寡糖飼料添加劑的研究進展

lishanwen

　　自從20世紀50年代報道在飼料中添加某種抗生素具有促生長效果以來，抗生素便被作為促生長劑而廣泛應用于飼料添加劑。但抗生素的長期使用，帶來了嚴重的后果，如抗藥性、藥物殘留和畜產品品質下降等。益生素的出現解決了抗生素的潛在危害，但由于種種原因，益生素的效果很不穩定。于是人們開始開發能替代抗生素的安全型綠色飼料添加劑，寡糖飼料添加劑是目前研究的熱點之--，國外已經將寡糖應用于飼料工業。本文從寡糖飼料添加劑的種類、生理作用、作用機理以及影響作用效果的因素等幾個方面進行了綜述。
　　
　　1．寡糖飼料添加劑的種類與特點
　　
　　寡糖亦稱低聚糖，是指2～10個單糖通過非α-1,4-糖苷鍵連接形成的直鏈或支鏈的--類糖。具有低熱、穩定、安全無毒、無殘留等良好的理化性質。目前用作飼料添加劑的寡糖主要有寡果糖（FOS）、α-寡葡萄糖（α-異麥芽寡糖，α-GOS）、寡乳糖（GAS）、寡甘露糖（MOS）、寡木糖（XOS）、β-寡葡萄糖（β-GOS）、大豆寡糖和低聚焦糖等(袁濤等，2003)。
　　
　　1.1寡果糖
　　
　　寡果糖（Fructooligosaccharides, FOS）是在蔗糖分子上以β-1,2-糖苷鍵結合數個D-果糖所形成的--組低聚糖總稱。廣泛存在于多種植物中，如大麥、大蒜洋蔥、黑麥、馬鈴薯、蘆葦根、菊芋、小麥、黑小麥等。但從中提取較為困難，商品果寡糖主要是通過微生物發酵而來(韓曉萍等，2002；陳邦云等，2002)。
　　
　　1.2寡甘露糖
　　
　　寡甘露糖（Manoligosaccharides，MOS）是幾個甘露糖分子或甘露糖與葡萄糖通過α-1,2, α-1,3,α-1,4, α-1,6糖苷鍵組成的寡糖（石寶明等，2000）。寡甘露糖廣泛存在于魔芋粉、瓜兒豆膠、田菁膠及多種微生物細胞壁內(葡甘露寡糖)。目前商品用寡甘露糖主要通過酶解法進行生產，是從富含MOS的酵母細胞壁中通過發酵法提取出來的葡甘露聚糖蛋白復合體。
　　
　　1.3α-寡葡萄糖
　　
　　α-寡葡萄糖（α-Glucooligosaccharides, α-GOS）也稱異麥芽糖，葡萄糖分子通過α-1,2, α-1,3,α-1,6糖苷鍵形成的寡糖，其中至少含有--個α-1,6糖苷鍵。工業上生產--般以淀粉為原料，采用全酶法工藝生產，技術以日本最為成熟（畢金峰等，2002）。
　　
　　1.4β-寡葡萄糖
　　
　　β-寡葡萄糖（β- Glucooligosaccharides, β-GOS）是葡萄糖通過β-1,3和β-1,6糖苷鍵形成的--類寡糖，廣泛分布于真菌、細菌和植物體內(陳昌福等，2003)。
　　
　　1.5寡乳糖
　　
　　寡乳糖（Galactooligosaccharides,GAS）是蔗糖的葡萄糖分子上通過α-1,6糖苷鍵結合幾個半乳糖形成的--類寡糖（石寶明等，2000）。
　　
　　1.6 寡木糖
　　
　　寡木糖（Xylooligosaccharides，XOS）是幾個D-木糖或其它五碳糖或六碳糖與D-木糖4位生成糖苷鍵而形成的寡糖。XOS可由含有木質纖維素的植物如竹筍、樹木、秸桿、玉米芯等經木聚糖酶水解獲得（郝常明等，2002）。
　　
　　1.7大豆寡糖
　　
　　大豆寡糖的主要成分是水蘇糖、棉子糖和蔗糖。棉子糖是三糖，是半乳糖以α-1,6糖苷鍵與蔗糖的葡萄糖基連接形成的。而水蘇糖是四糖，是棉子糖的半乳糖以α-1,6糖苷鍵與半乳糖連接形成的。大豆寡糖廣泛分布于植物中，尤以豆科植物中含量最多，如蠶豆、豌豆、花生、赤豆、菜豆、美國大豆和日本大豆等(李文治等，2002)。
　　
　　2．寡糖的生理功能及作用機理
　　
　　2.1改善畜禽消化道菌群
　　
　　石寶明等（2000）研究指出在飼料中添加0.1%與0.2%寡聚糖能顯著抑制直腸中大腸桿菌的增殖，促進結腸中雙歧桿菌的增殖。張宏福等（2001）對28日齡斷奶仔豬的研究指出，飼料中添加異麥芽低聚糖，盲腸、結腸中大腸桿菌數顯著降低，乳酸菌濃度顯著提高。岳文斌等（2002）研究了甘露寡糖對斷奶仔豬腸道主要菌群的影響，結果表明甘露寡糖可以顯著降低盲腸、結腸大腸桿菌濃度(P<0. 05)；同時顯著提高盲腸乳酸桿菌和雙歧桿菌濃度（P<0. 05)，但對結腸乳酸桿菌和雙歧桿菌數影響不顯著(P＞0. 05)。占秀安等（2003）研究了飼糧中添加不同劑量果寡糖對肉雞腸道菌群的影響，結果顯示飼糧中添加4000mg/kg寡果糖使盲腸中雙歧桿菌和總厭氧菌數分別增加了257.65% (p<0.05) 和100.0% (p<0.05)，梭菌數下降了79.36%(p<0.05)。
　　
　　以上研究結果均表明寡糖具有調節畜禽消化道菌群的生理功能，但它具體是如何發揮該作用的有幾種解釋：

　　（1）促進消化道有益細菌的生長，抑制有害微生物的繁殖，提高機體抵抗力。由于消化道內沒有消化寡糖的酶，因此寡糖基本上以原樣形式到達后腸，腸道內的寡糖大部分被有益菌如雙歧桿菌、乳酸桿菌等選擇利用，以低聚果糖為例，大部分的雙歧桿菌、嗜酸乳芽孢桿菌、--些其它乳芽孢桿菌和大部分糞桿菌能很好地利用低聚果糖。死亡梭桿菌、沙門氏桿菌、大腸桿菌等有害細菌則對低聚果糖的利用很差。同時，發酵產生的酸性物質使整個腸道的pH下降，抑制了有害菌的生長。

　　（2）吸附腸道病原菌，對動物起保健作用。Patrich Charton教授將寡糖比作生命的浮橋，病原菌粘附在寡糖底物上而不與動物腸道上皮細胞相接觸，因而病原菌無法在腸道中固定下來，也就失去了對畜禽的危害作用。研究表明許多病原菌的細胞表面均含有--種特殊的用于細胞識別的蛋白質，稱為外源凝集素，它們能與腸內壁細胞表面上的受體結合而粘附在腸上皮上繁殖。而腸內壁細胞表面的受體，其結構就是短鏈帶分支的糖類物質，故寡糖加入飼料中就會競爭性地和病原菌細胞表面的外源凝集素結合，阻止病原菌在腸上皮上的粘附。
　　
　　2.2提高機體免疫力
　　
　　Spring等（1998）研究發現，甘露寡糖能夠顯著提高無菌仔豬血清與腸粘膜中IgA、IgG和IgM的含量及血液中白細胞介素--2(IL--2)的水平，增強T淋巴細胞功能和小腸原始淋巴細胞的活性，增強小腸內白細胞的吞噬能力和促進激活的淋巴細胞釋放IFY?γ細胞素。

　　王國杰等（2000）研究了寡果糖對蛋用鵪鶉免疫機能的影響，結果指出試驗組T淋巴細胞轉化率和血液中三碘甲腺原氨酸（T3）顯著提高。李梅等（2000）研究指出異麥芽低聚糖能顯著提高仔豬吞噬細胞的吞噬能力。

　　高峰等（2001）研究了果寡糖對仔豬免疫功能的影響，結果表明飼料中添加0.17%，仔豬血液中甲狀腺素和IL-2含量升高。王權等（2002）研究指出在飼料中按5g/kg添加甘露寡糖就能明顯地促進雞外周血液T淋巴細胞增殖，提高T細胞百分率。

　　陳永軍等（2002）對肉用和蛋用雛雞的研究指出，在飼料中添加甘露寡糖能明顯促進免疫器官增重。

　　車向榮等（2003）研究了在仔豬日糧中分別添加寡果糖、異麥芽低聚糖和甘露寡糖對仔豬外周血T淋巴細胞數的影響，結果顯示外周血T淋巴細胞數和IgG水平較對照組顯著提高（p<0.05或P<0.01）。
　　
　　大量的研究均表明寡糖能夠增強機體的免疫功能，其主要作用機理如下：

　　（1）寡糖本身具有--定的免疫原性，能夠刺激機體免疫應答。

　　（2）寡糖分子與腸道內有害微生物腸內皮細胞上受體的結構相似，因此能與--定的毒素、病毒和真菌細胞的表面結合而作為這些外源抗原的佐劑，減緩抗原的吸收，增加抗原的效價，從而增強動物體的細胞和體液免疫反應。

　　（3）Neman(1994)的研究指出，肝臟能夠分泌--種與甘露糖結合的糖蛋白，這種蛋白質能與細菌夾膜相粘接并觸發--連串的補體，從而啟動免疫系統產生應答反應。含甘露糖的寡糖能夠刺激肝臟分泌甘露糖結合蛋白，因此可影響免疫功能。

　　（4）寡糖可促進有益菌如雙歧桿菌等的大量增殖，研究表明雙歧桿菌可以提高機體的抗體水平，激活巨嗜細胞的吞噬活性，從而影響機體的免疫功能。
　　
　　2.3影響胃腸道組織的形態結構
　　
　　張丞等（2002）研究了異麥芽寡糖對肉仔雞腸道組織形態結構的影響，結果3周齡肉雞空腸絨毛長度顯著增加。張宏福等(2002)研究了異麥芽低聚糖對斷奶仔豬腸黏膜形態結構的影響，結果表明 35日齡時，結腸絨毛高度明顯高于對照組。主要是因為腸道有益菌代謝產生的丁酸是大腸黏膜代謝的主要能源，具有促進正常細胞形成的作用。
　　
　　2.4改善畜禽生長性能
　　
　　王國杰等（2000）研究了寡果糖對蛋用鵪鶉生產性能的影響，結果表明試驗組鵪鶉的產蛋率和蛋重提高，料蛋比下降。李振田等（2001）研究了乳糖代替乳清粉對斷奶仔豬生長性能的影響，結果表明斷奶仔豬日糧添加乳糖配合合成氨基酸，可達到與添加高蛋白乳清粉相似的生產水平，并且日糧中添加6.5%乳糖，綜合效益最佳。胡彩虹等（2001）研究了果寡糖對育肥豬生長性能的影響，與對照組相比，育肥豬日糧中添加0.50%和0.75%果寡糖使日增重分別提高了9.67%(p<0.01)和10.67%(p<0.01)，料重比分別降低了8.19%(p<0.01)和7.60%(p<0.05)。高峰等（2001）研究了寡果糖對斷奶仔豬生長性能的影響，結果試驗組仔豬日增重比對照組提高3.88%(p<0.05)，料重比下降4.67%。占秀安等（2003）的研究表明日糧中添加4000mg/kg果寡糖使肉雞日增重提高了9.5%，料重比降低了7.8%。
　　
　　寡糖主要通過以下途徑對畜禽生產性能產生影響：（1）促進腸道有益菌的增殖，抑制病原菌和腐敗茵，使它們產生的毒素、胺、氨、吲哚等有毒有害代謝產物大量減少，減少動物疾病及腹瀉等的發生率。（2）生成營養物質，雙歧桿菌在腸道能合成維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素B12、煙酸、葉酸和各種氨基酸。(3)促進礦物質元素的吸收，寡糖發酵產生的酸性物質能夠吸附鈣化合物使其溶解性增加，因而導致鈣吸收能力增強。(4)腸絨毛高度增加，消化功能增強，更好地消化吸收營養物質。
　　
　　2.5 降低血清膽固醇
　　
　　王素敏等（1996）對實驗性高血脂大鼠的研究表明，大豆低聚糖有降低總膽固醇、甘油三酯的功能。Djouzi等(1997)報道果寡糖和α-寡葡萄糖具有降低血清膽固醇的功效。Kok（1998）研究指出果寡糖顯著降低血及肝臟中的甘油三酯與磷脂水平。寡糖促進有益菌的增殖，而雙歧桿菌、嗜酸桿菌等有益菌可使膽固醇轉化為機體不吸收的類固醇，對小鼠的研究表明雙歧桿菌還通過影響β-羥基-β-甲基戊二單酰輔酶A還原酶的活性，控制膽固醇的合成而降低血清膽固醇的含量；寡糖還可通過降低肝臟中脂肪酸的合成而降低血清甘油三酯水平。
　　
　　3．影響寡糖作用效果的因素
　　
　　寡糖的生理功能受到許多因素的影響，歸納起來主要有以下幾個方面：
　　
　　3.1寡糖種類
　　
　　不同的寡糖具有不同的結構，腸道中的微生物具有選擇利用不同寡糖的能力。因此腸道有益菌對寡糖的利用效果存在差異。
　　
　　3.2寡糖的添加量
　　
　　寡糖不能被消化道內的內源酶代謝，如果添加量過大，不僅增加飼養成本，還可造成動物腹瀉，但添加量不足，起不到明顯的增殖效果。因此，必須通過試驗，確定寡糖飼料添加劑在飼料中的適宜添加量。
　　
　　3.3動物種類及年齡
　　
　　動物種類及年齡不同，其消化道結構和功能存在差異，消化道菌群也有很大變化，因此的作用效果可能出現差異。如斷奶仔豬由于受到斷奶及飼糧變化等多種應激，常常引起腹瀉，若在斷奶仔豬飼料中添加寡糖就能收到明顯的效果。在日本，40%的仔豬飼料中都添加寡糖飼料添加劑。
　　
　　4．展望
　　
　　綜上所述，寡糖種類繁多，廣泛分布于多種植物中，具有低熱、穩定、安全無毒、無殘留等良好的理化性質，具有改善畜禽腸道菌群、提高機體免疫力、生長性能等重要的生理作用。這種新型綠色飼料添加劑具有廣闊的市場前景。但寡糖的作用效果受到很多因素的影響，而且目前的生產制備工藝成本很高，因此，進--步闡明寡糖的作用機理，改進生產工藝，采用生物技術以產業化方式將這些豐富的原料以較低成本生產寡糖產品是目前的當務之急。

laurer

學習了。
有個問題想請教一下：你提供的資料當中涉及到甘露寡糖、β-葡寡糖、低聚木糖、果寡糖等，我想問一下，這幾個產品之間又有什么區別，差異在那里呢？
謝謝！

haojiubujian

laurer你好， 關于“甘露寡糖、β-葡寡糖、低聚木糖、果寡糖這幾個產品之間又有什么區別”可以加我的QQ ：258004829