壳寡糖应用

一只小小螃蟹

足以改变世界

饲料级纯天然低聚壳寡糖

革新动物饲料:壳寡糖对生长、免疫力和肠道健康的变革性影响

Chitosan Oligosaccharides Introduction

甲壳素(chitin), 广泛存在于虾蟹壳中,是由N乙酰氨基葡糖聚合而成的多糖。

甲壳素经脱乙酰化处理后得到壳聚糖(chitosan)

近十几年来,甲壳素、壳聚糖的研究已在国内外广泛展开,它们在抗肿瘤、防治病源微生物方面的功能越来越引起人们的重视。但由于其不溶于水, 在开发应用上受到很大限制。 为此,通过适当方法将壳聚糖降解为壳寡糖(又称寡聚氨基葡糖、甲壳低聚糖,chitooligosaccharide, chitosan oligosaccharide),即由2~10个氨基葡糖通过β-1-4糖苷键连接而成的低聚糖。

通过一系列实验发现,其不但水溶性好,易被人体吸收,具有抑菌、抗肿瘤、调血脂、调节免疫及活化肠道双歧杆菌等多种生理功能,而且应用领域大大拓宽。

壳寡糖在精细化工、生物医药、保健食品及农林畜牧等方面具有独特的应用价值。


壳寡糖化学结构式

壳寡糖是一种源自甲壳素的多功能生物聚合物,由于其独特的特性,已在多个行业中得到广泛应用。这种可生物降解且无毒的化合物在各个领域具有一系列优势:

  • 医疗保健和制药:壳寡糖的生物相容性使其在医疗应用中具有不可估量的价值。它用于伤口愈合产品、药物输送系统,并用作组织工程中的生物材料。它促进愈合和控制药物释放的能力使其成为制药行业的热门选择。
  • 环境保护:在水处理中,壳寡糖与重金属和其他污染物结合的能力使其成为净化过程的有效剂。这一特性使其在工业和市政水处理设施中使用。
  • 农业:农民和农艺师利用壳寡糖作为天然生物刺激剂和诱发剂。它促进植物生长并增强对病原体的抵抗力,有助于更可持续的农业实践。
  • 食品工业:壳寡糖在食品生产和保存中具有多种用途。它作为抗菌食品添加剂,可用于制造可食用薄膜或涂层,以延长易腐产品的保质期。
  • 饮料生产:在酒精饮料行业,壳寡糖用于澄清葡萄酒、啤酒和威士忌,有助于提高其透明度和稳定性。
  • 膳食补充剂:该化合物还用于生产膳食补充剂,利用其潜在的健康益处。
  • 塑料工业:壳寡糖的可生物降解特性使其成为开发环保塑料替代品的有吸引力的选择。

  • 生物活性。壳寡糖水溶性大于99%,人体吸收率99.88%,从而比壳聚糖具有更优越的生物活性。它能改善肠道微生物的区系分布, 刺激有益菌的生长,其药理活性是同等重量壳聚糖的14 倍。实验证明,壳寡糖应用于乳制品,可使双歧杆菌增生120 倍。
  • 抗菌抑菌作用。壳寡糖具有明显的抗菌抑菌作用。其抑菌作用也是随壳寡糖分子量的降低而逐渐增强,用分子量为1 814,脱乙酰度为84% 的壳寡糖处理非编织布料,发现0.01%的浓度对普通变形杆菌的抑菌率就达到90%,而对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌需0.05%,分子量为2 000~ 30 000, 脱乙酰度为 91.5%的壳寡糖对伴放线放线杆菌和突变链球菌两种口腔病原体有灭活作用。
  • 抗肿瘤作用。壳寡糖能提高机体的免疫活性和抗癌能力,对肝癌细胞有明显抑制作用。
  • 植物的防病抗病活性。壳寡糖还可作为植物调节剂,增强植物对病虫害的防御能力。寡聚糖具有调控植物生长、发育、繁殖、防病抗病等方面的功能,能够刺激植物的免疫系统反应,激活防御反应,产生具有抗病害的活性物质,抑制病害的形成。
3.壳聚糖在动物饲料中有什么好处和功能呢?
壳聚糖来源蟹壳,用作动物营养中的饲料添加剂时具有多种好处和功能。以下是主要优势:
壳聚糖在动物饲料中的益处
  • 1.添加壳聚糖的饲料促进动物的生长:

  • 提高生长速率:
  • 将壳聚糖添加到动物饲料中时,有助于提高动物的生长速度。 这是由于与壳聚糖特性相关的因素组合造成的。
  • 降低抗菌影响:
  • 壳聚糖具有天然的抗菌特性,有助于减少动物消化系统中的有害细菌。 这可以带来更健康的肠道环境,从而减少对抗生素的需求。
  • 增强营养吸收:
  • 壳聚糖可以改善动物消化道对饲料营养物质的吸收。 这是由于它能够沿着肠壁形成一层薄膜,有助于营养吸收。
  • 潜在的益生元作用:
  • 一些研究表明,壳聚糖具有益生元特性,可促进有益肠道细菌的生长。 更健康的肠道微生物组有助于改善整体健康和生长。
  • 免疫系统支持:
  • 壳聚糖的免疫调节特性有助于增强动物的免疫系统。 更强的免疫系统可以通过减少抵抗感染所花费的能量来间接支持更好的生长。
  • 与脂肪结合特性:
  • 在某些情况下,壳聚糖有助于减少脂肪吸收,这有利于管理动物的身体成分。
  • 2.用壳聚糖喂养动物后肠道健康得到改善:

  • 促进健康的肠道微生物群平衡:
  • 壳聚糖可以作为益生元,支持有益肠道细菌的生长。 它可以帮助创造一个有利于有益微生物而不是有害微生物的环境。
  • 更好的消化:
  • 壳聚糖可以提高消化道营养吸收的效率。 它有助于分解某些化合物,使它们更容易消化。
  • 抗菌特性:
  • 壳聚糖的天然抗菌作用有助于控制肠道中的有害细菌,而不会破坏有益菌群。
  • 改善肠道屏障功能:
  • 壳聚糖有助于加强肠道内壁,降低 “肠漏 ”和相关健康问题的风险。
  • 减少炎症:
  • 壳聚糖的抗炎特性有助于维持更健康的肠道环境。
  • 增强免疫功能:
  • 壳聚糖支持的更健康的肠道微生物组有助于增强整体免疫反应。
  • 消化系统疾病的潜在减少:
  • 通过促进平衡的肠道环境,壳聚糖有助于降低某些消化问题的发生率。
  • 3.壳聚糖动物免疫反应增强:

  • 增强免疫系统:
  • 壳聚糖可以刺激免疫细胞的产生和活性。 它可以增强动物的先天性和适应性免疫反应。
  • 抗病性增强:
  • 壳聚糖通过增强免疫系统,可以帮助动物更有效地抵抗感染和疾病。
  • 佐剂特性:
  • 壳聚糖可以作为佐剂,在用于动物健康应用时增强疫苗的有效性。
  • 抗炎作用:
  • 壳聚糖的抗炎特性有助于调节免疫反应,从而减少有害的炎症。
  • 肠道健康改善:
  • 壳聚糖通过促进更健康的肠道微生物组,间接支持整体免疫功能,因为免疫系统的很大一部分位于肠道中。
  • 抗氧化活性:
  • 壳聚糖的抗氧化特性有助于保护免疫细胞免受氧化应激,维持其功能。
  • 伤口愈合支持:
  • 在局部应用中,壳聚糖可以帮助伤口愈合,这是免疫反应的一部分。
  • 4.壳聚糖动物的胆固醇水平降低:

  • 胆固醇结合特性:
  • 壳聚糖可以与消化道中的膳食脂肪和胆固醇结合,会减少它们的吸收。
  • 更健康的动物产品的潜力:
  • 通过降低动物的胆固醇水平,可以生产出更健康的肉类、牛奶或鸡蛋供人类食用。
  • 脂质代谢作用:
  • 一些研究表明,壳聚糖会影响动物的脂质代谢,导致整体胆固醇水平降低。
  • 5.壳聚糖在动物体内的解毒特性:

  • 与毒素和重金属结合:
  • 壳聚糖可与消化道中的各种毒素和重金属结合。 这种结合会减少这些有害物质对动物体内的吸收。
  • 更安全的动物产品:
  • 通过减少毒素的吸收,壳聚糖理论上有助于生产更安全的人类食用动物产品。
  • 螯合特性:
  • 壳聚糖充当螯合剂,与金属离子形成络合物,这有助于将它们从体内清除。
  • 减少环境污染物:
  • 在暴露于环境污染物的动物中,补充壳聚糖有助于减轻这些污染物的影响。
  • 肝脏支持:
  • 通过减少肝脏的毒性负荷,壳聚糖可以间接支持动物的肝脏健康和功能。
  • 有效性的可变性:
  • 壳聚糖的解毒功效因毒素类型、动物种类和剂量等因素而异。
壳聚糖在动物饲料中的功能
  • 生长促进剂:壳聚糖作为一种生物刺激剂,通过提高饲料利用率来促进动物生长。
  • 抗菌剂: 壳聚糖具有抗菌特性,有助于控制动物消化系统内的病原菌和真菌。
  • 免疫调节剂:壳聚糖通过增强免疫细胞的活性和有益细胞因子的产生来调节免疫系统。
  • 毒素吸附剂:壳聚糖具有作为毒素和重金属的结合剂的作用,降低它们在动物消化系统中的生物利用度。
  • 降低胆固醇:壳聚糖具有生化作用,可减少动物体内胆固醇的合成或吸收。
  • 这些分类的好处和功能突出了壳聚糖在动物营养中可以发挥的多方面作用,有助于更健康的牲畜和更优质的动物产品。
4. 哪些类型的动物受益于壳聚糖作为饲料添加剂?

壳聚糖可用作农业和水产养殖中各种动物的饲料添加剂。以下是一些可以从饮食中加入壳聚糖中受益的主要动物类型:

1.壳聚糖对家禽(鸡、火鸡和其他家禽)的好处:
  • 生长促进:
  • 壳聚糖有助于提高家禽的饲料效率和生长速度。

    这会带来更高的肉类产量和整体生产力。

  • 增强免疫系统:
  • 壳聚糖可以增强家禽的免疫系统,帮助它们更有效地抵抗疾病和感染。

    这会减少对抗生素的需求并改善鸡群的整体健康状况。

  • 肠道健康改善:
  • 壳聚糖可以促进家禽肠道微生物群的健康平衡。

    这可以导致更好的消化和营养吸收。

  • 抗菌特性:
  • 壳聚糖的天然抗菌作用有助于控制家禽肠道中的有害细菌。

  • 鸡蛋质量:
  • 一些研究表明,补充壳聚糖会改善蛋鸡的蛋质量。

  • 减轻压力:
  • 壳聚糖的抗氧化特性可以帮助家禽更好地应对环境压力。

  • 潜在的益生元作用:
  • 壳聚糖作为益生元,促进家禽中有益肠道细菌的生长。

2.壳聚糖对猪的好处:
  • 提高生长速率:
  • 在不使用抗生素的情况下,补充壳聚糖有助于提高猪的整体生长速度。

    这会导致更快的体重增加并缩短上市时间。

  • 提高饲料效率:
  • 壳聚糖可以帮助猪更有效地利用饲料。

    这会更好地将饲料转化为体重,从而降低总体饲料成本。

  • 增强免疫功能:
  • 壳聚糖可以增强猪的免疫系统,使它们更能抵抗疾病。

    这会减少对抗生素的需求并改善整体畜群健康状况。

  • 降低猪肉中的脂肪含量:
  • 一些研究表明,补充壳聚糖有助于减少猪的脂肪沉积。

    这会导致更瘦的猪肉产品,这是消费者所希望的。

  • 肠道健康改善:
  • 壳聚糖可以促进猪肠道微生物群的更健康平衡。

    这可以导致更好的消化和营养吸收。

  • 抗菌特性:
  • 壳聚糖的天然抗菌作用有助于控制猪消化系统中的有害细菌。

  • 潜在的应力降低:
  • 壳聚糖的抗氧化特性可以帮助猪更好地应对环境压力。

3.壳聚糖对反刍动物的好处:
  • 改善肠道健康:
  • 壳聚糖有助于维持瘤胃和肠道中微生物的健康平衡。

    这可以导致更高效的消化和发酵过程。

  • 增强营养吸收:
  • 壳聚糖通过促进更健康的肠道环境,可以改善饲料中营养物质的吸收。

    这会带来更好的饲料效率和动物性能。

  • 增强免疫力:
  • 壳聚糖可以帮助增强反刍动物的免疫系统。

    这会导致对各种疾病和感染的抵抗力增加。

  • 潜在的甲烷减排:
  • 一些研究表明,壳聚糖有助于减少反刍动物体内甲烷的产生,这对环境有益。

  • 改进的瘤胃功能:
  • 壳聚糖有助于优化瘤胃 pH 值和发酵模式。

    这会导致更好的整体消化效率。

  • 的寄生虫控制:
  • 壳聚糖在帮助控制反刍动物体内寄生虫方面显示出一些潜力。

  • 抗氧化作用:
  • 壳聚糖的抗氧化特性有助于保护反刍动物免受氧化应激。

4.壳聚糖在水产养殖中的好处:
  • 改善水质:
  • 壳聚糖可以与水中的毒素和杂质结合,有助于保持更清洁的水产养殖环境。

    这可以改善鱼和虾的整体健康状况。

  • 增强抗病能力:
  • 壳聚糖已被证明可以增强水生物种的免疫系统。

    这可以帮助鱼虾更好地抵抗水产养殖环境中常见的各种疾病。

  • 抗菌特性:
  • 壳聚糖的天然抗菌作用可以帮助控制水产养殖系统中的有害细菌。

    这会减少鱼虾养殖对抗生素的需求。

  • 生长促进:
  • 一些研究表明,补充壳聚糖可以提高某些水生物种的生长速度。

  • 伤口愈合:
  • 壳聚糖的特性可以帮助鱼类的伤口更快愈合,这在高密度水产养殖环境中尤为重要。

  • 生物膜减少:
  • 壳聚糖有助于减少水产养殖水箱和设备中生物膜的形成,从而改善卫生状况。

  • 的饲料添加剂:
  • 当用作饲料添加剂时,壳聚糖可以改善水生物种的营养吸收和饲料效率。

  • 环境可持续性:
  • 通过改善水质和减少对化学处理的需求,壳聚糖可以为更可持续的水产养殖实践做出贡献。

5.壳聚糖对宠物(狗和猫)的好处:
  • 改善消化系统健康:
  • 壳聚糖有助于促进宠物肠道细菌的健康平衡。

    这可以导致更好的消化和营养吸收。

  • 降低胆固醇水平:
  • 一些研究表明,壳聚糖可以帮助降低动物的胆固醇水平,这对超重的宠物或有某些健康状况的宠物有益。

  • 增强免疫力:
  • 壳聚糖具有增强免疫力的特性,可以帮助增强宠物对疾病的自然防御能力。

  • 的体重管理:
  • 壳聚糖与脂肪结合的能力有助于控制超重宠物的体重,但这应在兽医的监督下进行。

  • 牙齿健康:
  • 一些宠物牙科产品含有壳聚糖,因为它具有抗菌特性,这有助于减少牙菌斑和牙垢的堆积。

  • 伤口愈合:
  • 壳聚糖的局部应用已显示出加速动物伤口愈合的前景。

  • 潜在的抗炎作用:
  • 壳聚糖的抗炎特性对患有某些炎症的宠物有益。

壳聚糖因其天然来源和生物降解性而在这些应用中特别有价值,使其成为动物饲料添加剂的安全环保选择。

5. 动物饲料中使用的壳聚糖有哪些形式?

壳聚糖可以以多种形式加入动物饲料中,以适应不同类型的饮食和饲养方式。

壳聚糖在动物饲料中的添加比例会有很大差异,具体取决于使用的具体形式、动物类型、预期的健康益处以及现有的监管指南。

以下是壳寡糖的常见使用形式,以及有关不同形式壳聚糖的添加比例及其适用领域的一些一般指南,以及哪种类型的壳聚糖适合每种形式的细分:

1.粉末:壳聚糖粉是最常见的形式,很容易与其他饲料成分混合。它适用于固体和液体进料配方。
  • 添加率:通常为总饲料重量的 0.1% 至 2%。
  • 合适的壳聚糖类型: 粘度范围为 20-100cps 或 100-500cps 的酸溶性壳聚糖通常以粉末形式使用。壳寡糖也适用于需要快速吸收的特定应用。
  • 对应应用:
  • 家禽、猪和反刍动物的生长促进和免疫增强。
  • 改善肠道健康和毒素结合。
  • 掺入预混料或完全进料中。
2.颗粒:壳聚糖可以与其他饲料成分一起造粒。颗粒在畜牧和水产养殖饲料中特别受欢迎,因为它们易于处理和分销。
  • 添加比例:一般在 0.5% 至 1.5% 左右,在造粒前与其他饲料成分混合。
  • 合适的壳聚糖类型: 粘度范围为 100-500cps 或 500-1000cps 的酸溶性壳聚糖通常用于造粒。壳聚糖盐酸盐也适用于特定应用。
  • 对应应用:
  • 需要活性成分均匀混合和受控释放的畜牧和水产养殖饲料。
  • 提高饲料效率和促进生长。
  • 抗病能力增强。
3.薄片:与粉末类似,壳聚糖薄片可以混合到饲料中。这种形式更受欢迎,因为它易于混合在某些类型的动物饮食中。
  • 添加比例:与粉末相似,约为 0.1% 至 2%。
  • 合适的壳聚糖类型:根据所需的应用,具有不同粘度范围的酸溶性壳聚糖可以片状使用。
  • 对应应用:
  • 与粉末形式类似,适合掺入稳定性和易于混合性很重要的进料中。
  • 在某些饲料生产过程中首选。
4.液体解决方案:壳聚糖可以溶解在水中以制成液体饲料补充剂。这种形式有利于精确控制剂量,在水产养殖或幼畜中特别有用。
  • 添加比例:可以有很大差异,通常在最终饲料溶液中以 1% 至 5% 的浓度使用。
  • 合适的壳聚糖类型: 粘度范围为 20-100cps 或 100-500cps 的酸溶性壳聚糖通常用于液体溶液。盐酸壳聚糖或羧甲基壳聚糖也适用。
  • 对应应用:
  • 采用液体喂养系统的水产养殖和幼畜饲料。
5.包衣形式:壳聚糖可以包衣在饲料颗粒上,以控制活性化合物的释放或保护壳聚糖在消化道中的完整性。
  • 添加率:通常在 0.5% 到 1% 左右,具体取决于包衣效率和目标释放曲线。
  • 合适的壳聚糖类型:粘度范围为 100-500cps 或 500-1000cps 的酸溶性壳聚糖通常用于涂料应用。壳聚糖低聚糖也是合适的。
  • 对应应用:
  • 控释制剂,为畜牧业和水产养殖业带来有针对性的健康益处。
  • 在饲料加工和储存过程中保护活性成分。
6.凝胶:在某些应用中,壳聚糖可以以凝胶形式使用,特别适用于特殊饮食需求或兽医保健产品。
  • 添加率:不太常见,但通常以较高浓度使用,例如在特定目标应用中使用 1% 至 10%。
  • 合适的壳聚糖类型: 粘度范围为 100-500cps 或 500-1000cps 的酸溶性壳聚糖通常用于凝胶制剂。盐酸壳聚糖也是合适的。
  • 对应应用:
  • 兽医保健品。
  • 满足特定动物健康需求的专用膳食补充剂。
  • 控释配方,效果持久。
6. 动物饲料中使用的壳寡糖总结一下?

壳寡糖源自蟹壳,是动物营养的基石,具有一系列全面的益处。

作为肠道健康的天然增强剂,它促进有益肠道细菌的增殖,同时抑制有害病原体的生长,从而促进最佳营养吸收并增强动物的免疫防御能力。

其多功能性体现在其熟练的毒素结合能力上,可有效中和消化道中的毒素和重金属,从而保护动物健康。

此外,壳寡糖固有的抗菌特性有助于维持肠道中平衡的微生物生态系统,进一步增强动物的整体健康状况。

壳寡糖的功效因以各种形式提供而进一步放大,这些壳聚糖针对动物饲料中的不同应用量身定制。

无论是粉末、颗粒、液体溶液还是凝胶形式,壳寡糖都能灵活地掺入饲料中,实现精确的剂量控制和有针对性地发挥其有益效果。

每种形式都具有独特的优势,从提高饲料效率和促进生长到增强抗病性和免疫调节。

通过其多样化的形式和多方面的好处,壳寡糖成为促进畜牧业和水产养殖业中动物健康和生产力不可或缺的组成部分。

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