甘露寡聚糖的生理功能及其在畜禽生产中的应用

李彦品，杨海明，王志跃，行 浩，丁文骏，靳世磊

（扬州大学动物科学与技术学院，江苏扬州 225009）

甘露寡聚糖又称为甘露聚糖或甘露低聚糖，广泛存在于魔芋粉、田菁胶、瓜儿豆胶及酵母细胞壁中，目前生产中使用的甘露寡聚糖主要来源于酵母细胞壁。有关研究表明，甘露寡聚糖具有改善动物肠道菌群结构，增强免疫力，提高日增重，降低料肉比的作用 （黄俊文等，2005；Miguel等，2004），其在畜禽生产中具有广阔的应用前景。

1 甘露寡聚糖的生理功能

1.1 促进有益菌增殖，抑制有害菌繁殖 甘露寡聚糖对肠道菌群的调节，主要在于抑制有害菌的繁殖，促进有益菌的繁殖，从而提高动物的抗病力。甘露寡聚糖在动物消化道被微生物发酵产生短链脂肪酸，从而降低肠道pH值，使对酸敏感的沙门氏菌、大肠杆菌等有害菌的繁殖受到抑制，促进双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的生长繁殖，保护肠道正常健康发育，促进动物体对营养物质的利用（Zdunczyk 等，2008）。 夏林等（2008）研究结果表明，肉仔鸡日粮中添加甘露寡聚糖可显著降低盲肠内沙门氏菌、大肠杆菌的数量，显著增加盲肠内乳酸杆菌的数量。温若竹等（2011）研究结果也表明，肉仔鸡日粮中添加甘露寡聚糖可促进肠道中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。

1.2 提高免疫功能 郭云贵等（2011）研究结果表明，三黄鸡日粮中添加4 g/kg甘露寡糖能显著提高其胸腺指数，法氏囊和脾脏指数有提高的趋势，但差异不显著，同时血清溶菌酶活性也显著提高。袁缨等（2007）试验发现，在1日龄肉仔鸡日粮中添加0.015%甘露寡聚糖能明显提高42日龄脾脏和胸腺指数。Rozeboom等（2005）研究指出，仔猪日粮中添加甘露寡聚糖，可通过提高免疫球蛋白水平，改善巨噬细胞活性等，提高机体免疫力。

1.3 提高抗氧化能力 超氧化物歧化酶（SOD）能够清除机体代谢过程中产生的超氧自由基，从而保护生物大分子使其不被氧化破坏，避免细胞受到损伤（陈秀芸等，2013）。谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）对体内的脂过氧化物和氢有较强的还原作用，能够防止脂类化合物过氧化反应，从而保证细胞膜功能正常和结构完整（梁轩等，2000）。超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性在一定程度上能够反映机体抗氧化能力的强弱。伍淳操和王建华（2011）研究指出，断奶仔猪日粮中添加0.2%甘露寡聚糖，能够明显提高血清中超氧化物歧化酶活性，从而起到提高仔猪抗氧化能力的作用。邢广林等（2007）研究结果表明，肉鸡日粮中添加0.1%甘露寡糖，能够使血液中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶水平升高。

2 甘露寡聚糖在畜禽生产中的应用

2.1 甘露寡聚糖在反刍动物生产中的应用 牛日粮中添加适量甘露寡聚糖可调节免疫防御机制，发挥多样生物活性，吸附霉菌毒素，提高牛的免疫力和健康水平，对提高增重及经济效益有积极作用（鲍延安等，2009）。同时，添加适量甘露寡聚糖也可以促进脂类合成和代谢，提高乳脂率。Dildey和Selars（1997）对1～5日龄犊牛饲喂含4 g/d甘露寡聚糖的牛奶，对6～56日龄犊牛饲喂含2 g/d甘露寡聚糖的牛奶，研究结果表明，犊牛平均日增重显著提高。Dvorak和Jacgue（1997）同样发现在犊牛代乳料中添加甘露寡聚糖可增加犊牛的采食量，并能显著提高日增重。鲍延安等（2009）在荷斯坦奶牛日粮中添加20 g/d甘露寡聚糖，连续饲喂90 d，研究甘露寡聚糖对奶牛产奶量及乳常规营养成分的影响，研究结果表明，奶牛产奶量显著增加，乳脂率明显提高，体细胞数显著下降，但是对乳蛋白含量影响不大。与对照组相比试验组乳蛋白提高幅度不大的原因可能是牛舍管理水平和营养水平的提高以及饲养环境的改变。Newsman（1995）研究指出，奶牛日粮中添加甘露寡聚糖可以提高奶牛免疫力，减少呼吸道疾病的发生。Franklin等（2005）在奶牛干乳期日粮中添加甘露寡聚糖，研究结果表明，母牛对轮状病毒的免疫功能得以提高，犊牛对轮状病毒的抗体水平也得以提高。

目前，关于甘露寡聚糖在羊生产中的应用研究相对较少。羊日粮中添加适量甘露寡聚糖可以降低瘤胃pH和NH3-N浓度，使真菌处于最佳的生长环境中，其增殖速度加快，数量相应增加（祁如等，2012）。日粮中添加适量甘露寡聚糖也可通过提高血清总超氧化物歧化酶（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）研究结果表明，奶山羊日粮中添加1%甘露寡聚糖，能够显著提高瘤胃液真菌和原虫数量。瘤胃中原虫的存在能够增加饲料在瘤胃中的停留时间，还可以稳定瘤胃环境，有益于厌氧真菌的生长。肖宇等（2012）研究指出，奶山羊日粮中添加1%甘露寡聚糖能够显著提高球蛋白和磷含量，显著降低血清中丙二醛含量以及谷草转氨酶活性。

2.2 甘露寡聚糖在猪生产中的应用 甘露寡聚糖在仔猪阶段，尤其是断奶阶段应用相对较多。仔猪日粮中添加适量甘露寡聚糖，可以刺激仔猪肝脏分泌甘露糖结合蛋白，影响其免疫系统，产生应答反应，通过促进仔猪细胞免疫功能和体液免疫功能，提高仔猪免疫水平（Spring，1998）。 同时，甘露寡聚糖不被消化道酶分解而直接进入肠道的后段被有益菌群选择性地发酵利用，从而促进有益菌的增殖（Flickinger等，2000）。甘露寡聚糖对仔猪平均日增重、料重比、腹泻率也有一定影响。游金明等（2010）研究结果表明，日粮中添加0.2%甘露寡聚糖能提高28～55日龄仔猪平均日增重，添加0.1%、0.2%甘露寡聚糖均能增强断奶仔猪对卵清白蛋白的特异性免疫反应，说明甘露寡聚糖对断奶仔猪免疫水平和生产性能具有促进作用。White等（2002）研究指出，断奶仔猪日粮中添加甘露寡聚糖可以有效抑制大肠杆菌在十二指肠、空肠、盲肠和结肠的定植，使断奶仔猪肠道健康状况得以改善。Davis等（1999）研究指出甘露寡聚糖在早期断奶仔猪体内与其他抗菌生长促进剂效果一样。杭苏琴等（2007）在25日龄断奶仔猪日粮中添加0.4%甘露寡聚糖，结果表明，甘露寡聚糖对第一周断奶仔猪平均日增重、料重比、腹泻率无影响，但两周以后能够明显提高断奶仔猪日增重，降低料重比，减少腹泻的发生。Castillo等（2008）研究结果表明，断奶仔猪日粮中添加0.2%甘露寡糖可显著降低断奶仔猪全期料重比，降低断奶仔猪21 d腹泻指数。

甘露寡聚糖在母猪上的应用也有相关报道。母猪日粮中添加适量甘露寡聚糖能够提高仔猪出生窝重、断奶窝重，也能够提高母猪泌乳量、乳蛋白含量、免疫能力。Quinn等（2001）研究结果表明，在哺乳母猪日粮中添加甘露寡聚糖能够显著提高仔猪出生窝重以及断奶窝重，并且能够极显著降低断奶前仔猪死亡率。究其原因可能是哺乳母猪日粮中添加甘露寡聚糖提高了母乳中免疫球蛋白的水平。陈立祥等（2007）关于半乳甘露寡糖对哺乳母猪泌乳量、乳成分及乳中激素水平的影响研究结果表明，与不添加半乳甘露寡糖相比，添加0.15%半乳甘露寡糖能够显著提高乳中白介素-6和生长激素水平，并且能够增加母猪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够改善母猪免疫力；提高乳中生长激素水平，表明半乳甘露寡糖具有促生长的作用；增加母猪泌乳量可能与半乳甘露寡糖提高母猪免疫力、抑制肠道病原菌有关。

2.3 甘露寡聚糖在家禽生产中的应用 肉鸡日粮中添加适量甘露寡聚糖可通过改善小肠黏膜形态，增大绒毛长度与隐窝深度的比值，扩大小肠绒毛吸收面积，提高对营养物质的吸收利用率，而提高饲料转化率。也可以通过促进有益菌的增殖，结合吸附病原微生物，使肠道微生物区系得以改善，从而提高生产性能（孟岩和张辉，2007）。游金明等（2008）研究结果表明，在肉鸡日粮中添加1 g/kg甘露寡聚糖，能够显著提高肉鸡后期日增重，同时显著提高后期及全期饲料转化率。孟岩和张辉（2007）在肉鸡日粮中添加0.3%的甘露寡聚糖，结果表明，日粮中添加甘露寡聚糖能够提高肉鸡生产性能，同时能够改善小肠黏膜形态结构，增强肠道吸收功能。Hooge等（2003）研究结果同样表明，肉仔鸡日粮中添加甘露寡聚糖能够显著提高其生产性能。刘卫东等（2011）试验发现，肉鸡日粮中添加甘露寡聚糖，能够提高肉鸡日增重，并且能够增加肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌的数量，降低肠道中大肠杆菌的数量，甘露寡聚糖与益生菌合用效果更好。

甘露寡聚糖在火鸡上的应用也有相关的研究。火鸡日粮中添加甘露寡聚糖对其生产性能、免疫功能有一定影响。Hulet（2002）研究指出，在火鸡日粮中添加1 g/kg甘露寡聚糖，火鸡的饲料效率得到显著提高。Sims等（2004）研究指出甘露寡聚糖能够显著提高火鸡血液中IgG含量和黏膜IgA水平，两者的提高使火鸡免疫功能得以提高，并且火鸡生产性能也有所提高。其原因可能是由于甘露寡聚糖能够使火鸡小肠绒毛变长，从而增大了对营养物质的吸收面积，进而提高生产性能。

关于甘露寡聚糖在鸭上的研究相对较少。鸭日粮中添加适量甘露寡聚糖对其平均日增重、料重比、营养物质利用率及肠道菌群有一定影响。臧素敏等 （2005）在樱桃谷鸭日粮中分别添加0.05%、0.1%、0.2%和0.4%甘露寡聚糖，研究其对肉鸭生产性能、营养物质利用及盲肠菌群的影响，结果表明，日粮中添加适量的甘露寡聚糖可以改善肉鸭生产性能，提高肉鸭的体重、平均日增重，降低料重比，其中以0.1%甘露寡聚糖添加组效果最好，同时添加0.1%、0.2%甘露寡聚糖还可以改善肉鸭对营养物质的利用率，有利于抑制盲肠大肠杆菌的增殖，促进乳酸杆菌的增殖，有利于肉鸭的健康并保持良好的生产性能。

3 小结和展望

在饲料中添加适量甘露寡聚糖，能有效地改善畜禽肠道微生物菌群结构，促进乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌的增殖，抑制沙门氏菌、大肠杆菌等有害菌的增殖，同时还能够明显提高畜禽生产性能以及免疫功能。作为一种高效、安全的新型饲料添加剂，甘露寡聚糖在动物生产中具有良好的应用前景。但是由于甘露寡聚糖的作用效果与其生理特性、添加量、添加方式、纯度，以及畜禽品种、年龄、饲养管理条件等有关，因此，应该加强甘露寡聚糖结构与功能之间的关系，以及畜禽品种、年龄、饲养管理条件特异性等方面的研究。另外，在甘露寡聚糖的作用机制方面也有待于进一步研究、探讨。同时，在甘露寡聚糖加工工艺、商品化生产新方法方面应加大研究力度。

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