不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响-硕士论文

中山大学 硕士学位论文 不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 姓名 陈红雷 申请学位级别 硕士 专业 食品安全生物学 指导教师 李广宏 20100530 不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价 及其对小鼠免疫的影响 专业 食品安全生物学 研究生 陈红雷 导师 李广宏副教授 摘要 本论文基于国内外研究现状 从营养成分 营养价值和对小鼠免疫力的影响 三个方面 研究了3 种方法干燥的蝇蛆蛋白粉的营养价值及免疫功效 以期为今 后蝇蛆蛋白的广泛应用及深度加工提供理论和技术支持 通过研究主要取得如下 结论 1 不同方法干燥的蝇蛆粉营养成分分析 蝇蛆经过普通干燥 微波干燥和冷冻干燥后 营养组分不同 结果表明 冷 冻干燥的蝇蛆粉中氨基酸总量最高 其次为微波干燥的蝇蛆粉 普通干燥的蝇蛆 粉氨基酸含量最低 造成以上结果的原因主要是蝇蛆在普通干燥过程中丙氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸和酪氨酸易被破坏 从而导致氨基酸总含 量下降 在脂肪酸方面 微波干燥易造成蝇蛆粉中的脂肪酸降解 通过分析 作 者认为 蝇蛆蛋白的氨基酸组成较合理 其第一限制氨基酸为蛋氨酸 2 不同方法干燥的蝇蛆蛋白粉对大白鼠生长及消化吸收的影响 营养评价的结果表明 用冷冻干燥 普通干燥和微波干燥的蝇蛆粉饲养大白 鼠 其表观消化率分别为6 8 4 4 6 2 8 2 和6 4 均显著低于酪蛋白 在生物 价方面 用冷冻干燥 普通干燥和微波干燥的蝇蛆粉饲喂大白鼠 其生物价分别 为8 3 3 4 7 9 9 和7 4 4 8 均高于用酪蛋白饲养的大白鼠 其中冷冻干燥的 蝇蛆粉和普通干燥蝇蛆粉的生物价与酪蛋白相比 差异显著 在蛋白利用率和蛋 白效价方面 冷冻干燥的蝇蛆粉 其蛋白利用率和蛋白效价均最高 分别为 5 7 0 1 和2 7 9 其次为酪蛋白和普通干燥的蝇蛆粉 微波干燥的蝇蛆粉最低 在大白鼠生长方面 饲喂冷冻干燥蝇蛆粉的大白鼠生长最快 其次是酪蛋白 再 次是微波干燥的蝇蛆粉 而普通干燥的蝇蛆粉生长最慢 3 不同方法干燥的蝇蛆粉对小鼠免疫力的影响 一定剂量的蝇蛆粉可以提高免疫力低下小鼠的非特异性免疫和细胞免疫能 力 经测定 以1 O g k g 一2 O g k g 的蝇蛆量饲养小鼠 其免疫效果最好 但不同方 法干燥的蝇蛆蛋白粉对小鼠非特异性免疫和细胞免疫的影响程度不同 在三种干 燥方法中 冷冻干燥的蝇蛆粉对提高小鼠非特异性免疫和细胞免疫的效果最佳 就普通干燥和微波干燥的蝇蛆粉而言 普通干燥的蝇蛆粉对提高小鼠非特异性免 疫的效果要好于微波干燥的蝇蛆粉 但微波干燥的蝇蛆粉却在提高细胞免疫方面 要显著好于普通干燥的蝇蛆粉 关键词 蝇蛆 干燥方法 营养价值 免疫 生长 I I E v a l u a t i o no fN u t r i t i v ev a l u ea n dt h ei m p a c to nr a t l m m U n ef u n c t i o nf o rM u s c ad o m e s t i c al a r v a ed r i e db y d i f k r e n tm e t h o d s M a j o r F o o ds a f e t yb i o l o g y N a m e C h e nH o n g l e i S u p e r v i s o r L iG u a n g h o n g A s s o c i a t eP r o f e s s o r A bs t r a c t M u s c ad o m e s t i c ai sa ni m p o r t a n tr e s o u r c ei n s e c tw h i c hi sr i c hi np r o t e i n u n s a t u r a t e df a t t ya c i d s c h i t o s a na n dm i n e r a l I tc a nu s ea sp r o t e i nf e e df o rf e e d i n g l i v e s t o c k p o u l t r ya n d o t h e re c o n o m i ca n i m a l s S om a n yc o u n t r i e sh a v eb e e nr e a l t h e i n s e c to nl a r g e s c a l ef o ru t i l i z i n ga sf e e dp r o t e i n T h ep o t e n t i a lf o ri n c r e a s e de f f i c a c y o ft h ep r o t e i nt h r o u g hi m p r o v e dd r y i n gm e t h o d si sg e n e r a l l yr e c o g n i z e d B u tf e w s t u d i e so nt h ed r y i n gm e t h o d o l o g yt oe f f i c a c yo ft h ep r o t e i nh a v e b e e nc o n d u c t e d I n t h i ss t u d y a u t h o re v a l u a t e dt h en u t r i t i v ev a l u ea n dt h ei m p a c to nr a ti m m u n ef u n c t i o n f o rM u s c ad o m e s t i c al a r v a ed r i e db yt h r e em e t h o d s T h er e s u l t sa sf o l l o w s 1A n a l y s i so fn u t r i t i v ec o m p o s i t i o n si nh o u s e f l yl a r v a ed r i e db yd i f f e r e n t m e t h o d s T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h en u t r i t i v ec o m p o s i t i o n si nh o u s e f l yl a r v a ew e r e c h a n g e dw h e n t h el a r v a ew e r ed r i e db yo v e n d r y i n g m i c r o w a v e d r y i n ga n d f r e e z e n d r y i n g I tw a sf o u n dt h a tt h en u t r i t i o n a li n g r e d i e n ti nt h eh o u s e f l yl a r v a ed r i e d b yf r e e z e d r y i n gW a sd e s t r o y e df e w e rs e r i o u s l y w h i l eo t h e r t w od r y i n gm e t h o d s c o u l dd e s t r o yt h ea m i n oa c i d so ft h eh o u s e f l yl a r v a e s u c ha s a l a n i n e a s p a r t a t e I I I a m i n o g l u t a m i n i ca c i d l y s i n e p h e n y l a l a n i n e a n dt y r o s i n e F o rt h ef a t t ya c i d s t h e m i c r o w a v e d r y i n gc o u l do x i d a t ea n dd e g r a d a t et h eu n s a t u r a t e df a t t ya c i d so ft h e h o u s e f l yl a r v a e C o m p a r i n gw i t l lt h eF A O W H O r e c o m m e n d e de s s e n t i a la m i n oa c i d p a t t e m t h ec o m p o s i t i o no fa m i n oa c i do ft h eh o u s e f l yl a r v a ew a sr e a s o n a b l ea n dt h e f i r s tl i m i t i n ga m i n oa c i dW a sm e t h i o n i n e 2E f f e c to ft h eh o u s e f l yl a r v a ed r i e db yd i f f e r e n tm e t h o d so ng r o w t ha n d d i g e s t i o nf o rr a t s T h eh o u s e f l yl a r v a ed r i e db yo v e n d r y i n g m i c r o w a v e d r y i n ga n df r e e z e d r y i n g w e r ef e dt ot h er a t sa sp r o t e i nf e e d T h ed i g e s t i b i l i t yo f t h er a t sw e r e6 8 4 4 6 2 8 2 a n d6 4 r e s p e c t i v e l y W h i c hw e r es i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a nt h a to fr a t sf e dt Oc a s e i n T h eb i o l o g i c a lv a l u ew e r e8 3 3 4 7 9 9 a n d7 4 4 8 r e s p e c t i v e l y a l lh i g h e rt h a n t h a to fr a t sf e dt oc a s e i n B u to n l yt h eb i o l o g i c a lv a l u e so ft h er a t sf e dt of r e e z e d r y i n g a n do v e n d r y i n gh o u s e f l yl a r v a ew e r es i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n tf r o mt h a tf e dt oc a s e i n T h ep r o t e i ne f f i c i e n c yr a t i oo fr a t sf e dt of r e e z e d r y i n gh o u s e f l yl a r v a eW a st h e h i g h e s t a n dt h e nt h er a t sf e dt oo v e n d r y i n gh o u s e f l yl a r v a e t h a to ft h er a t sf e dt o m i c r o w a v ed r y i n gh o u s e f l yl a r v a ew e r et h el o w e s t T h er e s u l t sa l s os h o w e dt h a tt h e r a t sf e dt ot h e f r e e z e d r y i n gh o u s e f l y l a r v a eg r o wf a s t e rt h a nt h a tf e dt o m i c r o w a v e d r y i n ga n do v e n d r y i n gh o u s e f l yl a r v a e 3T h ee f f e c to ft h eh o u s e f l yl a r v a ed r i e db yd i f f e r e n tm e t h o d sa sr a tf e e do nt h e r a t Si m m u n i t y T h ei n n a t ei m m u n i t ya n dt h ec e l li m m u n i t yc o u l db ei m p r o v e df o rt h er a t sf e dt o h o u s e f l yl a r v a e T h ea p p r o p r i a t ed o s ei s1 O 2 0 9 k g B u tt h eh o u s e f l yl a r v a ed r i e d b yd i f f e r e n tm e t h o d sh a v ed i f f e r e n te f f e c to nt h ei m m u n i t yo ft h er a t s C o m p a r i n go f t h et h r e ed r y i n gm e t h o d s t h er a t sf e dt ot h ef r e e z e d r y i n gh o u s e f l yl a r v a ec o u l db e i m p r o v e dm o s to b v i o u s l yi nb o t hi n n a t ea n dc e l li m m u n i t y F o rm i c r o w a v e d r y i n g a n do v e n d r y i n gh o u s e f l yl a r v a e T h ei n n a t ei m m u n i t yc o u l db ei m p r o v e db e t t e rf o r t h er a t sf e dt oo v e n d r y i n gh o u s e f l yl a r v a e w h i l et h ec e l li m m u n i t yi m p r o v e db e t t e r f o rt h o s er a t sf e dt om i c r o w a v e d r y i n gh o u s e f l yl a r v a e K e yw o r d s h o u s e f l yl a r v a e d r y i n gm e t h o d s n u t r i t i v ev a l u e i m m u n i t y g r o w I V 原创性及学位论文使用受权声明 原创性声明 本人郑重声明 所呈交的学位论文 是本人在导师的指导F 独立进行研究 工作所取得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果 对本文的研究作出重要贡献的个人和集 体 均已在文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者签名 尼 红留 日期 动年 月7 日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有权保留 学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版 有权将学 位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆 院系资料室被查 阅 有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索 可以采用复印 缩印或其 他方法保存学位论文 一虢危 红留 导师躲痞了秀 日期 扫 口年6 月 日 中山大学硕士学位论文 不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 第1 章前言 1 1 昆虫营养及研究现状 昆虫是地球上最大的生物类群 其规模大 分布广 昆虫学家估计现存种类 实际在2 0 0 万 5 0 0 万种之间 种类最多的目为鞘翅目 C o l e o p t e r a 鳞翅目 L e p i d o p t e r a 膜翅 H y m e n o p t e r a 和双翅目 D i p t e r a 因为昆虫具有数量大 繁殖速度快 蛋白质含量高 易于饲养等特点 被认为是目前最具开发潜力的动 物蛋白源 有巨大的开发和应用潜力 l 2 大量研究和营养分析表明 大部分昆虫 体内含有丰富的蛋白质 不饱和脂肪酸 微量元素 且具有低胆固醇和低纤维等 特点 更重要的是昆虫蛋白质中氨基酸组成比例接近联合国粮食与农业组织 简 称粮农组织 F A O t J 定的蛋白质必需氨基酸组成模式 易于被机体吸收利用 所以在蛋白资源日渐紧缺的今天 加速研究和开发营养丰富 品质优良的昆虫资 源 将具有重要的现实意义 1 1 1 黄粉虫 黄粉虫的体内含有丰富的蛋白质 氨基酸 脂肪 微量元素和维生素等 研 究表明 黄粉虫幼虫 蛹和成虫的蛋白质可达5 0 以上 其中必需氨基酸占总氨 基酸的比例达到4 0 以上 三种虫态的脂肪含量均超过3 0 且近9 0 的脂肪酸 为C 1 6 C 1 8 脂肪酸 其中以不饱和脂肪酸为主 油酸和亚油酸分别占5 0 和2 5 以上 黄粉虫幼虫及蛹中含有丰富的矿物质元素锌 铜 铁 钙 镁 3 4 以上 可以看出 黄粉虫是一种具有极高开发价值的昆虫资源 黄粉虫可以作为饲料 饲喂雏鸡 鹌鹑 乌鸡 斗鸡 鸭 鹅等禽类 用其 喂养的雏禽生长发育快 产卵期提前 繁殖率及成活率都有提高 而且可以增强 其抗病能力 研究表明 用3 6 鲜黄粉虫代替等量国产鱼粉饲喂肉鸡 其增 重率提高1 3 饲料报酬提高2 3 5 1 用3 黄粉虫虫粉代替鱼粉饲养肉仔鸡 尽 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 管肉仔鸡生长性能与饲喂鱼粉的接近 但经济效益却显著提高 6 1 1 1 2 蚕蛹 我国蚕蛹资源丰富 年产蚕蛹3 0 万吨以上 约占全世界总产量的8 0 蚕蛹 含有丰富的蛋白质 高于鸡蛋和猪肉 且多为营养价值高的球蛋白和清蛋白 易 被动物消化吸收 研究表明 蚕蛹粗脂肪 粗蛋白分别高达2 0 7 7 和7 0 6 9 1 4 种氨基酸总含量大于6 0 其中8 种人体所必需的氨基酸均高于大豆 是一种 优质的昆虫蛋白源1 7 1 蚕蛹不仅具有很高的营养价值 还具有促进脂肪代谢 保 护肝脏 促进肝细胞再生 增长智力 保护视力 延缓衰老 提高免疫机能 强 壮 降血糖和抗癌等多种药理作用 8 研究报道 蚕蛹中铁 锌 铜 锰含量超 过牛奶 大豆 猪肝 特别是蚕蛹蛋白中富含锌 钾及低含量的重金属l 1 同 时 干蚕蛹中含有3 0 左右的油脂化合物 其中7 5 以上为不饱和脂肪酸 油脂 中还含有约1 的非皂化物 如D 2 谷甾醇 胆固醇及菜油甾醇 1 0 1 除此之外 蚕蛹 中还含有约3 7 的甲壳素 4 左右的多糖类物质 多种维生素以及微量的抗菌 肽 溶菌酶和激素等生物活性物质 蚕蛹作为保健品具有很高的利用价值 据报道 用蚕蛹肽喂养小鼠 其可以降低小鼠血清胆固醇 使胆固醇达到正 常范围 并具有抗氧化作用 1 1 1 蚕蛹蛋白对小鼠免疫功能有加强作用1 1 2 1 3 用发 酵蚕蛹 未发酵蚕蛹与鱼粉饲喂鲤鱼 其结果以发酵蚕蛹效果最型1 4 1 用蚕蛹粉 喂猪 日平均增重比不加蚕蛹粉的高2 3 6 而且可以缩短育肥期 提高猪出 栏率 另有研究发现 用酶解蚕蛹配制成的氨基酸饮料 其蛋白质含量达1 7 2 m g m l 8 种游离状态的必需氨基酸含量占总蛋白质含量的2 7 4 5 t 1 1 3 蝗虫 蝗虫俗称蚂蚱 种类很多 营养丰富 是一类蛋白质含量很高的昆虫 有的 甚至高达7 7 干体 据报道 蝗虫粉的粗蛋白及氨基酸含量和秘鲁鱼粉基本相 同 小稻蝗卵中氨基酸A s p S e r V a l L e u 均比鱼粉 肉骨粉 麦麸高 其脂 肪 碳水化合物比蝇蛆 鱼粉 肉骨粉高 1 6 1 有报道中华稻蝗粗蛋白占干体的7 3 4 0 2 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 且氨基酸组成齐全 必需氨基酸占总氨基酸量的4 7 7 3 1 7 蝗虫作为一种蛋白质含量高 营养成分丰富的昆虫 可以作为优质蛋白加入 饲料 饲喂畜禽时 可用蝗虫代替全部鱼粉或部分鱼粉 其成本低 效益高 也 可用活虫直接饲喂 另外 用蝗虫喂养鸡鸭 生长快 产蛋高 用蝗虫作为家禽 饲料 所饲养家禽的成活率 体重 产蛋量 产蛋率等均有明显提高或增长 1 8 1 1 4 蝇蛆 家蝇幼虫 M u s c ad o m e s t i c a 具有高效免疫和高速增殖的能力 而且其营养 丰富 蛋白质含量高 据测定 鲜蛆含粗蛋白1 5 6 2 干粉含6 0 8 8 无论是 鲜蛆还是干蛆 其蛋白含量都分别略高于或接近鲜鱼粉及肉骨粉 19 1 其氨基酸种 类丰富 达1 6 种以上 脂肪含量占1 6 其中多为不饱和脂肪酸 而且家蝇幼虫 富含纯度极好的几丁质以及人畜所必需的微量元素铁 铜 锌 锰 钴 硒 碘 等1 2 0 2 3 l 因此 美 英 前苏联 日本等国在2 0 世纪6 0 年代末就开始研究蝇蛆的 大规模人工饲养 以期获得优质的动物性昆虫蛋白 另外 蝇蛆体内含有特殊的 抗菌肽 A T P 锌等 作为饲料使用有助于提高畜禽的抗病能力 2 4 1 蝇蛆粉是一种新型 廉价 优质的饲料蛋白质 其作为饲料已被广泛应用于 家禽 家畜的养殖过程中 在猪饲粮中添加少量蝇蛆肽后 可显著提高猪的日增 重 蛋白质利用率和饲料转化率 25 用蝇蛆蛋白粉作为蛋白源饲喂大白鼠 其 营养效价高于酪蛋白 2 6 在饲粮中添加0 2 0 5 和1 O 的蝇蛆肽均能显著提 高大白鼠的日增重 降低大白鼠饵料系数 2 4 将鲜蛆添加在配合饲料中饲喂肉 鸡 可节省饲料 使日增重和饲料报酬率分别提高9 6 和4 9 左右 2 7 用蝇蛆 粉代替等量鱼粉饲养蛋鸡 也取得了理想的效果1 2 8 用干蛆粉代替秘鲁鱼粉饲喂 一龄草鱼 一个月以后 用蝇蛆粉饲喂的草鱼比用鱼粉饲喂的草鱼 增重多 2 0 8 t 2 9 1 家蝇具有繁殖快 饲养简单 产率高 食性广 抗病力强等特点 是一种极 具开发前景的资源昆虫 1 1 5 其它 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 弯齿琵甲是分布于我国西北东部和华北北部的一个优势种 具有广泛的开发 利用前景 据报道幼虫干体含粗蛋白5 0 4 0 粗脂肪2 3 2 0 已知蛋白质含有 1 8 种氨基酸 其中必需氨基酸占氨基酸总量的5 0 3 8 必需氨基酸与非必需氨 基酸之比 E N 为1 0 2 且其氨基酸指标均高于1 9 7 3 年F A O 规定的蛋白质参考模式 3 0 弯齿琵甲有1 1 种氨基酸百分含量高于秘鲁鱼粉 其中蛋氨酸含量是秘鲁鱼 粉的8 3 倍1 3 l J 据介绍 用稻草 杂木等培育出来的白蚁 约经1 周便可用作饲料 蚂蚁蛋 白质含量达4 2 以上 还含有微量元素等 将白蚂蚁烫死后晒干 拌入饲料中喂 养禽畜 不仅生长快 而且可提高免疫力 减少疾病发生 1 2 营养与免疫 免疫是一种自我维护功能 其目的就是保护自身分子免受损伤 去除恶化或 移位的分子和细胞 防止细胞的过度增殖和保护组织免受病原菌的侵害 动物体 内大量的物质和组织都参与了这种机体的自我维护 其中 最明显的就是由肝脏 产生白细胞 和免疫系统中的一种辅助蛋白 专门识别外原物质并激起自我修复 功能 机体自我修复功能的丧失 会导致生产力的下降 生长停止 加速老化和 感染疾病 而适当的膳食可以通过免疫系统来激发机体的自我修复功能 在物种的进化过程中 保留了两种免疫系统 非特异性先天免疫和获得性免 疫 进化过程中 物种之所以选择这两种免疫系统是因为他们所消耗的能量最少 产生的效果最好 3 4 J 非特异性先天免疫系统可以通过B 淋巴和T 淋巴细胞库中 多样化的抗原受体来检测细菌 病毒和一些自适应系统中几乎不变的分子基序 3 2 3 3 1 从而作出反应 非特异性先天免疫由巨噬细胞 异嗜白细胞和初始B l 淋 巴细胞介导 产生天然抗体 来防御 对抗潜在的病原体 且效果非常良好 这 种免疫系统容易形成 但每次耗能很高 而且同种病原体每次入侵都会引起同种 免疫反应 对于生命周期长 体积大的动物 其耗能将是非常之高 也会浪费很 多能量 于是获得性免疫应运而生 获得性免疫是由B 2 和T 淋巴细胞介导的 当病原体第一次入侵时 它不会起到任何作用 机体会感染疾病并产生抗体 但 4 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 当同种病原再次入侵时就可以迅速激起获得性免疫系统 并持续一周以上 获得 性免疫的获得需要机体付出较高的代价 但获得后 再次遇到同种病原入侵就可 以迅速激起获得性免疫 且耗能很少 所以对于一些生命周期短 繁殖率高的物 种更宜选取非特异性先天免疫 而对于生命周期长的物种 则更多采取获得性免 疫 3 5 1 另外 动物提供肠道菌群植物多糖 以维持共生关系 而宿主也是主要 通过获得性免疫来控制这些菌群的 营养均衡对免疫系统正常运转非常重要 充足的矿物质 维生素以及适量的 蛋白质 糖类和脂肪 是维持机体良好免疫功能所必需的 当营养失衡时 免疫 系统就会遭到破坏 引发免疫功能紊乱 1 2 1 营养与免疫组织 当免疫系统响应病原体时 抗原特异性胸腺细胞迅速扩增并分泌抗体 生发 中心从骨髓中招募大量的成熟的免疫球蛋白和替代性吞噬细胞 并由肝脏迅速产 生大量的保护性辅助蛋白 而这都需要有营养储备 并且免疫反应所需要的能量 是平时代谢的6 倍 这就需要更多的营养物质 3 6 最近的研究表明 在这种应 激免疫反应中 有几种氨基酸是必需的 尤其是半胱氨酸需要最多 因为产生保 护性辅助蛋白需要大量的半胱氨酸 而且肝脏还会产生大量含半胱氨酸的谷胱甘 肽 3 7 3 引 但总体来看 细胞增殖所需要的氨基酸和其它一些酶底物与每天的摄 入量相比并不是很多 研究表明 淋巴细胞增殖所需要的氨基酸不到每天所需氨 基酸量的1 3 9 4 0 就算组织需要大量的营养物质 而机体又无法获得时 某些组织功能也不会 大幅下降 因为机体中一些组织拥有优先获得营养的机会 除非营养长期缺乏或 极度匮乏 否则机体是不会被损坏的 比如大脑就是一个有优先权的组织 相比 较骨骼组织 其在营养获得上不但没有优先权 而且当营养匮乏时 其还首先被 分解 研究证明 法氏囊细胞有优先享受葡萄糖 异亮氨酸和赖氨酸的权利 但 胸腺细胞则没有 而且面对营养匮乏 法氏囊细胞会增强它获得葡萄糖和赖氨酸 的能力 而胸腺细胞会降低它们的吸收 所以胸腺对食物争夺 能量不足和氨基 酸缺乏极其敏感 会迅速造成重量和细胞构成的减少 4 H 3 1 较少的C D 4 胸腺细 5 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 胞会导致I g G 减少 较少的C D 8 胸腺细胞会降低迟发型超敏反应 1 1 2 2 营养与病原菌 病原菌需要从寄主中获得必需的营养来维持生存和繁殖 可用营养越多它们 的平衡能力 增殖能力就会越强 就越有可能跨过免疫防线 微生物的很多重要 致病基因会编码能采集营养的大分子 在血清中 铁是很多病原菌生长的第一限 制营养元素 在对病原菌的急性反应中 免疫系统迅速地清除体液中的铁元素 从而限制铁元素被病原菌利用 抑制病原菌的生长 如果增加铁元素就滋养了病 原菌 增加了它们的毒性 比如鸡蛋中含有丰富的运铁蛋白 这是一种反应蛋白 鸡在生产期 免疫力会下降 当受到细菌攻击时 机体就会通过铁蛋白将细胞液 中的铁迅速转移到鸡蛋中 从而达到抑制细菌的作用 在哺乳动物中为乳铁蛋白 当受到细菌感染时 铁元素被从细胞外液中迅速转移 螯合成铁蛋白储存于肝脏 内部1 4 习 所以说 营养对免疫细胞和病原菌都是重要的 关键是控制量 1 2 3 营养素与白细胞 食物中的一些成分可以调节白细胞的免疫反应 主要通过以下三种方式 影 响引起免疫反应的刺激阀值 改变反应类型和变更响应时间 具有免疫调节活性 的营养素主要有多不饱和脂肪酸 类胡萝卜素 植物次生化合物 如木黄酮 黄 酮和许多其它草药 维生素A C D 和E 4 2 1 有趣的是 人们发现白细胞上 含有这些调节营养素的受体 包括过氧化物酶体增生物激活受体 P P A R 和维 甲酸X 受体 础嫒 所以 免疫调剂营养素主要通过受体介导信号来调节免疫 反应 最有特色的列子就是多不饱和脂肪酸P U F A 通过P P A R R X R 影响类花生 酸的释放 从而调节免疫反应 5 3 5 4 1 相对于1 1 6P U F A n 3P U F A 可以增加抗体 应答反应 减少T 淋巴细胞参加细胞介导的反应和减少炎症反应 所以n 3P U F A 会对严重的炎症和细胞参与应答的疾病降低其免疫效应 但是 也降低了因过度 的炎症反应引起疾病的概率 5 5 5 8 1 物有两面 对于免疫调节营养素来说 对一种 疾病有好处 也就意味着对其他疾病可能就有损害 5 9 1 抗氧化剂也具有免疫调节作用 部分是因为对白细胞自由基的影响 突发性 的自由基产生是白细胞转导机制的信号 维生素E 可以熄灭这个过程 降低过 6 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 敏反应 而在高剂量时 维生素E 会通过其他机制来起作用 其中部分机制已 被发现1 6 0 l 多种机制的出现会导致复杂的剂量应答关系 超过一定需求量会使 病原引起的抗体反应增强和增加更多的C D 4 C D 争胸腺淋巴细胞来抵抗疾病 6 1 6 2 然而 超过太多就会导致全身抗体反应的降低 6 3 6 4 1 营养素也可以通过影响控制中间代谢的激素来调节免疫系统 白细胞上含有 各种激素的受体 比如胰岛素 胰高血糖素 皮质激素 生长激素 类胰岛素生 长因子 维生素D 雌二醇 和甲状腺素等的受体 白细胞的各种反应会受到这 些激素浓度的影响 而这些激素的浓度又受到饮食的摄取量以及饮食中蛋白质 脂肪和糖类比例的影响 所以饮食中的大剂量营养素和微量营养素均具有免疫调 节作用 6 5 适当地限制食量或能量可以加强多方面的免疫反应 但是严重限制 就会导致产生很高的皮质激素 降低部分免疫反应嘶螂 限制食量可使很多先天 免疫和抗体反应迅速增强 然而T 细胞反应则会降低 同样的 摄入过多的食 物和能量会使免疫指数降低 6 9 7 0 1 1 2 4 免疫与生产 炎症反应通常伴随着自由基的产生 细胞因子和氧化亚氮的释放 炎症反应 是先天免疫所必要的 由巨噬细胞 中性粒细胞核和其它一些细胞来完成 然而 在家禽和其它一些动物中 由致炎症细胞因子介导的机体炎症会导致产能的降 低 使动物食量降低和减少肌肉蛋白的增加 同时加快动物机体代谢 合成反应 蛋白质 增加动物肝脏重量 7 l J 营养治疗已被用于临床预防和治疗很多炎症疾 病 也可以应用到家禽和家畜上来提高产量和产品质量 比如 n 3P U F A 可竞 争性抑制由n 一6P U F A 产生的花生四烯酸 A A 的代谢产物 P G E 2 L T B 4 T 墟 置换细胞膜磷脂中的A A 竞争环氧合酶和脂氧合酶 从而减少源于A A 的炎性 介质 具有抗炎症作用 其可以降低球虫引起的系统急性反应 而对肠上皮细胞 的局部免疫反应没有影响 当这种病原菌入侵 引起机体免疫反应时 加入n 3 P U F A 会使机体保持良好的生长和提高食物利用纠7 2 J 在假性感染激发免疫反应 中 共轭不饱和酸 亚麻酸 亚油酸 和木糖醇同样具有降低系统急性反应 提 高饮食量和机体增长的作用 7 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 1 2 5 免疫与肠道微生物 肠道菌群包括有益菌群 无害良性菌群和致病菌群 这些菌群可以发酵纤维 合成维生素 被认为是对机体有益的共生菌群 在一些情况下 对免疫系统也可 能是有益的 饮食可以明显影响肠道菌群的构成 特别是细胞壁和饲料中的纤维 因为它们是不能被机体消化的 但却是肠道微生物生长的基础物质 虽然微生物免疫调节的机制仍不明了 但有几种机制已被阐述清楚 食品或 微生物中的抗原类物质可以促进滤泡中淋巴细胞形成过程中的重新分配 和接下 来B 细胞免疫球蛋白的成分多样化 以及肠道相关免疫组织的扩张 食物或微 生物中的抗原类物质可以作用或调解上皮细胞和白细胞所产生的细胞因子 7 3 7 5 J 食品或微生物中的不同种抗原具有不同的免疫调节作用 有些可以增强 炎症 有些则能减轻炎症 也有的可以诱导分泌l g A 7 6 7 羽 一般将抗原可以诱导 分泌l g A 的微生物认为是有益的 归为益生菌 7 9 动物初始暴露的微生物环境和开始的饮食营养成分显著地影响它们的共生 菌群及免疫系统的发展 8 们 一旦肠道共生微生物菌群建立起来 将很难改变 因为免疫系统会阻止新菌群入侵以及已存在菌群的大量繁殖 通过饮食来改变肠 道菌群意味着要以降低肠道免疫系统活性作代价来获得机体的生长和健康 1 2 6 营养与免疫系统 很多植物为了避免被吃掉而产生了一系列毒素 抗营养因子和免疫兴奋剂 免疫兴奋剂可以使机体以为受到病原体入侵而使免疫系统进入反应状态 植物防 御物质使肠道免疫系统兴奋 从而导致肠道传染 表现为腹泻 消化不良 增长 缓慢和食物利用率低 凝集素比如植物血细胞凝集素 P H A 和刀豆体球蛋白 C O N 就是典型的免疫兴奋剂 例如 大豆和其它豆类都是用P H A 和C O N 来保 护自己的 P H A 和C O N 是通过刺激淋巴细胞和巨噬细胞来发挥它们的作用 激 活了免疫导致炎症细胞因子的释放 并伴有急性期反应 也就意味着停止生长 8 l 一般情况下 当机体处于生长期 生产期或比较健康的时候 饮食中引起 免疫刺激的成分应该降到最低 在某些有病原菌的环境下 在感染病原菌前 机 8 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 体可通过食品来激活免疫系统 使其增强对疾病的抵抗 因为通过食物成分增强 免疫活性 对刺激病原体反应有一种辅助作用 8 2 然而 当机体没有被感染时 增强防卫会降低机体的产能 8 3 J 1 2 7 昆虫多糖与免疫 有关壳聚糖增强免疫 降低血脂的作用已有很多报道 药效学研究结果表明 壳聚糖可用作促进伤口愈合和抑制肿瘤生长的药物 如壳聚糖可使创伤部位的嗜 中性白细胞和巨噬细胞活化 刺激多核和单核细胞迁移 加速邻近组织再生和血 管形成 从而促进伤口愈合晔 此外 壳聚糖还具有抗肿瘤作用 它可使巨噬 细胞活化 一方面直接吞噬肿瘤细胞 另一方面也可促进巨噬细胞分泌一氧化氮 m O I L 1 肿瘤坏死因子抑制剂和活性氧等可扩散的细胞毒分子 从而间接溶 解肿瘤细胞 8 5 小鼠实验表明 壳聚糖灌胃处理可使小鼠的胸腺指数和脾脏指 数增高 细胞免疫 体液免疫 单核一巨噬细胞功能和自然杀伤吖K 细胞活性 增强 2 0 1 对壳聚糖等四种日粮纤维对大白鼠肠道免疫功能指标的影响进行研究 发现 饲喂壳聚糖的大白鼠与饲喂纤维素的大白鼠相比 其肠系膜淋巴结 M L N 中淋巴细胞的免疫球蛋白A I g A 免疫球蛋白G I g G 和免疫球蛋白M I g M 含量 较高 而免疫球蛋白E I g E 含量较低 说明日粮中壳聚糖对大白鼠肠道免疫系统 具有免疫调节作用 8 6 研究也表明 饲喂甲壳素和壳聚糖均可提高绵羊红细胞 诱导的小鼠迟发型变态反应能力 增强小鼠的血清溶血素抗体反应和巨噬细胞的 吞噬反应 1 3 昆虫免疫学研究现状 昆虫可谓是生化合成的先驱 它们之所以能在自然选择面前成功地生存下 来 并在千变万化的自然界中占据极大的生存优势 是有很多原因的 其中抗菌 防御机制在昆虫的进化中起到了非常重要的作用 8 7 1 昆虫时常暴露在细菌和真 菌中 但却很少被感染 是因为昆虫有一套特殊的免疫系统 昆虫由于生命周期 短 自然的能量优势选择 使其主要依赖先天性免疫 8 8 先天性免疫反应速度 9 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 快 效果好 当昆虫被感染后2 4 个小时就可以检测到抗菌肽 8 9 1 抗菌肽是先 天性免疫产生的一种效应因子 其分子量小 一般只有几个至几十个氨基酸残基 但其对菌类却有很好的抑制作用 一只昆虫一般可以产生1 0 一1 5 种抗菌肽 每种 均有自己独特的抗菌谱 使微生物无法入侵昆虫机体 州 昆虫抗菌肽通常带正电荷 具两亲性 为阳离子多肽 长度为几十个氨基酸 线性或带有环状结构 环状结构是由一对或多对半胱氨酸残基相连而成的 昆虫 抗菌肽是由细胞中的核糖体合成的 用R N A 聚合酶抑制剂放线菌素D 注射昆虫 后 再用诱导源诱导 发现昆虫不会产生抗菌肽 由此说明抗菌肽是由R N A 合 成开始的 在完全变态的昆虫中 抗菌肽由脂肪体和各种上皮细胞快速合成并分 泌到血淋巴中 9 1 1 而在非完全变态昆虫中 抗菌肽先是在健康的昆虫血细胞中合 成 受到刺激或感染后 才分泌到血淋巴中 9 2 抗菌肽的具体作用位点仍不清楚 但目前普遍认同的作用机制主要有以下4 种 形成细胞膜电势依赖型通道 抑制细胞呼吸作用 抑制细胞外膜蛋白的合成 抑制细胞壁的形成 9 3 1 1 3 1 抗菌肽的分类及其功能 目前己发现2 0 0 多种昆虫抗菌肽 9 3 1 根据其结构和氨基酸组成 昆虫抗菌肽 可分为4 大类 天蚕素类抗菌肽 c e c r o p i n s 富含半胱氨酸的抗菌肽族 c y s t e i n e r i c hp e p t i d e s 富含脯氨酸的抗菌肽族 p r o l i n e r i c hp e p t i d e s 和富含甘氨酸的抗 菌肽族 g l y c i n e r i c hp e p t i d e s 1 3 1 1 天蚕素类抗菌肽 天蚕素抗菌肽是最早被发现的昆虫抗菌肽 它对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性 菌都有较高的抗性 但对霉菌和其它真核细菌无细胞毒性作用 9 4 目前发现的 天蚕素类抗菌肽有6 0 多种 它们的分子都具有相似性 均为线型阳离子多肽 由 3 5 3 9 个氨基酸残基组成 分子质量4K D 左右 几乎不含半胱氨酸 没有二硫 键 具两亲性的c 螺旋结构 N 端通常呈碱性 带正电荷 亲水 C 端酰胺化 中 性或微酸性 不带电或带少量负电荷 疏水 等电点为8 9 9 5 耐热 不易被 1 0 中山大学硕上学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 胰蛋白酶 胃蛋白酶水解 9 5 该类抗菌肽的典型代表为从惜古比天蚕 如却办 厂口 c e c r o p i a 中鉴定的天蚕素A F 9 6 1 1 3 1 2 富含半胱氨酸的抗菌肽 富含半胱氨酸的抗菌肽族是昆虫抗菌肽中分布最广泛的一族 已在半翅目 双翅目 鞘翅目 膜翅目 蜻蜒目昆虫中发现了1 5 大类 4 0 多种 9 7 1 i n s e c td e f m s i n 是此类抗菌肽的代表 该类抗菌肽分子内含2 8 个半胱氨酸 1 4 对二硫键 二硫键起稳定抗菌肽 二级结构的作用 生物防御素的分子量在4 一6 K D 左右 是非糖基双亲低分子短 肽 有3 8 4 3 个氨基酸残基组成 目前发现的此类抗菌肽均含有共同的由半胱氨 酸残基形成的二硫键 可形成0 螺旋结构 生物防御素对革兰氏阳性菌有较强的 抗性 但对革兰氏阴性菌 真菌及真核细胞几乎无效 9 8 在富含半胱氨酸的抗 菌肽中 最小的一个抗菌肽是t h a n a t i n 它由21 个氨基酸残基组成 含2 个半胱氨 酸 1 个二硫键 是从刺蝽 P o d i s u sm a c u l i v e n t r i s 中分离得到的 其分子小 结 构活性容易研究 1 3 1 3 富含脯氨酸的抗菌肽 这类抗菌肽是C a s t e e l s 等于1 9 8 9 年从膜翅目的意大利蜂 A p i sm e l l i f e r 口 血淋 巴中首先发现的 目前已在双翅目 膜翅目 半翅目和鞘翅目等中发现 这类肽由1 4 3 9 个氨基酸残基组成的线性多肽 其中脯氨酸含量在2 5 以 上 肽链中的脯氨酸一般以并联或三联的形式与碱性残基排列在一起 主要抑制 革兰阴性菌 而对革兰阳性菌无作用 把该类抗菌肽分为无取代基和O 糖基化两 类 蚓 这两类抗菌肽高度同源 结构上的区别仅在于有0 糖基化 抗菌肽有的 在苏氨酸的羟基上发生O 糖基化 研究表明 不含取代基的抗菌肽的活性明显偏 低 如果把原来带有取代基的抗菌肽分子中的取代基去掉 其活性明显下掣1 0 0 1 3 1 4 富含甘氨酸的抗菌肽 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 A t t a c i n 是此类的代表 包括来自天蚕H c e c r o p i a 的a t t a c i nA F 来自家蚕 B o m b y xm o r i 的a t t a c i n 来自麻蝇 S p e r e g r i n a 的s a r c o t o x i nI I A s a r c o t o x i n I A s a r c o t o x i nI B s a r c o t o x i nI C 和来自果蝇 D 肌P 肠聆馏珊饱力的a t t a c i n 等 1 0 1 1 其共同特点是一级结构中富含甘氨酸 有些是全序列中富含甘氨酸 有些是某 一区域富含甘氨酸 而不含半胱氨酸 不能形成分子内二硫键 氨基酸残基上 也不具有修饰基团 这类抗菌肽的分子大小差别很大 质量范围为8 3 0 K D 具有广谱抗菌活性 该类抗菌肽的杀菌机理是阻碍细菌肽聚糖和外膜蛋白的合 成 从而导致细菌细胞膜通透性增加 抑制细菌生长 但对已形成细胞膜的细 菌不起作用 1 3 2 抗菌肽体外抗菌机制 1 2 中山大学硕士学位论文不同方法干燥的蝇蛆粉营养价值评价及其对小鼠免疫的影响 1 3 2 1 抗菌肽与细菌细胞壁的作用 抗菌肽能够抑制细菌生长并杀死细菌 根据目前的研究 它的作用位点很可 能是在细菌内膜 那么很可能是抗菌肽借助于静电引力吸附到细胞壁 从而进入 细菌内膜 这与天蚕素的广谱抗菌特性相一致 l0 2 1 最近通过固态核磁共振光谱 N M R 证明了天蚕素A 通过a 螺旋这个长轴插入到脂质双层膜中 有实验通过 电子显微技术和免疫细