甘露寡糖在畜牧業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應用

羅顯陽，徐蕾蕾

（鄭州市獸藥飼料監(jiān)察所，鄭州 450052）

長期以來，獸用抗生素在防治動物疾病和促進動物生長方面發(fā)揮至關重要的作用，但隨著食品動物大量、廣泛使用抗生素，帶來兩大主要問題：抗生素殘留和細菌耐藥性的產(chǎn)生?？股貧埩粲绊懯称钒踩凸残l(wèi)生安全，而細菌耐藥性增高，威脅人類醫(yī)療資源。在2018年4月16日舉行的中國飼料發(fā)展論壇上，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的有關人士表示，藥物飼料添加劑將在2020年全部退出。與此同時，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布了關于2018—2021年開展獸用抗菌藥使用減量化行動試點工作的通知，明確了養(yǎng)殖端減抗和限抗的時間表。在全面減抗或限抗的背景下，安全、高效的綠色飼料添加劑成為目前的研究和開發(fā)熱點之一。大量研究表明，作為一種新型飼料添加劑，甘露寡糖具有增強機體免疫力、調(diào)節(jié)胃腸道環(huán)境、改善畜禽生產(chǎn)性能等功能，在畜牧業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)中具有廣泛的應用。本文綜述了甘露寡糖的生物學功效及其在畜牧業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應用，為甘露寡糖的科學應用提供理論參考。

1 甘露寡糖的生物學功效

1.1 增強動物機體免疫力

甘露寡糖具有免疫原性，能夠提高抗原免疫應答能力，從而增強動物體液及細胞免疫能力。作為外源性抗原佐劑，甘露寡糖能夠與某些毒素、病毒、真核細胞的表面結(jié)合，減緩抗原吸收，增加抗原效價，在提高畜禽機體免疫力方面具有重要影響。甘露寡糖進入機體后可刺激肝臟分泌甘露寡糖結(jié)合蛋白，這種蛋白質(zhì)能與細菌莢膜相黏結(jié)并觸發(fā)一連串的補體反應，從而啟動免疫系統(tǒng)產(chǎn)生應答。細胞產(chǎn)生免疫應答，T細胞具有重要作用，而T細胞的增殖分化又需要細胞內(nèi)白細胞介素-2的參與，而細胞內(nèi)白細胞介素-2的濃度隨甘露寡糖的添加升高[1]。此外，甘露寡糖使活化T細胞分泌的細胞激動素IFN活力增強，促使白細胞、體液及蛋白質(zhì)向感染部位集中，激活巨噬細胞的吞噬活性。甘露寡糖能夠促進雙歧桿菌等部分有益菌的大量增殖，而雙歧桿菌等有益菌可提高機體抗體水平，從而提高機體免疫功能。

1.2 調(diào)節(jié)動物胃腸道環(huán)境

甘露寡糖不但能促進雙歧桿菌、部分乳酸桿菌等有益菌生長，而且能抑制大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、肉毒梭菌等有害菌的繁殖，且能吸附有害病原菌，改善腸道環(huán)境。大多數(shù)病原菌之所以能夠在動物腸道上皮細胞上定植，都是通過自身細胞表面的外源凝集素識別動物腸上皮細胞上的特異性糖分子并與之結(jié)合，進行發(fā)育繁殖，進而導致腸道疾病發(fā)生。甘露寡糖能與大腸桿菌的外源凝集素相結(jié)合，這樣腸道病原菌無法與腸道上皮細胞表面的特異性糖分子結(jié)合，從而達到使病原菌不能在胃腸道定植和繁殖的目的。腸道內(nèi)有一定的甘露寡糖存在時，能攜帶病原菌通過腸道，病原菌在腸道內(nèi)定植的幾率大幅減小，改善腸道微生態(tài)環(huán)境的同時，更有利于腸道的消化和吸收。

1.3 吸附某些霉菌毒素

近幾年大量研究表明，甘露寡糖可物理吸附或直接結(jié)合霉菌毒素，且不影響飼料營養(yǎng)成分。甘露寡糖對黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素的結(jié)合率分別為82.5%、51.6%和26.4%，其中對黃曲霉毒素的結(jié)合能力主要依賴于pH、毒素濃度及所使用的甘露寡糖添加劑量。pH為6.8時的結(jié)合力＞pH 4.5，甘露寡糖的添加量在500～1000 mg·kg-1時結(jié)合力也呈增加趨勢。

1.4 改善畜禽生產(chǎn)性能

添加甘露寡糖能抑制胃腸道內(nèi)病原菌和腐敗菌的繁殖，減少其產(chǎn)生的毒素、胺、氨、吲哚等有毒有害代謝產(chǎn)物，降低動物發(fā)病率。甘露寡糖能夠促進有益菌的增殖，而部分有益菌能夠生成機體所必需的物質(zhì)，如雙歧桿菌在腸道內(nèi)可合成VB1、VB12等維生素和氨基酸。此外，寡糖發(fā)酵產(chǎn)生的酸性物質(zhì)能夠使胃腸道內(nèi)鈣化合物溶解性增加，腸道對鈣的吸收更加容易，腸道菌群平衡，動物采食量、飼料消化率等均會有不同程度增加，生產(chǎn)性能隨之提高。

2 甘露寡糖在畜牧業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應用

2.1 豬

甘露寡糖在豬的試驗報道較多，得出的結(jié)論也各不相同。研究表明，日糧中添加甘露寡糖可以提高不同階段豬的體增重和采食量，改善飼料轉(zhuǎn)化率，具有提高生產(chǎn)性能的作用。妊娠母豬日糧中添加甘露寡糖0.2%顯著提高了仔豬初生窩重和斷奶窩重，并極顯著降低了仔豬斷奶前的死亡率，可能的原因是哺乳母豬日糧中添加甘露寡糖提高了母乳免疫球蛋白的組成；哺乳母豬飼糧中添加甘露寡糖0.2%可有效地縮短母豬的發(fā)情間隔，產(chǎn)仔窩重、仔豬斷奶體重均有所提高，仔豬斷奶前死亡率顯著下降[1]。肥育豬日糧中添加甘露寡糖480 mg·kg-1可提高日增重，降低料重比和腹瀉率等，與金霉素合用時可提高平均日增重、降低平均日采食量和料重比，還對肉質(zhì)和風味有一定改善作用。1～49 d仔豬飼糧中添加甘露寡糖0.2%可以提高日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，而與糞鏈球菌一起飼喂時，仔豬日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和粗纖維消化率都有提高[2]。28日齡斷奶仔豬飼料中添加甘露寡糖0.1%和0.2%可顯著抑制結(jié)腸、盲腸和直腸中大腸桿菌的增殖，提高盲腸中乳酸桿菌的濃度；給35日齡斷奶仔豬飼喂含甘露寡糖0.3%的基礎日糧，能顯著抑制仔豬腸道大腸桿菌的生長，減輕大腸桿菌與腸道乳酸桿菌和雙歧桿菌等有益菌間的頡頏作用，達到維持斷奶仔豬消化道菌群平衡的作用；斷奶仔豬日糧中添加甘露寡糖0.4%可有效降低其腹瀉的發(fā)生，血液中血糖、甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白和極低密度脂蛋白數(shù)值均有不同程度降低[3]。

2.2 禽類

肉仔雞日糧中添加甘露寡糖50 mg·kg-1可提高肉仔雞生長性能，改善健康狀態(tài)；促進免疫器官發(fā)育，提高免疫力和抗氧化能力，其中過氧化氫酶和超氧化歧化酶活性顯著提高，谷胱甘肽過氧化物酶活性、總抗氧化能力亦有提高趨勢[4]。肉雞日糧中添加甘露寡糖0.1%能促進肉雞的生長性能，提高飼料利用率，改善腸道微生態(tài)環(huán)境和提高機體的免疫功能；甘露寡糖和有機硒合用能夠提高生產(chǎn)性能和免疫性能；蛋雞日糧中添加甘露寡糖1或1.5 g·kg-1提高了蛋雞生產(chǎn)性能和飼料轉(zhuǎn)化效率，對蛋雞性能的改善可能是由于提高了蛋雞回腸養(yǎng)分消化率，降低了腸道病原菌數(shù)量[5-6]。

肉鴨日糧中添加甘露寡糖1 g·kg-1可顯著提高日增重，提高飼料轉(zhuǎn)化率，可明顯抑制腸道內(nèi)大腸桿菌的繁殖和生長，同時促進乳酸桿菌的繁殖和生長，使腸道菌群更利于肉鴨的生長；甘露寡糖與抗菌肽聯(lián)合使用的效果明顯優(yōu)于甘露寡糖單獨使用[7]。肉鴨日糧中添加的甘露寡糖還能和某些毒素、病毒和真核細胞的表面結(jié)合而作為這些外源抗原的佐劑，能減緩抗原的吸收時間，增加抗原的效價；甘露寡糖與鴨疫苗一起使用時，可延緩疫苗的吸收時間，并提高其效應，增加機體的細胞免疫和體液免疫[8]。櫻桃谷肉鴨日糧中添加甘露寡糖0.1%可使肉鴨期末體重提高5.96%，平均日增重提高6.65%，干物質(zhì)、粗灰分、粗蛋白質(zhì)的利用率分別提高9.21%、22.09%、10.64%，盲腸乳酸桿菌數(shù)量顯著升高，大腸桿菌和pH顯著降低[9]。

2.3 反芻動物

甘露寡糖在反芻動物中的應用較少，主要是認為瘤胃對寡糖具有強烈降解作用，同時半纖維素、纖維素等會在瘤胃中產(chǎn)生大量的寡糖，反芻動物無需添加寡糖。但隨著寡糖作用機理深入研究表明，寡糖對于反芻動物消化道微生物區(qū)系、瘤胃發(fā)酵功能、機體免疫力、營養(yǎng)物消化率及反芻動物的生產(chǎn)性能也具有與單胃動物同樣的積極作用。5日齡犢牛飼料中添加甘露寡糖4 g·頭-1·d-1可提高犢牛生長性能，改善腸道健康及提高機體免疫力；減少腹瀉率和降低飼料報酬[10-11]。泌乳早期奶牛日糧中添加甘露寡糖60 g·頭-1·d-1有助于提高奶牛瘤胃乙酸發(fā)酵比例，提高奶牛乳脂率[12]。蒙古綿羊日糧中添加甘露寡糖0.1%能改善飼喂高精飼料蒙古綿羊的生長性能、血清免疫功能和抗氧化能力，對綿羊健康有一定的促進作用[13]。羔羊日糧中添加甘露寡糖具有改善動物生長性能和免疫機能的作用，可改善瘤胃發(fā)酵功能，穩(wěn)定和改善瘤胃內(nèi)環(huán)境，為瘤胃微生物的生長提供良好的條件，促進瘤胃微生物的增殖，進而提高粗蛋白質(zhì)和纖維物質(zhì)在瘤胃中的降解率。在飼料中添加甘露寡糖還能提高瘤胃中蛋白酶和纖維分解酶的活性，進而提高瘤胃中粗蛋白的降解率。

2.4 兔

在兔飼料中添加甘露寡糖1 g·kg-1能促進腸道有益菌群的生長，特別是能促進雙歧桿菌和乳酸桿菌的增殖，效果極顯著；能抑制腸道有害菌，對大腸桿菌的抑制作用顯著；甘露寡糖對腸道的作用效果非常明顯，能與腸黏膜受體結(jié)合，阻止有害菌群及其產(chǎn)生的有害物質(zhì)直接刺激腸道黏膜，對腸絨毛和腸壁有很好的保護作用；能提高飼料利用率，降低料肉比。兔飼料中添加甘露寡糖能明顯改善兔小腸黏膜結(jié)構(gòu)，增強兔小腸黏膜免疫系統(tǒng)功能，提高兔小腸的消化吸收功能，從而發(fā)揮促進動物生長、提高生產(chǎn)效能的作用[14]。

3 影響甘露寡糖功效的因素

影響甘露寡糖功效的因素很多，主要包括甘露寡糖的種類（例如甘露寡糖的單糖連接方式、純度與聚合度以及生物學活性等）、添加水平、添加方式、動物年齡、動物類別、與其他物質(zhì)的相互作用等。甘露寡糖添加量不足，起不到有益菌增殖效果；添加過度，則會增加飼料成本，而且會造成飼料適口性差，動物攝食量降低，還可能造成動物腹瀉。甘露寡糖與益生素共同添加時，效果比單一添加好，可延長飼用微生物的作用時間和到達后腸的成活數(shù)，促進有益微生物在腸內(nèi)的增殖和生長[15-17]。

4 小 結(jié)

新型飼料添加劑甘露寡糖與動物用抗生素相比有許多獨特的優(yōu)點，甘露寡糖既有抗生素促生長、防腹瀉的功效，又不會像抗生素那樣導致細菌耐藥性、藥物殘留、免疫抑制等諸多弊端，是一種天然的、綠色的、高效的免疫調(diào)節(jié)劑和生長促進劑。目前有關甘露寡糖在畜禽生產(chǎn)中的應用研究報道很多，但某些方面的研究還不夠深入，如甘露寡糖在不同動物、不同生理狀態(tài)、不同生理階段、不同生產(chǎn)狀況下的最佳添加量、添加方式，甘露寡糖與其他營養(yǎng)與非營養(yǎng)因素之間的相互作用關系等。在食品安全和細菌耐藥性的今天受到重視，在國內(nèi)國外趨于禁止抗生素作為促生長添加劑的環(huán)境下，尋找新型綠色飼料添加劑迫在眉睫。甘露寡糖具有純天然、安全、無殘留、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和貯藏加工不易失活等特點，可提高動物的生長性能和動物機體的抗病能力，在畜牧業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)中具有很好的應用前景。