糖萜素的发展以及应用前景

秋雨无声

40年代初，人们发现青霉素残渣喂猪，促进了猪的快速生长，又发现链霉素、地霉素、金霉素等对牛、猪、禽等均有促进生长发育和育肥作用。人们便不断从微生物次级代谢产物中找到许多有效的抗生素，并由此开发出半合成抗生素。1950年美国食品与药物管理局（FDA）首次批准抗生素用作饲料添加剂，此后，世界各国相继进行抗生素的饲喂试验，并用于畜牧生产。
    不可否认，抗生素的应用曾给畜牧生产的发展做出了巨大的贡献，饲用抗生素可抑制畜禽消化道内有害微生物的生长和繁殖，减少体内营养消耗，节省维生素和蛋白质等，促进消化道内合成动物必需营养物质的有益菌群的生长、繁殖，使营养物质的合成增加，抑制或杀灭某些病原微生物，增强畜禽的抗病能力，防止疾病，使肠壁变薄，从而有利于营养成份的渗透与吸收，增进食欲，同时可刺激脑下垂体分泌激素，促进发育。Studz（1983）报道添加杆菌肽锌降低了肠内梭状芽苞杆菌的数量，同时起了促生长作用。Defwang（1985）报道，抗生素在鸡的体重和饲喂效果上的很大改善 Hathaway（1990）发现喂抗生素的猪其血清中含有一种能够促进体外肌肉细胞繁殖分裂，并在体外条件下降低肌肉蛋白质的物质，该作用很可能源于一种抑制因子的减少或一种促生长因子的增多。Culotta等人（1994）报道，饲料中添加抗生素亦可提高猪的瘦肉率。此外，.Roura等人发现喂抗生素的鸡血流中细胞活素的含量降低，细胞活素是一种类激素化合物，具有刺激免疫功能的作用，长期与抗原接触或长期刺激免疫系统可使养分的分配由于组织生长而转向他用。但是，抗生素的应用在带给人们极大利益的时候，它的负面效应也给人类带来了越来越大的麻烦：1、滥用抗生素会使细菌产生抗药性；2、长期使用抗生素造成畜禽机体的免疫力下降；3、长期使用抗生素可引起畜禽内源性感染；4、长期使用抗生素会在畜产品和环境中造成残留。
    这些问题对人类健康形成潜在的威胁，越来越受到人们的重视，在欧盟、日本发达国家相继颁布了禁止和限制使用抗生素添加剂在饲料中的应用。联合国世界卫生组织在1997年10月的专题会议上发出了警告：包括沙门氏菌在内的四种细菌的抗菌性系已从动物传给了人类，人类正面临着受到不会对抗生素治病产生反应的感染危险，呼吁对畜禽慎用抗生素。南京农业大学薛恒平教授曾著文对抗生素作为饲料添加剂所带来的负面效应作了详细论述，并严肃地提出了“在饲料添加剂中不使用医用抗生素等抗菌药物，无论从近期还是长远利益来看,均是势在必行，任重道远，盼我国有关决策部门，早日拿出切实可行的办法和措施。”
    令人可喜的是，浙江大学詹勇等人在国家科委的资助下，经过近10年潜心研究试验，终于成功研制出新型绿色饲料添加剂糖萜素。该产品的开发应用将对饲料工业带来极大的影响，也将造福于人类。
    一、当前国内外研究现状
    1、糖萜素的理化性质
    糖萜素(Saccharicter-penin)是由糖类（≥30%），配糖体（≥30%）和有机酸组成的天然生物活性物质。是从山茶属植物种子饼粕中提取的三萜皂苷类与糖类的混合物，是一种棕黄色、无灰微细状结晶。它不溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯、石油醚等溶剂，可溶于温水、二硫化碳、醋酸乙酯，易溶于含水甲醇、含水乙醇、正丁醇以及冰醋酸。糖萜素分别与醋酸酐、钼酸铵、三氯化铁、香荚兰素起化学呈色反应。
    2、糖萜素的生物活性与药理作用
    2.1糖萜素明显提高动物机体神经内分泌免疫功能和抗病抗应激作用。研究结果表明：糖萜素不但能有效地提高正常动物机体免疫功能和提高发病鸡免疫功能，而且对调节神经免疫，抗病毒功能有显著效果。糖萜素明显提高(p<0.05)淋巴细胞转化率(44.69 %～54.07 %)、白细胞介素-2活性(32.70 %～66.09 %)、lgG含量(83.70 %～115.40 %)、ACTH(36.44 %～122.79 %)和红细胞C3b受体花环率(21.70%)；具有抗应激、抗诱变和抗病原微生物作用。
    实验结果表明：肉鸡1～21日龄在正常的育雏环境下生长，喂以糖萜素生产性能略优于或近似于抗生素组，该结果与糖萜素其他饲养试验结果相符。肉鸡22～42日龄，在中等应激环境中生长，糖萜素组1(500 mg/kg)和糖萜素组2(1000 mg/kg)比抗生素组成活率分别提高3.2 %和4.2 %。表明糖萜素具有较强抗应激作用，而且浓度高效果较好。
    2.2糖萜素具有明显清除自由基和抗氧化功能。糖萜素对自由基清除效率随浓度增加而提高，糖萜素(1240 mg/mL)对O-2清除率为94.40 %(p<0.01)、-.OH清除率为92.74 %(p<0.01)。
    糖萜素明显降低(p<0.01)饲料酸值(38.79 %)和过氧化值(31.28)，对饲料中VA和粗脂肪具有明显(p<0.05)抗氧化作用。
    2.3糖萜素具有明显调节cAMP/cGMP 系统功能，促进蛋白质合成和消化酶活性。糖萜素在正常条件下显著提高(p<0.01)肉鸡血液中cAMP和cGMP含量，cAMP/cGMP比值(λ)为15.46；法氏囊病毒感染后cAMP含量降低278.43 % (p<0.01)，λ为0.437。糖萜素明显提高(p<0.05)血清总蛋白含量(12.93 %)和小肠内消化酶(蛋白水解酶、脂肪酶、淀粉酶)活性。
    3、糖萜素饲料添加剂毒理试验
    3.1急性毒性：小鼠LD50=2378.48 mg/kg，大鼠LD50=3921.93mg/kg。
    3.2小鼠蓄积毒性：K值6.6373，属弱蓄积毒。
    3.3致突变试验：小鼠微核、精子畸变和Ames试验为阴性。
    3.4致畸试验：亚慢性试验证明无致畸性。
    毒理学试验证明：糖萜素使用安全。
    4、糖萜素的作用机理
    糖萜素的有效成分是寡糖和三萜皂甙类。
    4．1糖萜素中寡糖的作用
    寡糖不能被动物肠道内的消化酶所消化，只能选择性的被对机体有利的双歧杆菌、乳酸杆菌等微生物利用，而不能被对机体有害的沙门氏菌、大肠杆菌等微生物利用（Kohmoto等，1991），这样就使肠道内有益菌大量增殖，而双歧杆菌、乳酸杆菌能够产生乳酸、醋酸、丁酸、丙酸等，这样就使肠道内pH值降低，改善了肠道健康，增加钙、镁、铁、铜等离子的溶解度，促进了它们的吸收；肠道pH值的降低也促进胃肠蠕动、增进食欲、促进营养物质的吸收和提高饲料利用率的功能；pH值降低还使不耐酸的有害菌群的繁殖得到抑制，从而改善了肠道环境，肠道内有益菌的大量增殖，其中双歧杆菌对动物机体有很强的免疫作用。双歧杆菌的细胞壁含有大量的肽聚糖和磷壁酸物质，具有很强的生物活性，能激活腹腔巨噬细胞、NK细胞和淋巴细胞因子杀伤细胞的活性；双歧杆菌也可作为一种免疫佐剂，刺激机体产生抗体和减慢抗原的释放、延长抗原的作用时间；双歧杆菌还能与癌细胞结合，具有抗肿瘤作用、消除自由基和提高SOD活性。以上机制使机体的免疫力得到了显著的提高。
    4．2糖萜素中三萜皂甙的作用
    近年来研究结果表明皂甙在养禽业上，能减少鸡舍空气中的氨浓度，提高产蛋率(Rowland等,1976)；提高日增重(Johnston等,1981)和饲料利用率(Johnston等,1982)。更重要的是抑制尿酶，减少腹水症引发的死亡率(Anthony等，1994)。在反刍动物中有效地增加菌体蛋白的合成，抑制有害微生物生长，减慢氨的释放和甲烷气体生成量(Wallace等，1994；Harinder等，1998)，减少胃肠膨气的发生(Wilson等，1998)，抗突变(Fukuin等，1997) 。三萜皂甙类可刺激雌性动物的卵巢，使其产卵增多，从而提高了产蛋率。还具有刺激机体免疫系统，三萜皂甙类中的CN3是蛋白质合成的促进因子。三萜皂甙类有精神安定、放松肌肉和降温的作用。还具有抗癌、抗肿瘤作用，可抑制癌细胞的增长，对消化系统尤其是胃癌效果明显。
    二、糖萜素在生产中的应用
    1、糖萜素对肉鸡生产性能的影响
    浙江大学课题攻关组在浙江、山东等地对四批8302羽肉鸡使用糖萜素与土霉素、杆菌肽锌、痢特灵、莫能霉素等抗生素对照，结果表明，成活率：糖萜素组高于抗生素组3.26%;日增重：糖萜素组高于抗生素1.30%;料肉比：糖萜素低于抗生素组3.15%。马玉胜、廖厚祥等也报道在肉仔鸡日粮中添加饲喂适量的糖萜素添加剂，对降低肉仔鸡的死亡率，提高肉仔鸡的日增重、饲料转化率及经济效益等都具有良好效果。
    2、对蛋禽生产性能的影响
    对伊莎褐商品蛋鸡饲喂试验证明，产蛋率提高6.3%，料肉比降低2.5%。绍兴麻鸭，产蛋率提高达12.36~12.51%，料蛋比降低达5.42%~8.67% 。
    对艾维茵父母代种鸡饲喂表明，育成期死亡率降低2.1%,产蛋率提高2.6%,同时，产蛋高峰期延长4周，受精率5.8%提高，健雏率提高3.1%，经济效益十分显著。
    林元银报道在有八周热应激期的蛋鸡试验中，试验期试验组死亡率(6.71%)比对照组(7.94%)降低15.5%(p<0.01)；热应激期间试验组死亡率(1.91%)比对照组(2.45%)降低22%(p<0.01)。热应激期间试验组产蛋率(80.33%)比对照组(77.59%)提高2.71%，产蛋重(9229.3kg)比对照组(9054.7kg)增加174.6kg，耗料(22827kg)比对照组(23112kg)减少285kg。结果显示，使用糖萜素饲料添加剂可以明显提高蛋鸡产蛋期的经济效益，特别是在热应激时使用效果更加明显。
    3．对猪生产性能的作用
    五批次300头断奶仔猪饲养试验，使用糖萜素500mg/kg，与喹乙醇，金霉素，杆菌肽锌，阿散酸，土霉素等抗生素对照，结果表明：日增重提高7.32%，料肉比降低5.67%，平均每头仔猪增收7.86元。对200头生长肥育猪饲喂表明，添加200~300mg/kg，具有较好的促生长，提高饲料利用率和降低饲料成本的效果。在京郊顺义某猪场大面积使用糖萜素，在防病促生长，抗热应激方面都取得了满意的效果，同时，因为无药残，猪肉绿色安全。
    杨兴武、郑葵报道，用糖萜素取代喹乙醇、杆菌肽锌等常规药物饲料添加剂，通过三批仔猪对比饲养，试验表明，日增重糖萜素组比金霉素组提高，料肉比降低；比喹乙醇组和杆菌肽锌组日增重分别提高，料肉比分别下降和。说明糖萜素的促生长作用与饲料利用率都优于其它试验组，并且都没有发生仔猪下痢，表明糖萜素可替代仔锗饲料中的抗菌促生长药物。
    刘永和等试验表明，日龄的仔猪在同等饲养条件 下，糖萜素组比抗生素对照组效果好，日增重快。饲料报酬高，差异显著。刘长忠等报道，在糖萜素与土霉素对哺乳仔猪生长性能影响的比较试验中发现，糖萜素可以替代土霉素。
    4．对肉鸭生产性能的影响。
    在杭州，进行了600万只肉鸭试验，结果同样表明，添加糖萜素后成活率，日增重，与饲料报酬均优于对照组.
    此外，袁爱琴报道，糖萜素对提高肉用种鸡的生产性能具有明显效果，虽然试验种鸡已处产蛋高峰后期，但产蛋率、受精率等反有一定回升。石传林等报道，夏季在种鸡日粮中加喂糖萜素，能提高产蛋性能，降低饲料消耗，同时对提高种蛋受精率和孵化率有一定作用。
    三、发展前景
    随着经济与科技的发展，人们对动物食品的需求不仅在数量上，而且在质量上都提出了更高的要求，特别是对药物的残留提出更加严格的限制。我国前几年肉鸡、肉猪出口曾因药物残留而受到很大的经济损失和造成今后出口困难。人们对生活质量和健康的重视，要求更多更好的绿色食品供应市场。糖萜素在饲料添加剂中的推广和应用无疑会给人类带来福音。但是我们也要看到目前抗生素的霸主地位仍很牢固，在我国畜牧业发展的现状下，糖萜素要完全取代饲料中的抗生素是不现实的。长期以来，人们已经习惯于使用抗生素产品作为动物疾病防治和生长促进物质，抗生素退出畜牧业生产还需要一个渐进的过程；而且广大养殖户对糖萜素作为饲料添加剂的认识尚不充分；再者，糖萜素系统化生产过程还需进一步完善，其使用范围和效果也需要进一步试验验证。