低聚木糖的生物學功能及其在豬生產中的應用

李美君，陳文斌，李運虎

（1.湖南生物機電職業技術學院，長沙 410127；2.湖南百宜飼料科技有限公司，長沙 410323）

低聚木糖的生物學功能及其在豬生產中的應用

李美君1，陳文斌2，李運虎1

（1.湖南生物機電職業技術學院，長沙 410127；2.湖南百宜飼料科技有限公司，長沙 410323）

近年來，低聚木糖作為一種新型綠色添加劑，其應用越來越廣泛，為在實際生產中合理利用低聚糖，文章就低聚木糖的生物學功能及其在豬生產中的應用作以綜述。

低聚木糖；生物學功能；豬生產；應用

低聚木糖（XOS）又稱木寡糖，是以富含木聚糖的植物（如玉米芯、麥麩、樺木、蔗渣等）為原料，通過木聚糖酶水解，分離精制而成的一類非消化性低聚糖[1-2]。該糖由2～7個D-木糖以β-1，4糖苷鍵結合而成，其主要有效成分是木二糖和木三糖，木二糖是促進雙歧桿菌增值的最重要活性成分，其含量越高，低聚木糖產品質量越好[3]。低聚木糖產品為淡黃色或淺褐色粉末，甜度約為蔗糖的40%，其突出特點是耐酸、耐熱、儲存穩定性好、生化特性穩定[4]。大量研究表明，低聚木糖具有促進有益菌增殖、增強機體免疫力、減少便秘等作用。因此，本文對低聚木糖的生物學功能及其在豬生產中的應用作以綜述。

1 低聚木糖的生物學功能

1.1 調節消化道微生態平衡，促進有益菌增殖

動物消化道內存在大量微生物菌群，這些菌群又分為有益菌群和有害菌群，其中雙歧桿菌、乳桿菌等為有益菌群，大腸桿菌、腸桿菌等為有害菌群。正常情況下，消化道內微生物菌群保持動態平衡，且有益菌群為優勢菌群，但在應激條件下，消化道微生態平衡遭到破壞，消化機能紊亂，有害菌群大量繁殖成為優勢菌群，使動物發生各種疾病或死亡。低聚木糖是一種非消化性寡糖，由于在動物體內不能被內源性消化酶分解，但可促進雙歧桿菌和乳酸桿菌等產酸有益菌增殖，且對條件致病菌有抑制作用，從而改善腸道微生態平衡[5]。Moura等研究表明，低聚木糖可被雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益菌高效利用，但大腸桿菌、腸球菌、產氣莢膜梭菌等有害菌不能利用[6]。低聚木糖可以顯著促進雙歧桿菌增殖，抑制產氣莢膜梭菌和大腸桿菌的增殖生長[7]。對小鼠的研究表明，低聚木糖顯著增加腸道乳酸桿菌和雙歧桿菌數量，顯著降低腸道腸桿菌、腸球菌和產氣莢膜梭菌的數量[8]。低聚木糖可以使小鼠腸內容物和盲腸內的雙歧桿菌數量顯著增加，同時使腸道總需氧菌數量顯著減少，總厭氧菌數顯著增加（P＜0.05）[9]。

1.2 調節機體免疫系統，增強機體免疫功能

低聚木糖主要通過促進腸道后段有益菌群（尤其是雙歧桿菌）的增殖、充當免疫佐劑及激活動物機體體液和細胞免疫等3個方面提高動物的免疫功能。低聚木糖還能促進和激活T-淋巴細胞和免疫球蛋白釋放免疫抗體，誘導免疫反應，提高機體特異性免疫應答，增強免疫力的功能[10]。

1.3 減少便秘

研究表明，低聚木糖具有潤腸通便功能，可有效改善大便含水量，增加糞便的保水性能，維持糞便含水量在正常范圍，同時降低腸道pH，促進腸道蠕動。研究表明，低聚木糖具有軟化糞便的功能，主要原因是攝入低聚木糖后能增加糞便中的水分，從而改變糞便的形態，減少便秘，其機理有待進一步研究[11]。魏濤等研究低聚木糖對小鼠腸道菌群及潤腸通便的影響，結果表明，連續21 d給予低聚木糖0.5 g·kg-1BW后，首粒排黑便時間顯著縮短，排黑便總量顯著增加，小腸推進率顯著提高，表明低聚木糖具有潤腸通便的功效[12]。研究表明，給具有重度便秘癥狀的懷孕婦女每天服用低聚木糖4.2 g，連續服用4周后發現所有患者通便頻率都增加，＞50%的婦女腸道蠕動加速，且沒有任何不良反應[13]。

1.4 促進營養物質的吸收利用

低聚木糖通過促進雙歧桿菌等有益菌的增殖，增強腸道內微生物合成氨基酸和B族維生素的能力，同時代謝產生乙酸、丙酸、丁酸等酸性物質，降低腸道pH，為腸道提供酸性環境，促進機體對蛋白質及各種礦物質（鈣、鐵、鋅等）的吸收利用。低聚木糖可以增加短鏈脂肪酸含量。

2 在豬生產中的應用

研究表明，在豬飼料中添加低聚木糖，能提高仔豬日增重和飼料轉化率，改善其生長性能；增加腸道乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌等有益菌含量，降低大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌含量，從而減少仔豬腹瀉；提高血清IgG、IgM含量，增強其免疫功能，提高動物抵抗力；改善生長育肥豬肉色和提高豬肉系水力，提高豬肉品質；減少妊娠母豬便秘現象，提高仔豬窩重和哺乳母豬泌乳量，提高母豬繁殖性能。

2.1 仔豬

2.1.1 對仔豬生產性能的影響

馮靜等在斷奶仔豬日糧中添加低聚木糖0.02%，結果與對照組相比，平均日增重提高15.47%，料重比降低10.86%[14]。黃華山探討日糧中添加低聚木糖（0.004%、0.006%、0.008%、0.01%和0.012%）對斷奶仔豬生產性能的影響，研究表明，與對照組相比，試驗組平均日增重分別提高了1.82%、1.82%、2.53%、6.57%和3.05%，料重比分別降低了5.49%、5.49%、4.62%、2.98%和1.76%。其中添加量為0.01%效果最佳[10]。楊海英試驗結果表明，添加低聚木糖0.02%可使仔豬平均日增重提高1.71%，料重比降低4.02%[15]。趙靜杰等在斷奶仔豬日糧中添加低聚木糖0.02%，平均日增重提高8.83%，料重比下降5.38%，顯著改善仔豬生長性能[16]。吳秋玨等研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加低聚木糖0.01%，顯著提高斷奶仔豬日增重，顯著降低腹瀉率[17]。周韶等在斷奶仔豬日糧中添加低聚木糖（0.005%、0.01%、0.015%和0.020%）對斷奶仔豬生產性能無顯著影響，其原因可能與低聚木糖純度、含量、添加量、基礎日糧、品種不同等有關[18]。

2.1.2 有效降低仔豬腹瀉率

斷奶仔豬腹瀉是仔豬培育過程的突出問題，成為影響豬場效益的關鍵因素之一。引起仔豬腹瀉的原因很多，有生理性腹瀉和病理性腹瀉。生理性腹瀉主要由斷奶后應激、消化系統不完善，消化功能紊亂、菌群失調、免疫力下降等引起，病理性腹瀉是由于感染寄生蟲、病毒、細菌等引起。而引起斷奶仔豬腹瀉的主要病原菌是沙門氏菌和大腸桿菌。

范程瑞等在斷奶仔豬日糧中添加低聚木糖0.01%、0.02%和0.04%，結果表明，與對照組相比，添加低聚木糖均能顯著降低仔豬腹瀉率[19]。譚兵兵等將150頭斷奶仔豬隨機分為5個處理，分別為空白對照組（不添加抗生素、氧化鋅）、陽性對照組（添加抗生素、氧化鋅）及低聚木糖0.01%、0.25%和0.50%組，結果表明，試驗1～7 d時低聚木糖組0.01%和0.25%及試驗8～21 d時3個低聚木糖組的腹瀉率顯著低于空白對照組（P＜0.05），且與陽性對照組無顯著差異（P＞0.05）[20]。方桂友等研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加低聚木糖0.02%，顯著降低仔豬腹瀉指數[21]。潘麗娟在斷奶仔豬飼糧中添加低聚木糖（0.01%、0.02%和0.04%），研究結果表明，仔豬腹瀉率分別降低38.13、58.99%和46.04%，其中0.02%的添加量效果最佳[22]。馮靜試驗表明，在斷奶仔豬日糧中添加低聚木糖0.02%能顯著降低仔豬腹瀉率[14]。上述研究表明，在斷奶仔豬日糧中合理添加低聚木糖可有效緩解仔豬的腹瀉。其原因可能是由于低聚木糖通過調節斷奶仔豬胃腸道微生態平衡，促進了腸道乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌等有益菌的生長和繁殖，抑制大腸桿菌、沙門氏菌等致病菌對腸壁的黏附和定植，維持消化道的正常環境，從而降低了仔豬腹瀉的發生。

2.1.3 提高仔豬免疫功能，增強其抵抗力

大量研究表明，在仔豬日糧中添加低聚木糖能提高血清中IgG、IgA、IgM含量，提高仔豬免疫功能。方桂友等研究表明，在日糧中添加低聚木糖0.02%，能顯著提高仔豬血清IgG和IgM水平（P＜0.05）[21]。王繼成等研究表明，在斷奶仔豬日糧中分別添加低聚木糖（0.0125%、0.025%和0.0375%），與對照組相比，不同低聚木糖添加量顯著提高血清IgG濃度，IgA、IgM有提高趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）[23]。潘麗娟研究表明，在仔豬日糧中添加低聚木糖0.01%、0.02%和0.04%顯著提高血清IgG水平，IgM水平有一定程度的提高，但差異不顯著（P＞0.05）[22]。黃華山研究表明，在仔豬日糧中添加低聚木糖（40或60 mg·kg-1），顯著增加仔豬脾臟指數，對增加仔豬免疫力有重要的作用[10]。

2.2 生長肥育豬

王懷蓬等研究低聚木糖對生長育肥豬肉質的影響，選取120頭杜×長×大三元雜交商品豬，隨機分為3組，分別為對照組、低聚木糖組（0.01%和0.03%），結果表明，0.03%低聚木糖組胴體瘦肉率顯著高于對照組和0.01%低聚木糖組（P＜0.05），低聚木糖組肉色優于對照組，含水率高于對照組，表明飼料中添加低聚木糖能夠改善肉色，但對肌肉pH、嫩度、吸水力等均無影響[24]。莊洪延研究表明，在生長育肥豬日糧中添加低聚木糖（0.005%、0.009%和0.013%），與對照組相比，顯著提高平均日增重，顯著降低料肉比；添加低聚木糖顯著降低生長肥育豬背最長肌的滴水損失，顯著提高了24 h 的pH，表明低聚木糖具有提高豬肉吸水力的作用，且隨低聚木糖添加量的增加，吸水力作用逐漸增強[25]。扶國才等研究低聚木糖對生長豬生產性能和抗氧化功能的影響，在基礎飼糧中添加低聚木糖（0.01%、0.02%）可以提高生長豬平均日增重、降低死淘率、降低料肉比、提高血清超氧化物岐化酶（SOD）活性，但差異不顯著[26]。宋曉春在生長豬日糧中添加低聚木糖（0.02%和0.03%），結果生長豬生長速度提高2.67%～3.46%，飼料轉化效率和綜合經濟效益均提高[27]。以上研究表明，飼糧中添加低聚木糖均有提高生長育肥豬生長性能的作用，但目前國內有關低聚木糖對生長育肥豬的影響研究較少，低聚木糖適宜的添加量及不同生長階段的應用效果等有待進一步研究。

2.3 母豬

低聚木糖在母豬上的應用研究目前報道較少。日木北里大學應用飼料級低聚木糖飼喂母豬后發現，平均泌乳量提高32%，母豬發情間隔從原來的10 d縮短到7 d。郭小云等研究表明，在圍產期母豬飼糧中添加低聚木糖（0.03%）能提高仔豬窩重和母豬泌乳量，提高母豬繁殖性能[28]。李元鳳等選擇妊娠約1個月便秘的妊娠母豬，隨機分為兩個處理，對照組飼喂基礎飼糧，低聚木糖組飼喂基礎飼糧+1%低聚木糖（低聚木糖凈含量≥0.5%，膳食纖維＞80.0%），結果表明，低聚木糖組極顯著改善母豬的便秘（P＜0.01）[29]。

3 小結

我國是一個農業大國，年產玉米量在1.1～1.3 億t，副產物玉米芯約為2 000萬t，利用玉米芯生產低聚木糖，即可以提高玉米的附加值，又有利于生態環境保護。雖然大量研究表明，低聚木糖可以提高豬的生產性能，減少腹瀉，但也有研究表明低聚木糖對其無影響。周韶等在斷奶仔豬日糧中添加低聚木糖（0.005%、0.01%、0.015%和0.020%）對斷奶仔豬生產性能無顯著影響，而且不同研究結果建議的添加量也存在差異[18]。其原因可能與試驗所選豬的品種、日齡、低聚木糖添加量和純度等不同有關。因此，低聚木糖在不同豬品種、不同階段的最佳添加量需作進一步研究。低聚木糖提高生長肥育豬肉品質的可能性以及低聚木糖與其他種類飼料添加劑如酸化劑、微生態制劑、益生素、酵母類產品的協同作用等有待進一步研究。

[1]Jacobsen S E,Wyman C E.Xylose monomer and oligomer yields for uncatalyzed hydrolysis of sugarcane bagasse hemicellulose at varying solids concentration[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,2002,41（6）:1 454-1 461.

[2]Parajó J C,Garrote G,Cruz J M,et al.Production of xylooligosaccharides by autohydrolysis of lignocellulosic materials[J].Trends in Food Science&Technology,2004,15（3-4）:115-120.

[3]王懷蓬,烏日娜,范艷平,等.低聚木糖的制備及在畜牧生產中的應用[J].飼料博覽,2008（6）:7-9.

[4]Courtin C M,Swennen K,Verjans P,et al.Heat and pH stability of prebiotic arabinoxylooligosaccharides,xylooligosaccharides and fructooligosaccharides[J].Food Chemistry,2009,112（4）:831-837.

[5]Santos A,San M M,Marquina D D,et al.Prebiotics and their longterm influence on the microbial populations of the mouse bowel[J]. Food Microbiology,2006,23（5）:498-503.

[6]Moura P,Marques S,Alves L,et al.Effect of xylo-oligosaccharides from corn cobs autohydrolysis on the intestinal microbiota of piglets after weaning[J].Livestock Science,2007,108（1-3）:244-248.

[7]雷浪偉,李培榮,李志霞,等.低聚木糖對模擬失重大鼠腸道微生態的影響[J].中國微生態學雜志,2005,17（4）:244-246.

[8]李婉,張曉峰,常愛武,等.低聚木糖對小鼠腸道菌群和短鏈脂肪酸的影響[J].河南工業大學學報（自然科學版）,2014,35 （5）:93-96,120.

[9]Christako P,Katapodis P,Kalogeris E,et al.Antimicrobial activity of acidic ylooligosaxcch-arides produced by family 10 and 11 endoxylanases[J].International Journal of Biological Macromolecules,2003,31（4-5）:171-175.

[10]黃華山.低聚木糖對仔豬生產性能的影響及機理的研究[D].西寧:青海大學,2010.

[11]鄭建仙.功能性低聚糖[M].北京:化學工業出版社,2004.

[12]魏濤,趙建元,高兆蘭,等.低聚木糖調節BALB/c小鼠腸道菌群及潤腸通便作用研究[J].安徽農業科學,2013,41（1）:159-160,163.

[13]Tateyama I,Hashii K,Johno I,et al.Effect of xylooligosaccharide intake on severe constipation in pregnant women[J].Journal of Nutritional Science&Vitaminology,2005,51（6）:445-448.

[14]馮靜.低聚果糖和低聚木糖對榮昌斷奶仔豬生產性能和血液理化指標的影響[D].重慶:重慶大學,2010.

[15]楊海英.益生素和低聚木糖對斷奶仔豬生產性能及促生長機理的研究[D].泰安:山東農業大學,2007.

[16]趙靜杰,李小成,王景儒.低聚糖對斷奶仔豬生產性能的影響[J].中國畜牧獸醫,2008（1）:34-35.

[17]吳秋玨,徐廷生,王玉琴,等.低聚木糖對斷奶仔豬生產性能的影響[J].當代畜牧,2007（11）:32-34.

[18]周韶,黃華山,楊在賓,等.低聚木糖對仔豬生產性能和腸道微生物影響的研究[J].山東農業大學學報:自然科學版,2011,42 （1）:84-88.

[19]范程瑞,劉強,等.低聚木糖對斷奶仔豬生產性能、腹瀉率和抗氧化性能的影響[J].安徽農業科學,2016,44（29）:98-101

[20]譚兵兵,姬玉嬌,丁浩,等.低聚木糖對斷奶仔豬生長性能、腹瀉率和血漿生化參數的影響[J].動物營養學報,2016,28（8）: 2 556-2 563.

[21]方桂友,劉景,邵良平,等.益生素和低聚木糖對仔豬生長性能和腸道菌群的影響[J].福建農業學報,2015,30（1）:9-13.

[22]潘麗娟.低聚木糖對仔豬生產性能和血清生化指標的影響[J].現代畜牧獸醫,2011（5）:39-42.

[23]王繼成,潘靈輝,李淑云,等.低聚木糖對斷奶仔豬生產性能、腸道菌群及免疫水平影響的研究[J].中國畜牧獸醫,2006,33 （5）:3-7.

[24]王懷蓬,袁楷,烏日娜,等.低聚木糖（XOS）飼料添加劑對豬生產性能的影響[J].國外畜牧學-豬與禽,2008,28（3）:78-79.

[25]莊洪廷.低聚木糖對生長肥育豬的生產性能、肉品質和PRKAG3基因表達的影響[D].北京:中國農業科學院,2007.

[26]扶國才,賀生中,羅有文,等.低聚木糖對生長豬免疫功能和血液生化指標的影響[J].揚州大學學報（農業與生命科學版）, 2009,30（3）:50-53.

[27]宋曉春.低聚木糖在仔豬和生長育肥豬生產中應用的研究[D].南京:南京農業大學,2006.

[28]郭小云,謝春艷,吳信,等.圍產期母豬飼糧中添加低聚木糖和活性酵母對母豬繁殖性能和哺乳仔豬血清生化指標的影響[J].動物營養學報,2015,27（3）:838-844.

[29]李元鳳,何健,鄧傳東,等.飼糧中添加低聚木糖對妊娠母豬糞便質量的影響[J].養豬,2016（3）:33-35.

The Biological Function of Xylo Oligosaccharide and Its Application in Pig Production

LI Meijun1,CHEN Wenbin2,LI Yunhu1
（1.Hunan Biological and Electromechanical Polytechnic,Changsha 410127,China; 2.Hunan BaiYi Feed Technology Co.,Ltd.,Changsha 410323,China）

As a new green feed additive,xylo oligosaccharides is used more and more widely in recent years.To study the rational utilization of xylo oligosaccharide in practical production,this paper introduced the biological functionof xylo oligosaccharide and its applicationinpig production.

xylo oligosaccharides;biological function;pig production;application

S828；Q532+.2

A

1001-0084（2017）01-0018-04

2016-12-13

李美君（1983-），女，湖南益陽人，碩士研究生，研究方向為動物營養生理。

*通訊作者