酵母β-1，3-D葡聚糖在水產飼料中的應用
廣東省農業(yè)科學院畜牧所水產研究室 廣州510640）
摘要：酵母β-葡聚糖是一種效果顯著的、純天然口服免疫增強劑。本文對β-葡聚糖的研究歷史、機體吸收機制、生理作用以及在水產飼料中的應用情況等進行了較全面、系統(tǒng)的綜述。
關鍵詞：β-葡聚糖；酵母；免疫增強劑；水產飼料
1．歷史
在二十世紀四十年代，Pillemer博士首次發(fā)現(xiàn)并報道酵母細胞壁中有一種物質具有提高免疫力的作用。但當時并不知道這種物質是什么，更不清楚該物質促進免疫作用的機制。之后，經過圖倫大學Diluzio博士的進一步研究發(fā)現(xiàn)，酵母細胞壁中提高免疫力的物質是一種多糖——β-葡聚糖，并從面包酵母中分離出了這種物質。
從二十世紀七十年代開始，越來越多的學者開始了對β-葡聚糖生理功能的深入研究。
最近，廣東省農業(yè)科學院畜牧所水產研究室從啤酒酵母中分離出了β-1，3-D一葡聚糖，對分子結構與分子量進行了精密測定，產品現(xiàn)己規(guī)模化生產。
2．β-葡聚糖的吸收機制
一般地，簡單的多糖在消化道中都會被水解成葡萄糖，為機體提供能量。但象β-葡聚糖這樣的長鏈多糖卻并不能被水解利用。在消化道表面有一種粘性物質，被稱為糖萼或“絨毛”，糖萼上具有與長鏈多糖結合的受體。這里有兩種不同的受體。一種是非特異性受體，可與絕大多數(shù)多糖結合，從而形成一種結構參與保護消化道免受胃酸的破壞并阻止外來抗原的侵入。另一種為特異性受體，可與β-葡聚糖這類具特殊結構的多糖特異性結合。β-葡聚糖在結構上是不同于一般多糖（如淀粉、糖原、湖精等）的，因為一般多糖是以β-l，4-糖苷鍵連結，而葡聚糖則是以β-1，3健結為主體，且有一些β-1，6鍵的側枝，有利于一般糖類的線形分子結構，而是形成螺旋形分子結構。正是由于這種特殊的分子結構才能與特異性受體結合。當β-葡聚糖結合到特異性受體后，通過胞吞作用（或胞飲作用）使多糖（β-葡聚糖）最終穿過腸上皮而進入淋巴系統(tǒng)，并從淋巴系統(tǒng)進入血液系統(tǒng)。
3．β-葡聚糖在哺乳動物的生理作用
國際上許多著名的研究，包括哈佛大學醫(yī)學院、圖倫大學、華盛頓大學以及美國空軍放射生物學研究所等都證實β-葡聚糖具有顯著提高免疫力的作用。研究表明β-葡聚糖能提高巨噬細胞的吞噬能力。巨噬細胞能識別并殺死外來異物，促進受損組織的修復，并進一步激活細胞因子、啟動免疫應答過程、活化T細胞和B細胞。關于β-葡聚糖的機體免疫保護功能可以概括為以下幾個方面。
3．1 抗癌、抗腫瘤作用
目前研究抗癌功能的主要目標就是加強存在于高等哺乳類組織中的巨噬細胞的活性及吞噬能力。β-葡聚糖的功能之一，便是可以增強巨噬細胞的能力。1981年挪威癌癥研究中心及瑞典Uppsala大學比較了42種天然多糖類的免疫力，發(fā)現(xiàn)從酵母、真菌中提取的葡聚糖將小白鼠體內巨噬細胞的吞噬能力提高10借以上，在其后的研究中指出，其他哺乳動物包括人類的免疫效應亦有同樣的結果。
Mansell和他的回事們將β-葡聚糖注射到惡性黑素瘤患者的皮下粘液囊中，然后進行活組織檢查，發(fā)現(xiàn)注射處有大量激活的巨噬細胞，而沒有發(fā)現(xiàn)黑素瘤。
3．2 提高抗病力
β-葡聚糖能有效地提高機體免疫力，這在許多動物包括人類在內都得到了證實。以小白鼠為例，1982年圖倫大學醫(yī)學院研究表明，以β-葡聚糖免疫的小白鼠在經過高濃度的大腸桿菌注射后數(shù)小時內，不論死亡率還是血液中細菌濃度都較未處理者低得多，證明β-葡聚糖的確具有免疫保護功能。
3．3 抗氧化作用
Patchen博士報道β-葡聚糖能夠有效地清除提體內的自由基，從而保護巨噬細胞在遭受輻射期間和輻射后都能免受自由基的攻擊，使這些巨噬細胞繼續(xù)正常發(fā)揮其重要的功能。
3．4 抗輻射作用
美國空軍輻射生物學研究所給小白鼠以致死劑量的輻射處理，發(fā)現(xiàn)事先口服β-葡聚糖的動物有70%的個體完全不受輻射的影響。
3．5 是有效的口服免疫刺激劑
九十年代初，Baylor醫(yī)學院的Wyde博士報道，大鼠口服β-1,3-D-葡聚糖同樣能刺激非特異性免疫，巨噬細胞的吞噬能力顯著提高，與注射的效果相當。
4．β-葡聚糖在水產飼料中的應用
β-葡聚糖不僅對高等哺乳動物有增強免疫力的功效，而且還能顯著提高魚、蝦等水產動物的免疫功能。研究表明，β-葡聚糖能和魚蝦巨噬細胞上對β-葡聚糖結構高度專一的受體結合，活化巨噬細胞；β-葡聚糖還能和甲殼動物血液中一種專一性蛋白反應，并與淋巴細胞上的專一性受體結合，誘導顆粒性血淋巴細胞中酚氧化酶原釋放，酶原進一步經β-葡聚糖催化成具有活性的酸氧化酶，后者迅速將酚氧化為醌，機體借助醌類的高反應活性殺死病原體。
4．1 對魚類的影響
日本九州大學針對淡水的鯉科魚類和海水的青甘參（Seriola quinqueradiata）進行β-葡聚糖的免疫功能實驗，證明在淡、海水魚類，以β-葡聚糖作為免疫保護的對照組，進行高濃度的病原性細菌注射后，其成活率遠高于未處理組。而在冷水性的大西洋鮭，挪威水產養(yǎng)殖研究中心于1990年的報告中指出，β-葡聚糖亦能有效地增強大西洋鮭對對殺鮭氣單胞菌。鰻弧菌、殺鮭弧菌、魯氏耶而森菌等病原菌的抵抗力（表1）。還有研究表明在鰻魚飼料中添加 0．06－0．1％葡聚糖，可使鰻魚腸炎發(fā)病率降低30－50％，同時也能刺激鰻魚食欲，促進生長。β-葡聚糖還可提高鯰魚、斑點又尾回對愛德華氏菌的抵抗力。
對于冷水性的大西洋鮭魚（Salmo salar L），挪威水產養(yǎng)殖研究中心于1990年報告中指出，飼喂葡聚糖可使感染冷水性弧菌病的大西洋鮭的成活率由17%左右提高到70％左右，同疫苗聯(lián)合使用，則可使感染冷水性弧菌病的大西洋鮭的成活率提高到90％（表l）。
表1：使用葡聚糖和/或疫苗對大西洋鮭抗弧菌（Vibrio damsela）感染的影響
處理
疫苗
飼料
弧菌感染
成活率
葡聚糖
+
常規(guī)
+
90%
葡聚糖
-
常規(guī)
+
70%
對照1
+
常規(guī)
+
56%
對照2
-
常規(guī)
+
17%
4．2 β-葡聚糖對蝦類的影響
不僅在魚類及哺乳類，葡聚糖對蝦類等無脊椎動物也具有免疫保護的功能，臺灣省水產試驗所于1996年報告中指出，在草蝦飼料中每公斤添加0．2克的葡聚糖便可以將病原注射的草蝦存活率由0%提高到90％以上（表2）。
表2：用添加不同含量葡聚糖的飼料飼喂對蝦以弧菌（Vibrio damsela）注射感染后對蝦的存活率
葡聚糖含量
（g.kg飼料）
存活率（%）
1小時
24小時
48小時
92小時
196小時
0
70
70
20
0
0
0．2
100
90
90
90
90
2
90
90
90
90
90
10
100
100
100
100
100
美國蛋白質公司的研究結果表明，葡聚糖可提高對蝦抵抗白斑?。╓hite Spot Disease）和弧菌?。╒ibrio Disease）感染的能力（表3－4）。
表3：葡聚糖對提高對蝦抵抗白斑病感染的存活率
感染后天數(shù)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
對照組
100
80
70
60
58
40
10
5
5
試驗組
100
90
88
85
80
75
65
60
60
表4：葡聚糖對提高對蝦抵抗弧菌感染的存活率
感染后天數(shù)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
對照組
100
80
78
75
65
55
18
