甘露寡糖

甘露寡糖

甘露寡糖是一种寡聚糖,甘露寡糖是寡聚糖中最具前景的一个。其作为一种安全有效的饲料添加剂在养殖生产上具有重要的作用。

1甘露寡糖的理化性质

甘露寡糖(Mannose-oligosaccharides,MOS),又称甘露低聚糖或葡甘露寡聚糖。甘露寡糖是寡聚糖中最具前景的一个,主链的连接方式为α-1,6糖苷键,侧链主要通过α-1,2和α-1,3糖苷键连接,一般在生理pH 值和通常饲料加工条件下较为稳定,易溶于水和其他极性溶剂。当溶液中加入有机溶剂时会使其沉淀或结晶,甜度低于蔗糖。甘露寡糖广泛存在于魔芋粉、瓜儿豆胶、田菁胶及多种微生物细胞壁内(葡萄糖甘露寡聚糖)。目前商品用甘露寡糖主要通过酶解法进行生产。饲料用甘露寡糖主要来源于酵母细胞壁提取物,多为二糖、三糖、四糖等结构的混合物。甘露寡糖不为单胃动物消化道酶分解,而且由酵母细胞壁提取而来的甘露寡糖能承受饲料加工的高温处理(121 ℃,20 min)而保持其结构和功能的完整性不被破坏。

2甘露寡糖的作用机理

甘露寡糖化学性质稳定,不被动物消化也不能被有害菌利用,只能被消化道有益菌群如双歧杆菌和乳酸菌利用,通过优化肠道微生物生态系对宿主起有益的保健功能。改善肠道微生物组成、形成以双歧杆菌和乳酸杆菌为优势菌的肠道菌丛,抑制病原菌。MOS对病原菌有识别、粘附和排除作用,同时有利于排除内毒素保持动物健康。加速细菌从肠道排出,促进肠道正常微生物区系的平衡,增强动物非特异

性免疫,提高动物抵抗力,从而提高动物日增重和饲料转化率,降低胃肠道疾病的发生率和死亡率。

马志红等[1]以甘露寡糖为饲料添加剂进行鲤鱼的对比饲喂试验,通过测定和比较对照组和试验组鲤鱼的生长性能和免疫功能指标,探讨甘露寡糖对鲤鱼生长及免疫功能的影响。结果显示,试验组鲤鱼的饲料系数、相对增重率、白细胞吞噬率、吞噬指数、脾脏指数和血清溶血素活力较对照组均显著提高;周淑芹[2]研究了甘露寡糖对肉鸡后期(5～7周)大肠杆菌病的控制效果,结果表明饲粮中添加MOS显著降低了肉鸡感染大肠杆菌后的发病和死亡率。高启禹等[3]分析寡糖对SPF大鼠生长性能及盲结肠中大肠杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌的影响,选用体重为(110.0±10.0)g、同性别同品系的SPF大鼠作为试验动物进行试验,将SPF大鼠分成8组,每天记录其体重及采食量。采集1、14、28 d SPF大鼠的盲结肠,检测肠道菌群变化。结果表明,甘露寡糖对SPF大鼠的生长性能影响不明显,添加寡糖能够促进肠道中乳酸杆菌、双歧杆菌等双歧因子的形成,抑制大肠杆菌的增殖。马志红等[4]为探讨甘露寡糖对免疫低下小鼠免疫功能的影响,通过环磷酰胺制造免疫功能低下小鼠模型,给予甘露寡糖11 d后观察小鼠体重、脾脏指数、胸腺指数、巨噬细胞吞噬功能、血清溶血素滴度和迟发型变。甘露寡糖组体重、脾脏指数、胸腺指数、巨噬细胞吞噬率、吞噬指数、抗体积数和左右后足重量差均较模型组提高。林海涛等[5]选用约克与荣昌二元杂交仔猪20头,随机分为2组,每组10头进行试验,结果表明,在日粮中添加甘露寡糖,经过一定的适应期后,

能极显著地提高仔猪的淋巴细胞免疫功能。岳文斌等[6]选择健康的35日龄断奶仔猪48头,随机分为2组,每组3圈,每圈8头。一组为含0.5%甘露寡糠+基础日粮,另一组为基础日粮。试验开始第7天,每组各随机选6头仔猪,麻醉后剖腹取肠道内容物以测定盲肠和结肠大肠杆菌、乳酸杆菌及双歧杆菌浓度和pH值。试验结果表明,与对照组相比,甘露寡糖可以显著降低盲肠、结肠大肠杆菌浓度,同时显著提高盲肠乳酸杆菌和双歧杆菌浓度。

3作为抗生素替代品

20世纪90年代之前,动物体一般依靠抗生素来抑制致病菌或潜在致病菌定植和繁殖,抗生素虽有自己的抗菌谱,但其作用于病原菌的同时也会影响体内有益菌群生长,特别是长期大量使用,使机体内菌群失调,微生态平衡破坏,潜伏在体内的有害菌趁机大量繁殖,从而引起内源感染。因此,抗生素替代品的研究日益受到重视,其主要功能为:促进动物肠道有益菌的增殖,提高动物健康水平;通过促进有害菌的排泄,免疫佐剂和激活动物特异性免疫等途径,提高动物整体免疫功能。甘露寡糖作为绿色添加剂可以替代抗生素。于桂阳等[7]在肉鸡饲粮中不添加抗生素的情况下,添加适量的Bio-MOS,能提高肉鸡的生产性能;表明Bio-MOS能部分或完全取代抗生素在肉鸡饲粮中应用;张海棠等[8]试验证明添加适量的MOS替代抗生素是可行的,且可以提高肉鸡的生产性能和免疫力。李启琳等[9]为寻找抗生素替代品,以减少抗生素所带来的危害,以1日龄艾维因肉鸡为研究对象,通过饲养试验,研究甘露寡糖替代抗生素对肉鸡成活率、平均日增重、平均日采食

量和料重比等生产性能的影响。结果表明,在饲料中添加甘露寡糖能够替代抗生素药物,有提高肉鸡成活率和日增重、降低料重比的作用。杜英男等[10]报道添加0.25%、0.50%、1.00%果聚糖和甘露寡糖均有抑制水貂肠道大肠杆菌,促进乳酸杆菌增殖的作用,且效果显著,可以作为抗生素的替代品用于水貂生产。

4甘露寡糖的适宜添加量

4.1甘露寡糖在断奶仔猪生产中的适宜添加量

有研究表明,过量添加甘露寡糖会引起后肠的过度发酵,肠道细菌的非特异性生长,使动物发生轻微腹泻,影响动物对养分的吸收利用,抑制动物生长。一般断奶仔猪甘露寡糖的用量不超过0.4%。王莹[11]建议在断奶仔猪日粮中甘露寡糖的用量一般为0.1%～0.4%。对不同阶段的仔猪,可添加不同的比例;邵莲花等[12]试验结果说明,在断奶后,7～20 kg阶段的生长猪饲料中分别添加0.05%和0.10%的甘露寡糖,促进生长效果显著,并可降低腹泻率,取得了与抗生素相似的作用效果。对于20 kg以上的生长猪,由于其消化机能和免疫机能已经较完善,使用甘露寡糖后无明显差异,但仍有提高猪生产性能的趋势。故建议在断奶后仔猪日粮中,添加0.05%的甘露寡糖为宜。关于甘露寡糖的适宜添加量不同文献报道有所不同,但以不超过0.4%为宜。

4.2甘露寡糖在肉鸡生产中的适宜添加量

在肉仔鸡日粮中甘露寡糖的用量为0.5～1.0 g/kg。甘露寡糖的添加量过多,会引起后肠的过度发酵,使动物发生轻微腹泻,影响对养分的吸收与利用,从而抑制动物生长[13]。Kumprecht等[14]报道添加