苜蓿多糖在养殖生产中的应用范文

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《草业与畜牧杂志》2016年第4期

摘要：

苜蓿多糖是一种具有生物活性的多糖，能够增强免疫力、降低血糖血脂、抗辐射等。本文分析了苜蓿多糖的提取工艺以及其在养殖生产中发挥的作用，综述了苜蓿多糖在养殖中的应用，探讨分析了苜蓿多糖发展存在的问题和发展前景，为苜蓿多糖在养殖生产中更好地应用提供借鉴。

关键词：

苜蓿多糖；研究进展；养殖；应用

随着社会的不断发展，人们的生活水平也日益提高，从而对畜产品质量的要求也是日渐提高。目前，现代的育种技术和集约化的养殖模式使畜禽的生长速度显著增加，但同时畜禽的机体免疫力降低，受到许多疾病的威胁。因此人们在畜禽的饲料或饮水中普遍使用抗生素等各类药物，以期达到预防和控制疾病的目的。然而长期使用这些抗生素极易导致畜禽产生耐药性，且造成畜禽产品中药物残留等很多问题，导致畜牧业生产进入恶性循环，进而对人类的健康造成威胁。因此寻找能够代替抗生素类药物的高效、安全且环保的新型饲料添加剂已经成为畜牧业发展的必然趋势，也是目前动物营养学科研究的一个热点。多糖是一类广泛存在于植物、微生物（细菌和真菌）和海藻中的极性大分子化合物，如苜蓿多糖、黄芪多糖、香菇多糖、酵母多糖等。植物性多糖受到人们越来越多的重视，其毒性小、成本低，可从广泛的植物中提取而得。大量的试验证明，植物多糖均具有很广泛的生物活性，大多数具有免疫调节作用，以及促进淋巴细胞增殖转化和清除体内自由基等功效[1,2]。苜蓿多糖(AlfalfaPolysaccharides)是提取自紫花苜蓿的植物多糖，已经证明其是一种具有生物活性的多糖[3]。卢成等[4]研究报道在添加一定剂量内的苜蓿多糖后能够明显促进畜禽的生长，增强畜禽机体的免疫功能和抗感染的作用，对高胆固醇也有一定的治疗作用，且可强化血管和预防动脉硬化、血栓症、抗辐射、降血糖和心肌梗塞等。据张东杰[5]报道苜蓿多糖与云芝多糖、黄芩多糖、香菇多糖和茯苓多糖等均是无毒性的，保健效果很显著，尤其因其具有免疫活性功能而被重视。

1苜蓿多糖的研究进展

1.1苜蓿和苜草素

苜蓿种类繁多，分布广泛。我国已发现12个苜蓿种，紫花苜蓿和南苜蓿是在我国栽培最多的苜蓿种，主要产区在东北、华北、西北和江淮流域等地区。苜蓿有非常高的药用价值，据中药记载，苜蓿具有清热解毒、凉血通淋、益气健脾温肾等功效，试用于临床，对于治疗尿频、遗尿及腹泻等症也有良好地疗效[6]，此外，还具有良好地降血脂、抗菌、抗肿瘤等作用，因此可被开发成保健品。紫花苜蓿是多年生豆科牧草，由于其适应性广、营养价值高、产量高、适口性好，粗蛋白、矿物质和维生素等营养物质的含量丰富，氨基酸平衡等优点，在世界上被誉为“牧草之王”，是一种对人体健康、营养全面的草本植物，也是全国乃至全世界种植范围最广的牧草品种。苜草素是采用破壁萃取技术从紫花苜蓿中提取的纯天然饲料添加剂，主要活性成分有多糖、黄酮和皂苷等[7,8]。苜蓿多糖能够增强机体细胞的免疫功能，如刺激T淋巴细胞和巨噬细胞，对高胆固醇、高血脂、高血糖均有一定的治疗作用，还能解毒抗菌抗辐射等[9]。苜草素中的黄酮类化合物对雌性激素具有双向调节的作用，还具有抗肿瘤、抗氧化性等作用[10]，黄酮类化合物中的抗菌成分较多，具有广泛的抗菌谱[11]。皂苷是固醇和三萜类化合物的低聚配糖体的总称，苜蓿皂苷能明显提高动物机体的免疫力，改善动物消化道环境，改善其肉质，降低血清中胆固醇含量等，苜蓿皂苷还能够促进机体抗氧化机能，抗菌消炎，还可刺激胰脏脂肪酶活性，从而促进脂肪的分解[12]。

1.2苜蓿多糖的提取工艺研究

苜蓿多糖是一种水溶性杂多糖，其分子质量约在2~4万道尔顿左右，是由鼠李糖、葡萄糖、甘露糖、半乳酸醛酸等单糖聚合而成的分枝化较高的酸性多糖，性质比较稳定[13]。水溶性苜蓿多糖的提取方法主要有水煮醇沉法、超声波辅助水提法[14]及超滤法[15]等，其中水煮醇沉法是最传统的多糖提取方法，便于操作，所用设备仪器简单。超声波技术是一种新的苜蓿多糖提取工艺，反应速度较快，但温度高，传热方式为由内向外，并且速度过快，可能对苜蓿多糖造成糖苷键断开降解，其可行性需进一步验证。超滤法也是一种新兴的苜蓿多糖的高效分离方法，不需要添加任何化学试剂，清洁环保，因此尤为适宜对中药中活性成分的提取，但不适用于提取大量原料。苜蓿多糖的提取仍然是以水煮醇沉法为主要方法，有不少针对此方法进行优化改进的研究，但目前对苜蓿多糖的提取方法的优化主要是对浸提固液比、浸提时间、浸提温度以及浸提次数为参数进行研究[16,17]，而未见关于原料的处理和浸提时水源等因素的影响研究。工厂化实际生产中与实验室的提取条件存在着客观的不同，比如提取、浓缩、干燥设备等的不同，这些因素对苜蓿多糖的提取可能会产生比较大的影响，目前尚未见报道相关的比较研究。

1.3苜蓿多糖的生物学作用

已有研究证明苜蓿多糖是具有生物活性的多糖之一，对其生物学功能的研究主要是关于免疫调节活性方面，主要集中于以下几个方面：提高饲料转化率，促进畜禽生长[18,19]；促进免疫器官胸腺、脾脏、法氏囊、盲肠、扁桃体的发育[20,21]；提高T、B淋巴细胞转化率以及巨噬细胞吞噬指数[18,22]；促进血清淋巴细胞产生抗体，强化疫苗的免疫效果[23,24]；促进外源凝集素诱导淋巴细胞增殖反应[13,25]；提高免疫球蛋白IgG水平[26]；促进乳酸菌、双歧杆菌等有益菌增殖，抑制大肠杆菌[19,21]；抑制肿瘤生长[27]；抑制HIV逆转录酶和蛋白酶活性[28]。通过对动物生理学方面的研究发现，动物机体调节营养代谢的主要网络系统是动物的神经-免疫-内分泌系统。免疫系统是动物机体重要的防御系统，动物能够通过自身的免疫系统来抵御外来病原对其的侵害。研究发现，低成本的商品日粮不能很好地调节动物的免疫系统，通过在日粮中添加一些外源性活性物质使其参与机体的免疫调节有很明显的变化[7]。水溶性苜蓿多糖能够作为外源性活性物质添加到日粮中，可以调节机体的免疫系统，并具有抗菌和抗病毒等生物学活性，对正常机体的免疫力有明显的提高，是一种免疫增强剂，但其对机体的免疫调节机理研究还未见相关报道。

2苜蓿多糖在养殖生产中的应用

2.1苜蓿多糖对动物消化代谢和生长性能的影响

大量试验表明，植物多糖虽是阻止机体对日粮营养物质消化利用的抗营养物质，但适宜剂量的多糖对日粮营养物质的消化利用率是有促进作用的。李海英等通过在基础日粮中添加不同水平的苜蓿多糖能改变肉仔鸡对粗蛋白的代谢率，试验结果表明，苜蓿多糖的添加存在剂量效应，适宜的苜蓿多糖添加量可以对日粮营养物质的消化利用有促进作用，能加快蛋白质合成，从而促进肉鸡的生长。而剂量过高则对日粮营养物质的消化利用起阻止作用。佟建明等[7]通过研究表明，日粮中添加600mg/kg的苜草素对3~6周龄肉仔鸡的生长有显著促进作用，能够提高饲料转化率，降低腹脂，提高了肉鸡胴体的品质。陈红莉[21]试验结果表明，日粮中添加1%的苜蓿多糖对肉仔鸡的日增重能显著提高，可降低料肉比，显著提高粗蛋白、钙及粗脂肪的代谢率，但对血清总蛋白、血钙、血磷和血糖的影响不大。张慧辉[19]通过研究表明，适量的苜蓿多糖能提高肉仔鸡的生长性能，但添加量过高则会降低肉仔鸡的生长性能，且会降低饲料转化率和日增重。刘晴雪[29]研究表明，肉仔鸡日粮中添加500mg/kg苜蓿多糖时，平均体重、平均日增重均显著高于对照组，料肉比显著低于对照组。据刘大林等[30]报道，添加1%的苜蓿多糖能促进艾维茵肉仔鸡的生长，且显著降低了料肉比。从总体上看，苜蓿多糖对血清总蛋白和血清中的钙、磷、血糖等生化指标的影响不大，但苜蓿多糖各项指标在3~6周龄时均高于其他试验组，这与添加量为1%的组的生长性能相一致。刘国庆[31]与朱新产等[32]也有类似研究结果。这是由于一定剂量的苜蓿多糖对肠道后段乳杆菌双歧杆菌的增殖有促进作用，乳酸菌在肠道定植能够促进维生素合成并刺激肠道蠕动以辅助食物消化，促进营养物质的吸收，增进机体新陈代谢[33]。

2.2苜蓿多糖作为饲料添加剂在养殖生产中的应用

将绿色饲料添加剂苜蓿多糖添加到动物饲料中，既能提高饲料报酬，而且在减少疾病和促生长等方面都有较好的效果。将多糖应用到肉鸡生产中，能够有效提高其生产性能和成活率。潘珂等[34]研究表明，将蜂花粉多糖添加到肉鸡日粮中，肉鸡的周龄重、免疫器官指数和饲料转化效率均优于对照组。海藻多糖能够影响蛋白质和酶的表达水平变化，对机体生长代谢活动有促进作用，能明显提高饲料利用率、动物体重及其生长性能，可调控基因的表达，机体能量代谢和养分利用得到改善。

2.3苜蓿多糖作为免疫增强剂在养殖生产中的应用

苜蓿多糖作为免疫增强剂，可以提高机体免疫力，同时能够促进动物生长。唐淑珍等[35]试验研究表明，与对照组相比，添加苜蓿多糖能显著提高肉仔鸡的日增重，显著降低料肉比，肉仔鸡血清的抗体水平也得到显著提高。动物体血清中的抗体水平的高低可作为评估其免疫状况的重要指标。胸腺和脾脏是禽类重要的免疫器官，胸腺是中枢免疫器官，是机体T淋巴细胞的前身。脾脏是免疫应答的重要场所，是机体内最大的淋巴器官。张乐萃[36]研究表明，添加适当剂量的苜蓿多糖能够延缓胸腺的萎缩，对胸腺的发育有不同程度的促进作用，且对脾脏的发育也有一定的促进作用。苜蓿多糖通过增强动物机体的免疫力，减少应激，将与病变相关的无效免疫应答降到最低限度，使营养成分得到充分利用，可能是提高动物生长性能的机制之一[37,38]。据刘晴雪[29]研究表明，添加量为500mg/kg时，能显著提高肉仔鸡免疫器官指数、血清中免疫球蛋白IgG水平及新城疫抗体效价。江振莹等[22]报道，在肉仔鸡早期生长阶段添加苜蓿多糖能有效促进巨嗜细胞吞噬能力和T细胞转化能力。

3苜蓿多糖利用存在的问题与展望

3.1存在的问题

到目前为止，人们逐渐重视对苜蓿多糖的研究，但其开发利用的报道尚很少见，主要原因是：第一，生产苜蓿多糖的原料即苜蓿草粉的来源和品质得不到保证，且多糖的含量随苜蓿的收割期和加工方式的不同存在很大的变异，其在饲料配方中的应用比例和经济性也不容忽视，因而其在饲料工业中的应用得到较大限制。第二，苜蓿多糖的加工提取技术不完善，其生产成本较高，国内目前多局限于实验室研究生产，离商业化生产水平还有一段距离。第三，苜蓿多糖对人及动物的影响和作用机理还有待通过更多的试验来进一步验证。第四，目前的苜蓿多糖多为化学结构不明确的粗制品，很难控制其质量，这使苜蓿多糖的效果存在很大的差异[39]。多糖的生物活性与其结构有着密切的关系，但目前对苜蓿多糖结构的研究还比较少，其结构测定方法也没有达到自动化、标准化和微量化。因此对苜蓿多糖的结构与功能的关系还不十分清楚，苜蓿多糖在机体内的作用机制也不十分明了[40]。

3.2展望

尽管对苜蓿多糖的研究仍然存在上述问题，但其应用前景显示出了其强大的研究潜力。苜蓿多糖将有以下几个发展趋势：第一，培育苜蓿多糖含量高的新品种，开发新的提取工艺以降低生产成本，提高产品的制得率；第二，可从单纯的动物试验向人的保健品方向开发，将在细胞和分子水平上阐述苜蓿多糖的作用及作用机理；第三，苜蓿多糖的免疫增强效益和对HIV逆转录酶和蛋白酶活性的抑制作用，展现了苜蓿多糖独特的保健功效，显示了其在食品、医疗各领域中广泛应用的可能性，同时也为其指明了研究开发的方向[41]。随着对苜蓿多糖研究的不断深入，且苜蓿资源充足，因此苜蓿多糖具有广阔的开发利用前景。

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作者:李林祥 袁扬 杨叶梅 曾兵 单位:四川省巴中市畜牧工作站  西南大学荣昌校区