《20120921饲料安全与营养技术论坛课件之壳寡糖与健康养殖.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《20120921饲料安全与营养技术论坛课件之壳寡糖与健康养殖.pdf（100页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、PPT内页 中泰和 糖工程产品专业供应商 壳寡糖与饲料安全 中泰和（北京）科技发展有限公司 中国碳水化合物动物营养研究中心 赵芳芳 内容 糖工程研究与应用现状 3 饲料安全与营养技术 碳水化合物中心 壳寡糖与动物健康 食品安全问题 消费者：无残留、无污染、无公害 生产者：高效、优质、绿色 饲料与食品安全 非法添加物、违禁药物、有毒有害物质 饲料 兽药 畜产品 食物 人类 生态环境 潜在危害 反作用 如何保障饲料安全? 建立和完善管理体系 提高检测水平 加强监控执法力度 管理者 抗病营养理论 遗传选育提高动物免疫力 饲养管理方式的改进 生产者 改变消费观念，提倡绿色食品 消费者 抗病营养理论 抗
2、病营养 营养 增强动物对疾病的抵抗力 减少或消除疾病 陈代文 (四川农业大学、中国碳水化合物动物营养研究中心) 营养决定健康 陈代文 (四川农业大学、中国碳水化合物动物营养研究中心) 80%的疾病与免疫功能失调有关 营养影响免疫体统的发育和功能 合理营养可以缓解免疫应激的危害 营养抗病的主要途径 营养影响免疫系统的发育和免疫功能 营养影响肠道的发育和健康 营养影响抗病基因的表达 营养影响感染性疾病的发生发展 营养源结构与功效影响动物健康 陈代文 (四川农业大学、中国碳水化合物动物营养研究中心) 营养抗病的主要养分 蛋白质 氨基酸 脂肪 矿物元素 维生素 饲料添加剂 寡糖等 内容 糖工程研究与应
3、用现状 11 饲料安全与营养技术 碳水化合物中心 壳寡糖与动物健康 OHOHOHOOHNHAcOHOHOHOOHOHOHOHONHAcOHOHOHOHOOHOHOHOHOHOHOOCOHOHOHOHOOHOHOHOHOHOOHOHOHOHOOHOHOAcHNHOOHOHHO2COH葡萄糖半乳糖N乙酰葡萄糖胺N乙酰半乳糖胺葡萄糖酸木糖甘露糖岩藻糖唾液酸单糖(32种) 寡糖 多糖 OOHOOHOHOHOOHOHOOHOHOOHOHOOHOHOOHOHOHOOHOOHOOHOHOOHOOHOHHOHOHO糖缀合物 糖的分类 几丁质 纤维素 糖原 生物体结构组成物质 淀粉 蔗糖 肽聚糖 透明质酸 生物
4、体能量储存物质 生物体其他物质的前体 细胞识别的信息分子 葡萄糖 氨基酸 核苷酸 脂肪酸 糖功能多样性 电子显微镜下的细胞表面（糖链） 糖类为第三类生物大分子 丰富多样的糖链覆盖了生物有机体的所有的细胞 糖链蕴藏了结构的多样性,这种复杂性远远超过了核酸或者蛋白质的结构，具有信息分子的基础 糖链在某些方面反映生物分子的进化 Oligosaccharide Hexose set Linear isomers Monosaccharide 1 4 Disaccharide 2 256 Trisaccharide 3 27,648 Tetrasaccharide 4 4,194,304 Pentasa
5、ccharide 5 819,200,000 Hexasaccharide 6 159,689,447,424 Tripeptide 3(Amino acids) 6 Hexapeptide 6(Amino acids) 46,656 H.J.Gabius 1997 p8 为什么糖链信息量超过DNA和 蛋白质？ 糖链依靠其多变的结构特点，作为一种“生物密码”在体内有序地调节着生物体内各种蛋白质的功能 Linear isomers from a set of 1-6 D-hexoses( allowing repeating ) Natural products and Glyco-biotec
6、hnology research Group (1805)， DICP， CAS 研研究究背背景景 Schematic representation of the Thy-1 glycoprotein (Original art courtesy of Mark Wormald and Raymond Dwek, Oxford Glycobiology Institute.) 哺乳动物血液中有上百种蛋白质，而85%以上的蛋白质都是糖蛋白。鸡蛋的蛋清中糖蛋白含量超过95%，只有溶菌酶等很少几种蛋白质不是糖蛋白 细胞与寡糖链 蛋白质 蛋白质的 糖链修饰 生物功能 多样性 蛋白质经糖链修饰引起生物功
7、能多样性 修饰蛋白质的糖链 异 常 正 常 肿瘤、感染、炎症 免疫性疾病、代谢性疾病 神经、免疫、循环、生殖、 消化 类风湿性关节炎 系统性红斑狼疮 IgA 肾病 蛋白糖基化水平异常 糖基转移酶缺失或活 性降低 凝集素水平异常 糖链异常与疾病发生 菌O型糖鎖好 糖鎖 Gal GalNAc Gal GalNAc 举例：糖链的功能糖鎖決定 ABO血液型 Poh-Choo Pang et al Science 333, 1761 (2011) Sialy-Lewisx参与精卵结合 透明带上Sialy-Lewisx 结构分为二、三、四分支型，这一结构决定着精子与透明带的结合，如果破坏最外端的唾液酸化，
8、则精子结合能力大大减弱 A RL95细胞为LeY糖链高表达子宫内膜细胞 在RL95细胞中抑制岩藻糖基转移酶（B），可抑制LeY糖链表达（C），进而降低子宫的粘附能力（D） B Shuai Liu et al. Cell Biol. Int. (2012) 36, 469474 岩藻糖基转移酶对子宫粘附能力 的影响 名词定义 Essentials of Glycobiology ,Ajit Varki, June 2008 研究自然界广泛分布的糖类(寡糖或多糖)及其缀合物的结构、生物合成及其生物学 糖生物学 研究糖链结构、功能和代谢调控及其应用的一门学科。与蛋白质工程和基因工程等学科一样同属生物
9、技术范畴. 内容包括:天然功能糖链发现及开发利用；糖药物的重组工具、表达系统、宿主细胞的糖基化工程；糖蛋白生产系统、天然糖蛋白的糖信号及其在体内的命运和靶向性等 糖工程 446卷7139期(2007年4月出版) Glycochemistry & Glycobiology Joshua Finkelstein 1988 年牛津大学Dwek 首次提出糖生物学(Glycobiology) 2001年Science 特刊“碳水化合物与糖生物学” 标志着糖科学时代的到来 1995年，中国引入糖生物学概念 核酸 (DNA) 蛋白质 (Protein) 碳水化合物 (Carbohydrate) 糖生物学与糖
10、工程的兴起 糖生物学是化学和生物学交叉的前沿学 科 Nature 2007, Vol 26 7篇论文综述糖化学糖生物学研究进展 Science 2001, Vol 291 13篇论文涉及糖的研究 糖生物学 化学糖生物学 糖组学 糖芯片 糖工程 糖药物 专集：Science 2001,Vol 291; Nature 2007,Vol 26 天然产物与糖工程(1805)课题组 （辽宁省碳水化合物重点实验室） 成立于1996年，我国最早开始寡糖研究的课题组之一 目前拥有科研人员30余名,其中高级职称7名,博士生21名,硕士生4名,博士后2名,国内外高级访问学者多名。 人员专业与技术多元交叉、涉及化学
11、、分子生物学、生物工程学、医学、药学、 动物营养等多个学科获国家 级重大科研课题十余项，投 入经费累计 3000余万元。 中国科学院大连化物所生物技术部 DICP 十七位院士（目前在所十三位） 全所共有职工1000人（研究员114人，副研究员233人） 国家杰青14人，引进百人39名 实验室 离心浓缩仪 高效高通量制备平台 多通道SPE 纯化分离工厂 50 天然寡糖及其衍生物库建立 生物酶法等水解 通过柱层析、HPLC、逆流色谱等手段及IR、MS、NMR等确定结构 甲壳素、海藻酸 卡拉胶、琼脂糖 菊粉、阿拉伯胶 田箐胶、黄原胶 木聚糖、瓜尔胶 岩藻聚糖、果胶 香菇多糖、魔芋 透明质酸、肝素 亚
12、麻胶、壳聚糖等二十余种天然多糖 系列几丁寡糖、系列海藻胶寡 系列卡拉寡糖、系列琼脂寡糖 系列果寡糖、系列阿拉伯寡糖 系列半乳甘露寡糖、系列木寡糖 系列黄原胶寡糖、瓜尔胶寡糖 系列岩藻寡糖、系列香菇寡糖 系列甘露寡糖、系列肝素寡糖 系列亚麻胶寡糖、系列壳寡糖 系列半乳糖醛酸寡糖等寡糖单体 天然寡糖及其衍生物库 各种系 列寡糖 混合物 各种衍生化反应 几丁质(甲壳素)是从昆虫、虾、蟹的外壳中分离制备的一种聚氨基葡萄糖多糖 壳寡糖（COS）的制备 COS原料来源甲壳素 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 0.00 0.50 1.00 1.50 Retention time (mi
13、nutes) Response (?A) cos-2 0.580mg/ml cos-3 2.51mg/ml cos-4 4.49mg/ml cos-5 5.80mg/ml cos-6 2.21mg/ml LS Units0.0050.00100.00150.00200.00Minutes2.004.006.008.0010.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.0010 20 不同聚合度壳寡糖生物制备 LS Units0.0020.0040.0060.00LS Units0.00100.00200.00LS Units0.00200.00LS Units0.0
14、0100.00200.00LS Units0.0050.00LS Units0.0050.00100.00Minutes0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.008.509.009.5010.00壳寡糖(n=1020) 壳寡糖(n=2-7) 褐藻酸钠寡糖（AOS）的制备 海带 HL-4_101126224437 #1RT: 0.00AV: 1NL: 4.62E4T: ITMS + p ESI Full ms 150.00-2000.00200400600800100012001400160018002
15、000m/z0102030405060708090100Relative Abundance551.08727.08903.08375.00533.081079.08567.00357.00743.00919.001255.00217.001430.83417.00885.08609.001606.831782.83940.831959.08卡拉胶寡糖制备 -卡拉胶酶 从海南卡拉胶生产基地麒麟菜晾晒处的土样中筛选得到一株产 -卡拉胶降解酶的菌株，命名为S-13-Q，对S-13-Q菌的16SrRNA的序列进行测定，发现与Sphingobacteriaceae (鞘脂杆菌科)；Pedobacter
16、 (土地杆菌属)的相似度为95% 。可能是一个新种。 下图为该菌株的生长曲线和产酶情况。 产物分析：1%浓度的 -卡拉胶，30，搅拌反应10小时，经薄层层析和HPLC检测可知该卡拉胶酶是内切酶。 0.010.020.030.040.00.02.04.06.08.010.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data酶活曲线-0.200.20.40.60.811.201020304050发酵时间（h）OD540生长曲线-0.200.20.40.60.8101020304050发酵时间（h）OD600值系列2利用菊芋聚果糖生产果寡糖 菊菊 芋芋 绿原酸类
17、绿原酸类 蛋白蛋白 功能功能糖糖 能源糖能源糖 纤维素纤维素 木质素木质素 菊粉菊粉 果寡糖果寡糖 高果糖浆高果糖浆 菊芋粉菊芋粉 生物燃料生物燃料 生物材料生物材料 生物基化学品生物基化学品 发电发电 造纸造纸 药品药品 饲料饲料 LS Units0.0050.00100.00150.00200.00Minutes10.0020.0030.0040.0050.0060.00高聚合度菊芋聚果糖组成 2 50 目前已建成的天然寡糖库 1354种寡糖组分 虫草多糖（80）、刺五加多糖（76）、当归多糖（80）、茯苓多糖（80）、枸杞多糖（78）、黄蜀葵胶（92）、姬松茸多糖（79）、灵芝多糖（78
18、）、麦冬多糖（56）、芒果多糖（78）、牛蒡根多糖（71）、平菇多糖（78）、桑叶多糖（79）、玉竹多糖（79）、猪苓多糖（77）、木聚糖（21）、岩藻聚糖（8）、黄蓍胶（9）、 -1.6-葡聚糖（3）、刺槐豆胶（14）、葫芦巴胶（4）、黄芪胶（9）、瓜儿豆胶（15）、纤维素（8）、普罗兰多糖（10）、罗望子胶（14）、三仙胶（8）、魔芋聚糖（10）、结冷胶（4）、田菁胶（7）、刺云豆胶（12）、泽兰聚糖（7）、桃胶(5)、刺梧桐胶(8)、沙嵩子胶(7)、甘露聚糖（10）等寡糖组分。 201种天然寡糖 麦芽寡糖（ -1.4-葡萄糖寡糖，22个）、纤维素寡糖（ -1.4-葡萄糖寡糖，5个）、异麦
19、芽寡糖（ -1.6-葡萄糖寡糖，27个）、半乳糖醛酸寡糖（8个）、木寡糖（10个）、菊粉寡糖（20个）、巴戟天寡糖（11个）、可德兰寡糖（ -1.3-葡萄糖寡糖，14个）、壳寡糖（17个）、几丁寡糖（5个）、琼脂糖寡糖（3个）、阿拉伯糖寡糖（15个）、甘露糖寡糖（11个）、泽兰寡糖（6个）、 -1.6-葡萄糖寡糖（5个）、褐藻酸寡糖（7个）其它寡糖（15个）。 来源于天然产物的寡糖 0.030.060.090.00.03.06.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data枸杞 0.030.060.090.00.03.06.0Retention ti
20、me (minutes)Response (礎)Raw Data猪苓 0.030.060.090.00.03.06.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data玉竹 0.030.060.090.00.03.06.09.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data平菇 0.030.060.090.00.03.06.09.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data云芝 0.030.060.090.00.03.06.09.0Retention time (min
21、utes)Response (礎)Raw Data牛蒡根 0.030.060.090.00.02.04.06.08.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data刺五加 0.030.060.090.00.03.06.09.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data茯苓 0.030.060.090.00.03.06.09.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data当归 0.030.060.090.00.02.04.06.08.0Retention time
22、(minutes)Response (礎)Raw Data麦冬 0.030.060.090.00.02.04.06.08.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data芒果 0.030.060.090.00.03.06.09.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data虫草 0.030.060.090.00.03.06.09.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data姬松茸 0.030.060.090.00.03.06.09.0Retention time
23、(minutes)Response (礎)Raw Data红花 0.010.020.030.040.050.060.070.03.06.09.0Retention time (minutes)Response (礎)Raw Data菊芋 寡糖样品库的建设 1967-2011年8月壳寡糖发表论文研究领域划分图 中国科学院大连化学物理研究所壳寡糖研究中心 0204060801000.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6C (mg/ml)抑制率 (%)I/I0(I0-I)/I0010203040506070809010000.020.040.060.080.10.12C
24、 (mg/ml)抑制率 (%)I/I0(I0-I)/I005001000150020002500300035004000450050000100200300400500600700t (s)CLBlank0.005mg/ml0.025mg/ml0.035mg/ml0.05mg/ml0.1mg/mla05001000150020002500300035004000450050000100200300400500600700t (s)CLBlank0.005mg/ml0.025mg/ml0.035mg/ml0.05mg/ml0.1mg/mlab010203040506070809010000.02
25、0.040.060.080.10.12C (mg/ml)抑制率 (%)I/I0(I0-I)/I005001000150020002500300035004000450050000100200300400500600700t (s)CLBlank0.005mg/ml0.025mg/ml0.035mg/ml0.05mg/ml0.1mg/mla05001000150020002500300035004000450050000100200300400500600700t (s)CLBlank0.005mg/ml0.025mg/ml0.035mg/ml0.05mg/ml0.1mg/mlab0102030
26、40506070809010000.20.40.60.811.21.41.6C (mg/ml)抑制率 (%)(I-I0)/I0I/I00204060801000.020.050.080.110.140.170.2C (mg/ml)抑制率 (%)I/I0(I0-I)/I0O2- -OH HO2- LO2- 0.05mg/mL 0.36mg/mL 0.07mg/mL 0.02mg/mL 壳寡糖可以清除多种自由基 DPPH- 壳寡糖提高细胞免疫生物活性研究 壳寡糖提高静息中性粒细胞的活力 壳寡糖降低PMA诱导的中 性粒细胞产生超氧阴离子 壳寡糖降低PMA刺激的MPO释放 壳寡糖减缓了PMA诱导的中性
27、 粒细胞与纤维粘连蛋白的粘附 实验表明: 壳寡糖处理明显提高静息中性粒细胞的活力 Dou, JL.et al. Carbohydrate Polymers 69 (2007) 209213 壳寡糖通过TLR4激活树突状细胞 研究发现壳寡糖可以促进树突状免疫细胞成熟，诱导其分泌细胞因子，促进CD4+T细胞增殖，这个过程主要是通过TLR4受体发挥作用的 Dang, YB et al. Carbohydrate Polymers 83 (2011) 10751081 壳寡糖抑制脂多糖(LPS)引起的炎症反应 Liu HT, et.al Acta Pharmacologica Sinica (2011
28、) 32: 478486 脂多糖(LPS)作为革兰氏阴性菌细胞壁组成成分，可以模拟细菌的侵袭，研究表明壳寡糖可以抑制LPS诱导的炎症反应，例如抑制炎症因子IL-8的分泌，此过程是通过磷酸化p38蛋白实现的。 Interleukin-8 (IL-8) Liu HT, et al Carbohydrate Polymers 2010, 81(1):49-56. 肿瘤坏死因子(TNF-a) 是诱导炎症反应的重要因子，研究表明壳寡糖可以抑制TNF-a 诱导的VCAM-1和ICAM-1 粘附蛋白在转录和翻译水平的表达，此过程是通过抑制Erk1/2蛋白的磷酸化实现的. 壳寡糖抑制肿瘤坏死因子引起的炎症反应
29、 在炎症反应中活性氧引起的氧化应激同样发挥重要作用，研究表明壳寡糖可以抑制过氧化氢引起的氧化应激，抑制细胞内活性氧的产生和抑制细胞的凋亡 Liu HT, et al Pharmacological Research 59 (2009) 167175 壳寡糖抑制过氧化氢引起的炎症 反应 脂肪肝 肝坏死 肝硬化 酒精 农残 药物 空气 污染 正常肝脏 环境因素导致的肝损伤 壳寡糖保护肝损伤作用机理研究 正常组 酒精损伤组 COS100 酒精组 COS200 酒精组 CCL4损伤组 C壳寡糖CCL4组 C壳寡糖CCL4组 正常组 COS100CCL4组 COS200CCL4组 ck CCL4组 CO
30、S100酒精组 COS200酒精组 ck 酒精组 壳寡糖对CCL4、酒精导致的大、小鼠的急、慢性肝损伤具有保护作用 (壳寡糖保护机理：增强SOD等抗氧化酶活性) Xu QS et al Mar Biotechnol (2010) 12:292298 Xu QS et al Journal of Biotechnology(2008)S581 壳寡糖促进肝癌细胞凋亡机理研究 壳寡糖上调促凋亡蛋白Bax表达上调 壳寡糖促进肝癌细胞7721凋亡的作用机理图 COS400ppm COS100ppm COS200ppm COS800ppm COS1600ppm CK Xu QS et al Carboh
31、ydrate Polymers 71 (2008) 50914 实验表明:壳寡糖明显促进人肝癌细胞7721的凋亡 Natural products and Glyco-biotechnology research Group 壳寡糖抑制肿瘤细胞的迁移 HCC culture fluid and50ug/mL COS for 24h HCC culture fluid and medium alone for 24h ck 20ppm 50ppm 200ppm 实验表明:壳寡糖能抑制肿瘤细胞培养液诱导下的血管内皮细胞迁移及成管,进而抑制血管形成，其中壳二-壳六糖中壳六糖活性最高 Wu, HG e
32、t,al Carbohydrate Polymers 73 (2008) 105110 Xiong CN et.al Carbohydrate Research 344 (2009) 19751983 Effect of COS on the angiogenesis of breast cancer cellular transplantation tumor control 50mg/kg weight/day 200mg/kg weight/day 500mg/kg weight/day 壳寡糖抑制肿瘤新生血管的形成 （组织切片 40X ） Wu HG et,al Carbohydrat
33、e Polymers 82 (2010) 927932 排名排名 研究机构研究机构 国家国家/地区地区 论文数（篇）论文数（篇） 1 中国科学院中国科学院 （Chinese Academy of Sciences） 中国中国 90 2 釜庆大学釜庆大学 （Pukyong National University） 韩国韩国 56 3 国立首尔大学国立首尔大学 （Seoul National University） 韩国韩国 51 4 浙江大学浙江大学 （Zhejiang University） 中国中国 35 5 武汉大学武汉大学 （ Wuhan University） 中国中国 24 6 鸟取
34、大学鸟取大学 （ Tottori University） 韩国韩国 23 7 农药生物资源研究所农药生物资源研究所 （ National Institute of Agrobiological Sciences） 日本日本 22 1967-2011年壳寡糖研究领域论文发表数量居前七位的机构 其中大连化物所（其中大连化物所（DICP） 60 排名 研究机构 论文数/篇 1 中国科学院大连化学物理研究所 93 2 中国海洋大学 73 3 浙江大学 43 4 南华大学 26 5 江南大学 21 6 山东大学 20 7 北京联合大学 20 8 辽宁师范大学 19 9 武汉大学 18 10 四川大学 1
35、8 1994-2011年8月国内壳寡糖研究领域论文发表量居前十位的机构 获发明专利70余项 获省部、市级奖励10余项 发表论文200余篇 DICP功能糖产品开发与产业化 功能糖保健食品 糖链植物疫苗产品 寡糖饲料添加剂产品 壳寡糖饲料添加剂 亚洲最大的壳寡糖产业基地-GMP车间 壳寡糖生产3项专利 高产酶高产酶 固定化酶固定化酶 A B 质量检测、质量检测、 控制系统控制系统 D 膜分离耦合膜分离耦合 C 比Monaghan 报道的酶活性提高150倍 ZL01136841.1 ZL00110009.2 降解酶可以重复 使用，成本低 特定聚合度寡糖 生产调控及 原位分离 壳寡糖单体的分离 在国内
36、首次成功分离得到壳寡糖单体 系列寡糖标准品的制备 高活性壳寡糖（DP2-8)饲料添加剂制备 壳寡糖分析液相图 壳寡糖分析质谱图 壳寡糖饲料添加剂国家标准送审稿 小结 糖在细胞识别和信号传导中有重要的作用 2001年，糖科学的到来，1995年中国引入糖生物学概念 经过16年研究，1805课题组建立寡糖库，对结构清晰部分寡糖进行了深入的机理研究 寡糖应用已经应用到不同领域，且成熟产业化 62 内容 糖工程研究与应用现状 63 饲料安全与营养技术 碳水化合物中心 壳寡糖与动物健康 Natural products and Glyco-biotechnology research Group (180
37、5)， DICP， CAS 新型的寡糖饲料添加剂 目前我国多糖和寡糖饲料添加剂品种目录（2011） 类别 通用名称 适用范围 多糖和寡糖 低聚木糖（木寡糖） 蛋鸡 低聚壳聚糖 猪和鸡 半乳甘露寡糖、 果寡糖、甘露寡糖 猪，鸡、兔 壳寡糖、褐藻酸寡糖 猪、鸡 壳聚糖 1. 溶解在弱酸性的水溶液 2. 分子量几十万到几百万 3. 只能吸收1-5% 壳寡糖 1. 完全溶于水 2. 分子量小于 2000以下 3. 可以被体内吸收 甲壳甲壳素、素、壳聚糖及壳寡糖的区别壳聚糖及壳寡糖的区别 甲壳素 1. 几乎不溶解在水、酸、碱、有机溶剂 2. 分子量几十万到百万以上 3. 体内很难吸收. 脱蛋白、脱钙 脱
38、乙酰化 生物降解 壳寡糖是自然界中唯一呈碱性、带正电、分子量在2000以内、水溶性、动物性纤维寡糖( 1-4氨基葡萄糖)，简称COS。 壳寡糖与其它常见寡糖活性区别如下： A、吸附性 与脂类等负电荷物质吸附； B、碱 性 中和酸性物质，改善体液； C、特异性 与细胞特异性结合； D、吸收性 可被十二指肠直接吸收入血； E、还原性 抗氧化作用； 壳寡糖结构特点及生物化学特性 不同分子量壳聚糖小肠吸收比较 壳寡糖抗病、促生长的途径 营养影响免疫系统的发育和免疫功能 营养影响肠道的发育和健康 营养影响生长相关基因的表达 COS调节免疫力 COS对鸡的胸腺、法氏囊和抗体效价有明显的增加作用 Huang
39、, R.L., el at (2007) J Sci Food Agric 87:153159 COS对鸡血清中IgG,IgA,IgM的影响 COS能增加鸡血清中IgG,IgA,IgM 的含量 Huang, R.L., el at (2007) J Sci Food Agric 87:153159 Items Diet SEM P-value Control CTC COS d 21 Interleukin-1 0.20ab 0.17b 0.27a 0.02 0.03 Interleukin-6 186.8b 223.5ab 295.3a 17.81 0.02 Tumor necrosis f
40、actor- 2.4 2.6 3.8 0.54 0.54 Interferon- 44.0 44.7 51.6 3.72 0.68 d 42 Interleukin-1 0.19 0.24 0.28 0.02 0.10 Interleukin-6 182.1 213.6 221.0 11.61 0.37 Tumor necrosis factor- 1.27b 1.27b 1.80a 0.09 0.01 Interferon- 41.8b 58.0ab 62.1a 3.67 0.04 China Agricultural University, Ministry of Agriculture
41、Feed Industry Centre COS能够增加鸡血清中 IL-1 , IL-6, TNF- 和 IFN- 量，说明COS可以活化巨噬细胞释放细胞因子增强动物细胞和体液免疫 COS对鸡血清中细胞因子的影响 壳寡糖抑制肠道致病菌与结肠细胞的粘附 壳寡糖显著抑制三种肠道治病的大肠杆菌（O111:H27, O119:H4, and O128:H12).对结肠细胞的粘附，这种抑制作用随着壳寡糖浓度的增加而增加 Jonathan Rhoades，Carbohydrate Polymers 64 (2006) 5759 Liu et al. (2008)J. Anim Sci. 86: 2609-
42、2618 肠道中乳酸菌的数量增加 大肠杆菌的数量却减少 COS对饲养动物肠道菌群的调节 Liu et al. (2008)J. Anim Sci. 86: 2609-2618 对猪的十二指肠、空肠、回肠的绒毛高度和隐窝深度测定，发现COS能明显增加回肠和空肠的绒毛高度 壳寡糖对小肠绒毛形态学的影响 十二指肠绒毛顶端照片 对照组 壳寡糖组 回肠绒毛顶端照片 电子显微镜照片显示，壳寡糖能改善十二指肠和回肠顶端细胞形态学分布，增加隆起的细胞，将平坦的表面改变成粗糙的表面，增加营养物质的吸收，增加饲养幼鸡的生长性能 O. KHAMBUALAI，British Poultry Science 2009，
43、 592597 COS对仔猪的总能量、粗蛋白、钙、磷、脂肪等都有不同程度的增加，其中对钙、磷的吸收增加的比较明显 Liu et al. (2008)J. Anim Sci. 86: 2609-2618 COS促进仔猪营养物质的吸收 COS促进生长 COSCOS对仔猪肝中对仔猪肝中IGFIGF- -1 1基因表达的影响基因表达的影响10101313道为道为COSCOS喂食组喂食组IGFIGF- -1 1表达情况表达情况 图A1.5%凝胶电泳 电泳样品：mRNA逆转录链式扩增形成的DNA。 测量目标：IGF-I与GADPH基因的相对浓度。 各泳道样品组如下： 图BIGFI/GAPDH相对含量比 左
44、图： 泳道1：Marker 泳道2：负对照组（背景组） 泳道3-8：OCR 泳道9-12：14OCR 右图： 泳道1：Marker 泳道2-5：ANT 泳道6-9：GMOS 泳道10-13：COS COS对仔猪肝中IGF-1基因表达的影响 壳寡糖对母猪繁殖性能及仔猪生产性能和血清免疫相关标识的影响 试验方案： 40头妊娠第86天的长白约克夏经产母猪（35胎），随机分为两个处理，分别饲喂添加0和300 mg/kg COS的饲粮至分娩后20天； 仔猪以窝为单位从7日龄起，按22因子设计分组，主效应分别为母猪饲粮COS添加量（0 vs. 300 mg/kg）和仔猪饲粮COS添加量（0 vs. 300
45、 mg/kg），仔猪料饲喂时间为735日龄，仔猪20日龄断奶。 处理 对照组 壳寡糖组 母猪头数 20 20 添加剂量(g/t) -母猪 0 300 添加剂量(g/t)-仔猪 0 300 0 300 （四川农业大学,余冰，2011） 11 9.76 14.69 1.504 10.52 9.67 14.83 1.534 产仔数 产活仔数 初生窝重（kg） 初生均重（kg） 日粮中添加壳寡糖对母猪繁殖性能的影响 对照组D 壳寡糖K 抗体水平 81 COS能在一定程度上维持母猪猪瘟、伪狂犬和蓝耳病疫苗的抗体水平 82 204.08 224.93 213.1 248.58 初生均重（kg） 断奶均重（
46、kg） 断奶前ADG（g/d) 日粮中添加壳寡糖对哺乳仔猪生长性能的影响 D-D D-K K-D K-K 1.44 5.42 1.44 5.82 1.48 5.63 1.48 6.33 初生均重（kg） 断奶均重（kg） 注：D-D表示母猪与仔猪均饲喂基础日粮；D-K表示母猪饲喂基础日粮，仔猪饲喂含300ppm壳寡糖（COS）试验日粮；K-D表示母猪饲喂含300ppm壳寡糖（COS）试验日粮，仔猪饲喂基础日粮；K-K表示母猪与仔猪均饲喂含300ppm壳寡糖（COS）的试验日粮。 结论：妊娠后期和哺乳期同时添加COS有改善仔猪哺乳期增重的趋势（P0.5）,仔猪断奶前添加COS可显著提高仔猪哺乳期
47、平均日增重（P0.05），且母猪与仔猪饲粮同时添加COS组效果最好。 断奶时仔猪免疫相关指标 母猪饲粮添加COS显著提高仔猪断奶时血清 IgG（P0.01）、补体3（P0.05）和IL-10（P0.01）水平，并有提高IgA（P0.1）、IgM（P0.1）和溶菌酶（P0.5）；母猪饲粮和仔猪补饲料同时添加COS组，仔猪断奶血清IgG、IgM、IFN- 和IL-10浓度显著高于其他处理组（P0.05） 83 84 注：D-D表示母猪与仔猪均饲喂基础日粮；D-K表示母猪饲喂基础日粮，仔猪饲喂含300ppm壳寡糖（COS）试验日粮；K-D表示母猪饲喂含300ppm壳寡糖（COS）试验日粮，仔猪饲喂基
48、础日粮；K-K表示母猪与仔猪均饲喂含300ppm壳寡糖（COS）的试验日粮。 仔猪保育期饲粮添加COS可显著提高仔猪育期平均日增重（P0.05） 5.42 8.62 1.48 217.38 308.03 5.82 9.19 1.47 229.09 332.12 5.63 8.86 1.44 219.26 313.77 6.33 9.84 1.43 238.55 346.47 保育起始均重（kg） 保育结束均重（kg） 保育F/G 保育ADG（g/d) 保育ADFI（g/d) 日粮中添加壳寡糖对保育仔猪生长性能的影响 D-D D-K K-D K-K 1.44 8.62 1.48 1.44 9.1
49、9 1.47 1.48 8.86 1.44 1.48 9.84 1.43 初生均重（kg） 保育结束均重（kg） 保育F/G 结论 妊娠后期日粮短期添加COS对母猪繁殖性能无显著影响，但能在一定程度上维持母猪猪瘟、伪狂犬和蓝耳病疫苗的抗体水平 妊娠后期-哺乳期同时添加有改善哺乳期仔猪生长性能的趋势，显著改善仔猪断奶时的免疫力； 断奶前及保育期仔猪料单独添加COS显著改善仔猪生产性能； 母猪和仔猪料同时添加COS对仔猪生产性能及免疫力的改善最好。 85 硫酸锌组 壳寡糖组 螯合锌组 胎产仔数（只） 10.751.72a 12.671.51ab 14.891.24b 初生仔重（g） 1.300.16a 1.330.08a 1.380.21a 仔鼠离乳数（只） 8.261.53a 9.981.87ab 12.251.23b 仔鼠离乳重（g） 7.940.25a 8.950.16b 10.490.17c 仔鼠离乳率% 76.83 78.77 82.27 壳寡糖对小鼠繁殖力的影响 将60只健康小白鼠按体重随机分成硫酸锌、壳寡糖，壳寡糖螯合锌组，雌雄各半，日粮中添加了壳寡糖或壳寡糖螯合锌后，显著提高了小鼠的胎产仔数，离乳数和离乳重。 壳寡糖对母猪繁殖性能改善的应用试验 试验方案： 添加30ppm壳寡糖对二元杂母猪的繁殖性能，及其仔猪生长性能的改善。 对照组98头母猪，试验组母猪99头。 试