功能性寡糖在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

劉春青，韓春曉，薛海鵬，魏海峰，亓寶華，徐云華★

（1.濟(jì)南市畜牧技術(shù)推廣站，山東 濟(jì)南 250306；2.遼寧省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證中心，遼寧 沈陽(yáng) 110016）

近年來(lái)，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大?？股刈鳛楂F藥、飼料添加劑被廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)，在我國(guó)畜禽養(yǎng)殖發(fā)展過程中起到了重要作用。但是，抗生素的不規(guī)范使用也帶來(lái)了各種問題，細(xì)菌耐藥性不斷增強(qiáng)，獸藥殘留威脅人類健康，環(huán)境污染日益嚴(yán)重等，減抗、替抗迫在眉睫。寡糖作為一種新型綠色飼料添加劑，具有耐熱、穩(wěn)定、無(wú)污染、無(wú)殘留等特點(diǎn)，可抑制病原菌的繁殖、增強(qiáng)畜禽免疫力、改善畜禽腸道健康，促進(jìn)動(dòng)物健康生長(zhǎng)等功能，具有良好的應(yīng)用前景。

1 寡糖簡(jiǎn)介

寡糖是由2～10個(gè)相同或不同的單糖經(jīng)脫水縮合形成的低聚合糖類的總稱，也稱低聚糖。由于單糖分子結(jié)合位置及結(jié)合類型不同，有些寡糖可以被腸道吸收，如蔗糖、麥芽糖等；有些寡糖不能被腸道吸收，可以作為飼料添加劑使用，常稱為功能性寡糖，如甘露寡糖、殼寡糖、果寡糖、異麥芽糖、半乳寡糖、大豆寡糖、龍膽寡糖、木寡糖等

1.1 甘露寡糖(Mannoseoligosaccharides，MOS)甘露寡糖由幾個(gè)甘露糖分子或甘露糖和葡萄糖結(jié)合而成,廣泛存在于魔芋粉、瓜兒豆膠、田菁膠及多種微生物細(xì)胞壁中。目前生產(chǎn)中使用的甘露寡聚糖主要來(lái)源于酵母細(xì)胞壁和魔芋粉酶解產(chǎn)物。不同來(lái)源的甘露糖的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)上有差異。其中來(lái)源于酵母細(xì)胞壁的甘露寡糖是幾個(gè)甘露糖分子、葡萄糖分子主要通過α-1,6糖苷鍵和α-1,2糖苷鍵連接形成主鏈的甘露糖低聚體，以二糖、三糖、四糖等多糖混合物的形式存在，且含有大量不能被淀粉酶水解的化學(xué)鍵。易溶于水，不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有機(jī)溶劑；具有一定的黏度，且隨著溫度升高黏度降低，在pH為3～9時(shí)，黏度相對(duì)穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠承受飼料制粒加工過程中的高溫，并保持功能不變。

1.2 殼寡糖（Chitosan oligosaccharide，COS）殼寡糖又名低聚殼寡糖、殼聚寡糖，學(xué)名是β-1,4-寡糖-葡萄糖胺，是由2～10個(gè)氨基葡萄糖通過β-1,4糖苷鍵連接而成的功能性低聚糖。殼寡糖是迄今所發(fā)現(xiàn)的唯一帶正電荷的堿性寡糖，并具有穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)，具有良好的水溶性、粘度低、生物活性高、相對(duì)分子量小、易被機(jī)體吸收、且代謝產(chǎn)物無(wú)毒、無(wú)抗原等特性，被譽(yù)為“人體第六大生命要素”。

1.3 果寡糖（Fructooligosaccharides，F(xiàn)OS）果寡糖又稱低聚果糖、果聚糖,是由幾個(gè)D-果糖分子與蔗糖通過β-1，2糖苷鍵連接而成的低聚糖。廣泛存在于大麥、小麥、黑麥、大蒜、洋蔥、馬鈴薯、香蕉等植物和酵母菌中。果寡糖溶解性好，在中性環(huán)境下熱穩(wěn)定性高；其甜度低，約為同濃度蔗糖甜度的30%～60%；在0～70℃范圍內(nèi)，黏度和溫度呈負(fù)相關(guān)；且其水溶性好，耐熱性、耐堿性、保水性強(qiáng)，具有良好的成為飼料保存劑的有利條件。

1.4 寡木糖（Xylooligosaccharide,XOS）寡木糖又稱木寡糖、低聚木糖，由2～7個(gè)木糖分子以β-1,4糖苷鍵結(jié)合形成，以木二糖、木三糖為主要成分，還含有少量木四糖等。廣泛分布于玉米芯、麩皮、甜菜渣、甜菜渣、竹筍、秸稈、谷殼、硬木等中。具有耐酸、耐熱等特性；粘度低，甜味純正，甜度約為蔗糖的40%；與飼料的配伍性好，少量添加即可產(chǎn)生明顯的效果。

2 功能性寡糖的生理作用

功能性寡糖具有改善畜禽腸道菌群結(jié)構(gòu)，改善畜禽腸道健康，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，促進(jìn)生長(zhǎng)，降低料肉比的作用。

2.1 改善畜禽腸道菌群結(jié)構(gòu)功能性寡糖對(duì)畜禽腸道菌群的促進(jìn)作用具有選擇性，能夠改善畜禽腸道菌群結(jié)構(gòu)平衡。可以促進(jìn)腸道有益菌雙歧桿菌、乳酸桿菌等的增殖，抑制有害菌大腸桿菌、沙門氏菌、肉毒梭菌等的增殖。畜禽腸道內(nèi)的大多數(shù)病原菌具有外源凝集素，通過外源凝集素能特異性地與畜禽腸道上皮細(xì)胞的受體相結(jié)合，進(jìn)行繁殖，引發(fā)畜禽腸道疾病。功能性寡糖能夠與病原菌外源凝集素結(jié)合，并攜帶病原菌通過腸道排出體外，競(jìng)爭(zhēng)性地阻止了病原菌黏與腸道上皮細(xì)胞結(jié)合，減少了腸道內(nèi)病原菌的數(shù)量，改善畜禽腸道菌群結(jié)構(gòu)。功能性寡糖通過促進(jìn)腸道有益菌的增殖，生成揮發(fā)性脂肪酸和乳酸，降低腸道pH值，抑制有害菌的生長(zhǎng)。

2.2 改善畜禽腸道結(jié)構(gòu)功能性寡糖在腸道內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸為腸道上皮細(xì)胞增殖提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可促進(jìn)腸道細(xì)胞發(fā)育和絨毛生長(zhǎng)，增加幼齡畜禽腸道絨毛高度、隱窩深度、絨毛高度、隱窩深度和絨毛表面積，擴(kuò)大腸道的吸收面積，提高腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收效率。

2.3 提高機(jī)體免疫力功能性寡糖可有效刺激畜禽機(jī)體免疫系統(tǒng)，刺激畜禽腸道免疫細(xì)胞增殖，激活巨噬細(xì)胞活性，增加免疫球蛋白、干擾素等水平，提高機(jī)體免疫力。功能性寡糖還可作為外源抗原佐劑，與某些細(xì)菌、病毒、毒素的表面結(jié)合，減緩抗原吸收，增加抗體效價(jià)，進(jìn)而提高畜禽機(jī)體免疫力。

2.4 抗氧化作用自由基是畜禽機(jī)體產(chǎn)生的具有損害機(jī)體組織與細(xì)胞功能的有害化合物，具有強(qiáng)氧化性，會(huì)侵害機(jī)體，引起機(jī)體免疫能力下降，導(dǎo)致畜禽產(chǎn)生疾病和機(jī)體衰老。甘露寡糖、殼寡糖等可以清除機(jī)體多余的自由基，有效降低自由基侵害的影響。殼寡糖還可以降低血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）和肝臟組織中的丙二醛（MDA）含量，提高肝臟的抗氧化活性。

2.5 調(diào)節(jié)糖、脂代謝功能性寡糖具有調(diào)節(jié)機(jī)體血液中葡萄糖、血脂代謝的功能。殼寡糖能夠降低虹鱒血清中甘油三酯、膽固醇和葡萄糖的含量。王洪善等研究發(fā)現(xiàn)，甘露寡糖能夠減緩高脂飲食小鼠體重增長(zhǎng)，提高小鼠腸道中微生物群脂代謝的能力，增加小鼠盲腸中乙酸、丙酸、丁酸等短鏈脂肪酸的含量，將多余的脂肪排出體外，對(duì)高脂飲食小鼠具有良好的益生作用。

3 功能性寡糖在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用功能性寡糖不但能提高仔豬日增重，降低料重比和腹瀉率，還可以改善母豬免疫力、腸道菌群、產(chǎn)健仔率、斷奶重等。杭蘇琴等在25日齡杜長(zhǎng)大斷奶仔豬日糧中添加0.4%甘露寡聚糖，飼喂一周后，效果不明顯，飼喂兩周后發(fā)現(xiàn)甘露寡聚糖可以顯著提高斷奶仔豬日增重、降低料重比，減少仔豬腹瀉的發(fā)生。馬秋剛等通過向35日齡斷奶仔豬日糧中添加果寡糖試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)日糧中添加0.4%的果寡糖可以有效提高斷奶仔豬日增重，降低腹瀉率，降低料肉比，改善飼料轉(zhuǎn)化率，并指出果寡糖可以有效替代抗生素。王博等選用224頭日齡、體重相近且健康的長(zhǎng)白×大白后備母豬進(jìn)行試驗(yàn)，30d后，血清檢測(cè)發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)飼糧中添加0.1%果寡糖制劑的試驗(yàn)組血清中IgA、IgG、IgM都高于對(duì)照組，且當(dāng)基礎(chǔ)日糧中添加0.1%益生菌和0.05%果寡糖組合時(shí)，效果更好。

李夢(mèng)云等報(bào)道，向妊娠后期母豬的飼糧中添加0.3%果寡糖至17d的泌乳期結(jié)束，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，飼喂果寡糖不僅母豬妊娠后期和哺乳期的采食量得到顯著提高，母豬血清總蛋白、球蛋白含量也有顯著提高，仔豬健仔率、斷奶重、平均日增重也極顯著提高。

3.2 在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用功能性寡糖具有促進(jìn)家禽日增重，提高采食量、飼料轉(zhuǎn)化率，改善雞肉品質(zhì)、提高產(chǎn)蛋率、改善腸道菌群、提高免疫力等作用。殼聚糖可以顯著提高肉仔雞前期和全期的生產(chǎn)性能，提高肉仔雞日增重、日采食量，改善肉仔雞飼料轉(zhuǎn)化率，且日糧中添加100mg/kg的殼聚糖，肉仔雞盲腸中的菌群得到顯著改善，免疫器官的生長(zhǎng)發(fā)育增快，免疫功能也得到了加強(qiáng)。

高林向1日齡肉雞基礎(chǔ)飼糧中分別添加2.0%、1.0%、0.5%的甘露寡糖，飼喂43d后，對(duì)肉雞血清免疫指標(biāo)和免疫器官指數(shù)均有積極的影響，飼糧中添加甘露寡糖可提高肉雞免疫水平，促進(jìn)肉雞免疫器官發(fā)育。劉衛(wèi)東等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，肉雞日糧中添加0.1%的甘露寡聚糖，肉雞平均日增重提高4.09%；料重比降低了2.42%，并且增加了肉仔雞腸道中雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量，降低了腸道中大腸桿菌的數(shù)量，并指出甘露寡聚糖與益生菌合用效果更好。王紅衛(wèi)向70周齡蛋雞日糧中分別添加分子量為1kDa、3kDa、8kDa的殼寡糖200mg／kg，發(fā)現(xiàn)不同分子量的殼寡糖對(duì)蛋品質(zhì)、腸道微生物菌群、血清生化指標(biāo)等作用效果不一致，添加不同分子量的殼寡糖對(duì)蛋雞的平均日采食量、料蛋比、產(chǎn)蛋率、平均蛋重均無(wú)顯著性影響；不同分子量的殼寡糖都顯著提高了雞蛋的哈夫單位；添加1kDa和3kDa殼寡糖組，蛋殼強(qiáng)度有增加的趨勢(shì)，但是添加8 kDa的殼寡糖組的蛋殼強(qiáng)度卻降低，較高分子量的殼寡糖可能不利于蛋雞對(duì)鈣的吸收。

3.3 在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用功能性寡糖可以提高反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能，改善牛羊腸道菌群、提高機(jī)體免疫功能等。金亞東等報(bào)道，甘露寡糖可以提高犢牛的日采食量、日增重，降低料重比，降低犢牛糞便中大腸桿菌數(shù)量，增加雙歧桿菌數(shù)量，提高犢牛血清中IgA、IgG、IgM含量。向奶山羊日糧中添加1%的果寡糖，可以顯著提高青貯玉米秸稈、苜蓿等常用粗飼料的中性洗滌纖維和ADF的有效降解率值，提高對(duì)飼料干物質(zhì)消化率。向綿羊日糧中添加不同比例的牛蒡果寡糖，雖然對(duì)綿羊生產(chǎn)性能和日糧消化率未產(chǎn)生顯著影響，但是綿羊日增重，日采食量有增高的趨勢(shì)，料肉比降低，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率得到提高。

功能性寡糖作為一種新型綠色飼料添加劑，具有廣闊的發(fā)展前景。但是，在使用過程中，畜禽品種、年齡、養(yǎng)殖環(huán)境、添加方式等的不同，都會(huì)影響其使用效果。因此要加強(qiáng)對(duì)不同種類的寡糖在不同條件下的使用添加量和添加方式的研究。功能性寡糖的提取、生產(chǎn)工藝不成熟也限制了其大規(guī)模使用。相信，隨著科技進(jìn)步，生物工程技術(shù)發(fā)展，提取工藝成熟功能性寡糖將更好地應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖，促進(jìn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展。