壳聚糖(chitosan),是甲壳素的衍生物,又名可溶性甲壳素、脱乙酰甲壳素、甲壳胺、几丁聚糖,是通过甲壳素一定程度的脱乙酰而得到,通常将脱乙酰度55%以上的甲壳素称作壳聚糖,化学名称是(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖。在众多的天然多糖中,甲壳素及其主要衍生物壳聚糖是唯一的碱性多糖,具有生物相容性、可食用性、可抗菌性、可生物降解及具有多种特殊功能,安全无毒,对环境无公害等特点。甲壳素广泛存在于低等动物,特别是节肢动物,如虾蟹、昆虫、蜘蛛等的外壳之中,也存在于低等植物,如真菌、藻类、酵母等的细胞壁中,是一种天然的线性多糖生物高分子。因此,甲壳素及其衍生物壳聚糖在畜牧业等领域均有广泛的应用。
1 壳聚糖对动物脂肪代谢的影响
1.1 壳聚糖降低消化道中脂肪的吸收
目前,关于壳聚糖对动物脂肪消化代谢的研究报道较多。多数研究结果认为,壳聚糖可干扰动物对日粮脂肪的消化吸收,降低回肠脂肪消化率,增加粪中脂肪的排出量,降低脂肪吸收,从而减少体脂的沉积量。研究也认为,肉仔鸡脂肪吸收降低的程度与壳聚糖的粘度有关,通常壳聚糖的粘度愈高,降低的幅度愈大。如Razdan A等的研究结果表明,与基础日粮相比,高粘度壳聚糖组肉仔鸡粗蛋白和粗脂肪的回肠消化率显著降低,低、中、高粘度壳聚糖组肉仔鸡脂肪回肠消化率比基础日粮组平均降低8%。马小珍等的试验结果表明,日粮中添加1%、2%、3%的壳聚糖能显著降低肉仔鸡腹脂、皮下脂肪、肌间脂肪的沉积;显著减少血清甘油三酯、总胆红素的含量,减少脂肪的吸收,其中3%添加组的降低幅度更大,说明脂肪吸收降低的程度与壳聚糖的添加量有关,添加量愈高,降低愈明显。此外,脂肪吸收的降低幅度也与日粮中的脂肪含量有关。Kobayashi等(1997)试验结果表明,肉仔鸡日粮中添加壳聚糖减少了脂肪吸收率(基础日粮组为74%,基础日粮+壳聚糖组为60%;高脂日粮组为91%,高脂日粮+壳聚糖组为84%)和腹脂日增重(基础日粮组为2.0g/只,基础日粮+壳聚糖组为0.9g/只;高脂日粮组为3.1g/只,高脂日粮+壳聚糖组为2.0g/只),降低了饲喂高脂日粮导致的高血浆甘油三酯(高脂日粮组为87mg/100ml,高脂日粮+壳聚糖组为72mg/100ml)。
1.2 壳聚糖降低禽产品中胆固醇的含量
一些研究结果表明,壳聚糖可降低肉仔鸡与蛋鸡血液及其产品中的胆固醇含量。王述柏等在肉鸡饲粮中添加2%的壳聚糖(粘度1 842 ml/g,脱乙酰度为91%),经过30d的试验,血清胆固醇含量比对照组降低43.06mg/100ml,腿肌和胸肌中胆固醇含量分别较对照组降低5.08%和4.96%。刘海英等、Razdan A等的研究也得出了类似的结果。张丽英等在蛋鸡饲料中添加4%的壳聚糖,结果表明对照组血清、蛋黄胆固醇含量分别为(108.11±12.80)mg/100ml和(21.04±1.12)mg/g,壳聚糖组显著低于对照组,分别为(85.94±10.78)mg/100ml和(19.02±1.05)mg/g,尤其在添加猪脂肪的情况下效果更为明显。Nogueira等、Suk和Sung对蛋鸡的研究也与此得出相似的结论。
1.3 壳聚糖影响脂肪代谢的可能机理
目前,关于壳聚糖降低脂肪消化吸收的可能机理,许多学者主要从以下几个方面进行研究。
1.3.1 壳聚糖可结合日粮脂肪 Kanauchi等通过体外法和体内法相结合的手段研究发现,壳聚糖能够结合日粮中的脂肪,从而阻止脂肪在肠道中吸收。在体外试验中发现,壳聚糖能够结合相当于自身重量4~5倍的脂肪,而且与胆盐结合的能力很强。
1.3.2 抑制肠内容物中脂肪酶的活性 Kobayashi等报道,日粮中添加壳聚糖可使肉仔鸡小肠内脂肪酶活性降低,脂肪吸收减少,从而降低脂肪沉积。Razdan A等的报道表明,壳聚糖能够抑制肉仔鸡肠内容物中脂肪酶活性的升高,是由于十二指肠内胆酸浓度减少所致。
1.3.3 壳聚糖干扰胆汁酸的肝肠循环 壳聚糖成分中的聚葡糖胺链带有4价氨离子,因此具有较高的阴离子交换性能,可黏合胆汁酸,干扰胆汁酸循环,降低脂肪吸收,增加粪便中脂肪的排出量。