甘草多糖的生物学功能及其在动物生产中的应用
甘草系豆科蝶形花亚科草本植物,又名甜草根、灵通、国老等,属多年生草本植物,其化学成分主要有甘草黄铜、甘草多糖、三铁皂苷类化合物(甘草酸、甘草次酸)(胡金锋和沈凤嘉,1996)。甘草多糖为甘草经传统水煮法、索氏提取法、微波法、酶法、超声法等方法提取出的一种中性可溶性高分子碳水化合物,主要由鼠李糖、葡聚糖、阿拉伯糖和半乳糖组成,具有无细胞毒性、毒副作用小的特点(韩荣生和李鹏,2011;汲晨锋等,2004)。甘草多糖既可以作为药物开发应用于畜牧业中的疾病防治,又可以作为饲料添加剂,增强动物的生长性能,提高免疫力,符合畜牧业绿色生产的要求,具有广阔的应用前景。
1甘草多糖的生物学功能
1.1调节机体免疫功能,提高动物抗病力
研究表明,甘草多糖是一种免疫调节剂,能激活免疫细胞,促进网状内皮系统吞噬功能,提高抗补体的活性(郑尧等,2003),在提高机体免疫功能的同时,对正常细胞无毒害作用(刘三侠等,2013)。甘草多糖在体内和体外均能提高非特异性免疫系统中的自然杀伤(NK)细胞活性、抗体生成水平、细胞免疫系统中的B淋巴细胞增殖及体液免疫系统中的T淋巴细胞增殖,并可选择性增强辅助性T淋巴细胞的增殖能力和活性,调节多种细胞因子的生成与分泌(李发胜等,2009;史砷等,2008)。
1.2抗病毒、抗肿瘤及抑菌作用
研究表明,甘草多糖可作为抗病毒制剂,影响病毒合胞体的形成,对牛艾滋病病毒(BIV)具有一定的抑制作用,抑制率为36.2%;对腺病毒Ⅲ型(AdVⅢ)和柯萨奇病毒(CBV3)具有明显的抑制与直接灭活作用,可用于治疗和预防病毒感染(王岳五等,2001)。甘草多糖具有免疫增强和肿瘤抑制作用,能促进小鼠血清溶血素IgM和IgG的生成,提高抗体生成细胞水平和胸腺、脾脏指数,增强巨噬细胞的吞噬活性,抑制肿瘤细胞S180的生长(胡菁等,2008)。甘草多糖对细菌有较强的抑菌作用,其最低抑菌浓度(MIC)值分别为枯草芽孢杆菌6.25μg/mL、大肠杆菌12.5μg/mL;对酿酒酵母的抑制作用也较明显,MIC值为12.5μg/mL;对青霉菌抑制作用不强(张百刚等,2010)。
1.3提高抗氧化能力
氧自由基是需氧生物细胞正常代谢的副产物,少量氧自由基是维持生命所必需的,但过多氧自由基可引起疾病(赵泳苹和潘家祜,1996)。甘草多糖具有一定的抗氧化活性,可以清除体内过多的自由基,改善抗氧化防御系统,发挥抗氧化作用,从而阻止氧化损伤(杨玲等,2007)。据报道,甘草多糖对DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基都有清除能力,在一定浓度范围内,甘草多糖对羟自由基和超氧阴离子自由基的清除效果与多糖浓度成正相关(杨玲等,2007)。研究发现,加入甘草多糖后,小鼠血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-c)水平明显降低,高密度脂蛋白胆固醇(HDL-c)水平略微升高。而且,血清中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平和总抗氧化能力(TAOC)显著升高(Hong等,2009)。
2甘草多糖在动物生产中的应用
2.1甘草多糖在家禽上的应用
董永军等(2008)提取甘草多糖,并将其以不同浓度和给药途径作用于试验动物,以测定其对肉仔鸡体重、血清中新城疫抗体水平、血液巨噬细胞吞噬功能的影响。结果表明,甘草多糖能促进肉仔鸡体重增加,提高其血清中新城疫抗体水平和血液中巨噬细胞吞噬功能。王丽荣等(2011)将40只1日龄AA雏鸡随机分为4组,每组10只,第Ⅰ组为对照组,第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组为试验组,以研究甘草多糖对雏鸡新城疫抗体效价和体质量的影响,结果表明甘草多糖对雏鸡的生长性能有一定的促进作用,对雏鸡的免疫力有一定的增强作用,其中质量浓度为10g/L的甘草多糖作用效果最显著。王丽荣等(2004)将提取的甘草多糖以饲料添加剂的形式给予1日龄AA肉仔鸡。结果表明,甘草多糖能明显提高AA肉仔鸡的生长性能,即提高肉仔鸡日增重,降低料肉比。董永军等(2012)研究饲料中添加甘草多糖对肉鸡肠道微生物区系的调节作用,结果表明,饲料中添加1.0g/kg的甘草多糖对动物消化道微生物区系的影响明显,促进了肠道有益菌双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖,抑制了有害菌大肠杆菌和沙门氏菌的增殖。
2.2甘草多糖在反刍动物上的应用
王岳五等(2001)从甘草残渣中分离得到甘草多糖,并将其作为抗病毒制剂,研究其对牛艾滋病病毒(BIV)的抑制作用,结果表明甘草多糖可影响病毒合胞体的形成,对牛艾滋病病毒具有一定的抑制作用,抑制率为36.2%。常雅萍等(1989)研究了提取的甘草多糖对细胞内病毒的作用,结果表明甘草多糖对牛痘病毒(VV)有明显的抑制作用。
2.3甘草多糖在水产动物上的应用
王文博等(2007a)研究了包含甘草多糖的甘草粗提物对鲫鱼的免疫作用,结果表明甘草粗提物对鲫鱼血清溶菌酶活性、淋巴细胞哦哦数量、白细胞吞噬活性等多项免疫参数均有免疫增强效应。王文博等(2007b)同样进行了包含甘草多糖的甘草粗提物对鲫鱼抗应激和免疫保护效果的研究,结果表明投喂甘草粗提物后,可有效降低鱼体对拥挤胁迫的应激反应,同时能增强鱼体对嗜水气单胞菌的抗性,具较好的免疫保护效果。陆清儿和董朝明(2009)研究测定水产饲料添加剂甘草多糖对水产养殖动物主要病原菌的抑、杀菌浓度。结果表明,甘草多糖成品及纯品对淡水鱼类细菌性败血症病原菌BSK-10的最低抑菌浓度(MIC)、最低杀菌浓度(MBC)分别为5万mg/L和2万mg/L;对海水鱼致病菌哈维氏弧菌1108-1的MIC、MBC分别为1.25万mg/L和0.5万mg/L;对溶藻弧菌Nb、副溶血弧菌的MIC、MBC分别为10万mg/L和4万mg/L;对爱德华氏菌(Et)、鳗弧菌的MIC、MBC均为20万mg/L,抑菌效果良好,可进一步研制成甘草多糖生物制剂用于水产养殖,预防水产动物疾病。
3小结
综上所述,甘草多糖具有多种生物活性,可以改善动物机体代谢、促进生长发育、提高机体免疫力等。在畜牧业上应用前景广阔。然而,目前国内外关于甘草多糖在猪、牛上的应用研究较少,饲料中适宜的添加量不统一,且中草药作为饲料添加剂的研究仍处于起步阶段,应用到实际生产中还存在一些问题,如毒副作用和药效问题等,均有待进一步研究。此外,在加强对其进一步深入研究的同时也要不断改进生产工艺,降低生产成本,生产优质价廉的产品来加强其推广应用,促进畜牧业健康发展。
(扬州大学动物科学与技术学院,林雨鑫,王靖)
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