功能性低聚糖的研究進展與在生豬養殖中的應用

劉 維 勵 飛 聶 勇 彭 俊

（湖南九鼎動物營養研究院有限公司，湖南 長沙410007）

功能性低聚糖是較低聚合度的一種糖類物質， 一般由2～9 個單糖分子經由糖苷鍵鏈接而成。 由于不能被人體和動物吸收以及特異性增殖機體腸道內有益雙歧桿菌， 具有調節腸道菌群，抑制病原微生物， 改善腸道健康等生理功能，作為添加劑被廣泛應用與食品和飼料工業中。 我國是養豬大國， 生豬養殖過程中面臨各種挑戰，解決生豬養殖過程中出現的問題以及改善豬肉品質是顯得尤為重要。

1、 常見功能性低聚糖種類與理化性質

常見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）、低聚異麥芽糖（Isomalto-oligosaccharides）以及低聚半乳糖（Galacto-oligosaccharides）等，表一主要列舉了各功能性低聚糖的分子構成、甜度、制備方法及有效攝入量等。

2、功能性低聚糖的生理功能

正常機體腸道菌群處于動態平衡狀態，當生病或接受抗生素治療時，腸道菌群失調組成和數量發生變化。 雙歧桿菌是人與動物腸道中重要的有益菌群，對維持健康、增強機體免疫力具有很大的作用，研究表明功能性低聚糖能夠特異性增殖機體腸道內有益雙歧桿菌，而一些有害病原微生物不能利用或難以利用功能性低聚糖，低聚糖被雙歧桿菌發酵利用產生大量的短鏈脂肪酸及其它代謝產物抑制病原微生物，因此通過攝入功能性低聚糖增加機體腸道中有益微生物調節腸道菌群平衡。

病原菌表面的植物凝集素，能夠識別動物腸壁上特異受體， 從而定植于腸壁上生長繁殖、分泌毒素，導致人和動物發生腹瀉等腸道疾病。 研究表明，通過攝入功能性低聚糖可以減少腸道疾病的發生。 功能性低聚糖選擇性增殖雙歧桿菌，同時雙歧桿菌能產生與腸黏膜上皮細胞糖蛋白結合的凝集素與腸黏膜上皮細胞牢固結合，并與其他厭氧菌一起占據腸黏膜表面，形成生物屏障阻止有害菌入侵、定植。 雙歧桿菌利用菌體內的酶，發酵低聚糖，產生有機酸，降低腸道pH，改善腸道內環境，防止腹瀉。

表1 常見幾類功能性低聚糖

功能性低聚糖能夠結合Ca、Mg、Zn 等金屬離子形成絡合物，到達腸道后被有益菌發酵分解釋放出礦質元素被腸粘膜吸收；同時產生大量的醋酸、丙酸、丁酸及乳酸等有機酸，降低腸道內的pH 值，使在通過小腸時形成的鈣、磷酸鹽、鎂等構成的復合物發生溶解，而進一步提高礦質元素吸收。 益生菌發酵同時還可產生蛋白質、B 族維生素、K 族維生素及礦物質離子為機體提供營養物質。

功能性低聚糖是一種難以被機體直接消化性糖吸收的一類糖， 機體攝入后較難轉化成脂肪。 同時被雙歧桿菌發酵分解產生的丙酸和乙酸鹽能夠抑制肝臟膽固醇的生成以及葡萄糖轉化成脂肪。 人體實驗已經證明，攝入功能性低聚糖后可以降低血清膽固醇的水平。 雙歧桿菌產生的膽酸水解酶將結合膽酸游離出來，膽汁酸可以同膽固醇結合沉淀隨大便排出體外，從而有效地降低血脂。

3、 功能性低聚糖在生豬養殖中的應用

幼齡仔豬消化系統和免疫系統發育尚未成熟，同時腸道內微生態系統不完整。 早期斷奶容易造成仔豬腸道功能紊亂，腸道內病原微生物增長占主導位置，進而誘發仔豬消化吸收較差以及引起腹瀉等癥狀。

低聚糖具有增殖有益雙歧桿菌，抑制有害病菌，改善機體腸道內微生態環鏡防止腹瀉等生理功能，研究表明在仔豬日糧中添加功能性低聚糖能有有效的改善仔豬生長性能、調節腸道微生態環境和降低腹瀉率。 黃華山通過試驗在斷奶仔豬日糧中添加低聚木糖，降低了仔豬腹瀉率、降低料重比；增加仔豬直腸乳酸菌的數目，改善腸道微生物環境；降低腸道pH，增加腸道揮發性脂肪酸（VFA）的濃度，改善消化酶的活性，提高仔豬消化吸收。 陳國旺等試驗低聚異麥芽糖對斷奶仔豬生長性能和腸道微生物的影響，實驗結果表明低聚異麥芽糖添加顯著（P＜0.05）提高了斷奶仔豬的平均日增重和日采食量，同時降低了腸道內大腸桿菌數量以及增加乳酸桿菌和雙歧桿菌數量。 趙蕾等在保育豬飼料日糧中添加低聚木糖不僅可以提高保育豬生長性能、 極顯著（P＜0.01）降低腹瀉率，同時還能夠降低保育豬血清膽固醇含量。

通常在生豬養殖過程中養殖戶根據育肥豬階段的生理特點和生長發育規律，可分為生長期（20-60kg）和育肥期（60kg 至出欄）兩個階段。 育肥期階段生豬各組織、器官以及消化系統逐漸完善， 對周圍環境產生的應激反應能夠快速適應；但是在生長期階段的生豬組織器官發育不完善、消化系統及其功能不健全導致不能完全利用一些營養物質等，同時此階段是育肥過程中生豬骨骼與肌肉生長重要階段，因此提高生長期生豬對營養消化以及礦質吸收顯得尤為重要。

研究表明功能性低聚糖攝入能夠在機體腸道內被有益菌利用發酵生長營養物質促進機體對營養物質的消化吸收，同時發酵過程產生有機酸降低腸道pH 值促進機體對礦質元素吸收，以及改善豬肉品質等作用。 謝菲等試驗在生長育肥豬飼料日糧中添加0.03%低聚木糖顯著（P＜0.05）增加豬胴體長和提高養分表觀消化率。 王彬等在育肥豬日糧中添加0.1%半乳甘露寡糖進行試驗，結果表明育肥豬血清中的血糖水平升高120%（P ＜0.05）， 膽 固 醇 與 甘 油 三 脂 水 平 分 別 下 降3.86%（P＜0.05）和42.6%（P＜0.05）；同時豬肉中吲哚顯著降低。

妊娠期母豬體內激素發生改變，引起乳房水腫、便秘等癥狀；特別是在母豬分娩出現的過度勞累和機體功能恢復較慢等應激影響母豬繁殖性能。

功能性低聚糖添加在飼料中，能夠降低母豬發情期、提高母豬泌乳能力與泌乳質量、提高仔豬存活率及改善便秘等繁殖性能。 陳建榮在母豬日糧中添加半乳甘露寡糖進行試驗，結果表明半乳甘露寡糖的添加增加了斷奶仔豬重、縮短母豬斷奶至再發情時間間隔以及提高仔豬斷奶成活率。 王彬等試驗在母豬日糧中添加半乳甘露寡糖，增加了母豬的泌乳量，提高乳中蛋白質、總固形物和非脂物質的含量。

4、總結

獸用抗生素濫用導致有害病菌產生耐藥性，出現“超級細菌”，養殖戶更會加大抗生素使用劑量； 同時抗生素大量使用破壞動物機體免疫系統，引起動物免疫機能下降，對外界抗應激能力較差，增加動物死亡率。 畜產品藥物殘留，最終“有抗食品”進入人類日常生活當中，危害人體健康。 近年來，隨著人們清楚的意識到抗生素所產生的危害，政府相關部門也作出相應措施減少抗生素的使用，但與此同時對動物養殖增加了更多的挑戰。

功能性低聚糖所具有綠色環保、 無藥物殘留，有效增殖腸道內有益微生物，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。發展功能性低聚糖成為當今重要任務，加大功能性低聚糖的應用范圍，改進生產能力降低生產成本以及把握原料來源是功能性低聚糖發展所面臨的的問題。 同時不同功能性低聚糖對機體效價差異較大，還需進一步研究各功能性低聚糖的應用方法等。

參考文獻（略）