低聚果糖在饲料中的应用

mcm

在饲料中添加抗生素可以促进动物生长以来，抗生素在预防和控制畜禽疫病，促进动物生长，提高畜禽产量等方面起到了很大的作用。但随着发展，人们逐渐发现了抗生素的致命弱点，它的作用机理是抑制或杀死肠道微生物（包括病原微生物和二重感染，病菌产生抗药性，机动物内源性感染和二重感染，病菌产生抗药性，机体免疫力下降，药物药残留，因此通过食物链而影响人类健康和破坏生态平衡，因此许多国家们相继颁布法令，禁止或限制抗生素在饲料中的应用。例如，欧共体1970年允许使用的抗生素为13仲，1985年为7种，1999年6月只允许4种使用。在这种消况下，人们积极寻找一种无污染、无染留 、多功能的新型天然促生长剂代替抗生素。益生菌的使用为人类寻找抗生素的替代品带来了希望。但其效果在实际应用中报道不一，根本原因在于它是活菌制剂，它是否能顺利到达作用部位及是否能在肠道内殖居均会影响其效果。低聚糖作为一种新型的饲料添加剂，可特异性地为动物体内有益菌所利用，引起了人们的极大兴趣。而低聚果糖由于来源丰富，价格适宜，成为低聚糖添加剂中的生要品种之一。随着人们对低聚糖认识及研究的深入，其应用前景一定会越来越广阔。

低聚果糖对养殖动物的作用

调节动物肠道微生物环境

单胃动物消化道的微生态环境。正常肠道内大约有数百种细菌，其总数每克粪便在1000亿以上，而且多为厌氧菌，如拟杆菌、真杆菌及双歧杆菌等，占总数的90%～99%，其次才是肠球菌、肠杆菌（大肠杆菌）和乳杆菌等，过去认为大肠杆菌是肠道的优势菌，这是错误的。

大肠中的正常菌群对动物是有利的，它们能阻挡一些病原菌通过肠道侵入体内，其中很多有拮抗作用，能抑制病原微生物的生长。一般情况下，消化道微生物与宿主保持着动态平衡关系，彼此相互制约、相互依赖，进行着物质、能量和信息交换，且正常菌群为优势菌。但在现代的集约化饲养下，应激因子增多，环境和营养等的刺激就有可能打破这种互利动态平衡，一旦有害菌成为优势种群，动物就表现出各种各样的疾病，如仔猪黄痢就是由于肠道正常菌群尚未建成前，给致病性大肠杆菌以繁殖条件，而人工喂给有益菌如乳酸杆菌等可控制仔猪黄痢。

消化道不同微生物对低聚果糖的利用能力。低聚果糖是以β-1，2-糖苷键相连的，而动物体内分泌的α-淀粉酶、蔗糖酶、麦芽糖酶等均不能水解此键，因此低聚果糖大都能顺利通过胃和小肠而不被降解利用，但大肠中的一些细菌如乳酸杆菌、双歧杆菌、梭状芽胞杆菌等，它们可产生一系列的糖果苷酶，有的可以切断多聚糖或低聚糖的末端糖苷键，也可以从中间切断，因此这些有益菌得到养分而增殖。

研究发现，胃肠道中的不同菌体对低聚果糖的利用能力不同。Bailey（1991）用含有低聚果糖的培养基研究发现，20种沙门氏菌均不能增殖。Omar等（1995）也报道，6种血清型沙门氏菌均不能利用低聚果糖。Hidake等（1986）曾指出，埃希氏大肠杆菌等多种致病菌不能利用低聚寡糖。但Tanaka（1983）的体外试验表明，低聚果糖能被所有的试验性双歧杆菌和某些乳酸杆菌、拟杆菌、链球菌及肠细菌所利用。一些动物试验也验证了上述结论。Morishia等（1993）对大鼠和小鼠的试验发现，日粮中添加1%的低聚果糖时，肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌数量都有所增加，且挥发性脂肪酸如丙酸、丁酸增加。Howard（1995）也曾报道，仔猪日粮中添加低聚果糖，粪样中的双歧杆菌浓度显著提高（P<0.01）。

增殖肠内的有益菌，抑制有害菌。双歧杆菌和乳酸菌可将肠道内的一些糖发酵生成有机酸，从而降低肠道pH值，可以抑制包括很多革兰氏阴性菌在内的病原菌的繁殖，同时也可产生细菌素、过氧化氢等，它们也都可以抑制有害菌，同时它们也可在动物肠道中合成蛋白质及维生素B族和K族，当动物菌群失调时，明显表现出维生素缺乏，也可证实它们的重要性。双歧杆菌也具有较强的免疫活性，可提高机体免疫力和延缓机体老化。Overdahl（1991）指出，具有极厚多糖层的嗜酸乳杆菌有很好的粘附能力，因而有人推测，它可通过竞争生存空间而达到抑制病原菌的目的。而芽胞杆菌可以消耗肠内氧气，造成厌氧环境，降低氧化还原电势，有利于厌氧微生物的生长，从而把失调菌群恢复到正常状态。

沙门氏菌可引起猪的副伤寒、鸡的败血症等，且一些腐败菌代谢产生的一些有害产物如酚、吲哪样、胺等，是潜在的抑制生长和致癌物质，但分析证明，摄入低聚果糖后，生成这些产物的酶的活性受到抑制，如β-葡萄糖醛酸酶等活性受到抑制，因而产生的有害物质的量就得到控制。Omar等（1995）体外试验研究也证明，乳酸杆菌和双歧杆菌都能抑制沙门氏菌的生长。

直接吸附病原菌

病原菌的细胞表面或绒毛会有一类丁质的结构，能够识别并结合到肠壁上的一种寡聚糖结构受体，从而引起病原菌在肠壁上发育繁殖，导致肠道疾病的发生。而有一些果寡糖，其结构与肠壁上寡聚糖结构受体相似。以竞争性地结合病原菌，使病原菌从肠道上脱离，从而起到"清洗"肠壁肝病原菌的作用。另外，某些低聚果糖还有吸附和消除某些霉菌素的作用。
提高机体免疫力


Spring等（1998）研究发现，甘露寡糖能够显著提高无菌仔猪血清与肠粘膜中IgA、IgG和IgM的含量及血液中白细胞介素--2(IL--2)的水平，增强T淋巴细胞功能和小肠原始淋巴细胞的活性，增强小肠内白细胞的吞噬能力和促进激活的淋巴细胞释放IFY?γ细胞素。王国杰等（2000）研究了寡果糖对蛋用鹌鹑免疫机能的影响，结果指出试验组T淋巴细胞转化率和血液中三碘甲腺原氨酸（T3）显著提高。李梅等（2000）研究指出异麦芽低聚糖能显著提高仔猪吞噬细胞的吞噬能力。高峰等（2001）研究了果寡糖对仔猪免疫功能的影响，结果表明饲料中添加0.17%，仔猪血液中甲状腺素和IL-2含量升高。王权等（2002）研究指出在饲料中按5g/kg添加甘露寡糖就能明显地促进鸡外周血液T淋巴细胞增殖，提高T细胞百分率。陈永军等（2002）对肉用和蛋用雏鸡的研究指出，在饲料中添加甘露寡糖能明显促进免疫器官增重。车向荣等（2003）研究了在仔猪日粮中分别添加寡果糖、异麦芽低聚糖和甘露寡糖对仔猪外周血T淋巴细胞数的影响，结果显示外周血T淋巴细胞数和IgG水平较对照组显著提高（p<0.05或P<0.01）。
大量的研究均表明寡糖能够增强机体的免疫功能，其主要作用机理如下：（1）寡糖本身具有--定的免疫原性，能够刺激机体免疫应答。(2)寡糖分子与肠道内有害微生物肠内皮细胞上受体的结构相似，因此能与--定的毒素、病毒和真菌细胞的表面结合而作为这些外源抗原的佐剂，减缓抗原的吸收，增加抗原的效价，从而增强动物体的细胞和体液免疫反应。（3）Neman(1994)的研究指出，肝脏能够分泌--种与甘露糖结合的糖蛋白，这种蛋白质能与细菌夹膜相粘接并触发--连串的补体，从而启动免疫系统产生应答反应。含甘露糖的寡糖能够刺激肝脏分泌甘露糖结合蛋白，因此可影响免疫功能。（4）寡糖可促进有益菌如双歧杆菌等的大量增殖，研究表明双歧杆菌可以提高机体的抗体水平，激活巨嗜细胞的吞噬活性，从而影响机体的免疫功能。
提高饲料消化率

路易斯安那州立大学的近期的一项试验检测了口服果寡糖对狗纤维素消化率的影响。实验日粮包括：玉米淀粉，作为纤维源的甜菜碱渣、大豆纤维或纤维素粉。结果表明，口服果寡糖后纤维素的消化率从61．5％提高到72．9％，对各种纤维素的试验结果都一致（Kappel，1997）。此外寡糖还能促进钙、磷、维生素的吸收（Yanahira等，1997 Or－ban，1997），提高饲料转化效率（Olsen，1996），节省饲料成本。因此寡糖作为消化促进剂将具有很大潜力。
提高矿物质的消化利用率

Atsutane等（1995）研究表明，小鼠日粮中添加低聚果糖后，以Cr2O3作为外源性标记来测定钙和镁的表观消化率，结果表明，低聚果糖可明显提高钙和镁的表观消化率。Ohta（1993，1995）用小鼠和大鼠的试验也证明，低聚果糖可促进小鼠和大鼠对钙、镁、磷、铁的吸收利用，并认为这是由于乳酸菌等的增殖，肠道pH值降低，从而使这些矿物质的溶解度增高而促进吸收利用的。但目前尚未发现单胃动物有类似的报道。
对胃肠道组织学的影响

Howard等（ 1995）在哺乳仔猪日粮中添加果寡糖的研究结果表明，果寡糖对仔猪的盲肠、结肠粘膜细胞增殖速度比对照组快，并有防止粘膜上皮萎缩作用，并且认为，这是由于果寡糖被细菌代谢后，可提供短链脂肪酸作为粘膜细胞增殖的能源。而Leav等早在1978年就报道，细胞中间代谢产物丁酸盐是正常结肠细胞生年的首选原料，已能通过稳定DNA和修复损伤来促进正常细胞的形成。 Choi等行 3日龄小鸡日食中添加果糖后发现肠道微绒毛长度比对照组长。
作为甜味剂

寡糖除低聚龙胆糖（Dentiolisaccharide）外，其余都带有程度不一的甜味，如寡果糖的甜度为蔗糖的0．3倍，它们都具有蔗糖的纯正甜味，能改善饲料的适口性，对畜禽起诱食作用。
减少环境污染


低聚果糖可以降低肠道内腐败菌数量,增加双歧杆菌数量,从而生产醋酸等短链脂肪酸,减少NH3等生成,降低环境污染.

低聚果糖在饲料中具体应用

低聚果糖在单胃动物中的应用

猪：

Farnworth等（1992）曾报道，断奶仔猪日粮中添加寡果三糖、寡果四糖和寡果五糖的混合物（混合比例为7：15：13），添加量为1.5%，结果日增重显著提高。我国的卢福庄等（1999）在仔猪日粮中添加低聚果糖——百福氏研究发现，仔猪日增重提高6.4%，单位饲料消耗下降11.7%，饲料效率提高10%。每千克饲料成本减少10%。在这方面，日本起步较早，日本北里大学等单位研究证明，低聚果糖可提高母猪泌乳量，同时未成熟胎儿发生率降低10%，母猪从断奶至发情的时间间隔从10天缩短至7天。且日本农场长期使用低聚果糖后总结发现，母猪产仔数平均增加0.7头，公猪精子密度提高20%～25%，受胎率提高，母猪便秘减少，断奶仔猪体重从5.4kg提高至6.3kg，下痢大幅下降，亦可改善夏季采食量下降对猪造成的不利影响。Morishita等（1993）在日粮中添加1%寡果糖，结果肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌的数量都有所增加，有益菌得到增殖。王亚军等（2000）报道，仔猪日粮中添加0.1％FOS，提高断奶仔猪日增重19.88％（P<0.01）、降低料重比2.2％（P>0.05）、降低腹泻率46.7％，具体作用机理待进一步研究。

鸡：
吴天星（1997）曾对肉鸡日粮中低聚果糖的最佳添加剂量进行了研究，将200只15日龄小狄高鸡随机分为四组，添加剂量分别为0、0.25%、0.50%和1.00%共饲养至56日龄，低聚果糖对狄高鸡生产性能的影响（见表）表明，肉鸡日粮中低聚果糖的添加水平以0.25%～0.50%为宜，其间可明显促进鸡的生长和改善饲料报酬，但当添加量达到1.00%后，肉鸡腹泻率却增加，饲料报酬及日增重还低于添加水平为0.50%的组。笔者认为，这可能是由于鸡肠道微生物对低聚果糖的利用能力有限所致。
低聚果糖在水产品养殖中的应用

益生元在鱼中的应用

木源稔等（1995）在他们的专利中报道，低聚果糖能够提高鱼体增重22%, 提高饲料转化率7.6%，并能减少死亡率，降低粪便中氨的排放量[33]。据报道，在鲑鱼中添加适量的低聚果糖，饲喂5周后遭遇疾病袭击，发现幼鱼死亡率比对照组降低28%[34]。在商业试验池中对鳟鱼苗的试验表明[35]，饵料中加入FOS可增强免疫力，鳟鱼苗在体重1～7g受冷水病原菌侵袭后死亡率高达25%，而饵料中加入0.7%MOS后可使该阶段的死亡率下降到1%。Yoshida等[29]研究表明，在非洲鲶饲料中添加0.1%低聚果糖，并同时接种水生单孢菌，12、24h后分别查血清、脾中的细菌数，发现有明显减少。周小秋等[36]以基础饵料为对照组，研究了在基础饵料中添加0.03%和0.06%果寡糖对鲤鱼生长和运输的影响。结果发现，与对照组相比，添加0.03%和0.06%果寡糖的试验组分别极显著（P<0.01）和显著地（P<0.05）提高生长速度45.07%和7.28%，两组的饵料利用率分别提高27.97%和18.78%，表明寡聚糖对鲤鱼有显著的促进生长作用。张红梅等[37]报道，在基础饲料中添加0.05%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%低聚果糖，饲喂鲤鱼45d，分析其生长性能和肠道菌群，发现添加0.3%低聚果糖组饵料系数达到最小，肠道中的有害菌也显著减少，而使有益菌有所上升。Li等[39]在带纹杂交白鲈基础饲料中添加1%和2%的GrobioticTMAE（一种益生元，为啤酒酵母、奶制品和浓缩发酵物的混合），饲喂4周（试验1）或7周（试验2）后，发现试验1中显著（P<0.05）提高了投喂效率，试验2中并未出现显著变化，但是一些免疫反应已发生变化。遭受链球菌感染后试验组的死亡率（10%～26.7%）比对照组（46.7%）显著下降。
益生元在虾上的应用

符广才报道，在试验组饲料中分别添加0.05%的低聚果糖，试验期30d，试验组和对照组比较，试验组比对照组的体增重分别提高10.32%，说明在南美白对虾饲料中添加低聚果糖可提高南美白对虾的生长速度。试验组的存活率均为98%以上，比对照组有所提高。
益生元在中华鳖上的应用

肖明松等选用中华幼鳖进行饲养试验，结果表明，当FOS=1 000mg/kg、SHP=1 000mg/kg时日增重最大（1.75g），饲料系数最低（1.80）；而FOS=200mg/kg、SHP=200mg/kg时日增重最小，饲料系数最高（2.13）。

雨点儿

转来的我也看，只要有用。