高建萱:寡糖在家禽生产中应用的研究进展 一21一 噩重重厦墓 囊 囊 囊 囊 囊 寡糖在家禽生产中应用的研究进展 高建萱 (山东省滕州市畜牧兽医局,277500) 摘要:寡糖具有促生长、降血脂和增强机体免疫功能等作用,应用于家禽生产可提高 生产性能和经济效益。本文着重对目前国内外寡糖的研究进展及其在家禽生产上的应用等 方面进行综述,并对今后进一步开发利用寡糖资源加以展望。 关键词:寡糖;家禽生产;作用机理;研究进展 Research Progress on Application of OligOsaccharides in Poultry Production Abstract:Oligosaccharide with promoting growth,reducing blood fat and enhancing immune function,can improve poultry production performance and economic benefit.In this paper,the current research progresses at home and abroad on applications of oligosaccharide in poultry pro— duction,and the prospect for further development and utilization of 0ligosaccharides resource were reviewed. Key Words:oligosaccharide;poultry production;mechanism;research progress 寡糖又称低聚糖,是一类由2~10个单糖经 脱水缩合形成的糖苷键连接成直链或支链的聚 长无促进作用。功能性寡糖包括果寡糖(FOS)、 低聚木糖(xos)、甘露寡糖(MOS)、寡乳糖 (GAS)、寡葡聚糖(GOS)、棉子糖、大豆寡糖等。 有研究认为,功能性寡糖是一种免疫促进剂,可 提高动物的免疫功能。 2功能性寡糖的生理功能及作用机理 2.1对家禽生产性能的影响 合糖,其分子通式一般表示为(c H 。0 ) ,n:2 ~10。寡糖具有低热、稳定、安全无毒、无残留等 理化性质,能够抑制细菌、真菌,同时对肿瘤细胞 有抑制作用,在疾病诊断与预防、营养与保健、畜 牧养殖及抗病等方面的应用具有巨大潜力。 1寡糖的种类 2.1.1改善消化道菌群和肠道内环境 肠道病原菌(如大肠杆菌、沙门氏菌等)表 寡糖一般构成单元为五碳或六碳糖,目前已 确认的寡糖有1000种以上。根据单糖组分的不 同,可以将寡糖分为两类:①由一种单糖结合而 成的均一寡糖;②由2种或2种以上单糖结合而 成的杂寡糖。根据寡糖的生物学功能又将其分 为普通寡糖和功能性寡糖两大类。普通寡糖中 有人们熟悉的蔗糖、麦芽糖、乳糖等,这些寡糖可 面绒毛上的类丁质结构,能识别细胞上的特异性 糖类受体,与受体结合后在肠壁上生长繁殖,导 致一系列肠道疾病的发生,特别是以慢性拉稀为 特征的“家禽拉稀综合征”。适当种类的寡糖能 与家禽肠道病原微生物上的类丁质进行强有力 的结合,也就是竞争性地与病原菌结合,使病原 微生物长时间与寡糖结合在一起得不到从家禽 以被机体消化吸收,产生能量,对肠道有益菌生 一22一 中国饲料添加剂 2013年第10期(总第136期) 肠壁提供的营养而失去一定的致病性。由于寡 糖不能被家禽消化道内源酶分解,因此它们将携 带大量的病原微生物随粪便排出体外,阻止病原 菌在肠道定植,起到一种净化、清洁消化道的作 用。功能性寡糖还能促进消化道有益细菌的生 长,抑制有害微生物的繁殖,提高机体抵抗力,如 大部分的双歧杆菌、嗜酸乳芽孢杆菌都能很好地 利用低聚果糖,同时,发酵产生的酸性物质使整 个肠道的pH值下降,抑制了有害菌的生长。 2.1.2改善家禽生长性能 寡糖可以促进家禽肠道有益菌的增殖,抑制 病原菌和腐败菌,使它们产生的毒素、胺、氨、吲 哚等有毒有害代谢产物大量减少,降低动物疾病 的发生率;寡糖可以代谢生成营养物质,如双歧 杆菌在肠道内利用寡糖能合成维生素B 、维生 素B:、维生素B 、维生素B 、烟酸、叶酸和各种 氨基酸;寡糖可使畜禽肠绒毛高度增加,消化功 能增强;寡糖发酵产生的有机酸如乙酸、丙酸和 丁酸,降低了消化道的pH值,溶解了肠道内容 物中的不溶性钙盐、镁盐,从而促使Ca、P、Mg等 离子的吸收,能提高Ca、Mg的表观消化率,寡糖 的这些作用明显促进了畜禽的生长。 2.2对家禽免疫功能的影响 2.2.1对免疫器官的影响 胸腺、脾脏和法氏囊是禽类的主要免疫器 官,参与机体的体液免疫和细胞免疫。胸腺指 数、法氏囊指数和脾脏指数反映了机体3个主要 免疫器官的生长发育程度,是从免疫器官发育的 角度评价机体免疫状态的主要指标(杨汉春, 1996)。王权等(20o2)在鸡饲料中添加25 甘露寡糖,与对照组相比,法氏囊重量增加 37.6%,胸腺重量增加11.5%。瞿明仁等 (2003)研究表明,与金霉素相比,果寡糖显著提 高了泰和鸡5周龄和l0周龄时的脾脏指数和胸 腺指数(P<0.05),显著提高了泰和鸡10周龄 时的法氏囊指数(P<0.05)。免疫器官指数的 增加,预示着机体的细胞免疫和体液免疫得到增 强,即整体免疫机能加强,抵抗各种病原微生物 感染的能力和抗各种应激的能力得到提高。 2.2.2对细胞免疫的影响 免疫细胞分为T淋巴细胞、B淋巴细胞和巨 噬细胞3大类。研究表明,饲喂果寡糖的小鼠在 应答CoA、PHA等细胞刺激剂时,肠系膜的淋巴 结细胞母细胞化增加,T淋巴细胞数量增多。巨 噬细胞可通过分泌细胞因子,如一氧化氮(NO)、 IL一1、肿瘤坏死因子来杀灭病原,许多细胞因子 的分泌是由NF—kB调节的。Kelly Quagliana等 (2003)用含25%果寡糖的饲料喂养120只雌性 小鼠6周,结果表明,果寡糖能显著增加腹膜巨 噬细胞的噬菌活性。Yu等(2004)将巨噬细胞 与壳寡糖一起孵育12h后,发现壳寡糖能显著诱 导NO、TNF—oL的产生。用NF—kB的抑制剂 PDTC处理巨噬细胞,NO、TNF—d的产生明显 被抑制;而加入壳寡糖后,NO、TNF一0【的含量显 著回升,证明壳寡糖能与NF—kB的抑制剂竞争 性结合NF—kB。许多研究表明甘露寡糖能够 显著提高哺乳仔猪PHA淋巴细胞转化率、巨噬 细胞的吞噬能力以及T淋巴细胞的总数(Car— rca,1998;Spring和Privulescu,1998;邵良平等, 2000)。 2.2.3对体液免疫的影响 免疫球蛋白主要有3种,即IgG、IgM、IgA。 IgG是单体免疫球蛋白,其在血清中浓度远高于 其它免疫球蛋白,且维持时间长,是机体抗感染 免疫的主要力量。另外,它还参与抗肿瘤、抗寄 生虫及抗某些变态反应等多种免疫过程。IgM 的分子量在免疫球蛋白中最大,主要分布于血管 中,IgM产生时间早,其调理、杀菌和凝集作用均 强于IgG,但半衰期短,作用范围窄,所以,主要 在感染早期起先锋免疫作用。IgA在所有黏膜 表面的分泌物中都有相当高的浓度,尤其是胆汁 和肠道,但在血清中的含量较低。研究发现,甘 露寡糖能使肉鸡胆汁中IgA水平提高14.2%, 也可以提高火鸡肠黏膜中IgA的水平,并显著提 高火鸡血液中IgG的含量(Savage等,1996a)。 2.3对营养代谢的调节 2.3.1对消化机能的影响 Ikegami(1990)研究了6种不消化多糖对胰 腺的影响,发现低黏度多糖(如海藻酸和海藻酸 钙)对胰酶活性无影响,而高黏度多糖(如海藻 酸钠)能够使胰腺适应性肥大,胰脏内胰酶活性 提高。胡彩虹等(2003)报道,在肉鸡饲料中添 加0.2%、0.4%和0.6%的果寡糖,结果粗纤维 的表观消化率分别提高21.09%、33.28%和 高建萱:寡糖在家禽生产中应用的研究进展 一23~ 29.90%;添加0.2%和0.4%果寡糖使粗灰分的 表观消化率分别提高21.83%和31.94%,使小 肠内容物中总蛋白水解酶、胰蛋白酶、淀粉酶活 性分别提高了56.3l%和73.10%、41.65%和 58.84%、17.08%和31.51%,回肠绒毛高度分 别提高了22.50%和28.72%。 2.3.2促进脂类代谢 Delzenne等(1995)报道,在日粮中添加果寡 糖能够降低小鼠血清中甘油三酯的浓度。Ojouzi 等(1997)报道,果寡糖、反式半乳糖和仅一葡寡 糖具有降低血清胆固醇的功效。 2.3.3促进矿物质的吸收 Ohta等(1998)报道日粮中添加果寡糖、反 式半乳糖和水苏糖能够促进肉鸡对钙、磷、镁等 的利用,这可能是寡糖被微生物代谢后使肠道 pH值降低,使矿物盐的溶解度升高而促进吸收 的。而Mollgaard等早在1946年就通过试验认 为,有益菌产生的乳酸能够抑制谷物中存在的植 酸对钙、镁吸收的干扰。 2.3.4对维生素的影响 异麦芽寡糖不仅能够促进动物肠道内维生 素B 、B 、B 、K、尼克酸、叶酸等的合成,并能缓 慢地被机体吸收。 3寡糖在家禽生产中的应用 3.1在肉鸡生产中的应用 1992年日本学者使用大量的肉鸡进行试 验,饲料中添加0.2%的异麦芽寡糖,58日龄肉 鸡的成活率试验鸡群比对照鸡群提高2%,饲料 报酬改进24.15%。占秀安等(2003)报道,在饲 料中添加0.4%的果寡糖能够使肉鸡的日增重 提高9.53%,饲料效率改进7.87%。关于寡糖 的添加量有不少相关报道:吴天星(1998)报道, 分别在饲料中添加0、0.5%和1.O%的果寡糖, 从对l5~56日龄肉鸡的试验结果发现各项指标 均以0.5%添加量为最好。占秀安等(2003)对 肉鸡饲料中添加0.2%和0.4%的果寡糖,发现 盲肠中乳酸杆菌数量分别增加45.73%和 67.97%,大肠杆菌数量分别下降75.71%和 71.35%。张丞等(2002)通过在肉鸡日粮中添 加0.1%、0.2%和0.4%的异麦芽寡糖,试验发现 随添加量的增加3周龄肉鸡体重、盲肠内容物中 乳酸和丁酸含量有增高的趋势,肠道各段的pH 值则呈现降低趋势。据报道,在肉鸡饲粮中不添 加抗生素的情况下,添加适量甘露寡糖能部分或 完全取代抗生素在肉鸡饲料中应用,其中甘露寡 糖添加量以0.5—1.0g/kg效果较好,适量的甘 露寡糖能促进肉鸡盲肠和回肠中双歧杆菌增殖, 也能促进回、盲肠中乳酸杆菌增殖,同时抑制大 肠杆菌的生长。有试验研究表明:在肉鸡饲粮中 添加4000mg/kg果寡糖使盲肠中双歧杆菌和总 厌氧菌数分别增加了257.65%和90.00%,使梭 状芽孢杆菌数下降了79.36%;在饲粮中添加 2000、4000mg/kg果寡糖使盲肠中乳酸杆菌数分 别增加了45.73%和67.97%,使大肠杆菌数分别 下降了75.71%和71.35%;在肉鸡饲粮中添加 4000和6000mg/kg果寡糖使盲肠中乙酸、丁酸 和总短链脂肪酸含量分别提高了23.25%和 26.08%、144.36%和202.97%、47.08%和 58.31%;在肉鸡饲粮中添加2000、4000、 6000mg/kg果寡糖使盲肠中丙酸含量分别提高 了45.27%、73.22%、89.37%。在饲粮中添加 1.5%果寡糖粗制品(果寡糖含量为33%),能显 著提高肉鸡14、21日龄盲肠中双歧杆菌的数量, 与对照组相比分别增加了1.75倍和1.45倍。 3.2在蛋鸡生产中的应用 寡糖对蛋鸡生产性能的影响方面研究资料 很少。王明海(2002)报道在蛋鸡日粮中添加果 寡糖,结果试验组鸡群产蛋率比对照组提高 11.81%、饲料效率改进8.49%、蛋壳厚度增加 5.7%,哈夫单位增加lO.01%,效益显著。 3.3在家禽饲粮中添加寡糖与饲养环境的关系 家禽舍饲条件、舍内饲养环境均可导致寡糖 使用效果的改变,良好的舍饲条件、饲养环境条 件下,在家禽日粮中添加寡糖效果不明显,这是 由于当家禽肠道内微生态平衡时,在饲料里添加 寡糖类产品,不影响其正常菌群的结构,也不能 使体内益生菌发生过多的增殖,甚至在某种程度 上会受到体内平衡体系的排斥。在饲养条件比 较差、家禽处于亚健康状态、消化道内环境和菌 群失衡的情况下,在饲料里添加寡糖,效果可能 比较明显。吴天星通过对饲料中添加O.5%果寡 糖的肉鸡进行研究时发现,试验组盲肠内氨、苯 酚和甲酚的浓度均低于对照组,试验组鸡舍内氨 气浓度和鸡粪臭味也比对照鸡舍低。因此,寡糖 一24一 中国饲料添加剂 2013年第10期(总第136期) 对于改善鸡舍内小环境的作用也是不容忽视的。 4展望 参考文献 [1]陈晓峰,陆日宏.寡糖组合组成[J].化学进展,2002, 11(6):477~485. 寡糖种类繁多,广泛分布于多种植物中,具 有低热、稳定、安全无毒、无残留等良好的理化性 质,具有改善畜禽肠道菌群、提高机体免疫力、生 长性能等重要的生理作用,市场前景广阔。但寡 糖的作用效果受到很多因素的影响,而且目前的 [2]翟明仁.寡糖研究进展[J].中国饲料,2004,(1):10一 l1. [3]李雪驼,邱华.寡糖的种类及其生物活性功能[J].现 代科技,1998,10(7):15~16. 【4]李雪驼.寡糖的含义及作用和在改善肠道内环境上的 生产制备工艺成本很高。因此,进一步研究寡糖 意义(下)[J].中国微生态学杂志,1997,9(6):44—45. 的作用机理,改进生产工艺,采用生物技术以产 [5]Jansson J H_A practical guide to the methylation analy- 业化方式将原料以较低成本生成寡糖的技术研 sis of carbohgdrates[J].Chem Commun,1986,5(2): 究是目前的当务之急。2001年Seeberger等首次 11~13. 报道了寡糖的自动固相合成技术,尝试应用组合 [6]郝林华,王晓滨,陈靠山,等.功能性寡糖的研究进展 化学的方法制备寡糖库,像合成多肽和多核苷酸 与应用[J].饲料工业,2005,26(12):54—59. 那样在自动合成仪上完成寡糖的合成,为最终实 [7]Barber M,Bordoli R S,Sedgwick R D,et a1.Fast atom 现寡糖合成的自动化和标准化打下基础。 bombardment of solids as an ion source in mass spectrome— 5小结 tryI-J].Chen Soc Chem Commun,1981,(7):325~327. 综上所述,寡糖是一种安全的、无毒副作用 [8]彭建和,凌振莲.衍生化寡糖的HPLC/ESI—MS分离和 序列分析[J].中国药科大学学报,1997,29(6):46~49. 的新型绿色环保饲料添加剂,它不易被家禽消 [9]Nashabeh W,Rassi Z E.Capillary zone electrophoresis 化,却能够改善家禽肠道内的微生态环境,从而 of linear and branched oligosaccharides[J].Chroma— 促进有益菌群生长,抑制病原菌的繁殖,提高家 togr,1992,600:279—287. 禽免疫力,促进家禽健康生长,使禽产品无药物 [10]Chiesa C,Opneill R A.Capillary zone electrophoresis 残留。因此,在不久的将来,寡糖有可能替代抗 of oligosaceharides derivatized with various aminonaph— 生素,从而结束抗生素在家禽生产上应用的时 thalene sulfonic acids ̄J].Eleetrophoresis,1994,(15): 代。 l】3 】40. , “-卜“.卜”.卜“+” ”+‘ ;} .小常识 。小常识 盈金 弧 严 狐脐炎是狐的一种以中枢神经系统损害、伴发兴奋 后期运动失调,精神沉郁、迟钝,出现偏瘫,病程约2~3 性增高和癫痫性发作为特征的急性病毒病。 天,多以死亡告终。本病慢性经过时,易引起母狐流产、 一、病原 难产。 本病病原为狐腺病毒,又称狐脐炎病毒。病毒抵抗 四、解剖病理变化 力较强,耐酸和乙醚,能耐70%酒精处理。4%来苏儿, 脑实质、脑膜和脑脊髓出血,心内膜、胸膜、胰腺和 2%氢氧化钠和20%漂白粉等消毒药可将其杀死。我国 肺均出血,肝肿大出血。 分离的狐腺病毒与犬传染性肝炎病毒基本相同。 五、诊断 ; 二、流行特点 确诊有赖于病原检查、分离和鉴定,以及血清学试 i 在自然条件下8~10月龄幼狐易感,病死率10%一 验。 {20%。本病可经消化道和呼吸道感染。地方流行性是 六、防治 {本病的特点之一,被污染的兽场在多年内对幼狐常有发 1、预防:加强卫生防疫,定期消毒。病兽及时隔离。 j生,大体上在夏季和秋季(7—10月)发生,流行期的延长 从国外引种,必须加强海关检疫工作,隔离观察1月,无 i和一定程度接触传染是本病的又一特征。 病才能运回。 ; 三、临床症状 2、治疗:目前尚无有效疗法 。可试用中药如双花、; t 潜伏期6~7天,体温升高,流鼻液,腹泻,眼肌震 连翘、板蓝根、大青叶等研末,内 服,每只狐5克,1天2十 颤。继而兴奋,肌肉痉挛性收缩,对刺激反应特别敏感。 次。连用3—5天。 (薛玉华) 一”+”+・-+・-+・・+・・+“+-・+一