几丁质的作用 几丁质对养殖凡纳滨对虾生长性能和肠道微生态的影响

大家好，感谢邀请，今天来为大家分享一下几丁质的作用的问题，以及和几丁质对养殖凡纳滨对虾生长性能和肠道微生态的影响的一些困惑，大家要是还不太明白的话，也没有关系，因为接下来将为大家分享，希望可以帮助到大家，解决大家的问题，下面就开始吧！

凡纳滨对虾，又称南美白对虾，隶属于节肢动物门、甲壳纲、十足目、对虾科、滨对虾属，原产于美国西部太平洋、墨西哥湾、秘鲁中部和厄瓜多尔等地。

具有生长快、含肉率高、繁殖期长、抗逆力强、耐高密度和低盐度养殖等优点,是目前世界对虾养殖的三大品种之一。

凡纳滨对虾于1988年由张伟权教授引进我国，1994年批量育苗成功，1997年淡化养殖获得成功，1999年成功培育出第一代无特定病原体虾苗，2000年攻克工厂化育苗关键技术，此后其产量逐渐升高并代替中国对虾，成为我国最重要的对虾养殖种类。

几丁质(chitin)又称甲壳素或壳多糖，是由N-乙酰-葡萄糖胺(Nacetylglucosamine,GlcNAc)通过β-1,4-糖苷键连接组成，并以单糖单元相互旋转180°的几丁二糖(GlcNAc)2为结构亚基的多聚体(GlcNAc)n。

它是纤维素的结构同源物，后者是由葡萄糖而不是GlcNAc组成。在自然界中，几丁质会呈不同程度脱乙酰化形式，因此与壳聚糖(chitosan)的区分并不十分严格，壳聚糖是几丁质的完全脱乙酰化形式。

几丁质因富含H、O、N原子，其分子内和分子间容易形成大量氢键，进而形成难溶于水的紧密结构。

根据GlcNAc聚合长链的排列方式，几丁质晶体可分为α型、β型和γ型：α型几丁质晶体聚合链为反向平行排列，是最紧密和最常见的结构，难溶于水和绝大部分溶剂，仅能溶解于一些氯醇和浓酸等溶剂中，是虾、蟹和昆虫等节肢动物甲壳的重要组成部分，在自然界中的含量最高。

β型几丁质晶体聚合链为同向平行排，稳定性比α型差，遇水会膨胀,主要存在鱿鱼、硅藻与蠕虫等生物体中；γ型几丁质晶体为α型和β型的混合体，主要存在于鱿鱼的胃和蚕等昆虫的体内。

除了少数例外，天然几丁质常与其它有机分子(如蛋白质或葡聚糖)交联构成复合物，这些有机分子通常在含有几丁质的复合物中占50%以上。几丁质每年的生物合成量约为1010-1011吨，是世界上含量仅次于纤维素的第二大生物高聚物，同时也是海洋中含量最高的多糖。

几丁质广泛分布于真菌的细胞壁、昆虫的外骨骼、水生甲壳类动物的外壳和围食膜、头足类的海螵蛸、硅藻的细胞壁、海绵和珊瑚的骨骼中。

除了在无脊椎动物中，在许多鱼类和两栖动物的体内也存在几丁质成分并在基因组中发现了编码几丁质合成酶的基因。近年来，几丁质受到越来越多的关注。

因具有无毒性、无免疫抗原性、无热源反应、不溶血、致突变试验阴性、组织相容性良好等优点，它被广泛应用于工业、农业、医学、环保、生物工程等领域。

在医学方面，它是良好的生物材料，在神经系统和肌肉骨骼疾病、心血管疾病和血液病、肾脏疾病和癌症等方面都有潜在的应用价值。

此外它也被应用于化妆品、创口敷料组织工程等方面。在农业上，几丁质被应用于促进植物生长、改善植物营养以及调节和提高植物对非生物和生物胁迫的抵抗力等方面。

几丁质也存在缺点，难溶性极大限制了它的用途。但去乙酰化成为壳聚糖可增加其可溶性，使其用途更广泛。

壳聚糖通常作为生物材料应用，特别是用于给药系统和与其他物质联合使用，以提高其治疗效果，也可应用于种子涂层、叶面喷洒、土壤掺入和作为水果和蔬菜收获后的保护剂等。

几丁质每年的生物合成量达百亿吨，但它并没有在环境中大量积累。这意味着几丁质在自然条件下得到有效的降解和循环，细菌在几丁质的降解中起着重要作用。

细菌利用几丁质主要包括趋化、粘附与降解等过程。一旦感应并粘附到几丁质表面，细菌立即分泌几丁质酶与几丁质结合蛋白协同降解几丁质为二糖与单糖。

根据几丁质酶对多糖链作用部位分为内切酶与外切酶，其中内切酶随机作用底物、水解几丁质糖苷键生成几丁寡糖；外切酶则持续作用底物非还原端，包括几丁质糊精酶、几丁二糖酶与β-N-乙酰己糖胺酶等，几丁质糊精酶将几丁寡糖降解为三糖和二糖，几丁二糖酶裂解几丁质或几丁寡糖生成二糖，β-N-乙酰己糖胺酶则可水解几丁质多糖链的一端或几丁二糖生成单糖。

因此几丁质的降解代谢是由一系列酶与结合蛋白协同作用完成。弧菌是对虾肠道的优势菌，可以促进宿主对食物营养的消化吸收，在水解几丁质等多糖上发挥着重要的作用。

Tzuc等报道从凡纳滨对虾消化道分离的64株细菌除具备蛋白酶与淀粉酶活性外，其中63株具有胞外几丁质酶活性，大部分为弧菌，表明对虾肠道弧菌具备几丁质降解功能。

据推测，弧菌之所以在海洋中具有较高的丰度可能是由于它具备较强的几丁质降解能力。Hunt等通过进化分析进一步证实了弧菌具有序列高度保守的几丁质酶系基因，表明几丁质降解是弧菌属的核心功能之一。

chiA基因编码胞外几丁质酶，负责几丁质的利用，对蟹壳几丁质似乎有最高表达响应。Markov等也发现了霍乱弧菌中几丁质降解是多种几丁质酶、几丁质结合蛋白和相关调控因子组合完成的分解代谢级联，在霍乱弧菌生态中发挥趋化、生物膜形成等特殊作用。

弧菌也是对虾主要的条件致病菌，肠道中高丰度存在的弧菌可能与肠道围食膜几丁质成分结合、从而破坏肠道组织结构。

弧菌几丁质酶可参与宿主感染致病过程，如Meibom等发现霍乱弧菌的基因敲除突变体，即缺失了N-乙酰氨基葡萄糖结合蛋白的突变株不仅对几丁质粘附能力降低，对宿主肠上皮细胞粘附也下降50%，表明霍乱弧菌的几丁质结合蛋白(CBP)在几丁质颗粒及宿主肠道粘附中均有重要作用。

Bhowmick等与Wong等通过霍乱弧菌感染幼鼠模型证实GbpA和粘蛋白之间存在协同作用，GbpA可特异性以浓度依赖方式与粘蛋白结合，进一步表明CBP不仅与几丁质降解产物如(GlcNAc)结合，也能与宿主肠上皮细胞和黏液中GlcNAc分子特异结合。

几丁质是对虾甲壳、肠壁和围食膜的重要组成部分。对虾在生长过程中要经历多次褪壳，褪壳后的对虾比较脆弱，易受病原感染，及时补充几丁质可满足其对能量和甲壳质迅速再生的需要。

野外条件下，几丁质可以作为猎物生物体的组成部分，在虾类的膳食摄入中占重要地位。例如，水溞躯体的几丁质含量为3%-7%，休眠卵中含量高达18%。

养殖生境中，虾类蜕壳后有频繁摄食自身残壳现象，意味着壳中几丁质可被其再利用。几丁质作为重要的营养素，可被对虾肠道内源分泌的几丁质酶和产几丁质酶菌降解，为对虾提供养分。

因此，在对虾饲料中适量添加几丁质是十分必要的。在早期的研究中，Fox观察到，0-16%几丁质饲料对斑节对虾(Penaeusmonodon)的生长无显著性影响。

Clark等报道凡纳滨对虾摄食含1%-4%几丁质的饲料后对几丁质的表观消化率为32%-39%，表明对虾能够利用几丁质生长。

Shiau等和Kumar等研究显示也分别表明了5%几丁质可以促进斑节对虾和罗氏沼虾的生长。Santosromero等报道了虾壳粉对细腕沼虾(Macrobrachiumtenellum)生长具有促进效果。

Tseng等研究发现，0.4%几丁质可显著促进凡纳滨对虾的生长。除了作为营养物质外，Cheng等发现几丁质也是一种可行的免疫刺激剂，0.4%几丁质饲料可显著上调多种酶的免疫应答和免疫相关基因的表达。

迄今为止，几丁质作为凡纳滨对虾饲料组分添加范围及其作用效应尚不明确，仍需进一步研究。对虾产量逐年的升高，使其在满足人们对优质蛋白的需求上发挥着越来越重要的作用。

但同时，大量虾壳被废弃堆积，造成了资源浪费和沿海环境污染。作为虾类食品加工的副产品，虾壳是工业化生产几丁质的主要原料来源之一，通过脱矿、脱蛋白和脱色可获得工业几丁质。加强对几丁质的利用，有利于解决虾壳废物造成的环境污染。

随着经济的发展和人们生活水平的提高，对虾营养成分和口感味道也受到了越来越多的关注。

如海水养殖的凡纳滨对虾往往比淡水养殖的更受欢迎，因为前者粗蛋白含量更高，且具有更强的鲜味和甜味。

研究表明，对虾的肌肉营养成分和风味受饲料配方的影响，0.05%几丁质便可显著降低动物脂肪含量，提升肉质，0.4%几丁质可显著提高凡纳滨对虾躯体粗蛋白的含量，而10%几丁质会显著降低斑节对虾躯体的粗蛋白含量和粗脂肪含量。

但目前尚无研究报道几丁质对凡纳滨对虾肌肉中氨基酸和脂肪酸的影响。因此，本研究制作不同含量的几丁质饲料养殖凡纳滨对虾，检测对虾消化酶和免疫酶活性和肌肉营养成分，以探究其作为饲料组分对凡纳滨对虾生长健康、营养成分和风味的影响并评估其适宜用量。

几丁质用作饲料组分可提高凡纳滨对虾的生长性能、免疫酶和消化酶活性以及对副溶血弧菌的抵抗力，建议其在凡纳滨对虾饲料中的添加量为4%-6%。

饲料几丁质含量为2%-8%时，可在氨基酸或脂肪酸层面优化凡纳滨对虾的营养价值。

16S扩增子和宏基因组测序分析结果表明，几丁质可提高凡纳滨对虾肠道菌群的多样性，增加放线菌、黄杆菌和乳酸菌等有益细菌的相对丰度，降低弧菌等潜在致病菌的比例，增强菌群物质代谢、能量生产功能和对几丁质的降解利用能力，有助于对虾对食物营养的消化吸收。

几丁质与副溶血弧菌LC组合投喂会降低凡纳滨对虾的生长和饲料利用，其作用途径可能是弧菌利用几丁质大量增殖，破坏肠道和肝胰腺组织结构，导致对虾消化酶活性显著下降。

肝胰腺转录组分析结果也表明几丁质与副溶血弧菌互作虽然能提高对虾对几丁质的消化，但会降低对虾对脂质、蛋白质和葡萄糖的消化和能量产生等功能。

【1】周井娟.中国对虾养殖业发展轨迹及技术变迁[J].中国农学通报,2016,32(8):22-29.

【2】张伟权.1989年度国内外对虾养殖生产状况[J].海洋科学,1991,(2):27-30.

【3】崔禾.纵观全球养殖对虾产业现状分析我国对虾产业发展趋势[J].中国水产,2006,(4):14-17.

【4】许雅香,许梓荣.对虾白斑综合症的研究综述[J].水产养殖,2002,(3):33-36.

【5】孙成波,何建国,吴琴瑟,等.斑节对虾高位池地膜养殖模式初步建立[J].中国水产,1999,(6):30-34.

【6】邱德全,谢数涛,齐雪娟,等.斑节对虾虾苗白斑综合症杆状病毒的检测和养殖跟踪[J].湛江海洋大学学报,1999,19(4):11-15.

好了，本文到此结束，如果可以帮助到大家，还望关注本站哦！