寡糖的研究进展及在养殖中的应用

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益生元是能够有选择性地刺激宿主动物消化道内有益菌的生长,从而对动物产生有利作用的食品或饲料中的不可消化成分,包括低聚糖、微藻(如螺旋藻、节旋藻)及天然植物(如中草药、野生植物)等。目前,饲料中研究较多的益生元主要是低聚糖、酸化剂、中草药和糖萜素等几大类。益生元通过促进有益菌的生长和代谢活性,能够调整肠道菌群平衡,提高动物机体的免疫准备状态,促进消化吸收,其本身具有耐热、稳定、无污染、无残留等良好的理化性质,是一种新型的绿色饲料添加剂。

一、 寡糖的研究进展

(一)寡糖概况 寡糖

(Oligosaccha ride)是由2-10单糖(Monsaccharide)组成的一类聚合物,属于碳水化合物。构成寡糖的单糖主要是5碳糖和6碳糖,主要包括葡萄糖(Clucose)、果糖(Fructose)、半乳糖(Galactose)、木糖(Xylose))、阿拉伯糖(Arabinose)、甘露糖(Mannose)等。这些单糖可以直链或分枝结构形成寡糖。到目前,已确认的寡糖大约有1 000种以上。(二)寡糖分类

1.根据组成分类。根据构成单

糖的不同可将寡糖分为同源性寡糖和异源性寡糖。还有一类寡糖是在侧链上修饰不同的化学基—胺基、羧基、硫酸基、磷酸基等,此类产物有糖醛酸、胺基糖、脱氧糖等等;另外也有在寡糖的还原末端加上氢离子而合成的糖醇类寡糖。

2.根据生物学功能分类。根据寡糖的生物学功能可将其分为普通寡糖和功能性寡糖两大类。蔗糖、麦芽糖、海藻糖、环糊精及麦芽寡糖属于普通寡糖,它们可被消化吸收产生能量。

功能性寡糖是不被人和动物肠道消化、吸收,能促进双歧杆菌等有益菌的增殖,能为有益菌所利用,而不能为有害菌所利用的有利于肠道健康的一类寡糖,是化学益生素的一种。功能性寡糖主要包括果寡糖、甘露寡糖、半乳寡糖、大豆寡糖、木寡糖、异麦芽寡糖等六种,目前,用于化学益生素的主要是功能性寡糖。

(三)寡糖对动物生理功能的影响1.促进机体肠道内健康微生物菌群的形成。动物消化道内病原菌(如大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱菌、梭状芽抱杆菌)细胞表面或绒毛上具有类丁质结构(外源凝集素),它能识别动物肠壁细胞上的“特异性

糖类”受体并与之结合,在肠壁上繁殖导致肠道疾病的发生。而寡糖与病原菌在肠壁上的受体具有相似的结构,它与病原菌表面的类丁质也有很强的结合力,可竞争性地与病原菌结合,使其无法附植在肠壁上,结合后的寡糖不能提供病原菌生长所需要的营养素,致使病原菌死亡而失去致病能力。同时寡糖还是动物肠道内有益菌如双歧杆菌、乳酸杆菌的营养物质,可促进其大量繁殖。而双歧杆菌和乳酸杆菌增殖又会促使发酵产生醋酸和乳酸,导致肠道pH 值下降,抑制大肠杆菌和产气荚膜梭菌等有害菌的生长繁殖。作为肠道双歧杆菌等有益菌的增殖因子寡糖能被双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌利用,使有益菌大量增殖,而有害菌不能利用。

2.抑制病原微生物的繁殖。(1)通过竞争性排斥作用抑制病原菌。竞争性排斥的作用机制尚不清楚。普遍接受的解释是,胃肠道存在的正常微生物与侵入的病原菌竞争肠黏膜上的粘附位点。乳酸菌是动物肠道的正常定植菌群,乳酸菌在利用肠道营养物质方面较致病菌具有明显的竞争优势,所以优先定植在肠黏膜上皮细胞表面并抑制其他病原菌的吸附。此外,双歧杆

寡糖的研究进展及在养殖中的应用

杜鹏1,王德鹏2,古从伟3,吴泽川3

(1.广元市元坝区王家镇畜牧兽医站,四川广元 628026;2.广元市元坝区文村乡畜牧兽医站,四川广元 628026;

3.广元市元坝区畜牧食品局,四川广元628021)

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菌的凝集素活性明显高于大肠杆菌和沙门氏菌,这可能是肠道正常菌群在竞争性排斥作用中具有明显竞争优势的原因之一。

(2)代谢产物对病原菌的抑制作用。寡糖经有益菌发酵产生的非解离态有机酸(乳酸、醋酸、丙酸、丁酸)具有抗菌作用。有机酸的抗菌作用与其降低胃肠道pH 有关。大肠埃希氏菌在pH 为8时最易生长,而降低pH 对其生长有抑制作用。乳酸菌等有益菌分泌的细菌素具有广谱的抗菌作用,乳杆菌能抑制腐败菌的生长,减少胃肠道的产胺。

3.直接抑制肠道病原菌微生物。微生物通过特异性识别作用,选择性地定植于某一特定的器官或部位,这种特异性识别是通过微生物表面的凝集素和宿主细胞表面的寡糖介导完成的。在畜禽胃肠道内,微生物表面的糖蛋白(或菌毛)能够特异性地识别肠道黏膜上皮的寡糖受体,并与之结合。当含有寡糖的饲料进入动物体内后,胃肠道中的致病菌就会与之结合,并随粪便一道排出体外。

试验发现,饮用含2.5%甘露聚糖水溶液的肉仔鸡盲肠内容物中鼠伤寒沙门氏菌和总细菌数量明显降低。寡糖的这种结合能力与寡糖结构的关系如何目前仍不清楚。

4.刺激动物机体的免疫反应机能。功能性寡糖与疫苗一起使用时,可延缓疫苗的吸收时间并提高其效用,功能性寡糖被动物摄入后,可刺激肠道免疫细胞,通过提高肠道IgA 的产生能力而起到防止疾病的效果。双歧杆菌在肠道内还能降低某些有害的还原酶的活性,减少肠道内致癌、有毒代谢物的产生和积累,提高动物体对某些疾病的免疫

力。其中以甘露寡糖研究应用最多,也被视为最有研究价值,它可以促肝脏合成甘露结合蛋白,其免疫调节作用可通过增加己酞基或提高寡糖的磷酸化程度而被加强。寡糖的结构和其抗原性会因生产原料不同而不同,其刺激免疫反应的作用效果也将不同。寡糖的侧链在免疫调节中起主导作用,但因寡糖本身结构的复杂性、功能的多样性以及开发研究的延迟性,以致其许多作用机理目前仍不是十分清楚,尚需作进一步的研究和探索。

(四)寡糖的应用效果 饲料中添加适量寡糖,可显著地提高动物增重,提高饲料转化率,维持机体的健康状态。但由于寡糖种类、动物种类、饲养环境条件等的不同,其应用效果有较大差异。

1.养猪业中的应用效果。甘露寡糖能调控仔猪胃肠道微生态环境, 促进有益菌的生长和繁殖, 抑制有害菌对肠壁的黏附和定植, 维持正常的消化道环境。饲喂不同浓度半乳甘露寡糖 ,能够降低断奶仔猪回肠微生物种群数量,抑制金色葡萄球菌、产气荚膜等有害菌,促进部分乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌的繁殖。在结肠中,能降低大肠杆菌数,并明显地提高结肠中乳酸杆菌和双歧杆菌数。萨立富等报道,在断奶仔猪的基础饲粮中分别添加0.1%、0.2%和0.4%的甘露寡糖组肠道大肠杆菌的浓度极显著低于对照组。

2.养禽业中的应用效果。 研究证明,甘露寡糖在家禽肠道内可以抑制有害菌,促进有益菌,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、日增重和降低料重比的作用。甘露寡糖组中肉鸡成活率和平均日增重比抗生素

组分别提高1.03%和2.30%。添加0.3%甘露寡糖可显著提高肉鸡的生长性能, 并可以改善肠黏膜的形态, 增大小肠吸收面积。

3.反刍动物生产中的应用效果。可提高犊牛日增重,减少呼吸道疾病,降低腹泻率的发生,从而节约饲养成本。研究表明,在日粮中添加甘露寡糖可提高奶牛产奶量和经济效益,改善乳品质(提高乳脂率和乳蛋白),提高奶牛的健康水平。甘露寡糖进入瘤胃以后,可降低瘤胃pH 值,并可被有益微生物利用,不通过分解碳水化合物而直接获取碳源,从而提高微生物的活性,改善反刍动物生产性能。在奶牛的干乳期日粮中添加甘露寡糖,可以增强母牛对轮状病毒的免疫力,并提高犊牛对轮状病毒的抗体水平。

4.水产动物中的应用效果。目前,大量研究已证实,鱼类肠道内存在着正常的细菌群落。正常菌群在宿主体内生存和增殖,对维持宿主组织器官的正常结构和功能具有十分重要的作用。Mahious 等在大菱鲆的生长试验中发现,在试验组中分别添加2%菊粉、寡糖和低聚乳果糖,各组肠道微生物的总数差异不显著,但微生物种类及占主导地位的菌种差异显著,肠道中大肠杆菌数量明显减少,双歧杆菌和乳酸杆菌的数量明显增加。在鲤鱼的日粮中添加不同水平的甘露聚糖,结果使得肠道中大肠杆菌的数量明显减少,双歧杆菌的数量明显增加,从而使得肠道中的微生物以有益菌群为主,从而提高了鲤鱼的生产性能。饲料中添加果寡糖对奥尼罗非鱼生产性能、饲料转化效率及肠道菌群有一定改善作用,所检测的全部罗非鱼肠道菌群数量随着饲喂果寡糖

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为了解我市畜禽规模化养殖现状,掌握养殖环节存在的问题,探索规模化养殖防控新机制,荆门市动物疫病预防控制中心于2011年2月22日~23日,深入到东宝、掇刀两区,重点就我市畜禽规模化养殖发展情况进行了走访调查。调查总体印象是:势头较好,问题不少,加快发展,势在必行。

一、基本情况

调查组从207国道沿线的养殖业比较发达的东宝区石桥驿镇、子陵

铺镇,掇刀区团林铺镇3个乡镇中,挑选了具有代表性的10个畜禽养殖场(户),其中养猪场和养禽场各5家,包括:石桥驿镇五架村、普坪村、张坪村三个养猪场;子陵铺子陵村的养猪场、建泉村和柏坪村的养鸡场;掇刀区团林铺镇的鸦铺村、陈集村三家养禽场和龙王村的养猪场。调查发现,我市畜禽规模化养殖发展呈现出四个特点:

(一)发展速度快 近年来,我市畜禽规模化养殖队伍不断壮大,老养殖场规模逐年扩大,新养殖场也

不断涌现。调查的10家养殖场中,有4家是投产不到三年的新厂,占40%。养殖场规模扩大的同时,养殖数量也在逐年递增。子陵村红冠畜牧养殖有限公司,今年2月份出栏生猪1 590头,比上年同期增加了590头,同比增长59%。2009年新建的建泉村晟友禽业有限公司已经从一个年饲养 000只罗曼蛋鸡的小场,逐步成长为饲养量30 000只的中型场。

(二)产品多样化 随着市场经济的发展,具有特色或特殊功用养

畜禽规模化养殖存在的问题与发展对策

张继斌,张国新,熊波

(湖北省荆门市动物疫病预防控制中心,湖北荆门448000)

水平的上升呈增加状态(P>0.10)。二、影响寡糖应用效果的因素

(一)寡糖的种类 寡糖的种类不同,应用效果也不同。甘露寡糖的主要作用是吸附有害菌、毒素,刺激机体免疫系统;低聚葡甘糖和低聚异麦芽糖促进双歧杆菌生长的作用较强;异麦芽糖、果寡糖能很好地被双歧杆菌利用,而有害菌一般都很难利用。

(二)寡糖的添加量 要发挥寡糖的生理作用,必须有适当的添加浓度。添加量不足则起不到明显的作用效果;添加量过大,不仅增加饲料和饲养成本,还可能造成动物腹泻。(三)动物种类 动物种类不同,

其消化道结构和功能也不同,寡糖对其影响也有很大差异,有些寡糖能增加家禽消化道双歧杆菌数量,并能显著提高其生产性能,但对猪的影响并不显著。

(四)动物年龄 添加时间不同有很大变化。如仔猪断奶后,大肠杆菌等致病菌浓度上升,而乳酸菌明显下降,这是导致腹泻的主要原因之一,因此,在此阶段添加寡糖效果更好。

(五)饲养环境 在良好的饲养环境下,日粮中添加寡粮效果不明显;只有在不良的饲养环境下,当生产性能受肠道因素影响较大时,其促生长作用才能明显表现出来。(六)与益生素的协同作用 寡

糖作为有益菌的增殖因子,可促进有益菌大量繁殖;通过与病原菌的外源凝集素特异性结合,阻止病原菌在肠道的定植。益生素分泌的消化酶,可把寡糖进一步消化为单糖,供有益菌或机体利用。寡糖与益生素两者相互促进,相互补充,彼此增效,综合效果成倍增加。

寡糖是近年来发现的新型饲料添加剂,有着多种重要的生物活性,它通过促进肠道内源性有益菌的繁殖达到抑制有害菌的目的,作用效果类似益生素,但作用方式又与益生素不同。随着寡糖在生物体内的重要作用渐渐被人们所揭示,对寡糖的开发利用价值日益体现,其应用前景十分广阔。

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