管理学对司马懿:酵母β-1，3-D葡聚糖在水产饲料中的应用

酵母β-1，3-D葡聚糖在水产饲料中的应用
广东省农业科学院畜牧所水产研究室  广州510640）
摘要：酵母β-葡聚糖是一种效果显著的、纯天然口服免疫增强剂。本文对β-葡聚糖的研究历史、机体吸收机制、生理作用以及在水产饲料中的应用情况等进行了较全面、系统的综述。
关键词：β-葡聚糖；酵母；免疫增强剂；水产饲料
1．历史
在二十世纪四十年代，Pillemer博士首次发现并报道酵母细胞壁中有一种物质具有提高免疫力的作用。但当时并不知道这种物质是什么，更不清楚该物质促进免疫作用的机制。之后，经过图伦大学Diluzio博士的进一步研究发现，酵母细胞壁中提高免疫力的物质是一种多糖——β-葡聚糖，并从面包酵母中分离出了这种物质。
从二十世纪七十年代开始，越来越多的学者开始了对β-葡聚糖生理功能的深入研究。
最近，广东省农业科学院畜牧所水产研究室从啤酒酵母中分离出了β-1，3-D一葡聚糖，对分子结构与分子量进行了精密测定，产品现己规模化生产。
2．β-葡聚糖的吸收机制
一般地，简单的多糖在消化道中都会被水解成葡萄糖，为机体提供能量。但象β-葡聚糖这样的长链多糖却并不能被水解利用。在消化道表面有一种粘性物质，被称为糖萼或“绒毛”，糖萼上具有与长链多糖结合的受体。这里有两种不同的受体。一种是非特异性受体，可与绝大多数多糖结合，从而形成一种结构参与保护消化道免受胃酸的破坏并阻止外来抗原的侵入。另一种为特异性受体，可与β-葡聚糖这类具特殊结构的多糖特异性结合。β-葡聚糖在结构上是不同于一般多糖（如淀粉、糖原、湖精等）的，因为一般多糖是以β-l，4-糖苷键连结，而葡聚糖则是以β-1，3健结为主体，且有一些β-1，6键的侧枝，有利于一般糖类的线形分子结构，而是形成螺旋形分子结构。正是由于这种特殊的分子结构才能与特异性受体结合。当β-葡聚糖结合到特异性受体后，通过胞吞作用（或胞饮作用）使多糖（β-葡聚糖）最终穿过肠上皮而进入淋巴系统，并从淋巴系统进入血液系统。
3．β-葡聚糖在哺乳动物的生理作用
国际上许多著名的研究，包括哈佛大学医学院、图伦大学、华盛顿大学以及美国空军放射生物学研究所等都证实β-葡聚糖具有显著提高免疫力的作用。研究表明β-葡聚糖能提高巨噬细胞的吞噬能力。巨噬细胞能识别并杀死外来异物，促进受损组织的修复，并进一步激活细胞因子、启动免疫应答过程、活化T细胞和B细胞。关于β-葡聚糖的机体免疫保护功能可以概括为以下几个方面。
3．1 抗癌、抗肿瘤作用
目前研究抗癌功能的主要目标就是加强存在于高等哺乳类组织中的巨噬细胞的活性及吞噬能力。β-葡聚糖的功能之一，便是可以增强巨噬细胞的能力。1981年挪威癌症研究中心及瑞典Uppsala大学比较了42种天然多糖类的免疫力，发现从酵母、真菌中提取的葡聚糖将小白鼠体内巨噬细胞的吞噬能力提高10借以上，在其后的研究中指出，其他哺乳动物包括人类的免疫效应亦有同样的结果。
Mansell和他的回事们将β-葡聚糖注射到恶性黑素瘤患者的皮下粘液囊中，然后进行活组织检查，发现注射处有大量激活的巨噬细胞，而没有发现黑素瘤。
3．2 提高抗病力
β-葡聚糖能有效地提高机体免疫力，这在许多动物包括人类在内都得到了证实。以小白鼠为例，1982年图伦大学医学院研究表明，以β-葡聚糖免疫的小白鼠在经过高浓度的大肠杆菌注射后数小时内，不论死亡率还是血液中细菌浓度都较未处理者低得多，证明β-葡聚糖的确具有免疫保护功能。
3．3 抗氧化作用
Patchen博士报道β-葡聚糖能够有效地清除提体内的自由基，从而保护巨噬细胞在遭受辐射期间和辐射后都能免受自由基的攻击，使这些巨噬细胞继续正常发挥其重要的功能。
3．4 抗辐射作用
美国空军辐射生物学研究所给小白鼠以致死剂量的辐射处理，发现事先口服β-葡聚糖的动物有70%的个体完全不受辐射的影响。
3．5 是有效的口服免疫刺激剂
九十年代初，Baylor医学院的Wyde博士报道，大鼠口服β-1,3-D-葡聚糖同样能刺激非特异性免疫，巨噬细胞的吞噬能力显著提高，与注射的效果相当。
4．β-葡聚糖在水产饲料中的应用
β-葡聚糖不仅对高等哺乳动物有增强免疫力的功效，而且还能显著提高鱼、虾等水产动物的免疫功能。研究表明，β-葡聚糖能和鱼虾巨噬细胞上对β-葡聚糖结构高度专一的受体结合，活化巨噬细胞；β-葡聚糖还能和甲壳动物血液中一种专一性蛋白反应，并与淋巴细胞上的专一性受体结合，诱导颗粒性血淋巴细胞中酚氧化酶原释放，酶原进一步经β-葡聚糖催化成具有活性的酸氧化酶，后者迅速将酚氧化为醌，机体借助醌类的高反应活性杀死病原体。
4．1 对鱼类的影响
日本九州大学针对淡水的鲤科鱼类和海水的青甘参（Seriola quinqueradiata）进行β-葡聚糖的免疫功能实验，证明在淡、海水鱼类，以β-葡聚糖作为免疫保护的对照组，进行高浓度的病原性细菌注射后，其成活率远高于未处理组。而在冷水性的大西洋鲑，挪威水产养殖研究中心于1990年的报告中指出，β-葡聚糖亦能有效地增强大西洋鲑对对杀鲑气单胞菌。鳗弧菌、杀鲑弧菌、鲁氏耶而森菌等病原菌的抵抗力（表1）。还有研究表明在鳗鱼饲料中添加 0．06－0．1％葡聚糖，可使鳗鱼肠炎发病率降低30－50％，同时也能刺激鳗鱼食欲，促进生长。β-葡聚糖还可提高鲶鱼、斑点又尾回对爱德华氏菌的抵抗力。
对于冷水性的大西洋鲑鱼（Salmo salar  L），挪威水产养殖研究中心于1990年报告中指出，饲喂葡聚糖可使感染冷水性弧菌病的大西洋鲑的成活率由17%左右提高到70％左右，同疫苗联合使用，则可使感染冷水性弧菌病的大西洋鲑的成活率提高到90％（表l）。
表1：使用葡聚糖和/或疫苗对大西洋鲑抗弧菌（Vibrio damsela）感染的影响
处理
疫苗
饲料
弧菌感染
成活率
葡聚糖
+
常规
+
90%
葡聚糖
-
常规
+
70%
对照1
+
常规
+
56%
对照2
-
常规
+
17%
4．2 β-葡聚糖对虾类的影响
不仅在鱼类及哺乳类，葡聚糖对虾类等无脊椎动物也具有免疫保护的功能，台湾省水产试验所于1996年报告中指出，在草虾饲料中每公斤添加0．2克的葡聚糖便可以将病原注射的草虾存活率由0%提高到90％以上（表2）。
表2：用添加不同含量葡聚糖的饲料饲喂对虾以弧菌（Vibrio damsela）注射感染后对虾的存活率
葡聚糖含量
（g.kg饲料）
存活率（%）
1小时
24小时
48小时
92小时
196小时
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
美国蛋白质公司的研究结果表明，葡聚糖可提高对虾抵抗白斑病（White Spot Disease）和弧菌病（Vibrio Disease）感染的能力（表3－4）。
表3：葡聚糖对提高对虾抵抗白斑病感染的存活率
感染后天数
0
2
4
6
8
10
12
14
16
对照组
100
80
70
60
58
40
10
5
5
试验组
100
90
88
85
80
75
65
60
60
表4：葡聚糖对提高对虾抵抗弧菌感染的存活率
感染后天数
0
2
4
6
8
10
12
14
16
对照组
100
80
78
75
65
55
18