功能性寡糖在畜禽生产中的应用研究

刘春青，韩春晓，薛海鹏，魏海峰，亓宝华，徐云华★

（1.济南市畜牧技术推广站，山东 济南 250306；2.辽宁省检验检测认证中心，辽宁 沈阳 110016）

近年来，我国畜禽养殖业发展迅速，养殖规模不断扩大。抗生素作为兽药、饲料添加剂被广泛应用于畜禽养殖业，在我国畜禽养殖发展过程中起到了重要作用。但是，抗生素的不规范使用也带来了各种问题，细菌耐药性不断增强，兽药残留威胁人类健康，环境污染日益严重等，减抗、替抗迫在眉睫。寡糖作为一种新型绿色饲料添加剂，具有耐热、稳定、无污染、无残留等特点，可抑制病原菌的繁殖、增强畜禽免疫力、改善畜禽肠道健康，促进动物健康生长等功能，具有良好的应用前景。

1 寡糖简介

寡糖是由2～10个相同或不同的单糖经脱水缩合形成的低聚合糖类的总称，也称低聚糖。由于单糖分子结合位置及结合类型不同，有些寡糖可以被肠道吸收，如蔗糖、麦芽糖等；有些寡糖不能被肠道吸收，可以作为饲料添加剂使用，常称为功能性寡糖，如甘露寡糖、壳寡糖、果寡糖、异麦芽糖、半乳寡糖、大豆寡糖、龙胆寡糖、木寡糖等

1.1 甘露寡糖(Mannoseoligosaccharides，MOS)甘露寡糖由几个甘露糖分子或甘露糖和葡萄糖结合而成,广泛存在于魔芋粉、瓜儿豆胶、田菁胶及多种微生物细胞壁中。目前生产中使用的甘露寡聚糖主要来源于酵母细胞壁和魔芋粉酶解产物。不同来源的甘露糖的结构和理化性质上有差异。其中来源于酵母细胞壁的甘露寡糖是几个甘露糖分子、葡萄糖分子主要通过α-1,6糖苷键和α-1,2糖苷键连接形成主链的甘露糖低聚体，以二糖、三糖、四糖等多糖混合物的形式存在，且含有大量不能被淀粉酶水解的化学键。易溶于水，不溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂；具有一定的黏度，且随着温度升高黏度降低，在pH为3～9时，黏度相对稳定；结构稳定，能够承受饲料制粒加工过程中的高温，并保持功能不变。

1.2 壳寡糖（Chitosan oligosaccharide，COS）壳寡糖又名低聚壳寡糖、壳聚寡糖，学名是β-1,4-寡糖-葡萄糖胺，是由2～10个氨基葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成的功能性低聚糖。壳寡糖是迄今所发现的唯一带正电荷的碱性寡糖，并具有稳定的三维结构，具有良好的水溶性、粘度低、生物活性高、相对分子量小、易被机体吸收、且代谢产物无毒、无抗原等特性，被誉为“人体第六大生命要素”。

1.3 果寡糖（Fructooligosaccharides，FOS）果寡糖又称低聚果糖、果聚糖,是由几个D-果糖分子与蔗糖通过β-1，2糖苷键连接而成的低聚糖。广泛存在于大麦、小麦、黑麦、大蒜、洋葱、马铃薯、香蕉等植物和酵母菌中。果寡糖溶解性好，在中性环境下热稳定性高；其甜度低，约为同浓度蔗糖甜度的30%～60%；在0～70℃范围内，黏度和温度呈负相关；且其水溶性好，耐热性、耐碱性、保水性强，具有良好的成为饲料保存剂的有利条件。

1.4 寡木糖（Xylooligosaccharide,XOS）寡木糖又称木寡糖、低聚木糖，由2～7个木糖分子以β-1,4糖苷键结合形成，以木二糖、木三糖为主要成分，还含有少量木四糖等。广泛分布于玉米芯、麸皮、甜菜渣、甜菜渣、竹笋、秸秆、谷壳、硬木等中。具有耐酸、耐热等特性；粘度低，甜味纯正，甜度约为蔗糖的40%；与饲料的配伍性好，少量添加即可产生明显的效果。

2 功能性寡糖的生理作用

功能性寡糖具有改善畜禽肠道菌群结构，改善畜禽肠道健康，增强机体免疫力，促进生长，降低料肉比的作用。

2.1 改善畜禽肠道菌群结构功能性寡糖对畜禽肠道菌群的促进作用具有选择性，能够改善畜禽肠道菌群结构平衡。可以促进肠道有益菌双歧杆菌、乳酸杆菌等的增殖，抑制有害菌大肠杆菌、沙门氏菌、肉毒梭菌等的增殖。畜禽肠道内的大多数病原菌具有外源凝集素，通过外源凝集素能特异性地与畜禽肠道上皮细胞的受体相结合，进行繁殖，引发畜禽肠道疾病。功能性寡糖能够与病原菌外源凝集素结合，并携带病原菌通过肠道排出体外，竞争性地阻止了病原菌黏与肠道上皮细胞结合，减少了肠道内病原菌的数量，改善畜禽肠道菌群结构。功能性寡糖通过促进肠道有益菌的增殖，生成挥发性脂肪酸和乳酸，降低肠道pH值，抑制有害菌的生长。

2.2 改善畜禽肠道结构功能性寡糖在肠道内发酵产生的挥发性脂肪酸为肠道上皮细胞增殖提供了营养物质，可促进肠道细胞发育和绒毛生长，增加幼龄畜禽肠道绒毛高度、隐窝深度、绒毛高度、隐窝深度和绒毛表面积，扩大肠道的吸收面积，提高肠道对营养物质消化吸收效率。

2.3 提高机体免疫力功能性寡糖可有效刺激畜禽机体免疫系统，刺激畜禽肠道免疫细胞增殖，激活巨噬细胞活性，增加免疫球蛋白、干扰素等水平，提高机体免疫力。功能性寡糖还可作为外源抗原佐剂，与某些细菌、病毒、毒素的表面结合，减缓抗原吸收，增加抗体效价，进而提高畜禽机体免疫力。

2.4 抗氧化作用自由基是畜禽机体产生的具有损害机体组织与细胞功能的有害化合物，具有强氧化性，会侵害机体，引起机体免疫能力下降，导致畜禽产生疾病和机体衰老。甘露寡糖、壳寡糖等可以清除机体多余的自由基，有效降低自由基侵害的影响。壳寡糖还可以降低血清中谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）和肝脏组织中的丙二醛（MDA）含量，提高肝脏的抗氧化活性。

2.5 调节糖、脂代谢功能性寡糖具有调节机体血液中葡萄糖、血脂代谢的功能。壳寡糖能够降低虹鳟血清中甘油三酯、胆固醇和葡萄糖的含量。王洪善等研究发现，甘露寡糖能够减缓高脂饮食小鼠体重增长，提高小鼠肠道中微生物群脂代谢的能力，增加小鼠盲肠中乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸的含量，将多余的脂肪排出体外，对高脂饮食小鼠具有良好的益生作用。

3 功能性寡糖在养殖生产中的应用

3.1 在养猪生产中的应用功能性寡糖不但能提高仔猪日增重，降低料重比和腹泻率，还可以改善母猪免疫力、肠道菌群、产健仔率、断奶重等。杭苏琴等在25日龄杜长大断奶仔猪日粮中添加0.4%甘露寡聚糖，饲喂一周后，效果不明显，饲喂两周后发现甘露寡聚糖可以显著提高断奶仔猪日增重、降低料重比，减少仔猪腹泻的发生。马秋刚等通过向35日龄断奶仔猪日粮中添加果寡糖试验发现日粮中添加0.4%的果寡糖可以有效提高断奶仔猪日增重，降低腹泻率，降低料肉比，改善饲料转化率，并指出果寡糖可以有效替代抗生素。王博等选用224头日龄、体重相近且健康的长白×大白后备母猪进行试验，30d后，血清检测发现基础饲粮中添加0.1%果寡糖制剂的试验组血清中IgA、IgG、IgM都高于对照组，且当基础日粮中添加0.1%益生菌和0.05%果寡糖组合时，效果更好。

李梦云等报道，向妊娠后期母猪的饲粮中添加0.3%果寡糖至17d的泌乳期结束，结果发现，饲喂果寡糖不仅母猪妊娠后期和哺乳期的采食量得到显著提高，母猪血清总蛋白、球蛋白含量也有显著提高，仔猪健仔率、断奶重、平均日增重也极显著提高。

3.2 在家禽生产中的应用功能性寡糖具有促进家禽日增重，提高采食量、饲料转化率，改善鸡肉品质、提高产蛋率、改善肠道菌群、提高免疫力等作用。壳聚糖可以显著提高肉仔鸡前期和全期的生产性能，提高肉仔鸡日增重、日采食量，改善肉仔鸡饲料转化率，且日粮中添加100mg/kg的壳聚糖，肉仔鸡盲肠中的菌群得到显著改善，免疫器官的生长发育增快，免疫功能也得到了加强。

高林向1日龄肉鸡基础饲粮中分别添加2.0%、1.0%、0.5%的甘露寡糖，饲喂43d后，对肉鸡血清免疫指标和免疫器官指数均有积极的影响，饲粮中添加甘露寡糖可提高肉鸡免疫水平，促进肉鸡免疫器官发育。刘卫东等试验发现，肉鸡日粮中添加0.1%的甘露寡聚糖，肉鸡平均日增重提高4.09%；料重比降低了2.42%，并且增加了肉仔鸡肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌的数量，降低了肠道中大肠杆菌的数量，并指出甘露寡聚糖与益生菌合用效果更好。王红卫向70周龄蛋鸡日粮中分别添加分子量为1kDa、3kDa、8kDa的壳寡糖200mg／kg，发现不同分子量的壳寡糖对蛋品质、肠道微生物菌群、血清生化指标等作用效果不一致，添加不同分子量的壳寡糖对蛋鸡的平均日采食量、料蛋比、产蛋率、平均蛋重均无显著性影响；不同分子量的壳寡糖都显著提高了鸡蛋的哈夫单位；添加1kDa和3kDa壳寡糖组，蛋壳强度有增加的趋势，但是添加8 kDa的壳寡糖组的蛋壳强度却降低，较高分子量的壳寡糖可能不利于蛋鸡对钙的吸收。

3.3 在反刍动物生产中的应用功能性寡糖可以提高反刍动物生产性能，改善牛羊肠道菌群、提高机体免疫功能等。金亚东等报道，甘露寡糖可以提高犊牛的日采食量、日增重，降低料重比，降低犊牛粪便中大肠杆菌数量，增加双歧杆菌数量，提高犊牛血清中IgA、IgG、IgM含量。向奶山羊日粮中添加1%的果寡糖，可以显著提高青贮玉米秸秆、苜蓿等常用粗饲料的中性洗涤纤维和ADF的有效降解率值，提高对饲料干物质消化率。向绵羊日粮中添加不同比例的牛蒡果寡糖，虽然对绵羊生产性能和日粮消化率未产生显著影响，但是绵羊日增重，日采食量有增高的趋势，料肉比降低，营养物质消化率得到提高。

功能性寡糖作为一种新型绿色饲料添加剂，具有广阔的发展前景。但是，在使用过程中，畜禽品种、年龄、养殖环境、添加方式等的不同，都会影响其使用效果。因此要加强对不同种类的寡糖在不同条件下的使用添加量和添加方式的研究。功能性寡糖的提取、生产工艺不成熟也限制了其大规模使用。相信，随着科技进步，生物工程技术发展，提取工艺成熟功能性寡糖将更好地应用于畜禽养殖，促进畜禽养殖业绿色、健康、可持续发展。