甘露寡聚糖的生理功能及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

李彥品，楊海明，王志躍，行 浩，丁文駿，靳世磊

（揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225009）

甘露寡聚糖又稱為甘露聚糖或甘露低聚糖，廣泛存在于魔芋粉、田菁膠、瓜兒豆膠及酵母細(xì)胞壁中，目前生產(chǎn)中使用的甘露寡聚糖主要來源于酵母細(xì)胞壁。有關(guān)研究表明，甘露寡聚糖具有改善動(dòng)物腸道菌群結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)免疫力，提高日增重，降低料肉比的作用 （黃俊文等，2005；Miguel等，2004），其在畜禽生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 甘露寡聚糖的生理功能

1.1 促進(jìn)有益菌增殖，抑制有害菌繁殖 甘露寡聚糖對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)，主要在于抑制有害菌的繁殖，促進(jìn)有益菌的繁殖，從而提高動(dòng)物的抗病力。甘露寡聚糖在動(dòng)物消化道被微生物發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，從而降低腸道pH值，使對(duì)酸敏感的沙門氏菌、大腸桿菌等有害菌的繁殖受到抑制，促進(jìn)雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌的生長(zhǎng)繁殖，保護(hù)腸道正常健康發(fā)育，促進(jìn)動(dòng)物體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用（Zdunczyk 等，2008）。 夏林等（2008）研究結(jié)果表明，肉仔雞日糧中添加甘露寡聚糖可顯著降低盲腸內(nèi)沙門氏菌、大腸桿菌的數(shù)量，顯著增加盲腸內(nèi)乳酸桿菌的數(shù)量。溫若竹等（2011）研究結(jié)果也表明，肉仔雞日糧中添加甘露寡聚糖可促進(jìn)腸道中乳酸桿菌等有益菌的生長(zhǎng)，同時(shí)抑制梭菌屬等有害菌的生長(zhǎng)。

1.2 提高免疫功能 郭云貴等（2011）研究結(jié)果表明，三黃雞日糧中添加4 g/kg甘露寡糖能顯著提高其胸腺指數(shù)，法氏囊和脾臟指數(shù)有提高的趨勢(shì)，但差異不顯著，同時(shí)血清溶菌酶活性也顯著提高。袁纓等（2007）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在1日齡肉仔雞日糧中添加0.015%甘露寡聚糖能明顯提高42日齡脾臟和胸腺指數(shù)。Rozeboom等（2005）研究指出，仔豬日糧中添加甘露寡聚糖，可通過提高免疫球蛋白水平，改善巨噬細(xì)胞活性等，提高機(jī)體免疫力。

1.3 提高抗氧化能力 超氧化物歧化酶（SOD）能夠清除機(jī)體代謝過程中產(chǎn)生的超氧自由基，從而保護(hù)生物大分子使其不被氧化破壞，避免細(xì)胞受到損傷（陳秀蕓等，2013）。谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）對(duì)體內(nèi)的脂過氧化物和氫有較強(qiáng)的還原作用，能夠防止脂類化合物過氧化反應(yīng)，從而保證細(xì)胞膜功能正常和結(jié)構(gòu)完整（梁軒等，2000）。超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活性在一定程度上能夠反映機(jī)體抗氧化能力的強(qiáng)弱。伍淳操和王建華（2011）研究指出，斷奶仔豬日糧中添加0.2%甘露寡聚糖，能夠明顯提高血清中超氧化物歧化酶活性，從而起到提高仔豬抗氧化能力的作用。邢廣林等（2007）研究結(jié)果表明，肉雞日糧中添加0.1%甘露寡糖，能夠使血液中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶水平升高。

2 甘露寡聚糖在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 甘露寡聚糖在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用 牛日糧中添加適量甘露寡聚糖可調(diào)節(jié)免疫防御機(jī)制，發(fā)揮多樣生物活性，吸附霉菌毒素，提高牛的免疫力和健康水平，對(duì)提高增重及經(jīng)濟(jì)效益有積極作用（鮑延安等，2009）。同時(shí)，添加適量甘露寡聚糖也可以促進(jìn)脂類合成和代謝，提高乳脂率。Dildey和Selars（1997）對(duì)1～5日齡犢牛飼喂含4 g/d甘露寡聚糖的牛奶，對(duì)6～56日齡犢牛飼喂含2 g/d甘露寡聚糖的牛奶，研究結(jié)果表明，犢牛平均日增重顯著提高。Dvorak和Jacgue（1997）同樣發(fā)現(xiàn)在犢牛代乳料中添加甘露寡聚糖可增加犢牛的采食量，并能顯著提高日增重。鮑延安等（2009）在荷斯坦奶牛日糧中添加20 g/d甘露寡聚糖，連續(xù)飼喂90 d，研究甘露寡聚糖對(duì)奶牛產(chǎn)奶量及乳常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的影響，研究結(jié)果表明，奶牛產(chǎn)奶量顯著增加，乳脂率明顯提高，體細(xì)胞數(shù)顯著下降，但是對(duì)乳蛋白含量影響不大。與對(duì)照組相比試驗(yàn)組乳蛋白提高幅度不大的原因可能是牛舍管理水平和營(yíng)養(yǎng)水平的提高以及飼養(yǎng)環(huán)境的改變。Newsman（1995）研究指出，奶牛日糧中添加甘露寡聚糖可以提高奶牛免疫力，減少呼吸道疾病的發(fā)生。Franklin等（2005）在奶牛干乳期日糧中添加甘露寡聚糖，研究結(jié)果表明，母牛對(duì)輪狀病毒的免疫功能得以提高，犢牛對(duì)輪狀病毒的抗體水平也得以提高。

目前，關(guān)于甘露寡聚糖在羊生產(chǎn)中的應(yīng)用研究相對(duì)較少。羊日糧中添加適量甘露寡聚糖可以降低瘤胃pH和NH3-N濃度，使真菌處于最佳的生長(zhǎng)環(huán)境中，其增殖速度加快，數(shù)量相應(yīng)增加（祁如等，2012）。日糧中添加適量甘露寡聚糖也可通過提高血清總超氧化物歧化酶（T-SOD）活性，降低血清丙二醛（MDA）含量提高其免疫功能。祁如等（2012）研究結(jié)果表明，奶山羊日糧中添加1%甘露寡聚糖，能夠顯著提高瘤胃液真菌和原蟲數(shù)量。瘤胃中原蟲的存在能夠增加飼料在瘤胃中的停留時(shí)間，還可以穩(wěn)定瘤胃環(huán)境，有益于厭氧真菌的生長(zhǎng)。肖宇等（2012）研究指出，奶山羊日糧中添加1%甘露寡聚糖能夠顯著提高球蛋白和磷含量，顯著降低血清中丙二醛含量以及谷草轉(zhuǎn)氨酶活性。

2.2 甘露寡聚糖在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用 甘露寡聚糖在仔豬階段，尤其是斷奶階段應(yīng)用相對(duì)較多。仔豬日糧中添加適量甘露寡聚糖，可以刺激仔豬肝臟分泌甘露糖結(jié)合蛋白，影響其免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生應(yīng)答反應(yīng)，通過促進(jìn)仔豬細(xì)胞免疫功能和體液免疫功能，提高仔豬免疫水平（Spring，1998）。 同時(shí)，甘露寡聚糖不被消化道酶分解而直接進(jìn)入腸道的后段被有益菌群選擇性地發(fā)酵利用，從而促進(jìn)有益菌的增殖（Flickinger等，2000）。甘露寡聚糖對(duì)仔豬平均日增重、料重比、腹瀉率也有一定影響。游金明等（2010）研究結(jié)果表明，日糧中添加0.2%甘露寡聚糖能提高28～55日齡仔豬平均日增重，添加0.1%、0.2%甘露寡聚糖均能增強(qiáng)斷奶仔豬對(duì)卵清白蛋白的特異性免疫反應(yīng)，說明甘露寡聚糖對(duì)斷奶仔豬免疫水平和生產(chǎn)性能具有促進(jìn)作用。White等（2002）研究指出，斷奶仔豬日糧中添加甘露寡聚糖可以有效抑制大腸桿菌在十二指腸、空腸、盲腸和結(jié)腸的定植，使斷奶仔豬腸道健康狀況得以改善。Davis等（1999）研究指出甘露寡聚糖在早期斷奶仔豬體內(nèi)與其他抗菌生長(zhǎng)促進(jìn)劑效果一樣。杭蘇琴等（2007）在25日齡斷奶仔豬日糧中添加0.4%甘露寡聚糖，結(jié)果表明，甘露寡聚糖對(duì)第一周斷奶仔豬平均日增重、料重比、腹瀉率無影響，但兩周以后能夠明顯提高斷奶仔豬日增重，降低料重比，減少腹瀉的發(fā)生。Castillo等（2008）研究結(jié)果表明，斷奶仔豬日糧中添加0.2%甘露寡糖可顯著降低斷奶仔豬全期料重比，降低斷奶仔豬21 d腹瀉指數(shù)。

甘露寡聚糖在母豬上的應(yīng)用也有相關(guān)報(bào)道。母豬日糧中添加適量甘露寡聚糖能夠提高仔豬出生窩重、斷奶窩重，也能夠提高母豬泌乳量、乳蛋白含量、免疫能力。Quinn等（2001）研究結(jié)果表明，在哺乳母豬日糧中添加甘露寡聚糖能夠顯著提高仔豬出生窩重以及斷奶窩重，并且能夠極顯著降低斷奶前仔豬死亡率。究其原因可能是哺乳母豬日糧中添加甘露寡聚糖提高了母乳中免疫球蛋白的水平。陳立祥等（2007）關(guān)于半乳甘露寡糖對(duì)哺乳母豬泌乳量、乳成分及乳中激素水平的影響研究結(jié)果表明，與不添加半乳甘露寡糖相比，添加0.15%半乳甘露寡糖能夠顯著提高乳中白介素-6和生長(zhǎng)激素水平，并且能夠增加母豬泌乳量以及乳蛋白含量。提高乳中白介素-6水平，表明半乳甘露寡糖能夠改善母豬免疫力；提高乳中生長(zhǎng)激素水平，表明半乳甘露寡糖具有促生長(zhǎng)的作用；增加母豬泌乳量可能與半乳甘露寡糖提高母豬免疫力、抑制腸道病原菌有關(guān)。

2.3 甘露寡聚糖在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用 肉雞日糧中添加適量甘露寡聚糖可通過改善小腸黏膜形態(tài)，增大絨毛長(zhǎng)度與隱窩深度的比值，擴(kuò)大小腸絨毛吸收面積，提高對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率，而提高飼料轉(zhuǎn)化率。也可以通過促進(jìn)有益菌的增殖，結(jié)合吸附病原微生物，使腸道微生物區(qū)系得以改善，從而提高生產(chǎn)性能（孟巖和張輝，2007）。游金明等（2008）研究結(jié)果表明，在肉雞日糧中添加1 g/kg甘露寡聚糖，能夠顯著提高肉雞后期日增重，同時(shí)顯著提高后期及全期飼料轉(zhuǎn)化率。孟巖和張輝（2007）在肉雞日糧中添加0.3%的甘露寡聚糖，結(jié)果表明，日糧中添加甘露寡聚糖能夠提高肉雞生產(chǎn)性能，同時(shí)能夠改善小腸黏膜形態(tài)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)腸道吸收功能。Hooge等（2003）研究結(jié)果同樣表明，肉仔雞日糧中添加甘露寡聚糖能夠顯著提高其生產(chǎn)性能。劉衛(wèi)東等（2011）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，肉雞日糧中添加甘露寡聚糖，能夠提高肉雞日增重，并且能夠增加腸道中雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量，降低腸道中大腸桿菌的數(shù)量，甘露寡聚糖與益生菌合用效果更好。

甘露寡聚糖在火雞上的應(yīng)用也有相關(guān)的研究?；痣u日糧中添加甘露寡聚糖對(duì)其生產(chǎn)性能、免疫功能有一定影響。Hulet（2002）研究指出，在火雞日糧中添加1 g/kg甘露寡聚糖，火雞的飼料效率得到顯著提高。Sims等（2004）研究指出甘露寡聚糖能夠顯著提高火雞血液中IgG含量和黏膜IgA水平，兩者的提高使火雞免疫功能得以提高，并且火雞生產(chǎn)性能也有所提高。其原因可能是由于甘露寡聚糖能夠使火雞小腸絨毛變長(zhǎng)，從而增大了對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收面積，進(jìn)而提高生產(chǎn)性能。

關(guān)于甘露寡聚糖在鴨上的研究相對(duì)較少。鴨日糧中添加適量甘露寡聚糖對(duì)其平均日增重、料重比、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率及腸道菌群有一定影響。臧素敏等 （2005）在櫻桃谷鴨日糧中分別添加0.05%、0.1%、0.2%和0.4%甘露寡聚糖，研究其對(duì)肉鴨生產(chǎn)性能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用及盲腸菌群的影響，結(jié)果表明，日糧中添加適量的甘露寡聚糖可以改善肉鴨生產(chǎn)性能，提高肉鴨的體重、平均日增重，降低料重比，其中以0.1%甘露寡聚糖添加組效果最好，同時(shí)添加0.1%、0.2%甘露寡聚糖還可以改善肉鴨對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率，有利于抑制盲腸大腸桿菌的增殖，促進(jìn)乳酸桿菌的增殖，有利于肉鴨的健康并保持良好的生產(chǎn)性能。

3 小結(jié)和展望

在飼料中添加適量甘露寡聚糖，能有效地改善畜禽腸道微生物菌群結(jié)構(gòu)，促進(jìn)乳酸桿菌、雙歧桿菌等有益菌的增殖，抑制沙門氏菌、大腸桿菌等有害菌的增殖，同時(shí)還能夠明顯提高畜禽生產(chǎn)性能以及免疫功能。作為一種高效、安全的新型飼料添加劑，甘露寡聚糖在動(dòng)物生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用前景。但是由于甘露寡聚糖的作用效果與其生理特性、添加量、添加方式、純度，以及畜禽品種、年齡、飼養(yǎng)管理?xiàng)l件等有關(guān)，因此，應(yīng)該加強(qiáng)甘露寡聚糖結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，以及畜禽品種、年齡、飼養(yǎng)管理?xiàng)l件特異性等方面的研究。另外，在甘露寡聚糖的作用機(jī)制方面也有待于進(jìn)一步研究、探討。同時(shí)，在甘露寡聚糖加工工藝、商品化生產(chǎn)新方法方面應(yīng)加大研究力度。

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