機(jī)理；第三，苜蓿多糖的免疫增強(qiáng)效益和對HIV逆轉(zhuǎn)錄酶和蛋白酶活性的抑制作用，展現(xiàn)了苜蓿多糖獨(dú)特的保健功效，顯示了其在食品、醫(yī)療各領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的可能性，同時也為其指明了研究開發(fā)的方向[41]。隨著對苜蓿多糖研究的不斷深入，且苜蓿資源充足，因此苜蓿多糖具有廣闊的開發(fā)利用前景。

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作者:李林祥 袁揚(yáng) 楊葉梅 曾兵 單位:四川省巴中市畜牧工作站  西南大學(xué)榮昌校區(qū)