饲用甘露寡糖在动物生产中应用研究

李国辉，王金荣*，苏兰利，陈晓鸽，杨 强

（ 1.河南工业大学 生物工程学院，郑州 450001； 2.河南省畜牧局饲料产品质量监督检验站，郑州 450003）

饲用甘露寡糖在动物生产中应用研究

李国辉1，王金荣1*，苏兰利1，陈晓鸽2，杨 强1

（ 1.河南工业大学 生物工程学院，郑州 450001； 2.河南省畜牧局饲料产品质量监督检验站，郑州 450003）

甘露寡糖是一种新型添加剂，能够优化动物胃肠道的微生态环境，提高动物日增重、饲料转化率、机体抗病能力，在动物饲料中有广阔的应用前景。文章以甘露寡糖为研究对象，介绍甘露寡糖的来源、理化性质与生理功能以及在动物生产中的应用，并对其发展前景进行展望。

甘露寡糖；饲料添加剂；动物生产

甘露寡糖（MOS）广泛存在于多种微生物细胞壁，如魔芋粉、瓜儿豆胶、田菁胶等。饲用甘露寡糖主要来源于酵母细胞壁中提取出的一类寡聚糖，以葡萄糖或者甘露糖为单元分子，是由二聚糖、三聚糖或者四聚糖等结构组成的混合物[1]。近年来，甘露寡糖（MOS）作为饲料添加剂在动物生产中得到广泛应用，由于其添加剂量小、天然、无残留且稳定性强等优点，又因为其能够调节肠道生理健康和具有免疫调节双重作用，因此作为动物保健剂具有替代抗生素的潜力。

1 甘露寡糖的理化性质与作用

1.1 理化性质

甘露寡糖的甜度小于蔗糖，溶于水和一些极性溶剂，在有机溶剂中易沉淀或结晶。在正常生理pH和饲料加工条件下比较稳定，随着温度升高，其粘度逐渐下降，冷却后粘度升高。从酵母细胞壁中提取出的MOS经过饲料加工高温处理（121℃，20 min），其结构和功能保持完整性。甘露寡糖和一些功能性寡糖与很多饲料纤维具有相似结构，其中一些化学键不能被动物肠道消化酶和酸碱性改变所破坏，因此，小肠几乎不能破坏和利用甘露寡糖。

1.2 生物学功能

MOS的结构稳定，不易被动物消化也不能被有害菌利用，消化道中的有益菌群（如双歧杆菌和乳酸菌）却能利用。MOS通过改善肠道内微生物的组成，对宿主起有益的保健作用。MOS能够对一些有害菌识别、黏附和排除，加速了有害细菌从肠道内排出，增强了动物非特异性免疫功能，提高动物机体的抵抗力。

1.2.1 对肠道微生态环境的影响

MOS对肠道微生态环境的的影响主要是通过促进肠道有益菌生长繁殖以及对有害菌的粘附和排除作用来实现。由于肠道病原菌（大肠杆菌、沙门菌和梭菌杆菌等）的细胞壁或绒毛上均含有外源凝集素，可以和肠壁细胞上的糖残基发生特异性结合，而肠道益生菌（乳酸杆菌等）不具有外源凝集素，因此MOS不会对有益菌产生黏附和排除作用。Ghasemian等研究表明，在日粮中低聚MOS可以快速的使黏附到肠上皮细胞壁的大肠杆菌脱落，而常见的葡萄糖及半乳糖却没有效果[2]。很多试验研究也证明了这一作用机制。Guedes等在兔饲料中添加MOS，发现可以显著降低兔盲肠和结肠的大肠杆菌质量浓度，提高盲肠乳酸杆菌和双歧杆菌质量浓度[3]。张建斌等研究表明，MOS可以显著增加蛋雏鸡盲肠和回肠内容物中双歧杆菌和乳酸杆菌数量，降低肠道中大肠杆菌数量[4]。温若竹等利用PCR-DGGE技术研究表明，MOS能促进肉仔鸡肠道乳酸杆菌等有益菌的生长，同时抑制梭菌属等有害菌的生长[5]。

1.2.2 对动物小肠形态结构的影响

小肠是动物吸收营养物质的主要场所，MOS能改变小肠黏膜的形态，增加绒毛高度和绒毛密度，使小肠绒毛的吸收面积扩大，有利于肠道内营养物质消化和吸收。孟岩等在肉鸡饲料中添加甘露寡糖，结果表明，甘露寡糖能改善小肠的肠绒毛高度、隐窝深度、黏膜厚度及绒毛表面积，促进小肠的消化吸收，从而提高动物的生长性能[6]。Zhang等在对虾饲料中添加MOS表明其促进了对虾肠道微绒毛结构的形态发育，提高了机体的特定增长率[7]。刘爱君等研究甘露寡糖对奥尼罗非鱼肠道结构功能的影响，发现添加甘露寡糖能显著增加小肠绒毛高度、绒毛宽度和绒毛密度，有利于肠道吸收面积的扩大和营养物质消化利用率的提高，从而提高动物机体的生长性能[8]。

1.2.3 对动物机体免疫系统的调节

MOS是一类新型抗原活性物质，具有免疫原性，能通过刺激机体产生免疫应答。动物体胃肠道特异性免疫反应以抗体为主，黏膜抗体通过抑制入侵菌和毒素肠上皮附着，释放介质直接杀死细菌。马志红等对免疫力低下的小鼠进行试验，添加MOS组的小鼠巨噬细胞吞噬率、吞噬指数都有显著增加，表明MOS能够增加小鼠的非特异性免疫力[9]。伍淳操等在仔猪饲料中添加MOS能够显著提高血清中的免疫球蛋白的含量（P<0.05）[10]。金亚东等在犊牛饮用奶中添加甘露寡糖，发现其能显著提高牛的生长性能及机体的免疫抵抗能力（P<0.05）[11]。王际英等以刺参为研究对象，发现在日粮中添加甘露寡糖可以提高刺参免疫力[12]。高林通过在肉鸡日粮中添加不同浓度的甘露寡糖，研究表明甘露寡糖对肉鸡血清免疫指标有积极影响，可提高机体免疫水平，促进免疫器官发育[13]。游金明等发现在饲粮中添加甘露寡糖和丁酸钠能显著提高断奶仔猪生长性能和免疫功能[14]。

2 甘露寡糖在动物生产中的应用

2.1 水产养殖

水产饲料中添加甘露寡糖有利于提高水产动物的生长速度和饲料转化效率。刘爱君等研究在罗非鱼饲料中添加MOS 0.5%，可以提高罗非鱼的增重率，干物质消化率和蛋白质消化率[8]。谭崇桂等研究表明，MOS 0.4%可显著提高凡纳滨对虾的生长性能，降低饵料系数，显著提高一些酶的活性（如溶菌酶、胃蛋白酶和肝胰脏脂肪酶）（P<0.05）[15]。于艳梅等在健康黄颡鱼的基础饲料中分别添加魔芋甘露寡糖0.1%、0.2%、0.3%及酵母甘露寡糖0.3%，研究表明，魔芋甘露寡糖0.2%组质量增加率最高、饵料系数最低，酵母甘露寡糖0.3%组与对照组相比也能显著促进黄颡鱼的生长，但其效果没有魔芋甘露寡糖0.2%组的效果好[16]。

2.2 家禽生产

在家禽养殖中，适量的MOS对胃肠道中的有益菌（乳酸杆菌和双歧杆菌等）具有促进作用，能减少病原菌的增值，提高免疫力，从而减少疾病的发生，提高生产性能。阎桂玲等研究表明，在肉仔鸡日粮中添加啤酒酵母源甘露寡糖能显著减少盲肠内大肠杆菌和沙门氏菌的数量（P<0.05），提高肉仔鸡的免疫机能[17]。李启琳等使用甘露寡糖替代抗生素，发现添加甘露寡糖能有效提高肉鸡成活率、日增重和降低料重比[18]。薛军等研究表明，甘露寡糖可提高鹌鹑的日增重、采食量和饲料转化率，降低其胆固醇含量[19]。武威等在肉仔鸡日粮中添加甘露寡糖，结果表明甘露寡糖能够改善肉仔鸡生产性能[20]。朱秀乾等研究表明，在日粮中添加甘露寡糖0.2%可以显著提高肉鸡的日增重和饲料转化率（P<0.05）[21]。

2.3 猪生产

目前MOS对猪的研究主要集中在仔猪阶段，尤其是断奶仔猪。MOS在仔猪体内具有吸附肠道病原菌和发挥免疫调节的双重功效。杭苏琴等在仔猪饲粮中添加甘露寡糖，与对照组相比，发现添加甘露寡糖可显著增强仔猪的日增重和饲料转化率（P<0.05），提高仔猪的生产性能[22]。李玉欣给28日龄断奶仔猪饲喂毕赤酵母甘露寡糖0、0.1%、0.2%后，发现添加毕赤酵母甘露寡糖0.2%组的日增重和饲料转化效率均显著提高（P<0.05）[23]。伍淳操等研究表明，在断奶仔猪日粮中添加MOS，可显著提高断奶仔猪的日增重和降低料肉比（P<0.05）[10]。段绪东在仔猪日粮中添加甘露寡糖，研究表明仔猪日粮添加甘露寡糖提高了仔猪生长性能和部分非特异性免疫应答能力及改善肠道微生态环境[24]。

2.4 反刍动物饲料

由于反刍动物的瘤胃对寡糖具有强烈的降解作用，同时瘤胃微生物对饲料中的纤维素、半纤维素的消化也会产生大量的寡糖，因此功能性寡糖在反刍动物营养方面研究较少。肖宇等对外源甘露寡糖对奶山羊血清生化指标和抗氧化指标的影响进行研究，结果表明血清丙二醛含量和谷丙转氨酶活性降低，血清中球蛋白和血清磷含量却显著提高，表明添加MOS能提高奶山羊的抗氧化能力，改善机体脂质代谢与蛋白质合成[25]。戈婷婷等通过体外批次培养法研究表明MOS、果寡糖（FOS）和大豆寡糖均能显著增加培养液挥发性脂肪酸和菌体蛋白浓度（P<0.05）[26]。鲍延安等在奶牛日粮中添加MOS，发现其能显著增加奶牛的产奶量（P<0.05）[27]。

3 影响甘露寡糖作用效果的主要因素

影响甘露寡糖对动物应用效果因素很多，其中甘露寡糖的种类是最主要的因素之一，包括甘露寡糖的单糖连接方式、甘露寡糖纯度与聚合度以及kg甘露寡糖生物学活性等，均会对其作用效果产生不同影响。甘露寡糖的添加水平也会影响甘露寡糖效果的发挥，甘露寡糖添加量不足，起不到增殖效果；添加过度，会增加饲料成本，而且会造成饲料的适口性差，动物的摄食量降低，还可能造成动物腹泻。不同发育阶段的动物个体中肠道的微生物菌群会随着发育阶段而变化，因此动物的年龄是影响甘露寡糖使用效果的直接因素，如断奶后仔猪大肠杆菌等致病菌浓度上升，此时仔猪容易腹泻，在该阶段添加一定浓度的甘露寡糖能有效减少致病菌的增殖。此外，甘露寡糖与其他物质的协同作用也会影响其作用效果，如寡糖与益生素协同作用时，效果比单一添加好，可以延长饲用微生物的作用时间和到达后肠的成活数，促进有益微生物在肠内的定植和生长。

4 小 结

甘露寡糖的作用机制与效果还有很多未能解决的问题，在养殖业中的推广应用还有一定制约性。因此需要加强对甘露寡糖的理化结构与其功能的内在关系研究，弄清甘露寡糖的作用机制；研究不同动物在不同生理状态下甘露寡糖的适宜添加量及添加方式以及与其他营养因素或者饲料添加剂（酸化剂、抗生素、益生素）配合使用时的协同和颉颃作用，同时对不同类型日粮对甘露寡糖的影响进行系统的研究，为甘露寡糖在饲料中合理应用奠定理论基础。

[1] 寇庆,梁咪娟,陶亮亮,等.甘露寡糖的研究与应用[J].粮食与饲料工业,2012,12（5）:57-59.

[2] Ghasemian M,Jahanian R.Dietary mannan-oligosaccharides supplementation could affect performance,immunocompetence,serum lipid metabolites,intestinal bacterial populations,and ileal nutrient digestibility in aged laying hens[J].Animal Feed Science&Technology,2016,213:81-89.

[3] Guedes C M,Mourao J L,et al.Effects of age and MOS supplementation on production of volatile fatty acids in the caecum of rabbits[J].Animal Feed Science& Technology,2009,150（3）:330-336.

[4]张建斌,车向荣,杨华.甘露寡糖替代抗生素对蛋雏鸡肠道菌群的影响[J]. 饲料博览,2010（5）:29-30.

[5] 温若竹,江芸,刘泽兴,等.甘露寡糖对肉仔鸡肠道微生物区系发育的影响[J].浙江大学学报:农业与生命科学版,2011,37（1）:83-90.

[6] 孟岩,张辉.甘露寡糖对肉鸡生长性能及肠黏膜形态的影响[J].中国饲料,2007（21）:30-32.

[7] Zhang J,Liu Y,Tian L,et al.Effects of dietary mannan oligosaccharide on growth performance,gut morphology and stress tolerance of juvenile Pacific white shrimp,Litopenaeus vannamei[J].Fish&Shellfish Immunology,2012,33（4）:1 027-1 032.

[8] 刘爱君,冷向军,李小勤,等.甘露寡糖对奥尼罗非鱼生长、肠道结构和非特异性免疫的影响[J].浙江大学学报:农业与生命科学版,2009,35（3）:329-336.

[9] 马志红,晋晶,刘洪梅,等.甘露寡糖对鲤鱼生长性能和免疫功能的影响[J].安徽农业科学,2010,38（3）:1 291-1 292.

[10]伍淳操,王建华.乳酸菌和甘露寡糖对断奶仔猪生长及血清生化指标的影响[J].江苏农业学报,2011,27（1）:94-99.

[11] 金亚东,张力莉,陈绍淑,等.甘露寡糖添加方式对哺乳期犊牛生长性能、粪便菌群及血清免疫指标的影响[J].中国畜牧兽医,2016,43（11）:2 922-2 930.

[12] 王际英,宋志东,李培玉,等.饲料添加半乳甘露寡糖对刺参幼参生长、体壁营养组成及免疫力的影响[J].中国水产科学,2014,21（2）:310-319.

[13] 高林.甘露寡糖对肉鸡免疫性能的影响[J].农业科技与装备,2015（4）:56-58.

[14] 游金明,付建福,王自蕊,等.丁酸钠和甘露寡糖对断奶仔猪生长性能和免疫功能的影响[J].动物营养学报,2010,22（2）:346-351.

[15] 谭崇桂,冷向军,李小勤,等.多糖、寡糖、蛋白酶对凡纳滨对虾生长、消化酶活性及血清非特异性免疫的影响[J].上海海洋大学学报,2013,22（1）:93-99.

[16] 于艳梅,吴志新,陈孝煊,等.魔芋甘露寡糖对黄颡鱼非特异性免疫功能及生长的影响[J].华中农业大学学报,2010,29（3）:351-355.

[17] 阎桂玲,袁建敏,呙于明,等.啤酒酵母甘露寡糖对肉鸡肠道微生物及免疫机能的影响[J].中国农业大学学报,2008,13（6）:85-90．

[18] 李启琳,李燕鹏,王士长.甘露寡糖替代抗生素对肉鸡生产性能的影响[J].安徽农业科学,2008,36（6）:2 350.

[19] 薛军,鞠贵春,张爱武.不同水平甘露寡糖对肉鹑生长性能和血清胆固醇的影响[J].经济动物学报,2008,12（1）:30-33.

[20] 武威,郑云朵,贾丽楠,等.甘露寡糖对肉仔鸡早期生长性能及相关理化指标的影响[J].中国家禽,2017,39（1）:34-37.

[21] 朱秀乾,张精海.甘露寡糖、中草药对肉仔鸡生产性能的影响[J]. 山东畜牧兽医,2011,32（10）:1-3.

[22] 杭苏琴,黄瑞华,朱伟云.甘露寡糖对断奶仔猪生产性能和血液生化指标的影响[J].中国兽医学报,2009,29（2）:220-223.

[23] 李玉欣.毕赤酵母甘露募糖对猪生产性能和免疫性能的影响[D].北京:中国农业大学,2015.

[24]段绪东.饲粮添加甘露寡糖对母猪繁殖性能、免疫功能及后代生长、免疫和肠道微生物的影响[D].雅安:四川农业大学,2013.

[25] 肖宇,林英庭.甘露寡糖对动物免疫功能的影响[J].饲料研究,2010（7）:27-28.

[26] 戈婷婷,瞿明仁,王琤韡.功能性寡糖及其在反刍动物生产中的应用[J]. 中国饲料,2010（21）:12-16.

[27] 鲍延安,邢淑芳,徐庆龙.甘露寡糖对荷斯坦奶牛产奶量及乳常规的影响[J]. 饲料研究,2009（2）:57-60.

Study on Application of Feed Mannan Oligosaccharides in Animal Production

LI Guohui1,WANG Jinrong1*,SU Lanli1,CHEN Xiaoge2,YANG Qiang1

（1.College of Biological Engineering,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,China;2.Feed Product Quality Supervision and Inspection Station of Henan Animal Husbandry Bureau,Zhengzhou 450003,China）

Mannan oligosaccharide is a new type of additives.It can optimize the microecological environment of the gastrointestinal tract of animals,improving the daily gain,feed conversion rate,the body's resistance.It has a broad application prospect in animal feed.In this paper,the origin,physicochemical properties and physiological functions of mannan oligosaccharides and its application in animal production were reviewed.

mannan oligosaccharides;feed additives;animal production

S816.7；S814

A

1001-0084（2017）11-0020-04

2017-07-06

河南工业大学校基金基础研究重点培育项目（2012JCYJ08）；河南省科技厅科技攻关项目（162102410016）；国家自然基金项目（U1604106）

李国辉（1992-），男，河南周口人，硕士研究生，研究方向为动物营养。

*

教授，E-mail:wangjr@haut.edu.cn。