功能性低聚糖的研究進(jìn)展與在生豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用

劉 維 勵(lì) 飛 聶 勇 彭 俊

（湖南九鼎動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙410007）

功能性低聚糖是較低聚合度的一種糖類物質(zhì)， 一般由2～9 個(gè)單糖分子經(jīng)由糖苷鍵鏈接而成。 由于不能被人體和動(dòng)物吸收以及特異性增殖機(jī)體腸道內(nèi)有益雙歧桿菌， 具有調(diào)節(jié)腸道菌群，抑制病原微生物， 改善腸道健康等生理功能，作為添加劑被廣泛應(yīng)用與食品和飼料工業(yè)中。 我國(guó)是養(yǎng)豬大國(guó)， 生豬養(yǎng)殖過程中面臨各種挑戰(zhàn)，解決生豬養(yǎng)殖過程中出現(xiàn)的問題以及改善豬肉品質(zhì)是顯得尤為重要。

1、 常見功能性低聚糖種類與理化性質(zhì)

常見功能性低聚糖主要包括低聚木糖（Xylooligosaccharides）、低聚甘露糖（Mannose-oligosaccharides）、低聚果糖（Fructo-oligosaccharide）、低聚異麥芽糖（Isomalto-oligosaccharides）以及低聚半乳糖（Galacto-oligosaccharides）等，表一主要列舉了各功能性低聚糖的分子構(gòu)成、甜度、制備方法及有效攝入量等。

2、功能性低聚糖的生理功能

正常機(jī)體腸道菌群處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，當(dāng)生病或接受抗生素治療時(shí)，腸道菌群失調(diào)組成和數(shù)量發(fā)生變化。 雙歧桿菌是人與動(dòng)物腸道中重要的有益菌群，對(duì)維持健康、增強(qiáng)機(jī)體免疫力具有很大的作用，研究表明功能性低聚糖能夠特異性增殖機(jī)體腸道內(nèi)有益雙歧桿菌，而一些有害病原微生物不能利用或難以利用功能性低聚糖，低聚糖被雙歧桿菌發(fā)酵利用產(chǎn)生大量的短鏈脂肪酸及其它代謝產(chǎn)物抑制病原微生物，因此通過攝入功能性低聚糖增加機(jī)體腸道中有益微生物調(diào)節(jié)腸道菌群平衡。

病原菌表面的植物凝集素，能夠識(shí)別動(dòng)物腸壁上特異受體， 從而定植于腸壁上生長(zhǎng)繁殖、分泌毒素，導(dǎo)致人和動(dòng)物發(fā)生腹瀉等腸道疾病。 研究表明，通過攝入功能性低聚糖可以減少腸道疾病的發(fā)生。 功能性低聚糖選擇性增殖雙歧桿菌，同時(shí)雙歧桿菌能產(chǎn)生與腸黏膜上皮細(xì)胞糖蛋白結(jié)合的凝集素與腸黏膜上皮細(xì)胞牢固結(jié)合，并與其他厭氧菌一起占據(jù)腸黏膜表面，形成生物屏障阻止有害菌入侵、定植。 雙歧桿菌利用菌體內(nèi)的酶，發(fā)酵低聚糖，產(chǎn)生有機(jī)酸，降低腸道pH，改善腸道內(nèi)環(huán)境，防止腹瀉。

表1 常見幾類功能性低聚糖

功能性低聚糖能夠結(jié)合Ca、Mg、Zn 等金屬離子形成絡(luò)合物，到達(dá)腸道后被有益菌發(fā)酵分解釋放出礦質(zhì)元素被腸粘膜吸收；同時(shí)產(chǎn)生大量的醋酸、丙酸、丁酸及乳酸等有機(jī)酸，降低腸道內(nèi)的pH 值，使在通過小腸時(shí)形成的鈣、磷酸鹽、鎂等構(gòu)成的復(fù)合物發(fā)生溶解，而進(jìn)一步提高礦質(zhì)元素吸收。 益生菌發(fā)酵同時(shí)還可產(chǎn)生蛋白質(zhì)、B 族維生素、K 族維生素及礦物質(zhì)離子為機(jī)體提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

功能性低聚糖是一種難以被機(jī)體直接消化性糖吸收的一類糖， 機(jī)體攝入后較難轉(zhuǎn)化成脂肪。 同時(shí)被雙歧桿菌發(fā)酵分解產(chǎn)生的丙酸和乙酸鹽能夠抑制肝臟膽固醇的生成以及葡萄糖轉(zhuǎn)化成脂肪。 人體實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，攝入功能性低聚糖后可以降低血清膽固醇的水平。 雙歧桿菌產(chǎn)生的膽酸水解酶將結(jié)合膽酸游離出來(lái)，膽汁酸可以同膽固醇結(jié)合沉淀隨大便排出體外，從而有效地降低血脂。

3、 功能性低聚糖在生豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用

幼齡仔豬消化系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)發(fā)育尚未成熟，同時(shí)腸道內(nèi)微生態(tài)系統(tǒng)不完整。 早期斷奶容易造成仔豬腸道功能紊亂，腸道內(nèi)病原微生物增長(zhǎng)占主導(dǎo)位置，進(jìn)而誘發(fā)仔豬消化吸收較差以及引起腹瀉等癥狀。

低聚糖具有增殖有益雙歧桿菌，抑制有害病菌，改善機(jī)體腸道內(nèi)微生態(tài)環(huán)鏡防止腹瀉等生理功能，研究表明在仔豬日糧中添加功能性低聚糖能有有效的改善仔豬生長(zhǎng)性能、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)環(huán)境和降低腹瀉率。 黃華山通過試驗(yàn)在斷奶仔豬日糧中添加低聚木糖，降低了仔豬腹瀉率、降低料重比；增加仔豬直腸乳酸菌的數(shù)目，改善腸道微生物環(huán)境；降低腸道pH，增加腸道揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的濃度，改善消化酶的活性，提高仔豬消化吸收。 陳國(guó)旺等試驗(yàn)低聚異麥芽糖對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能和腸道微生物的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明低聚異麥芽糖添加顯著（P＜0.05）提高了斷奶仔豬的平均日增重和日采食量，同時(shí)降低了腸道內(nèi)大腸桿菌數(shù)量以及增加乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量。 趙蕾等在保育豬飼料日糧中添加低聚木糖不僅可以提高保育豬生長(zhǎng)性能、 極顯著（P＜0.01）降低腹瀉率，同時(shí)還能夠降低保育豬血清膽固醇含量。

通常在生豬養(yǎng)殖過程中養(yǎng)殖戶根據(jù)育肥豬階段的生理特點(diǎn)和生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，可分為生長(zhǎng)期（20-60kg）和育肥期（60kg 至出欄）兩個(gè)階段。 育肥期階段生豬各組織、器官以及消化系統(tǒng)逐漸完善， 對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)能夠快速適應(yīng)；但是在生長(zhǎng)期階段的生豬組織器官發(fā)育不完善、消化系統(tǒng)及其功能不健全導(dǎo)致不能完全利用一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，同時(shí)此階段是育肥過程中生豬骨骼與肌肉生長(zhǎng)重要階段，因此提高生長(zhǎng)期生豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)消化以及礦質(zhì)吸收顯得尤為重要。

研究表明功能性低聚糖攝入能夠在機(jī)體腸道內(nèi)被有益菌利用發(fā)酵生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，同時(shí)發(fā)酵過程產(chǎn)生有機(jī)酸降低腸道pH 值促進(jìn)機(jī)體對(duì)礦質(zhì)元素吸收，以及改善豬肉品質(zhì)等作用。 謝菲等試驗(yàn)在生長(zhǎng)育肥豬飼料日糧中添加0.03%低聚木糖顯著（P＜0.05）增加豬胴體長(zhǎng)和提高養(yǎng)分表觀消化率。 王彬等在育肥豬日糧中添加0.1%半乳甘露寡糖進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明育肥豬血清中的血糖水平升高120%（P ＜0.05）， 膽 固 醇 與 甘 油 三 脂 水 平 分 別 下 降3.86%（P＜0.05）和42.6%（P＜0.05）；同時(shí)豬肉中吲哚顯著降低。

妊娠期母豬體內(nèi)激素發(fā)生改變，引起乳房水腫、便秘等癥狀；特別是在母豬分娩出現(xiàn)的過度勞累和機(jī)體功能恢復(fù)較慢等應(yīng)激影響母豬繁殖性能。

功能性低聚糖添加在飼料中，能夠降低母豬發(fā)情期、提高母豬泌乳能力與泌乳質(zhì)量、提高仔豬存活率及改善便秘等繁殖性能。 陳建榮在母豬日糧中添加半乳甘露寡糖進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明半乳甘露寡糖的添加增加了斷奶仔豬重、縮短母豬斷奶至再發(fā)情時(shí)間間隔以及提高仔豬斷奶成活率。 王彬等試驗(yàn)在母豬日糧中添加半乳甘露寡糖，增加了母豬的泌乳量，提高乳中蛋白質(zhì)、總固形物和非脂物質(zhì)的含量。

4、總結(jié)

獸用抗生素濫用導(dǎo)致有害病菌產(chǎn)生耐藥性，出現(xiàn)“超級(jí)細(xì)菌”，養(yǎng)殖戶更會(huì)加大抗生素使用劑量； 同時(shí)抗生素大量使用破壞動(dòng)物機(jī)體免疫系統(tǒng)，引起動(dòng)物免疫機(jī)能下降，對(duì)外界抗應(yīng)激能力較差，增加動(dòng)物死亡率。 畜產(chǎn)品藥物殘留，最終“有抗食品”進(jìn)入人類日常生活當(dāng)中，危害人體健康。 近年來(lái)，隨著人們清楚的意識(shí)到抗生素所產(chǎn)生的危害，政府相關(guān)部門也作出相應(yīng)措施減少抗生素的使用，但與此同時(shí)對(duì)動(dòng)物養(yǎng)殖增加了更多的挑戰(zhàn)。

功能性低聚糖所具有綠色環(huán)保、 無(wú)藥物殘留，有效增殖腸道內(nèi)有益微生物，以及抑制有害病原微生物等生理功能是良好的抗生素替代物。發(fā)展功能性低聚糖成為當(dāng)今重要任務(wù)，加大功能性低聚糖的應(yīng)用范圍，改進(jìn)生產(chǎn)能力降低生產(chǎn)成本以及把握原料來(lái)源是功能性低聚糖發(fā)展所面臨的的問題。 同時(shí)不同功能性低聚糖對(duì)機(jī)體效價(jià)差異較大，還需進(jìn)一步研究各功能性低聚糖的應(yīng)用方法等。

參考文獻(xiàn)（略）