壳寡糖席夫碱抗病抗菌性

2017-06-29

壳寡糖是甲壳素的低分子量的脱乙酰化产物,分子链由 -1-4-2-乙酰氨基-D葡糖单元和  - -1-4-2-氨基-D葡糖单元组成的共聚物,壳寡糖具有良好的生物相容性、生物降解性、将强的抗菌防腐保鲜能力和机体的免疫能力,在环保、生物医药、食品工业、饲料添加剂行业、生态农业等得到广泛应用。

肉桂醛是一种天然醛,为无色至微黄色油状液体,具有很好的抑制霉菌的效果,抗菌作用较强,在日化、食品、饲料加工、香料和制药领域得到广泛应用。但肉桂醛易挥发和容易氧化,保存比较困难,并且具有强烈的刺激性味道,从而影响了其应用的效果。

壳寡糖分子量较小,和肉桂醛比较容易发生缩合反应,得到具有良好的抗菌性和提高机体免疫的壳寡糖席夫碱,尤其对大肠杆菌、黑霉菌和金黄色葡萄球菌等有害菌具有良好的抗菌活性。通过大量实验证明,壳寡糖席夫碱是具有明显的抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病毒的活性物质,在未来生态养殖和生态农业中具有明显的经济效益和社会效益。

抗菌性试验:

壳寡糖、肉桂醛和席夫碱对大肠杆菌抑菌效果%


抑菌率    %

浓度

0.5

0.25

0.1

0.08

0.05

0.025

0.01

0.005

肉桂醛

100

98

92

89

85

71

62

54

壳寡糖

100

92

89

85

79

65

59

48

席夫碱

100

100

100

100

98

94

89

76

壳寡糖、肉桂醛和席夫碱对金黄色葡萄球菌抑菌效果%


抑菌率    %

浓度%

0.5

0.25

0.1

0.08

0.05

0.025

0.01

0.005

肉桂醛

100

98

91

85

79

72

61

53

壳寡糖

100

93

90

89

87

72

62

54

席夫碱

100

100

100

98

95

92

89

71

壳寡糖、肉桂醛和席夫碱对黑霉菌抑菌效果%


抑菌率    %

浓度%

0.5

0.25

0.1

0.08

0.05

0.025

0.01

0.005

肉桂醛

98

92

85

78

71

68

65

54

壳寡糖

-

-

-

-

-

-

-

-

席夫碱

100

97

95

91

88

75

67

62

从上述表格可以看出,肉桂醛、壳寡糖和席夫碱对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有抑菌效果,且抑菌率都随着浓度的增加而逐渐增强,壳寡糖席夫碱的抑菌效果又明显强于肉桂醛和壳寡糖。壳寡糖对黑霉菌没有明显的抑菌效果,但壳寡糖席夫碱对黑霉菌具有明显的抑菌效果,证明壳寡糖分子链的氨基和肉桂醛发生缩合反应后增强了肉桂醛的抑菌活性。

在抑菌试验中,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别在牛肉膏蛋白胨培养基中培养4小时后开始繁殖。如果在培养基中添加适量壳寡糖或肉桂醛,则会大大延长大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长速度,尤其是加入席夫碱后,40小时后大肠杆菌和金黄色葡萄球菌一直保持在一个较低水平,表明壳寡糖和肉桂醛对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有抑制作用,且壳寡糖席夫碱的抑菌效果明显优于壳寡糖和肉桂醛。

壳寡糖席夫碱对于革兰氏阴性菌同样具有明显的抑菌效果,其原理是壳寡糖自身是带正电荷,通过渗透到微生物细胞内与细胞内带负电荷的细胞质结合,引起凝絮,扰乱细胞正常生理活动,从而影响其生长。对于革兰氏阳性菌,主要是席夫碱吸附在微生物细胞的表面,阻止物质通过细胞内外交换,导致细胞死亡。


附录1

壳寡糖在饲料添加剂方面具有以下功能和作用:

壳寡糖对养殖动物的生长具有明显的促进作用,饲料中添加壳寡糖有利于改善养殖动物肠粘膜结构、提高消化器官功能,促进营养物质的吸收和营养动物的生长,提高养殖动物的增重率以及饲料转化率和养殖动物的成活率。

壳寡糖能提高哺乳动物的非特异性免疫力,壳寡糖能与一定的毒素、病毒以及真核细胞的表面结合,结合后的壳寡糖作为外源性抗原的助剂,能减缓抗原的吸收时间,增加抗原的效价,提高机体抗体水平,促进巨噬细胞的吞噬能力,提高机体抗感染能力,参与调节机体的免疫反应和痰症反应

调节动物消化道吸收功能,优化消化道微生物菌群,加快机体新陈代谢,提高禽兽综合体质,促进禽兽快速生长发育。

增强食欲并促进有效营养成份的吸收,提高养殖生产效益,是一种绿色环保型饲料添加剂

附录2

壳寡糖替代金霉素对肉仔鸡生长性能和免疫功能的影响

【摘要】:为了研究壳寡糖替代金霉素对肉仔鸡生长性能和免疫功能的影响,本试验选用420只1日龄AA健康肉公雏,平均初始体重为42.9±0.3g。完全随机分为3个处理,每个处理14个重复,每个重复10只鸡。处理组分别为:试验1组为金霉素组,前期添加量为80mg/kg,后期添加量为50mg/kg;试验2组为壳寡糖150组,前后期添加量均为150mg/kg;试验3组为壳寡糖100组,前后期添加量均为100mg/kg。试验日粮采用玉米-豆粕-鱼粉型基础日粮,参照NRC(1998)肉鸡营养标准配制,3个处理基础日粮的能量和蛋白质均保持在同一水平。试验总计42d,分1~3周为试验前期,4~6周为试验后期。分别在21日龄和42日龄时计算肉仔鸡的平均日增重,平均日采食量和饲料利用率。并且每重复随机抽取1只鸡共屠宰42只,测定免疫器官指数、吞噬指数和淋巴细胞转化率。结果表明,壳寡糖在肉仔鸡生长性能方面,0~3周龄时,3个处理组未表现出差异。4~6周龄时,3个处理组肉仔鸡的日增重组间差异显著(P0.05),日采食量差异趋于显著(P=0.07),而饲料利用率差异并不显著。其中壳寡糖150组和壳寡糖100组肉仔鸡的日增重均比金霉素组高出12.5%,饲料利用率则分别改善了9.4%和6.1%,日采食量也分别比金霉素组提高4.3%和6.83%。在免疫性能方面发现,21日龄时,3个处理组的脾脏指数、法氏囊指数和胸腺指数均差异不显著;42日龄时,3个处理组的脾脏指数差异显著(P0.05),胸腺指数差异极显著(P0.01),其中壳寡糖100组的3个免疫器官指数均高于其它2个处理组。通过本试验初步判断,壳寡糖具有与金霉素相似的促生长作用并提高免疫功能,其适宜添加剂量为100mg/kg。

本试验研究目的是研究壳寡糖对肉仔鸡肠道主要菌群、微绒毛密度、免疫功能及生产性能的影响。方法 :对48只艾维因(Avian)肉仔鸡按2处理单因子设计 ,壳寡糖组和对照组各24只 ,雄、雌各半。试验日粮添加0.1 %壳寡糖 ,试验期56天。用MicrosoftExcel和Photoshop软件进行处理分析。结果表明 :壳寡糖组盲肠内容物中大肠杆菌、双歧杆菌和乳酸杆菌的数量均呈下降趋势 ;回肠微绒毛密度增加(P0.05) ;胸腺和法氏囊相对重量增加(P0.05) ,血清新城疫抗体效价提高(P0.05) ;增重和料重比得到明显改善(P0.05)。结论 :壳寡糖可抑制肉仔鸡肠道菌 ,促进微绒毛生长发育 ,提高免疫能力和生产性能。

试验旨在研究日粮中添加不同浓度壳寡糖对蛋用鹌鹑免疫功能的影响。选用1日龄朝鲜鹌鹑240只,随机分为6组,每组2个重复,每个重复20只,即Ⅰ组饲喂基础日粮,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组分别在基础日粮中添加0.01%、0.05%、0.10%、0.15%和0.20%壳寡糖,试验期为35d。结果表明,壳寡糖可以显著提高鹌鹑法氏囊指数(P0.05),极显著提高胸腺指数和脾脏指数(P0.01);显著提高鹌鹑血清免疫球蛋白G(IgG)和M(IgM)的含量(P0.05);可以维持较高的血清新城疫抗体效价(P0.05),显著提高补体C3含量(P0.05)。因此,日粮中添加壳寡糖可以促进鹌鹑免疫器官的生长发育,提高机体免疫力,增强抵抗传染病的能力,其中以添加0.05%壳寡糖效果较好。

附录3

壳寡糖对虹鳟生长性能、血清生化指标及非特异性免疫功能的影响

【摘要】:本文旨在研究壳寡糖对虹鳟生长性能、血清生化指标及非特异性免疫功能的影响。选用体重约为60 g的虹鳟480尾,随机分为4组(每组4个重复,每个重复30尾),分别饲喂在基础饲料中添加0、100、200和400 mg/kg壳寡糖的试验饲料。试验期为49 d。结果表明:1)与对照组相比,100、200和400 mg/kg壳寡糖组的特定生长率分别提高了5.60%(P0.05)、15.89%(P0.05)和18.69%(P0.05),增重率分别提高了7.53%(P0.05)、21.21%(P0.05)和26.02%(P0.05),蛋白质效率分别提高了0.60%(P0.05)、7.02%(P0.05)和9.79%(P0.05),饲料系数分别降低了0.60%(P0.05)、6.55%(P0.05)和8.93%(P0.05);2)饲料中添加壳寡糖提高了虹鳟血清总蛋白、白蛋白、球蛋白含量(P0.05),降低了血清甘油三酯、胆固醇、葡萄糖含量以及谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性(P0.05);3)饲料中添加200和400 mg/kg壳寡糖可显著或极显著提高虹鳟的白细胞吞噬百分率(P0.05)、吞噬指数(P0.05),血清杀菌百分率(P0.01)以及血清、肝脏和鳃中溶菌酶活性(P0.05);4)虹鳟全鱼水分、粗蛋白质、粗脂肪、灰分含量在各组间差异不显著(P0.05)。由此得出,在本试验条件下,饲料中添加壳寡糖可提高虹鳟的生长性能和非特异性免疫功能,建议添加量为200 mg/kg。 

附录4

壳寡糖在吉富罗非鱼饲料中的应用研究

【摘要】:本研究以吉富罗非鱼幼鱼(Oreochromis niloticus)为试验对象,考查新型绿色添加剂壳寡糖对吉富罗非鱼幼鱼生长性能、非特异性免疫、血脂指标、消化率、肠道结构及肠道主要菌群的影响,以期为壳寡糖在罗非鱼饲料中的合理利用提供依据。研究的内容和结果如下: 试验一选用初始体重(3.81±0.23)g的吉富罗非鱼幼鱼(Oreochromis niloticus) 450尾,随机分为5组,每组3个重复,每重复30尾试验鱼,分别投喂添加0.00(对照组)、0.10%、0.30%、0.50%和0.70%(质量分数)壳寡糖的饲料10周,考查不同浓度壳寡糖的添加对吉富罗非鱼幼鱼的生长、非特异性免疫功能以及血脂指标的影响。结果表明:与对照组相比,在四个不同浓度添加组中,添加0.50%壳寡糖能显著提高幼鱼的增重率(P0.05)、特定生长率(P0.05),并降低饲料系数(P0.05);添加0.3%和0.5%壳寡糖能显著提高幼鱼抗嗜水气单胞菌感染的能力(P0.01);添加0.10%、0.30%、0.50%壳寡糖能显著提高幼鱼血清中碱性磷酸酶活性(P0.0.05)。同时,各添加浓度壳寡糖均能明显提高幼鱼血清中溶菌酶和超氧化物歧化酶活性以及抗嗜水气单胞菌感染的能力(P0.05),并降低幼鱼血清中总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平(P0.05)。在本试验条件下,壳寡糖的添加可提高吉富罗非鱼幼鱼生长性能、饲料利用率、非特异性免疫功能和调节血脂水平,其添加量以0.30%~0.50%为宜。 试验二选用初始体重(3.02±0.16)g的吉富罗非鱼幼鱼(Oreochromis niloticus)450尾,随机分为5组,每组3个重复,每重复30尾试验鱼,分别用添加0.00(对照组)、0.10%、0.30%、0.50%和0.70%(占饲料的质量分数)壳寡糖的饲料投喂8周,考查壳寡糖对吉富罗非鱼幼鱼生长性能、前肠组织结构及肠道主要菌群的影响。结果表明:与对照组相比,在四个不同浓度添加组中,0.3%、0.50%和0.7%壳寡糖能显著提高幼鱼的增重率;各浓度壳寡糖显著提高了幼鱼对干物质和蛋白质的消化率,降低饲料系数(P0.05);0.3%和0.5%壳寡糖能显著提高幼鱼肠绒毛的长度、高度和密度(P0.05);0.3%,0.5%和0.7%壳寡糖能显著降低幼鱼肠壁厚度(P0.05)。各浓度壳寡糖均能显著降低幼鱼肠道中大肠杆菌的数量,增加乳酸杆菌的数量(P0.05)。说明添加壳寡糖可改善吉富罗非鱼幼鱼肠道内环境,提高生长性能,推荐添加量以0.30%~0.50%为宜。

在PDA上研究了壳寡糖对几种重要的植物病原真菌生长的抑制作用及其影响因素。结果表明壳寡糖对供试的5种植物病原真菌均有一定的抑制作用,抑制强度随不同的病原菌有所不同。抑菌作用受处理温度的影响较大,高压灭菌时抑菌作用明显下降,而在75℃以下时,其抑菌作用相对保持稳定。在pH4~6时壳寡糖的抑菌作用基本稳定,而在7时则对疫霉菌的抑制明显下降。培养温度对抑制强度没有明显的影响。低聚合度的壳寡糖Ⅱ对疫霉菌的抑制活性高于高聚合度的壳寡糖Ⅰ

附件5

有很好的抑制霉菌的效果。抑制霉菌生长,抗菌作用力强。可有效的杀灭细菌,大肠杆菌。肉桂醛是抗真菌的活性物质。
  国外科研人员有对22种条件致病性真菌进行肉桂醛抗真菌作用研究。结果表明,肉桂醛对受试各菌均具有抗菌作用。
  在对肉桂醛的抗黄曲霉作用及超微结构的研究中发现,肉桂醛有明显的抗黄曲霉作用。主要是通过破坏真菌细胞壁,使药物渗入真菌细胞内,破坏细胞器而起到杀菌作用。
  肉桂醛常用于食用香料、保鲜防腐
(纸),同时也是很好的调味(料)油,用来改善口感风味。如:方便面、口香糖、槟榔等食品以及面包、蛋糕、糕点等焙烤食品。现美国,日本已研究开发将肉桂醛应用于食品添加剂中,主要是利用其杀菌,消毒,防腐的功能。肉桂醛作为食品防霉剂,对人体无毒或低毒,而对微生物的繁殖能起到较强的抑制作用。能溶于乙醇、乙醚、氯仿、油脂等。有抑菌作用,浓度为2.5×10-4时,对黄曲霉、黑曲霉、橘青霉、串珠镰刀菌、交链孢霉、白地霉、,均有强烈的抑菌效果。