寡糖的生物学功能及其在生产中的应用
陈立华
(辽宁职业学院,辽宁铁岭,112099 )
摘要:由2-10个单糖以糖苷键连接的小聚合物,总称为低聚糖,有一部分低聚糖由于单糖分子结合位置及结合类型的特殊性,不能被单胃动物分泌的酶水解消化,可作为饲料添加剂使用。本文主要对寡糖的生物学作用及其在生产中的应用进行综述,以期为生产实践提供一定参考。
关键词:寡糖;生物学功能;应用
The biological effects of Oligosaccharides and its application in production
CHEN-Lihua
(Liaoning Vocational College Liaoning Tieling 112099)
Abstract:Oligosaccharide is a small polymer which has 2-10 monosaccharides by
glycosidic linked.Some Oligosaccharide cann`t digested by monogastric animal, due to its Specific characteristics of monosaccharide molecules bind location and combination type that can be used as feed additives. This paper focuses on the biological effects of oligosaccharide and its application in production were summarized, in order to provide some reference resources for production practice.
Key words :Oligosaccharides ; biological effects; application
随着人类社会的发展和人民生活水平的不断提高,健康和环境已成为当今人们最为关注的问题。抗生素在畜牧业发展中发挥巨大作用的同时,也带来了一系列问题,新型绿色饲料添加剂已成为畜牧业可持续发展的必然趋势。寡糖作为一种“安全、稳定、无毒、无污染、无残留”的新型饲料添加剂,是目前营养研究的热点之一。 1寡糖的生物学功能 1.1改善畜禽消化道菌群
正常情况下,动物消化道内寄生着一定数量的微生物,其中大多数是对动物有利的有益菌,也有对动物不利的有害菌,二者之间相互制约又彼此依赖,保持着动态的平衡。在应激条件下,这种平衡可被打破,有害菌大量增殖为优势菌群,动物就表现为各种疾病。饲用寡糖属短链分支糖类,不能被单胃动物自身分泌的酶降解,大肠杆菌和沙门氏菌等有害菌也不能利用寡糖,而在消化道后段寄生的双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌则能充分利用寡糖,因为它们能产生一系列的糖苷酶,可切断和水解糖苷键。寡糖作为有益菌的特异性营养基质,促进其大量增殖,使其迅速恢复为肠道中的主体菌群,而有害菌则大量减少。
当肠道中存在一定量的甘露寡糖时,它可与外源凝集素竞争性结合,并携带着病原菌通过肠道排出体外,从而减少病原菌在肠粘膜上附着的机会,甚至可把已粘附于肠道上皮细胞上的病原菌“洗脱”下来。 1.2影响胃肠道组织的结构
饲料中添加寡糖可显著增加猪、禽的肠绒毛高度和肠壁厚度,其原因可能是寡糖可影响肠道菌群,促进有益菌生长繁殖。有益菌代谢产生的大量丙酸,是黏膜代谢的主要能源,具有促进正常细胞形成的作用。 1.3提高机体免疫力
寡糖可以充当免疫刺激因子,提高药物或抗原免疫应答能力,从而增加动物体液及细胞免疫能力。寡糖分子可与某些毒素、病毒、真核细胞表面结合,减缓抗原吸收,增加抗原效价,提高机体免疫力。其次,寡糖可促进有益菌(双歧杆菌等)的大量增殖,双歧杆菌可以提
高机体的抗体水平,激活巨噬细胞的吞噬活性,从而提高机体的免疫功能。 2 寡糖在生产中的应用
目前用作饲料添加剂的主要有:异麦芽糖、果寡糖、半乳寡糖、甘露寡糖、大豆寡糖、龙胆寡糖、木寡糖等。大量研究结果表明,在饲料中添加适量寡糖,可以促进动物生长,改善动物健康状况;提高动物对营养物质的吸收率,改善饲料转化效率;提高动物的抗病力和免疫力,防止腹泻;减少粪便及粪便中氨气等腐败物质的量。寡糖对动物有广泛的保健作用,其本身具有耐热、稳定、无污染、无残留等良好的理化性质,是一种新型的绿色饲料添加剂。 2.1 在养猪生产中的应用
目前甘露寡糖的研究主要为仔猪生产,对生产性能的影响结果不一。据报道,饲粮中添加甘露寡糖可提高1~49日龄仔猪的日增重和饲料转化率。在与抗生素复合使用和替代抗生素的条件下,甘露寡糖均可提高断奶仔猪的日增重。也有报道称日粮中添加甘露寡糖不影响仔猪的生产性能。研究结果不一,可能是由于寡糖添加效果受寡糖种类、基础日粮类型、最适添加量及与其他微量养分互作的影响。
寡糖针对生长猪、育肥猪及种用猪研究较少。果寡糖对育肥猪生长性能的影响研究表明,饲粮中添加0.5%和0.75%果寡糖可提高动物日增重和饲料转化率。哺乳母猪饲粮中添加甘露寡糖可缩短发情间隔,提高产仔窝重、仔猪断奶体重,降低断奶前仔猪死亡率。 2.2在养禽生产中的应用
寡糖在养禽生产中的应用效果,与使用阶段和添加量有关。陈绍红等报道,三黄鸡肉仔鸡11~30d饲粮中,添加0.2%的寡糖效果显著,超过30日龄或超过此添加量对生产性能无影响。蛋鸡饲粮中添加甘露寡糖可降低鸡蛋胆固醇含量,改善产品品质。另外甘露寡糖可显著提高肉鸭日增重。
2.3在反刍动物生产中的应用
据研究报道,在犊牛日粮中添加2 g甘露寡糖,饲养5周后,粪便中大肠杆菌量显著降低,呼吸道疾病也有所减少;添加异麦芽寡糖0.15%,日增重提高1.73%,饲料消耗量下降1.21%,还可防止下痢。 3影响寡糖应用效果的因素 3.1寡糖的种类和添加量
寡糖的种类不同,应用效果也不同。甘露寡糖的主要作用是吸附有害菌、毒素,刺激机体免疫系统;低聚葡甘糖和低聚异麦芽糖促进双歧杆菌生长的作用较强;异麦芽糖、果寡糖能很好地被双歧杆菌利用,而有害菌一般都很难利用。
要发挥寡糖的生理作用,必须有适当的添加浓度。添加量不足则起不到明显的作用效果;添加量过大,不仅增加饲料和饲养成本,还可能造成动物腹泻。 3.2动物种类和年龄
动物种类不同,其消化道结构和功能也不同,寡糖对其影响也有很大差异,有些寡糖(如甘露寡糖)能增加家禽消化道双歧杆菌数量,并能显著提高其生产性能,但对猪的影响并不显著。
动物年龄和生长发育阶段不同,消化道菌群有很大变化。如仔猪断奶后,大肠杆菌等致病菌浓度上升,而乳酸菌明显下降,这是导致腹泻的主要原因之一,因此,在此阶段添加寡糖效果更好。 3.3日粮的组成
由于饲料原料中含有天然寡糖,且不同的原料寡糖的含量差别较大,如玉米中寡糖含量很低,小麦、大麦、大豆等饲料原料中非消化糖类很多,因此,不同种类的基础日粮会对寡糖的应用效果产生一定的影响。 3.4饲养环境
大量的研究表明,在良好的饲养环境下,日粮中添加寡糖的作用效果差异不显著;只有在不良的饲养环境下,或当生产性能受肠道因素影响较大时,日粮中添加寡糖,其促生长作用才能明显的表现出来。 3.5与益生素的协同作用
研究人员发现,寡糖与益生素联合添加,二者相互促进,相互补充,彼此增效,综合效果成倍增加。分析其原因可能是益生素分泌的消化酶,可把寡糖进一步消化为单糖,供有益菌或机体利用。 4.小结
寡糖是一种安全无毒副作用的新型绿色环保饲料添加剂,避免了长期使用抗生素的种种弊端,并且经济效益和社会效益十分突出。但是,要加强降低生产寡糖成本的新工艺及新方法的研究;研究不同种类寡糖在不同动物中的最佳添加量与添加方式,提高寡糖利用率的措施,研究寡糖与其它营养因素的拮抗或协同作用,寡糖最适宜应用环境。随着饲料科技的发展,这些问题会逐步得到解决。
参考文献
[1]任善茂,陶勇,张牧.化学益生素在猪生产中的应用潜力[J].国外畜牧科技,2002,2(29):21-25.
[2]翟峰,王淑敏.果寡糖及其在动物生产中的应用[J].江西饲料,2008,2:18-21. [3]吴天星。果寡糖对单胃动物肠道微生物区系及营养作用的研究[M].北京:中国农业科学院,1997.
[4]张爱忠.低聚糖在养猪生产中的效果及影响使用效果的因素[J].河北畜牧兽医,2001,17(9):25.
[5]宋小珍,翟明但,潘珂等.寡果糖和糖萜素在泰和鸡生产中替代抗生素的研究[J].饲料博览,2005,(4):3-5.
[6]陈绍红,万江虹,黄银姬等.寡糖对三黄鸡生产性能及免疫机能的影响[J].湛江海洋大学学报,2005,25(3):76-78.
[7]White L A,Newman M C,Cromwell G J. Brewers dried yeast as a source of mannan-oilgosaccharides for weanling pigs[J].F Anim Sci,2002,80:2619-2628.
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容