果寡糖在仔豬生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用

和興

摘要：果寡糖是近些年研究較多的一種添加劑產(chǎn)品。大量試驗(yàn)表明：它能影響腸道微生態(tài)平衡，增殖腸道有益菌，抑制有害菌，提高動物免疫機(jī)能，促進(jìn)新陳代謝，從而提高動物的生產(chǎn)性能和經(jīng)濟(jì)效益。本文著重闡述了果寡糖的腸道生物學(xué)作用、營養(yǎng)生理功能及其在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用，并指出了果寡糖的研究和發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:果寡糖 營養(yǎng)生理功能 斷奶仔豬
對仔豬來說，斷奶使其飼料結(jié)構(gòu)由液態(tài)的奶轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的飼料，其胃腸道微生物區(qū)系和消化酶系統(tǒng)都將發(fā)生相應(yīng)變化，由于斷奶引起的腹瀉、生長停滯和死亡率的提高，是限制現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)效益提高的一個(gè)重要因素。隨著人們對畜禽胃腸道正常微生物的組成、定植規(guī)律及其與宿主關(guān)系的了解日益深入，通過調(diào)節(jié)動物腸道微生物區(qū)系來改善動物的健康狀況，增強(qiáng)機(jī)體的抗病力也成為動物營養(yǎng)學(xué)家探討的熱點(diǎn)。果寡糖（Fructo－oligosaccharide，簡寫為FOS）又稱為低聚果糖。近年來，由于果寡糖被越來越多的試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)具有低熱值，穩(wěn)定，無殘留及耐藥性，且可增強(qiáng)機(jī)體免疫功能和改善脂類代謝等功效，因而將其作為一種理想的抗生素替代品的研究受到人們的高度重視。

1.動物消化道微生物區(qū)系及其穩(wěn)定性

消化道微生物可分為固定菌群和過路菌群(Dubos,1965;Savage;

1977)[1][2]，前者是指在消化道具有特定區(qū)域的微生物，后者是指那些不能在健康動物消化道中長時(shí)間滋生的微生物，它們共同構(gòu)成消化道微生物區(qū)系。在正常情況下，動物消化道微生物區(qū)系的結(jié)構(gòu)保持著相對的穩(wěn)定性，且優(yōu)勢菌群為有益菌。但這種穩(wěn)定性受胃腸道生態(tài)環(huán)境(如養(yǎng)分的可利用性、pH值、氧化還原能力以及微生物間的相互影響)和外部環(huán)境條件(如不適宜的溫度和濕度)的影響，胃腸道生態(tài)環(huán)境和外部環(huán)境的改變可引起腸道固有菌群的衰退及過路菌和腸道原有病原菌在消化道大量滋生，從而導(dǎo)致消化道微生物區(qū)系的紊亂并引發(fā)各種疾病。微生物區(qū)系的穩(wěn)定性也受日糧成分的影響，例如，高纖維日糧可引起纖維分解菌的增加(Moore等，1987)[3]。因此，對宿主有益的微生物區(qū)系可以通過改變?nèi)占Z結(jié)構(gòu)來進(jìn)行調(diào)控，在日糧中添加寡糖正是基于這種目的。

2．仔豬斷奶后消化道微生物區(qū)系的變化

在現(xiàn)代化養(yǎng)豬生產(chǎn)中為了最大限度地提高母豬生產(chǎn)力和欄舍利用率，人們采用早期斷奶技術(shù)，即將傳統(tǒng)的60日齡斷奶提前到3-5周齡斷奶。但早期斷奶也帶來了仔豬生長緩慢，腹瀉率高和飼料利用率低等一系列問題，即早期斷奶綜合癥。

導(dǎo)致早期斷奶綜合癥的原因很多，如應(yīng)激因素、消化生理因素、免疫因素及微生物區(qū)系變化因素等多個(gè)方面，而且這些因素彼此相關(guān)聯(lián)。其中，斷奶后仔豬消化道正常微生物區(qū)系發(fā)生改變是導(dǎo)致早期斷奶綜合癥的重要原因之一。

新生仔豬出生時(shí)，胃腸道幾乎沒有微生物，以后微生物不斷侵入，直到形成復(fù)雜的微生物區(qū)系.這些微生物首先來源于出生時(shí)母體的感染，繼而是皮膚、奶頭和母豬的糞便。母豬的糞便是新生仔豬消化道微生物區(qū)系的主要來源(Tannoch等，1990)[4]。乳酸菌是哺乳仔豬胃中主要菌群。大腸桿菌是豬只胃腸正常菌群的組成部分，在豬只生活發(fā)展史的早期就有大腸桿菌移植生長。但在正常情況下，大腸桿菌等需氧菌只占腸道總菌數(shù)的1%左右(梁榮，1997)[5]。仔豬斷奶后，一方面由于母乳保護(hù)因子的喪失，以及斷奶應(yīng)激降低了仔豬自身循環(huán)抗體水平、抑制細(xì)胞免疫力和免疫水平，使仔豬抗病力減弱而易感染病原微生物。另一方面，由于斷奶后消化酶活力下降、胃酸分泌不足及胃腸道上皮組織萎縮(Hampson等，1986)[6]，導(dǎo)致仔豬消化能力和吸收能力下降，使未消化的營養(yǎng)物質(zhì)被病原菌所利用而大量增殖，從而導(dǎo)致斷奶仔豬消化道微生物區(qū)系發(fā)生紊亂。

從動物年齡上講，成年動物胃腸道微生物區(qū)系平衡相對穩(wěn)定，對仔豬來說，斷奶使其胃腸道微生物區(qū)系和消化酶系統(tǒng)都發(fā)生了變化。因此, 在該階段添加寡糖效果更佳。

3.果寡糖對動物體的作用及其作用機(jī)理

3.1果寡糖的種類及特點(diǎn)
果寡糖（Fructo－oligosaccharide，簡寫為FOS）又稱為果寡糖，是由果糖單體在蔗糖上以β－l，2糖苷鍵連接的，形成不為內(nèi)源酶所水解的碳水化合物。果寡糖分子式為G－F－Fn（n＝l－3；G：葡萄糖，F(xiàn)：果糖）。蔗糖分子與1分子D—果糖、2分子D—果糖、3分子D—果糖連接所形成的寡糖分別叫果寡三糖（GF2）、果寡四糖（GF3）、果寡五糖（GF4）。目前應(yīng)用于飼料添加劑的主要產(chǎn)品是果寡三糖（GF2）、果寡四糖（GF3）、果寡五糖（GF4），它們在自然界中以較高的濃度廣泛存在于大麥、大蒜、洋蔥、黑麥、馬鈴薯、蘆葦根、菊芋、小麥、黑小麥等植物中。

固體果寡糖為無色粉末,溶解性好，溶液呈無色透明，其溶液的熱穩(wěn)定性受酸堿度影響較大。在中性條件下，120℃時(shí)還非常穩(wěn)定；在酸性（pH＝3）條件下，溫度達(dá)到70℃后穩(wěn)定性才顯著降低。在0～70℃范圍內(nèi)，果寡糖的粘度隨溫度的上升而下降。此外，果寡糖的防霉性能好，可以延長飼料保存期；果寡糖吸濕性低，可減緩飼料因吸濕而發(fā)霉、變酸。果寡糖是國際上開發(fā)的主要寡糖產(chǎn)品之一，而且是近年來研究最多的寡糖。（尤新等，2004）[7]

3.2 果寡糖的主要生理作用及作用機(jī)理

3.2.1增殖腸內(nèi)有益菌，抑制有害菌
概括地講，果寡糖等一類寡糖對動物的作用主要?dú)w結(jié)于調(diào)節(jié)消化道微生物區(qū)系的平衡。果寡糖單糖分子間以α-1,2糖苷鍵結(jié)合，而動物自身分泌的酶只能降解a- 1,4 糖苷鍵，因此，果寡糖以未被降解形式進(jìn)入后段腸道，后段腸道中的微生物就會利用果寡糖作為營養(yǎng)物質(zhì)，并產(chǎn)生C02和揮發(fā)性脂肪酸(Mitsuoka等，1987; Fishbein等，1988; Spiegel等1987) [8][9][10]。胃腸道中不同的菌種對果寡糖的利用情況不同，其中乳酸桿菌、雙歧桿菌等能很好地利用果寡糖，而大腸桿菌和沙門氏菌等有害菌不能利用果寡糖(Bailey等，1991)[11]，雙歧桿菌和乳酸菌可將腸道內(nèi)的果寡糖發(fā)酵生成有機(jī)酸，從而降低腸道ｐＨ值，抑制包括很多革蘭氏陰性菌在內(nèi)的病原菌的繁殖，同時(shí)還可在動物腸道中合成蛋白質(zhì)及Ｂ族和Ｋ族維生素。因此果寡糖等具有促進(jìn)乳酸桿菌、雙歧桿菌等有益菌的增殖，并通過有益菌的增殖來抑制病原菌的生長，從而達(dá)到改善動物健康狀況，促進(jìn)動物生長，增強(qiáng)抗病能力的效果。
3.2.2
改變腸道生理結(jié)構(gòu)
新生仔豬補(bǔ)飼FOS后，盲腸上皮粘膜細(xì)胞密度及標(biāo)記細(xì)胞粘膜隱窩深度、標(biāo)記細(xì)胞高度、細(xì)胞密度、標(biāo)記細(xì)胞、增殖區(qū)細(xì)胞及標(biāo)記指數(shù)增加。Ito(1993)[12]認(rèn)為，F(xiàn)OS對腸道內(nèi)源糖分解酶具有抗性，可完整地通過腸道而達(dá)到后腸，在后腸被發(fā)酵，其發(fā)酵的產(chǎn)物丁酸是結(jié)腸粘膜的主要能源物質(zhì)，并刺激上皮細(xì)胞的生長。日糧中添加FOS后，盲腸丁酸濃度上升，短鏈脂肪酸上升，PH值降低，盲腸總重及盲腸壁重增加，且盲腸中雙歧桿菌及總厭氧菌數(shù)量增加，需氧菌數(shù)減少。
3.2.3促進(jìn)多種營養(yǎng)物質(zhì)的吸收代謝
Ohta(1994)[13]證實(shí)，F(xiàn)OS促進(jìn)鈣吸收的主要途徑是大腸、盲腸、結(jié)腸、直腸。FOS可完整地經(jīng)過小腸而進(jìn)入大腸，被腸腔中的細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生有機(jī)酸如乙酸、丙酸和丁酸，這些有機(jī)酸可溶解腸腔內(nèi)容物中的不溶性鈣鹽，并通過旁細(xì)胞途徑促進(jìn)了鈣的吸收。Ohta等(1995)[14]報(bào)道：在日糧中添加FOS能促進(jìn)小鼠對鈣、磷、鎂等礦物質(zhì)的吸收利用。這可能是由于雙歧桿菌可以合成多種維生素、分泌菌體外多糖，產(chǎn)生乳酸，降低腸道ｐＨ，促進(jìn)其他營養(yǎng)物質(zhì)吸收如鐵、鈣、維生素Ｄ等。
3.2.4干擾外來致病菌在腸道內(nèi)定植
微生物致病菌的第一步是結(jié)合在消化道腸粘膜表面。由于外源性致病菌在腸道內(nèi)的大量繁殖后直接作用或產(chǎn)生毒素而導(dǎo)致動物發(fā)病。當(dāng)腸道內(nèi)存在一定量的FOS等寡糖時(shí)，F(xiàn)OS可以干擾致病菌在腸黏膜上的定植，從而減少了與腸粘膜上皮細(xì)胞結(jié)合的機(jī)會，甚至將已與之結(jié)合的腸粘膜上皮細(xì)胞的糖基部分置換下來。
3.2.5增強(qiáng)機(jī)體免疫力
FOS通過抑制有害菌，調(diào)節(jié)動物腸道微生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)來捉高了機(jī)體的免疫能力。FOS一般通過以下途徑對動物免疫產(chǎn)生影響：
①作為免疫佐劑和抗原直接參與機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫調(diào)節(jié)（Newman,1994）[15]。
②促進(jìn)肝臟分泌糖蛋白，結(jié)合細(xì)菌引發(fā)機(jī)體免疫應(yīng)答。
③與病原菌表面的PHA特異性結(jié)合，減緩抗原吸收，刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)，提高動物的免疫應(yīng)答能力。雙歧桿菌激活機(jī)體吞噬細(xì)胞的吞噬能力，并促進(jìn)與抗氧化有關(guān)的Ca、Zn、Se等礦物微量元素的吸收，加強(qiáng)非特異性免疫。

4.果寡糖在仔豬日糧中的應(yīng)用效果

從目前的研究看，果寡糖對仔豬主要有如下作用：

1)促進(jìn)生長；2)防止腹瀉；3)增強(qiáng)免疫功能，提高抗病力；4)減少糞便及糞便中氨氣等腐敗物質(zhì)的量；5)提高營養(yǎng)物質(zhì)的吸收率；6)降低血清膽固醇；7)通便等作用[16]
。

Fukuyasu等(1987)報(bào)道，在仔豬飼糧中添加0.25%的果寡糖，提高了豬的增重及腸道中雙岐桿菌和乳酸桿菌數(shù)量[17]。Howard等(1993)在仔豬日糧中添加0.3%的果寡糖，新生仔豬盲腸、結(jié)腸、上皮粘膜、隱窩深度、標(biāo)記細(xì)胞高度均上升[18]。Russel等(1996)報(bào)道給斷奶仔豬每天補(bǔ)充0.1gFOS，促進(jìn)了仔豬結(jié)腸中有益微生物的增值，阻止了病原微生物的定植，改變了斷奶仔豬生產(chǎn)性能[19].盧福莊等 (1999)報(bào)道，在斷奶仔豬日糧中添加0.2%的FOS，可提高仔豬日增重6.4%，降低料肉比11.7%[20]. 張定玲(1998)報(bào)道，在初生仔豬日糧中添加果寡糖3g/kg,腸粘膜細(xì)胞密度增加，腸內(nèi)雙歧桿菌數(shù)量明顯增加，糞便中腐敗物質(zhì)的量減少[21]。李寶玉（1999）年實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含有0.25%和0.5%果寡糖日糧可以顯著提高仔豬的生產(chǎn)性能，促進(jìn)腸道中乳酸桿菌、雙歧桿菌的增殖，提高腸道及血液中揮發(fā)性脂肪酸的含量，并對增加小腸絨毛高度也有顯著的作用[22]。呂文平（2000）報(bào)道在仔豬飼料中添加3g/Kg的果寡糖仔豬腹瀉率降低為66%。仔豬日增重、飼料報(bào)酬均有明顯的提高且明顯促進(jìn)鈣的吸收[23]。馬秋剛（2004）報(bào)道添加0.4 %果寡糖飼料添加劑能夠有效提高斷奶仔豬日增重,改善飼料轉(zhuǎn)化效率,降低腹瀉率[24]。在歐洲，果寡糖在仔豬日糧中應(yīng)用比較廣泛。日本40%的仔豬飼料中添加了果寡糖[7]。
5.果寡糖使用效果的影響因素
5.1日糧結(jié)構(gòu) 日糧的成分不同,果寡糖的使用效果也不一樣,如玉米中果寡糖含量很低,其使用效果明顯,但大麥小麥大豆等日糧中含較多的非消化糖類,對果寡糖有一定的掩蓋或稀釋效應(yīng)可能會影響其使用效果。
5.2 果寡糖的聚合度 果寡三糖、果寡四糖和果寡五糖使用效果都不一樣。因此,果寡糖的不同聚合度,對使用效果也有影響。

5.3寡糖的添加量

Orban（1994）認(rèn)為，豬飼糧中寡糖添加量的上限為2％，達(dá)到4％時(shí)豬增重降低6％[25]。目前市售寡糖有很大一部分是由生物酶法合成的，轉(zhuǎn)化率較低。如國內(nèi)開發(fā)的第一代果寡糖的有效含量為30％左右，欲達(dá)到較好效果則應(yīng)提高添加量或采取其它措施。

5.4飼養(yǎng)條件 飼養(yǎng)條件差,其使用效果好,反之,飼養(yǎng)條件好,則效果差。在一般生產(chǎn)場,當(dāng)仔豬日糧中添加0.13%果寡糖時(shí),體增重可提高13%；但在衛(wèi)生條件較好的養(yǎng)殖場,體增重僅提高4%。
5.5 協(xié)同作用 果寡糖與益生素或抗生素同時(shí)使用具有協(xié)同作用。
6．存在問題及應(yīng)用前景
目前,寡糖在養(yǎng)殖業(yè)和飼料工業(yè)中的應(yīng)用尚存在許多問題,主要有兩方面:一是使用效果不盡理想或不穩(wěn)定,各地報(bào)道并不完全一致;二是成本偏高,經(jīng)濟(jì)效益不理想。因此,今后主要應(yīng)就以下幾方面進(jìn)行深入研究：1) 研究內(nèi)源性寡糖(即飼料原料中所含的寡糖) 對外源性寡糖(添加劑寡糖) 的稀釋作用、協(xié)同與拮抗效應(yīng)。目前這方面是一個(gè)空白, 特別是一些常用的飼料原料中所含寡糖的種類、數(shù)量都無資料可參考, 應(yīng)開展這方面的研究工作。2) 研究寡糖與寡糖之間以及寡糖與抗生素、益生素及其他營養(yǎng)性或非營養(yǎng)性因素之間的拮抗或協(xié)同作用, 提高寡糖利用率；研究不同種類的寡糖在不同動物種類、年齡、飼養(yǎng)環(huán)境下的最佳用量、應(yīng)用效果、添加方式以及其作用機(jī)理。3) 開發(fā)符合動物營養(yǎng)保健特點(diǎn)的寡糖, 以期達(dá)到在較低的濃度下就可獲得理想的效果；4）研究生產(chǎn)寡糖的新技術(shù)(生物技術(shù)、酶工程技術(shù)) 、新工藝、新方法, 以降低寡糖成本, 提高應(yīng)用的效益。
參考文獻(xiàn)（略）

drj

用寡糖是可以的，不過寡糖能否和抗生素比如抗敵素和黃霉素合用？

DooDooLong

嚴(yán)重支持FOS~