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(wèn)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(huì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也日益提高，從而對(duì)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(zhǎng)速度顯著增加，但同時(shí)畜禽的機(jī)體免疫力降低，受到許多疾病的威脅。因此人們?cè)谛笄莸娘暳匣蝻嬎衅毡槭褂每股氐雀黝愃幬铮云谶_(dá)到預(yù)防和控制疾病的目的。然而長(zhǎng)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(wèn)題，導(dǎo)致畜牧業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入惡性循環(huán)，進(jìn)而對(duì)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(shì)，也是目前動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)科研究的一個(gè)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?cè)絹?lái)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(bào)道在添加一定劑量?jī)?nèi)的苜蓿多糖后能夠明顯促進(jìn)畜禽的生長(zhǎng)，增強(qiáng)畜禽機(jī)體的免疫功能和抗感染的作用，對(duì)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(dòng)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(bào)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(wú)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(guó)已發(fā)現(xiàn)12個(gè)苜蓿種，紫花苜蓿和南苜蓿是在我國(guó)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(jià)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(duì)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(kāi)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、產(chǎn)量高、適口性好，粗蛋白、礦物質(zhì)和維生素等營(yíng)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(duì)人體健康、營(yíng)養(yǎng)全面的草本植物，也是全國(guó)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(duì)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(duì)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(dòng)物機(jī)體的免疫力，改善動(dòng)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(wàn)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(jiǎn)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(guò)快，可能對(duì)苜蓿多糖造成糖苷鍵斷開(kāi)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(duì)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(duì)此方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)的研究，但目前對(duì)苜蓿多糖的提取方法的優(yōu)化主要是對(duì)浸提固液比、浸提時(shí)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(jiàn)關(guān)于原料的處理和浸提時(shí)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(duì)苜蓿多糖的提取可能會(huì)產(chǎn)生比較大的影響，目前尚未見(jiàn)報(bào)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(duì)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(gè)方面：提高飼料轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)[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(zhǎng)[27]；抑制HIV逆轉(zhuǎn)錄酶和蛋白酶活性[28]。通過(guò)對(duì)動(dòng)物生理學(xué)方面的研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物機(jī)體調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)代謝的主要網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是動(dòng)物的神經(jīng)-免疫-內(nèi)分泌系統(tǒng)。免疫系統(tǒng)是動(dòng)物機(jī)體重要的防御系統(tǒng)，動(dòng)物能夠通過(guò)自身的免疫系統(tǒng)來(lái)抵御外來(lái)病原對(duì)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(dòng)物的免疫系統(tǒng)，通過(guò)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(duì)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(duì)機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)機(jī)理研究還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)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(duì)動(dòng)物消化代謝和生長(zhǎng)性能的影響

大量試驗(yàn)表明，植物多糖雖是阻止機(jī)體對(duì)日糧營(yíng)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(duì)日糧營(yíng)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(guò)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(duì)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(duì)日糧營(yíng)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(zhǎng)。而劑量過(guò)高則對(duì)日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用起阻止作用。佟建明等[7]通過(guò)研究表明，日糧中添加600mg/kg的苜草素對(duì)3~6周齡肉仔雞的生長(zhǎng)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(duì)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(duì)血清總蛋白、血鈣、血磷和血糖的影響不大。張慧輝[19]通過(guò)研究表明，適量的苜蓿多糖能提高肉仔雞的生長(zhǎng)性能，但添加量過(guò)高則會(huì)降低肉仔雞的生長(zhǎng)性能，且會(huì)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(shí)，平均體重、平均日增重均顯著高于對(duì)照組，料肉比顯著低于對(duì)照組。據(jù)劉大林等[30]報(bào)道，添加1%的苜蓿多糖能促進(jìn)艾維茵肉仔雞的生長(zhǎng)，且顯著降低了料肉比。從總體上看，苜蓿多糖對(duì)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(xiàng)指標(biāo)在3~6周齡時(shí)均高于其他試驗(yàn)組，這與添加量為1%的組的生長(zhǎng)性能相一致。劉國(guó)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(duì)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(dòng)以輔助食物消化，促進(jìn)營(yíng)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(dòng)物飼料中，既能提高飼料報(bào)酬，而且在減少疾病和促生長(zhǎng)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(duì)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(duì)機(jī)體生長(zhǎng)代謝活動(dòng)有促進(jìn)作用，能明顯提高飼料利用率、動(dòng)物體重及其生長(zhǎng)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(shí)能夠促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。唐淑珍等[35]試驗(yàn)研究表明，與對(duì)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(dòng)物體血清中的抗體水平的高低可作為評(píng)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(chǎng)所，是機(jī)體內(nèi)最大的淋巴器官。張樂(lè)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(duì)胸腺的發(fā)育有不同程度的促進(jìn)作用，且對(duì)脾臟的發(fā)育也有一定的促進(jìn)作用。苜蓿多糖通過(guò)增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體的免疫力，減少應(yīng)激，將與病變相關(guān)的無(wú)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(dòng)物生長(zhǎng)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(shí)，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(jià)。江振瑩等[22]報(bào)道，在肉仔雞早期生長(zhǎng)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(wèn)題與展望

3.1存在的問(wèn)題

到目前為止，人們逐漸重視對(duì)苜蓿多糖的研究，但其開(kāi)發(fā)利用的報(bào)道尚很少見(jiàn)，主要原因是：第一，生產(chǎn)苜蓿多糖的原料即苜蓿草粉的來(lái)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(guó)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(duì)人及動(dòng)物的影響和作用機(jī)理還有待通過(guò)更多的試驗(yàn)來(lái)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(duì)苜蓿多糖結(jié)構(gòu)的研究還比較少，其結(jié)構(gòu)測(cè)定方法也沒(méi)有達(dá)到自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和微量化。因此對(duì)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(duì)苜蓿多糖的研究仍然存在上述問(wèn)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(gè)發(fā)展趨勢(shì)：第一，培育苜蓿多糖含量高的新品種，開(kāi)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(dòng)物試驗(yàn)向人的保健品方向開(kāi)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(duì)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(shí)也為其指明了研究開(kāi)發(fā)的方向[41]。隨著對(duì)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(kāi)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)