新型飼料添加劑——木寡糖

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摘要：木寡糖作為一種新型的功能性添加劑正日益成為研究的熱點(diǎn)。研究表明，木寡糖能改善動物腸道內(nèi)環(huán)境，促進(jìn)動物新陳代謝和養(yǎng)分的消化利用，對提高動物的生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。本文主要闡述了木寡糖的營養(yǎng)生理功能、作用機(jī)理及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用，并簡要展望了木寡糖研究和應(yīng)用的前景。

關(guān)鍵詞：木寡糖 ； 營養(yǎng)生理功能 ； 作用機(jī)理 ； 添加劑

長期以來，飼用抗生素在保障動物健康、促進(jìn)動物生長、提高飼料利用率等方面效果明顯，給畜禽生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但隨著人民生活水平的提高和健康意識的加強(qiáng)，飼用抗生素所帶來的抗藥性和有害殘留等問題也日益受到人們的重視，于是各國政府紛紛出臺措施嚴(yán)格控制抗生素作為飼料添加劑應(yīng)用。因此，開發(fā)抗生素替代品成為了近年飼料添加劑研究的熱點(diǎn)。

　　功能性寡糖因其無污染、無有害殘留和具有獨(dú)特的營養(yǎng)生理功能等特點(diǎn)而逐漸成為熱門的抗生素替代品之一。木寡糖（Xylo-oligosaccharide, XOS）又稱低聚木糖，是一種新型的功能性寡糖，最早作為食品添加劑使用，后來隨著研究的深入和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)開始逐漸應(yīng)用于飼料工業(yè)中。目前，在商品生產(chǎn)上一般采用球毛殼霉（Chaetomium globosum）產(chǎn)生的內(nèi)切型木聚糖酶對玉米芯、甘蔗渣和麩皮等植物原料中的木聚糖進(jìn)行水解，然后經(jīng)脫色、脫鹽和精制濃縮等步驟而獲得（陳瑞娟,1993）。木寡糖除具有其它功能性寡糖的普遍功能外，還具有穩(wěn)定性好，發(fā)揮作用所需劑量小等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。因此，木寡糖作為飼料添加劑的研究和應(yīng)用正受到業(yè)界越來越多的關(guān)注。

　　1 木寡糖的結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)

　　1.1 木寡糖的結(jié)構(gòu)

　　木寡糖是由2~7個木糖以β-1,4糖苷鍵連接而成的寡糖，以木二糖和木三糖為主（鄭建

　　仙,2004），它們是木寡糖的主要有效成分。木寡糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　虞潔，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所，625014，四川雅安。

　　余冰（責(zé)任作者）、陳代文，單位及通訊地址同第一作者。

　　圖1 木寡糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)

　　1.2 木寡糖的理化性質(zhì)

　　固體木寡糖為淡黃色或淺褐色粉末。木寡糖的穩(wěn)定性好，在pH值2.5～8.0的范圍內(nèi)100 ℃加熱1 h無明顯變化；甜度低，純度為50%的木寡糖甜度僅為蔗糖的30%，且甜味純正，類似蔗糖；粘度低，木寡糖的粘度是所有寡糖中最低的，并隨溫度升高而迅速下降；熱值低，木寡糖的平均熱值約為 14.23kJ；水分活度低，木二糖是木寡糖中水分活度最高的，但與同類二糖相比卻是最低的，其水分活度與葡萄糖相近；抗凍性好，木寡糖溶液在-10℃以下也不易凍結(jié)，優(yōu)于葡萄糖、蔗糖和麥芽糖。

　　2 木寡糖的營養(yǎng)生理功能

　　2.1 改善腸道內(nèi)環(huán)境

　　木寡糖被動物采食后能降低動物腸道內(nèi)環(huán)境的pH值。Campbell等（1997a）和Hsu等（2004）的研究均發(fā)現(xiàn)，用含6%木寡糖的飼糧飼喂小鼠可使其盲腸pH值顯著降低（P<0.05）。黨國華（2004）也報道飼糧木寡糖能顯著降低肉仔雞盲腸和直腸的pH值（P<0.05）。

　　動物胃腸道存在著大量的微生物，當(dāng)其中的雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌占優(yōu)勢時能夠抑制大腸桿菌等有害菌在腸道內(nèi)的附著和增殖，從而減少消化道疾病的發(fā)生（Meng等,1998）。可見腸道微生態(tài)的平衡對于宿主的健康有著極為重要的意義（Floch等,2001）。由于木寡糖對動物腸道有益菌尤其是雙歧桿菌有選擇性增殖效果，被公認(rèn)為是一種雙歧因子和益生素（Gibson等,1995），因此，國內(nèi)外就木寡糖調(diào)節(jié)腸道菌群這一功能進(jìn)行了大量研究。體外試驗(yàn)表明，木二糖和木三糖分別使青春雙歧桿菌濃度從0.10 g/l增加到了0.33 g/l和0.47 g/l（張軍華等,2005）。Campbell等（1997a）則報道，木寡糖可以使小鼠糞便和盲腸內(nèi)的雙歧桿菌數(shù)顯著增加（P<0.05），同時使腸道總需氧菌數(shù)顯著減少（P< 0.05），而總厭氧菌數(shù)顯著增加（P<0.05）。Hsu等（2004）在對小鼠的研究中也注意到木寡糖可以在顯著促進(jìn)雙歧桿菌增殖（P< 0.05）的同時抑制產(chǎn)氣莢膜梭菌和大腸桿菌的增殖，且效果優(yōu)于果寡糖。而另外的試驗(yàn)同樣表明,木寡糖對于兩歧雙歧桿菌、青春雙歧桿菌等雙歧桿菌均有明顯的促增殖作用（Okazaki等,1990;徐勇,2002）。

　　2.2 改變腸道組織形態(tài)

　　木寡糖的攝入可以使腸道組織形態(tài)發(fā)生改變。Howard等（1995）通過對鼠的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，木寡糖能顯著增加盲腸隱窩深度（P<0.05）。Hsu等（2004）也報道，小鼠飼糧添加6%木寡糖后，小鼠盲腸組織、盲腸壁和盲腸內(nèi)容物分別比對照組增重了4.4g、1.5g和2.7g，差異均顯著（P<0.05），同時結(jié)腸壁重也有顯著增加。Younes等（1995）和Campbell等（1997a）證實(shí)，小鼠飼喂含木寡糖飼糧使其結(jié)腸和盲腸重以及盲腸壁重均顯著增加（P<0.05），但注意到結(jié)腸壁僅略有增重，與對照組相比差異不顯著。此外，還有研究顯示,木寡糖有保護(hù)動物腸道粘膜的作用，可防止其損傷（Campbell等,1997b）。

　　2.3 促進(jìn)動物排便

　　在人體上的試驗(yàn)表明，木寡糖具有增加糞便含水量，促進(jìn)排便，對于便秘有一定的緩解作用。便秘病人每天服用適量的木寡糖可以使其通便頻率增加，糞便保持正常柔軟度，但對健康人沒有影響（蘇小冰,2003）。徐宏君等（2003）則報道，木寡糖口服液對老年便秘有很好的療效。國外的研究也證實(shí)，便秘孕婦服用木寡糖后能使其糞便保持正常的柔軟度和顏色，有效治療便秘而未見副作用（Tateyama等,2005）。

　　2.4 影響營養(yǎng)物質(zhì)的代謝

　　2.4.1
影響動物蛋白質(zhì)代謝

　　木寡糖能夠影響動物機(jī)體對蛋白質(zhì)的吸收和利用狀況，但其具體作用尚不明確。Younes等（1995）報道，給小鼠飼喂含7.5%木寡糖的純合日糧后，血漿尿素氮濃度顯著低于對照組（P<0.05），同時糞中氮的排泄量顯著增加，尿中氮的排泄量顯著減少，與對照組相比差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05）。由于血漿尿素氮、糞氮和尿氮水平反映了飼料蛋白的消化利用情況，因此，該試驗(yàn)說明木寡糖影響了機(jī)體蛋白質(zhì)的代謝狀況，導(dǎo)致消化道內(nèi)飼料蛋白質(zhì)的分解減弱。而國內(nèi)則有相反的報道。黨國華（2004）注意到在蛋雞飼糧中添加0.02%的木寡糖使其粗蛋白的表觀消化率提高了 12.26%，而日增重也比對照組高，表明木寡糖促進(jìn)了飼料蛋白向動物體蛋白的轉(zhuǎn)化。

　　2.4.2
調(diào)控動物脂肪代謝

　　研究表明，木寡糖具有調(diào)控動物脂肪代謝的功能，可以減少動物對脂肪的吸收。黨國華（2003）報道，在蛋雞飼糧中加入0.015%和0.020%木寡糖持續(xù)飼喂62 d后，其全蛋膽固醇含量與對照組相比分別降低了7.13%和9.14%（P<0.05）。Hsu等（2004）則發(fā)現(xiàn)飼糧木寡糖能顯著降低小鼠血清甘油三酯含量，但并未發(fā)現(xiàn)血清總膽固醇有顯著變化。

　　3 木寡糖的作用機(jī)理

　　已經(jīng)證明，哺乳動物產(chǎn)生的唾液淀粉酶、胰淀粉酶等內(nèi)源性碳水化合物消化酶主要作用于α-1,4糖苷鍵，而對寡糖的糖苷鍵不能發(fā)揮作用或分解能力較弱（楊曙明,1999; Gibson等, 2000）。由于腸道內(nèi)的消化酶不能水解β-1,4糖苷鍵，因此，木寡糖不會在胃腸道上段被消化酶水解，而會在消化道后段被腸道微生物發(fā)酵，并且木寡糖能夠被腸道微生物很好地利用（Cummings等,2001）。木寡糖在腸道內(nèi)經(jīng)有益微生物發(fā)酵后的主要產(chǎn)物為乳酸、乙酸、丙酸等短鏈脂肪酸（SCFA）和CO2等氣體（Okazaki等,1990;Gibson等, 2000）。Younes等（1995）和Campbell等（1997a）的研究表明飼糧木寡糖使小鼠盲腸短鏈脂肪酸（SCFA）濃度顯著升高（P<0.05）。這些木寡糖的代謝產(chǎn)物可能正是使動物腸道內(nèi) pH值降低的原因。

　　木寡糖被腸道微生物降解后的產(chǎn)物SCFA是一種有益于宿主健康的物質(zhì)（Buddington等,2001）。其中丁酸鹽被結(jié)腸上皮細(xì)胞作為首選的能量來源和原料，可以促進(jìn)結(jié)腸上皮細(xì)胞的增殖（Roediger,1982;Sakata,1987），這可能是腸粘膜隱窩深度增加的原因。同時木寡糖在腸道內(nèi)的發(fā)酵速度較慢（Smiricky-Tjardes等,2003），并且持續(xù)時間較長，使木寡糖通過消化道的時間相對較長，腸道內(nèi)容物因此在腸道內(nèi)長時間停留，從而導(dǎo)致動物腸道組織變厚增生，重量增加，腸壁粘膜變薄，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

　　木寡糖進(jìn)入動物消化道后不能被消化酶水解，而在腸道內(nèi)被微生物所利用。研究表明，雙歧桿菌含有一種D-木糖苷酶，可以特異性的將木寡糖水解為木糖；木糖進(jìn)而轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸；而有機(jī)酸則成為了雙歧桿菌增殖、生長的碳源（蘇小冰等,2004），因此，木寡糖可以選擇性的促進(jìn)雙歧桿菌增殖。Sharon等（2004）研究認(rèn)為，微生物在活細(xì)胞上的附著受其表面的外源凝集素調(diào)節(jié)。同時，Stavric（1992）也報道，雙歧桿菌等有益菌阻止病原菌附著在腸粘膜上的機(jī)理可能是有益菌與腸粘膜粘附受體的結(jié)合達(dá)到飽和狀態(tài)后競爭性的抑制病原菌粘附。Meng等（1998）則發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌表面可能擁有一種以上外源凝集素類物質(zhì)，這種結(jié)構(gòu)使雙歧桿菌有比其它微生物更多的與腸粘膜細(xì)胞結(jié)合的位點(diǎn)，從而有比其它微生物更多的機(jī)會與腸粘膜結(jié)合。因此，木寡糖不僅能促進(jìn)雙歧桿菌的增殖，還能通過間接途徑抑制病原菌在動物腸道內(nèi)的吸附和定植。

　　Mortensen（1992）、Levrat等（1993）研究發(fā)現(xiàn)，血液中的尿素是盲腸微生物蛋白質(zhì)合成最主要的氮源，血液中的尿素轉(zhuǎn)移到動物腸腔中以后被微生物的脲酶水解成為氨而用于其自身蛋白質(zhì)的合成。而微生物對進(jìn)入腸腔中的血液尿素的大量利用又形成了腸壁血管與腸腔間尿素的濃度差，在滲透效應(yīng)的作用下血液中的尿素大量向結(jié)腸末端和大腸中轉(zhuǎn)移（Younes等, 1995）。由于木寡糖能大量促進(jìn)動物腸道微生物的增殖，使微生物對尿素需求量的大量增加，從而導(dǎo)致動物血漿尿素氮濃度降低，進(jìn)而使尿中氮排泄量減少。另一方面，由于最終所有的微生物蛋白都要經(jīng)糞便排出動物體外，因此這就造成了動物糞氮的增加。

　　木寡糖調(diào)控脂肪代謝的機(jī)理可能與其增殖腸道有益菌有關(guān)。張永福（1999）報道給30周齡的羅曼蛋雞飼喂添加微生態(tài)制劑的飼料能使全蛋膽固醇下降15.91%，脂肪降低11.7%。關(guān)于木寡糖調(diào)控動物脂肪代謝的具體機(jī)理目前尚不明確，有待于進(jìn)一步研究。

　　4 木寡糖在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　4.1 應(yīng)用效果

　　隨著木寡糖工業(yè)化生產(chǎn)水平提高和工藝的改進(jìn)，木寡糖在動物生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，在蛋雞飼糧中添加0.015%~0.02%的木寡糖能極顯著提高產(chǎn)蛋率，降低料蛋比（P<0.01）（黨國華等,2003）。而國內(nèi)其它試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)仔豬和肥育豬飼料中添加0.17%的木寡糖添加劑可以極顯著提高仔豬和肥育豬的生產(chǎn)性能，提高經(jīng)濟(jì)效益（勇強(qiáng),2004）。

　　腸道大腸桿菌和沙門氏菌被認(rèn)為是造成動物腹瀉的罪魁禍?zhǔn)祝↙evine,1987;Bhan等,1989）。由于木寡糖可以大量增殖動物腸道內(nèi)的有益菌，并且抑制大腸桿菌和沙門氏菌等有害菌在動物腸道內(nèi)的吸附定植，因此木寡糖對于降低動物腹瀉率和減少動物疾病發(fā)生具有一定的效果。蔣正宇等（2005）報道，在肉雞飼糧中添加木寡糖可以降低其死亡率。而楊廷桂等（2005）在肉鴨上的研究也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果。

　　楊廷桂、蔣正宇（2005）研究發(fā)現(xiàn)，木寡糖替代部分抗生素應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)時效果比較理想，這可能抗生素與木寡糖有一定的協(xié)同效應(yīng)。

　　此外，由于木寡糖具有純正的甜味，因此其對動物有一定的誘食作用。在飼料中添加木寡糖可以改善飼料的適口性，增強(qiáng)動物的食欲。

　　4.2 應(yīng)用的注意事項

　　目前，木寡糖在動物生產(chǎn)上的應(yīng)用方式主要是在動物飼料中添加木寡糖產(chǎn)品。蘇小冰等（2003）研究表明，動物攝入0.7 g木寡糖就可以達(dá)到要攝入 8 g果寡糖或15 g低聚異麥芽糖才能達(dá)到的效果，可見木寡糖具有極高的效率。但對于其添加劑量應(yīng)視動物種類、年齡、生理狀況、飼養(yǎng)環(huán)境和飼養(yǎng)管理方式等不同而有所差異。如果添加量不足則無法體現(xiàn)其效果，但如果添加過量則容易適得其反，造成動物拉稀、脹氣等。不同的研究中木寡糖的添加劑量差異較大，木寡糖在肉雞和蛋雞飼糧中的添加劑量為0.005%~0.02%（黨國華,2003;蔣正宇,2005），而在小鼠飼糧中的添加劑量為6%~7.5% （Campbell等,1997a;Hsu等,2004）。但是對于木寡糖在豬和反芻動物飼糧中的適宜添加劑量未見報道。木寡糖在動物飼糧中的添加劑量不同可能與木寡糖產(chǎn)品性狀、飼料原料中的木寡糖含量、畜禽品種有關(guān)，但其適宜添加劑量還有待于大量的研究確定。

　　日本Suntory公司最早開始木寡糖的工業(yè)化生產(chǎn)，我國在“九五”期間開始對木寡糖的工業(yè)化生產(chǎn)的研究，并于2003年開始生產(chǎn)飼用木寡糖。目前，木寡糖飼料添加劑在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究尚不多，實(shí)踐資料的積累也較少，因此其在動物生產(chǎn)上的應(yīng)用推廣還需要大量的工作。

　　5 結(jié)語

　　木寡糖作為一種新型的飼料添加劑因其獨(dú)特的營養(yǎng)生理特性而日益成為最具潛力的動物保健品和抗生素替代品。然而木寡糖的研究歷史還很短暫，且在畜禽上應(yīng)用的報道還較少，尚有許多問題沒有被認(rèn)知。筆者認(rèn)為木寡糖未來在動物營養(yǎng)上的研究發(fā)展方向應(yīng)是：①針對木寡糖在豬和反芻動物等畜禽上的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)研究，了解其對動物營養(yǎng)生理、腸道微生態(tài)、免疫機(jī)能等的影響；②對木寡糖影響動物腸道菌群、營養(yǎng)物質(zhì)代謝和免疫機(jī)能的確切機(jī)制作進(jìn)一步研究，為木寡糖的合理應(yīng)用提供理論依據(jù)；③進(jìn)一步進(jìn)行大規(guī)模試驗(yàn)，以確定不同純度木寡糖產(chǎn)品在不同動物飼料中的適宜添加劑量，為在飼料工業(yè)中合理使用木寡糖提供依據(jù)。

xishanzhongke

不知道木寡糖的價格幾許？成本如何撒？

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本公司正籌建此產(chǎn)品生產(chǎn)工藝,有相關(guān)問題的可以聯(lián)系393477990(QQ),可相互學(xué)習(xí)
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好東西啊，大概什么時候出產(chǎn)品

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有這方面的嫌疑，呵呵！不過傳資料總比灌水強(qiáng)！

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yyt

又是多此一舉的事情，用木聚糖酶就能得到大量分解后的木寡糖，當(dāng)然關(guān)鍵是大家不要用那些有其名沒有其實(shí)的木聚糖酶，國內(nèi)的工廠最善于做這樣的產(chǎn)品，包括一些行業(yè)內(nèi)的巨頭。