功能性低聚糖的研究进展与在生猪养殖中的应用

刘 维 励 飞 聂 勇 彭 俊

（湖南九鼎动物营养研究院有限公司，湖南 长沙410007）

功能性低聚糖是较低聚合度的一种糖类物质， 一般由2～9 个单糖分子经由糖苷键链接而成。 由于不能被人体和动物吸收以及特异性增殖机体肠道内有益双歧杆菌， 具有调节肠道菌群，抑制病原微生物， 改善肠道健康等生理功能，作为添加剂被广泛应用与食品和饲料工业中。 我国是养猪大国， 生猪养殖过程中面临各种挑战，解决生猪养殖过程中出现的问题以及改善猪肉品质是显得尤为重要。

1、 常见功能性低聚糖种类与理化性质

常见功能性低聚糖主要包括低聚木糖（Xylooligosaccharides）、低聚甘露糖（Mannose-oligosaccharides）、低聚果糖（Fructo-oligosaccharide）、低聚异麦芽糖（Isomalto-oligosaccharides）以及低聚半乳糖（Galacto-oligosaccharides）等，表一主要列举了各功能性低聚糖的分子构成、甜度、制备方法及有效摄入量等。

2、功能性低聚糖的生理功能

正常机体肠道菌群处于动态平衡状态，当生病或接受抗生素治疗时，肠道菌群失调组成和数量发生变化。 双歧杆菌是人与动物肠道中重要的有益菌群，对维持健康、增强机体免疫力具有很大的作用，研究表明功能性低聚糖能够特异性增殖机体肠道内有益双歧杆菌，而一些有害病原微生物不能利用或难以利用功能性低聚糖，低聚糖被双歧杆菌发酵利用产生大量的短链脂肪酸及其它代谢产物抑制病原微生物，因此通过摄入功能性低聚糖增加机体肠道中有益微生物调节肠道菌群平衡。

病原菌表面的植物凝集素，能够识别动物肠壁上特异受体， 从而定植于肠壁上生长繁殖、分泌毒素，导致人和动物发生腹泻等肠道疾病。 研究表明，通过摄入功能性低聚糖可以减少肠道疾病的发生。 功能性低聚糖选择性增殖双歧杆菌，同时双歧杆菌能产生与肠黏膜上皮细胞糖蛋白结合的凝集素与肠黏膜上皮细胞牢固结合，并与其他厌氧菌一起占据肠黏膜表面，形成生物屏障阻止有害菌入侵、定植。 双歧杆菌利用菌体内的酶，发酵低聚糖，产生有机酸，降低肠道pH，改善肠道内环境，防止腹泻。

表1 常见几类功能性低聚糖

功能性低聚糖能够结合Ca、Mg、Zn 等金属离子形成络合物，到达肠道后被有益菌发酵分解释放出矿质元素被肠粘膜吸收；同时产生大量的醋酸、丙酸、丁酸及乳酸等有机酸，降低肠道内的pH 值，使在通过小肠时形成的钙、磷酸盐、镁等构成的复合物发生溶解，而进一步提高矿质元素吸收。 益生菌发酵同时还可产生蛋白质、B 族维生素、K 族维生素及矿物质离子为机体提供营养物质。

功能性低聚糖是一种难以被机体直接消化性糖吸收的一类糖， 机体摄入后较难转化成脂肪。 同时被双歧杆菌发酵分解产生的丙酸和乙酸盐能够抑制肝脏胆固醇的生成以及葡萄糖转化成脂肪。 人体实验已经证明，摄入功能性低聚糖后可以降低血清胆固醇的水平。 双歧杆菌产生的胆酸水解酶将结合胆酸游离出来，胆汁酸可以同胆固醇结合沉淀随大便排出体外，从而有效地降低血脂。

3、 功能性低聚糖在生猪养殖中的应用

幼龄仔猪消化系统和免疫系统发育尚未成熟，同时肠道内微生态系统不完整。 早期断奶容易造成仔猪肠道功能紊乱，肠道内病原微生物增长占主导位置，进而诱发仔猪消化吸收较差以及引起腹泻等症状。

低聚糖具有增殖有益双歧杆菌，抑制有害病菌，改善机体肠道内微生态环镜防止腹泻等生理功能，研究表明在仔猪日粮中添加功能性低聚糖能有有效的改善仔猪生长性能、调节肠道微生态环境和降低腹泻率。 黄华山通过试验在断奶仔猪日粮中添加低聚木糖，降低了仔猪腹泻率、降低料重比；增加仔猪直肠乳酸菌的数目，改善肠道微生物环境；降低肠道pH，增加肠道挥发性脂肪酸（VFA）的浓度，改善消化酶的活性，提高仔猪消化吸收。 陈国旺等试验低聚异麦芽糖对断奶仔猪生长性能和肠道微生物的影响，实验结果表明低聚异麦芽糖添加显著（P＜0.05）提高了断奶仔猪的平均日增重和日采食量，同时降低了肠道内大肠杆菌数量以及增加乳酸杆菌和双歧杆菌数量。 赵蕾等在保育猪饲料日粮中添加低聚木糖不仅可以提高保育猪生长性能、 极显著（P＜0.01）降低腹泻率，同时还能够降低保育猪血清胆固醇含量。

通常在生猪养殖过程中养殖户根据育肥猪阶段的生理特点和生长发育规律，可分为生长期（20-60kg）和育肥期（60kg 至出栏）两个阶段。 育肥期阶段生猪各组织、器官以及消化系统逐渐完善， 对周围环境产生的应激反应能够快速适应；但是在生长期阶段的生猪组织器官发育不完善、消化系统及其功能不健全导致不能完全利用一些营养物质等，同时此阶段是育肥过程中生猪骨骼与肌肉生长重要阶段，因此提高生长期生猪对营养消化以及矿质吸收显得尤为重要。

研究表明功能性低聚糖摄入能够在机体肠道内被有益菌利用发酵生长营养物质促进机体对营养物质的消化吸收，同时发酵过程产生有机酸降低肠道pH 值促进机体对矿质元素吸收，以及改善猪肉品质等作用。 谢菲等试验在生长育肥猪饲料日粮中添加0.03%低聚木糖显著（P＜0.05）增加猪胴体长和提高养分表观消化率。 王彬等在育肥猪日粮中添加0.1%半乳甘露寡糖进行试验，结果表明育肥猪血清中的血糖水平升高120%（P ＜0.05）， 胆 固 醇 与 甘 油 三 脂 水 平 分 别 下 降3.86%（P＜0.05）和42.6%（P＜0.05）；同时猪肉中吲哚显著降低。

妊娠期母猪体内激素发生改变，引起乳房水肿、便秘等症状；特别是在母猪分娩出现的过度劳累和机体功能恢复较慢等应激影响母猪繁殖性能。

功能性低聚糖添加在饲料中，能够降低母猪发情期、提高母猪泌乳能力与泌乳质量、提高仔猪存活率及改善便秘等繁殖性能。 陈建荣在母猪日粮中添加半乳甘露寡糖进行试验，结果表明半乳甘露寡糖的添加增加了断奶仔猪重、缩短母猪断奶至再发情时间间隔以及提高仔猪断奶成活率。 王彬等试验在母猪日粮中添加半乳甘露寡糖，增加了母猪的泌乳量，提高乳中蛋白质、总固形物和非脂物质的含量。

4、总结

兽用抗生素滥用导致有害病菌产生耐药性，出现“超级细菌”，养殖户更会加大抗生素使用剂量； 同时抗生素大量使用破坏动物机体免疫系统，引起动物免疫机能下降，对外界抗应激能力较差，增加动物死亡率。 畜产品药物残留，最终“有抗食品”进入人类日常生活当中，危害人体健康。 近年来，随着人们清楚的意识到抗生素所产生的危害，政府相关部门也作出相应措施减少抗生素的使用，但与此同时对动物养殖增加了更多的挑战。

功能性低聚糖所具有绿色环保、 无药物残留，有效增殖肠道内有益微生物，以及抑制有害病原微生物等生理功能是良好的抗生素替代物。发展功能性低聚糖成为当今重要任务，加大功能性低聚糖的应用范围，改进生产能力降低生产成本以及把握原料来源是功能性低聚糖发展所面临的的问题。 同时不同功能性低聚糖对机体效价差异较大，还需进一步研究各功能性低聚糖的应用方法等。

参考文献（略）