CN102091089A - 一种活性牛蒡寡糖在水产养殖中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活性牛蒡寡糖在水产养殖中的应用，活性牛蒡寡糖作为免疫增强剂在水产养殖中的应用，所述牛蒡寡糖为从牛蒡根中提取分离出的一种水溶性和稳定性较好、纯度较高的天然寡糖，寡糖含量95％以上，平均分子量在2134Da，由12个呋喃型的果糖以β(2-1)糖苷键相连，末端为一个吡喃型葡萄糖以α(1-2)糖苷键连接在果糖上的线性直链结构的、聚合度为13，在水产养殖中作为促生长剂和免疫增强剂的应用时，牛蒡寡糖添加量为饲料总重量的0.5-5.0％。本发明的有益效果：促进养殖动物的生长、能改善动物体的营养成分和提高动物的非特异性免疫力和抗病力，在抵抗细菌感染方面也有很高的活性；使用方法简便可行、能适用于多种水产养殖。

Description

一种活性牛蒡寡糖在水产养殖中的应用

技术领域

本发明涉及一种活性牛蒡寡糖在养殖水产动物方面的应用，尤其涉及一种活性牛蒡寡糖作为饲料营养成分和免疫增强剂在水产养殖中的应用。

背景技术

随着渔业生产的日益发展，我国的水产养殖取得了极大成就，养殖产量持续、稳步增长，成为世界第一养殖大国。但是近年来，随着集约化程度的不断加强，养殖密度的加大及养殖环境的不断恶化，随之带来的病害日趋严重，这给养殖业造成了巨大的经济损失。因此，水产动物的健康养殖及疾病防治已越来越受到人们的关注。

目前，对水产养殖动物疾病的控制主要有3种方法：即化学疗法、疫苗接种和使用免疫增强剂。

化学疗法是目前最主要的药物防治方法，而其最常使用的是抗生素类药物，我国的防治对策也基本依靠抗生素类药物。由于养殖者在药物的选择和用量上存在一定混乱，引起耐药性菌株增加、破坏或干扰了水体原有正常微生物区系的生态平衡和危害养殖生态环境等许多不良后果，从而增加了水产养殖动物感染病菌的机会，造成水产品品质的下降和健康安全隐患。并且，抗生素在水体中和水产动物体内的残留也会威胁到人类的健康和安全。世界上许多国家已经禁止多种抗生素在水产养殖中的应用。

当前，先进国家对付养殖病害中所采用的疫苗接种技术已进入疫苗实用化阶段，疫苗虽然可以成为控制水产养殖动物疾病最直接有效的方法，但是目前疫苗的开发和广泛应用也有困难。由于免疫反应具有特异性，一种疫苗只能特异地预防相应的某种疾病，所以实际作用也非常有限。

免疫增强剂由于能弥补化学疗法和疫苗法的不足，被认为是一种比化学疗法更安全、比疫苗法更有广泛效力的防治方法。用免疫学的方法改善水产养殖动物的体质，增强它们对病原微生物的抵抗力不失为一种好方法。健康意识的提高以及加入WTO，对我国水产品的品质提出了更高的要求。在这种“绿色养殖”的大环境下，越来越多的国内外学者进行深入研究，期望研制一种产品。该产品应该既具有性质稳定，又无需要特殊加工技术就能直接使用，不但可以直接提高水产养殖动物的免疫力和抗病力，还可以促进动物的生长，增加动物成活率和生长率，改善养殖动物的营养状况，以实现防在先、治在后的健康养殖目标。

牛蒡寡糖是一种采用生物技术处理从菊科植物牛蒡的根部提取分离的天然水溶性的功能性低聚糖，在技术上突破了传统的酶法合成或水解生产不能控制聚合程度的弊端。它的生产成本较低，纯度较高，均一性和稳定性较好，具有其它寡糖不可比拟的优越性，已经获得国家发明专利授权(ZL03156256.6)。功能实验表明，牛蒡寡糖能显著促进机体胃肠道内的有益菌群的生长和增殖，是有效的双歧杆菌促生长因子。它能促进农作物的生长，诱导提高作物的***抗性，在农业上是一种很好的抗病诱导因子，已经获得国家发明专利授权(ZL200710013126.2)。牛蒡寡糖还具有较强的调节小鼠体液免疫功能、小鼠巨噬细胞吞噬功能和促进小鼠脾淋巴细胞增殖的功能，从而提高动物机体的非特异性免疫力，可以应用在制备具有增强免疫功能的抗肿瘤药物和保健食品上，已经获得国家发明专利授权(ZL200810138023.3)。然而，牛蒡寡糖作为一种活性寡糖，在动物饲料添加剂中的研究刚刚起步，在水产养殖方面的应用目前国内外尚未有报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有水产养殖中病害防治技术所存在的不足，提供了一种活性牛蒡寡糖作为免疫增强剂在水产养殖中的应用，从而减少抗生素在水产养殖中的应用，以确保饲料和水产品安全与卫生、改善水产养殖动物的体质、增强其对病原微生物的抵抗力和免疫力，进而获取一种无污染、无残留、促生长且能提高动物非特异性免疫力、价格低廉、使用简便可行的多功能免疫增强剂应用方法。

本发明是通过下述技术方案来实现上述发明目的的：

一种活性牛蒡寡糖在水产养殖中的应用，其特征在于：活性牛蒡寡糖作为免疫增强剂在水产养殖中的应用，所述牛蒡寡糖(Burdockoligosaccharide，BOS)为从牛蒡根中提取分离出的一种水溶性和稳定性较好、纯度较高的天然寡糖，寡糖含量95％以上，平均分子量在2134Da，由12个呋喃型的果糖以β(2-1)糖苷键相连，末端为一个吡喃型葡萄糖以α(1-2)糖苷键连接在果糖上的线性直链结构的、聚合度为13，在水产养殖中作为促生长剂和免疫增强剂的应用时，所述牛蒡寡糖添加量为饲料总重量的0.5～5.0％。

所述在水产养殖中的应用对象主要为鲆鲽鱼类。

所述活性牛蒡寡糖作为免疫增强剂应用时，活性牛蒡寡糖添加量为饲料总重量的2.0％。

本发明的有益效果为：

1本发明所述活性牛蒡寡糖有着广泛的生物学作用，是一种比化学疗法更安全、比疫苗法更有广泛效力的、能改善水产养殖动物的体质、促生长、增强抗病力的多功能的免疫增强剂。选择本应用在作为水产养殖动物的免疫增强剂的同时还可以作为饲料营养成分，把它们添加到饲料中，养殖动物的成活率、增重率和增长率以及饲料利用率均比对照组显著提高，还能改善养殖水产品的营养状况，其体蛋白质含量明显提高，体脂肪含量有所降低。

2本发明免疫增强剂可以减少或免除抗生素的使用，提高水产养殖动物的非特异性防御机制，提高水产食品质量安全，减少对环境的污染。可以直接添加到饲料中，口服投喂。

3该活性牛蒡寡糖免疫增强剂的原料来源稳定，生产工艺简单，成本低廉，使用方法方便可行。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明作进一步的说明。

一种活性牛蒡寡糖在水产养殖中的应用，所述活性牛蒡寡糖作为免疫增强剂在水产养殖中的应用，所述牛蒡寡糖(Burdockoligosaccharide，BOS)为从牛蒡根中提取分离出的一种水溶性和稳定性较好、纯度较高的天然寡糖，寡糖含量95％以上，平均分子量在2134Da，由12个呋喃型的果糖以β(2-1)糖苷键相连，末端为一个吡喃型葡萄糖以α(1-2)糖苷键连接在果糖上的线性直链结构的、聚合度为13，在水产养殖中作为促生长剂和免疫增强剂的应用时，所述牛蒡寡糖添加量为饲料总重量百分比为0.5％至5.0％。

所述在水产养殖中的应用对象主要为鲆鲽鱼类。

优选地，所述活性牛蒡寡糖作为免疫增强剂应用时，活性牛蒡寡糖添加量为饲料总重量的2.0％。

活性牛蒡寡糖饲料的配制：

称取饲料总重量的0.5～5.0％的活性牛蒡寡糖加入饲料中，充分混匀后，备用。该寡糖包埋于饲料内部能够减缓寡糖在水体中的溶解速率，从而能最大限度地提高寡糖的利用效率。

本发明的活性牛蒡寡糖经养殖试验证实作为新型免疫增强剂在水产养殖中具有促生长、改善水产养殖动物的体质和营养状况以及提高养殖动物的免疫力和抗病力等多种功能。下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不限于此例的范围。

实施例1

试验用大菱鲆幼鱼由烟台开发区天源水产有限公司提供。选择健康均匀的驯化后的大菱鲆1200尾随机分为5组，各设1平行组，分别使用不同的饵料，按正常的饲养管理程序进行。第5组为对照组，饲喂基础饲料。第1、2、3和4组为试验组，分别饲喂含0.5％、1.0％、2.0％和5.0％牛蒡寡糖的饲料，于网箱(120cm×100cm×100cm)中进行流水充气养殖。养殖用水为地下海水与自然海水混合后，经过一次性沙滤流入试验网箱。试验期间水质状况：溶解氧DO为6.0～8.0mg/L，pH为7.8～8.1，温度T为18～22℃，盐度S为30～31。试验在天源水产有限公司养殖车间内进行，试验期为100d，测定其生长的影响。

(1)对大菱鲆成活率、增重率和鱼体增长率指标测定

试验期间大菱鲆成活率、增重率和鱼体增长率分别如表1、表2和表3所示。

试验组鱼体的生长性能显著优于对照组，各生长指标有不同程度的提高。由表1可见，试验期间试验组大菱鲆的平均成活率均在95.0％以上，而对照组成活率为94.0％，试验组的成活率高于对照组。由表2可见，试验组大菱鲆增重率显著优于对照组(P＜0.01)，说明所用牛蒡寡糖免疫增强剂对大菱鲆增重有促进作用。另外，试验组鱼的饲料利用率均明显高于对照组(P＜0.01)，说明饲料中添加牛蒡寡糖免疫增强剂在一定程度上可以促进大菱鲆对饲料的消化吸收，提高饲料利用率，使饲料系数下降，继而调控机体代谢，促进生长。由表3可见，试验期间各试验组鱼体增长率显著优于对照组(P＜0.05)，说明牛蒡寡糖免疫增强剂还能促进大菱鲆鱼体的生长。结果表明，在大菱鲆的基础饲料中添加适量的牛蒡寡糖，对大菱鲆表现出优良的促生长效果，能够显著提高饲料利用率、降低饲料系数，其中试验组3(BOS 2.0％)的使用效果最为显著。

表1试验组与对照组大菱鲆的成活率

注：表中数值为两平行组的平均值。

表2试验组与对照组大菱鲆的生长性能

注：表中数值为两平行组的平均值±标准误差。**P＜0.01

表3试验组与对照组大菱鲆的生长变化

注：表中数值为两平行组的平均值±标准误差。**P＜0.01

(2)对大菱鲆鱼体营养成分指标测定

试验期间所用活性牛蒡寡糖免疫增强剂对大菱鲆鱼体营养成分的影响如表4所示。可见，与对照组相比，试验组大菱鲆鱼体的蛋白质含量均有不同程度地提高，而脂肪、灰分含量均有不同程度地降低。试验组3的使用效果较为显著。

表4试验组与对照组大菱鲆鱼体的营养成分

注：表中数值为两平行组的平均值±标准误差。*P＜0.05

实施例2

生长试验结束后，进行免疫试验。从每组试验鱼中随机选取10尾鱼，用纱布擦干其尾部，分别用1mL无菌注射器自尾静脉处采血，混合在一起，分为2份，1份是注射器中加入预冷的Alsever抗凝剂，取血后于1.5mL Eppendorf管中混匀，制备成抗凝血，然后加入淋巴细胞分离液，分离出血淋巴液，用于白细胞吞噬活力的测定；另1份于4℃冰箱中静置12h，然后以3000r/min离心10min，析出上层血清备用。

非特异性免疫因子的测定：测定血清中酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、溶菌酶(LSZ)、超氧化物歧化酶(SOD)和酚氧化酶(PO)活力以及血淋巴液中血细胞对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的吞噬活性。所有免疫指标测定均为新鲜血样及时测定。

(1)对大菱鲆血清中免疫相关酶活力的影响

由试验组与对照组大菱鲆血清中免疫相关酶ACP，AKP，LSZ，SOD和PO活力的测定结果(表5)可见，各试验组大菱鲆血清中的免疫酶活力表现出了较对照组的更为显著的活力值。试验结果表明，在大菱鲆的饲料中添加牛蒡寡糖，可以显著提高大菱鲆血清中与免疫相关的多种酶活力，特别是试验组3较对照组提高的最为显著。并且牛蒡寡糖使PO活力的提高幅度最大，其次是ACP和AKP，对LSZ活力的影响相对小。鱼类机体免疫相关酶活力的升高主要是由于血细胞在免疫调节剂的刺激下迅速合成这些酶类，并将其释放到血清中参与免疫反应。这说明牛蒡寡糖能够非特异性诱导、刺激大菱鲆机体升高免疫相关酶的活力，从而提高机体的非特异性免疫力。

表5试验组与对照组大菱鲆血清中免疫相关酶的活力

注：表中数值为两平行组的平均值±标准误差。**P＜0.01

(2)对大菱鲆血细胞吞噬活性的影响

由试验组与对照组大菱鲆血细胞吞噬活性的测定结果(表6)看出，饲料中添加牛蒡寡糖后，试验组大菱鲆血细胞对病原菌的吞噬率和吞噬指数较对照组明显提高。结果表明，牛蒡寡糖免疫增强剂对大菱鲆血细胞的吞噬活性有显著的促进作用，特别是试验组3的使用效果最佳。

表6试验组与对照组大菱鲆血液中白细胞的吞噬活性

注：表中数值为两平行组的平均值±标准误差。*P＜0.05

鲆鲽鱼类是较低等的脊椎动物，它的特异性免疫机制还很不完善，其非特异性免疫***仍扮演着重要角色。因此，通过激活抗菌、溶菌活力和免疫相关酶的活力以及活化吞噬细胞的吞噬杀菌功能等途径来杀灭入侵的病原物，提高鱼体的非特异免疫活性，增强鱼类的免疫应答水平是非常重要的。鱼类血清中各种酶类包括LSZ、ACP、AKP、SOD、PO等都是重要的体液免疫因子，在机体中担负着防御的重要功能，对提高鱼体的抗病力和抗应激能力有不同程度的促进作用，因此被作为评价非特异性免疫作用的主要指标。鱼类血细胞的吞噬功能是最重要的非特异性细胞免疫。吞噬细胞担负捕捉和消化侵入到机体的病原物的任务，吞噬细胞在消化病原物的同时可保留有关抗原信息并且将其传递给有关的淋巴细胞，从而激发机体的体液免疫和细胞免疫。因此，鱼类血细胞的吞噬活性也可以作为判定其个体抗病力的一个重要指标。

研究发现，在大菱鲆的养殖过程中，活性牛蒡寡糖能显著提高大菱鲆的免疫相关酶活力，同时有效地增强大菱鲆血细胞的吞噬功能，刺激吞噬细胞产生淋巴因子，增强机体的抗感染能力，而且鱼体血细胞的吞噬活性和血清中多种免疫酶活性的变化趋势基本保持一致。因此，牛蒡寡糖作为一种非特异性免疫调节剂能够显著诱导提高大菱鲆机体的非特异性免疫水平。而且牛蒡寡糖使大菱鲆的免疫功能增强也间接提高了消化酶活力，从而提高其生长速度，促进了大菱鲆的生长。

研究还发现，牛蒡寡糖对大菱鲆的促生长和提高免疫机能的作用效果并不是随着饲料中牛蒡寡糖添加量的增加而逐渐增强的，当牛蒡寡糖的剂量达到2.0％时，即可达到较为满意的应用效果。而当牛蒡寡糖的剂量再增加时，这种作用效果反而有降低的趋势。这说明牛蒡寡糖的作用与使用剂量之间存在一定的效应关系。

Claims (4)

1.一种活性牛蒡寡糖在水产养殖中的应用，其特征在于：活性牛蒡寡糖作为免疫增强剂在水产养殖中的应用，所述牛蒡寡糖为从牛蒡根中提取分离出的一种水溶性和稳定性较好、纯度较高的天然寡糖，寡糖含量95％以上，平均分子量在2134Da，由12个呋喃型的果糖以β(2-1)糖苷键相连，末端为一个吡喃型葡萄糖以α(1-2)糖苷键连接在果糖上的线性直链结构的、聚合度为13，在水产养殖中作为促生长剂和免疫增强剂的应用时，牛蒡寡糖添加量为饲料总重量的0.5-5.0％。

2.根据权利要求1所述的活性牛蒡寡糖在水产养殖中的应用，其特征在于：所述在水产养殖中的应用对象为鲆鲽鱼类。

3.根据权利要求1所述的活性牛蒡寡糖在水产养殖中的应用，其特征在于：所述活性牛蒡寡糖作为免疫增强剂应用时，活性牛蒡寡糖添加量为饲料总重量的2.0％。

4.根据权利要求1-3任一所述的活性牛蒡寡糖在水产养殖中的应用，其特征在于：含活性牛蒡寡糖饲料的制备方法为将活性牛蒡寡糖加入饲料中，充分混匀后备用。