甘露寡糖在畜牧业养殖生产中的应用

罗显阳，徐蕾蕾

（郑州市兽药饲料监察所，郑州 450052）

长期以来，兽用抗生素在防治动物疾病和促进动物生长方面发挥至关重要的作用，但随着食品动物大量、广泛使用抗生素，带来两大主要问题：抗生素残留和细菌耐药性的产生。抗生素残留影响食品安全和公共卫生安全，而细菌耐药性增高，威胁人类医疗资源。在2018年4月16日举行的中国饲料发展论坛上，农业农村部的有关人士表示，药物饲料添加剂将在2020年全部退出。与此同时，农业农村部公布了关于2018—2021年开展兽用抗菌药使用减量化行动试点工作的通知，明确了养殖端减抗和限抗的时间表。在全面减抗或限抗的背景下，安全、高效的绿色饲料添加剂成为目前的研究和开发热点之一。大量研究表明，作为一种新型饲料添加剂，甘露寡糖具有增强机体免疫力、调节胃肠道环境、改善畜禽生产性能等功能，在畜牧业养殖生产中具有广泛的应用。本文综述了甘露寡糖的生物学功效及其在畜牧业养殖生产中的应用，为甘露寡糖的科学应用提供理论参考。

1 甘露寡糖的生物学功效

1.1 增强动物机体免疫力

甘露寡糖具有免疫原性，能够提高抗原免疫应答能力，从而增强动物体液及细胞免疫能力。作为外源性抗原佐剂，甘露寡糖能够与某些毒素、病毒、真核细胞的表面结合，减缓抗原吸收，增加抗原效价，在提高畜禽机体免疫力方面具有重要影响。甘露寡糖进入机体后可刺激肝脏分泌甘露寡糖结合蛋白，这种蛋白质能与细菌荚膜相黏结并触发一连串的补体反应，从而启动免疫系统产生应答。细胞产生免疫应答，T细胞具有重要作用，而T细胞的增殖分化又需要细胞内白细胞介素-2的参与，而细胞内白细胞介素-2的浓度随甘露寡糖的添加升高[1]。此外，甘露寡糖使活化T细胞分泌的细胞激动素IFN活力增强，促使白细胞、体液及蛋白质向感染部位集中，激活巨噬细胞的吞噬活性。甘露寡糖能够促进双歧杆菌等部分有益菌的大量增殖，而双歧杆菌等有益菌可提高机体抗体水平，从而提高机体免疫功能。

1.2 调节动物胃肠道环境

甘露寡糖不但能促进双歧杆菌、部分乳酸杆菌等有益菌生长，而且能抑制大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、肉毒梭菌等有害菌的繁殖，且能吸附有害病原菌，改善肠道环境。大多数病原菌之所以能够在动物肠道上皮细胞上定植，都是通过自身细胞表面的外源凝集素识别动物肠上皮细胞上的特异性糖分子并与之结合，进行发育繁殖，进而导致肠道疾病发生。甘露寡糖能与大肠杆菌的外源凝集素相结合，这样肠道病原菌无法与肠道上皮细胞表面的特异性糖分子结合，从而达到使病原菌不能在胃肠道定植和繁殖的目的。肠道内有一定的甘露寡糖存在时，能携带病原菌通过肠道，病原菌在肠道内定植的几率大幅减小，改善肠道微生态环境的同时，更有利于肠道的消化和吸收。

1.3 吸附某些霉菌毒素

近几年大量研究表明，甘露寡糖可物理吸附或直接结合霉菌毒素，且不影响饲料营养成分。甘露寡糖对黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素的结合率分别为82.5%、51.6%和26.4%，其中对黄曲霉毒素的结合能力主要依赖于pH、毒素浓度及所使用的甘露寡糖添加剂量。pH为6.8时的结合力＞pH 4.5，甘露寡糖的添加量在500～1000 mg·kg-1时结合力也呈增加趋势。

1.4 改善畜禽生产性能

添加甘露寡糖能抑制胃肠道内病原菌和腐败菌的繁殖，减少其产生的毒素、胺、氨、吲哚等有毒有害代谢产物，降低动物发病率。甘露寡糖能够促进有益菌的增殖，而部分有益菌能够生成机体所必需的物质，如双歧杆菌在肠道内可合成VB1、VB12等维生素和氨基酸。此外，寡糖发酵产生的酸性物质能够使胃肠道内钙化合物溶解性增加，肠道对钙的吸收更加容易，肠道菌群平衡，动物采食量、饲料消化率等均会有不同程度增加，生产性能随之提高。

2 甘露寡糖在畜牧业养殖生产中的应用

2.1 猪

甘露寡糖在猪的试验报道较多，得出的结论也各不相同。研究表明，日粮中添加甘露寡糖可以提高不同阶段猪的体增重和采食量，改善饲料转化率，具有提高生产性能的作用。妊娠母猪日粮中添加甘露寡糖0.2%显著提高了仔猪初生窝重和断奶窝重，并极显著降低了仔猪断奶前的死亡率，可能的原因是哺乳母猪日粮中添加甘露寡糖提高了母乳免疫球蛋白的组成；哺乳母猪饲粮中添加甘露寡糖0.2%可有效地缩短母猪的发情间隔，产仔窝重、仔猪断奶体重均有所提高，仔猪断奶前死亡率显著下降[1]。肥育猪日粮中添加甘露寡糖480 mg·kg-1可提高日增重，降低料重比和腹泻率等，与金霉素合用时可提高平均日增重、降低平均日采食量和料重比，还对肉质和风味有一定改善作用。1～49 d仔猪饲粮中添加甘露寡糖0.2%可以提高日增重和饲料转化率，而与粪链球菌一起饲喂时，仔猪日增重、饲料转化率和粗纤维消化率都有提高[2]。28日龄断奶仔猪饲料中添加甘露寡糖0.1%和0.2%可显著抑制结肠、盲肠和直肠中大肠杆菌的增殖，提高盲肠中乳酸杆菌的浓度；给35日龄断奶仔猪饲喂含甘露寡糖0.3%的基础日粮，能显著抑制仔猪肠道大肠杆菌的生长，减轻大肠杆菌与肠道乳酸杆菌和双歧杆菌等有益菌间的颉颃作用，达到维持断奶仔猪消化道菌群平衡的作用；断奶仔猪日粮中添加甘露寡糖0.4%可有效降低其腹泻的发生，血液中血糖、甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白和极低密度脂蛋白数值均有不同程度降低[3]。

2.2 禽类

肉仔鸡日粮中添加甘露寡糖50 mg·kg-1可提高肉仔鸡生长性能，改善健康状态；促进免疫器官发育，提高免疫力和抗氧化能力，其中过氧化氢酶和超氧化歧化酶活性显著提高，谷胱甘肽过氧化物酶活性、总抗氧化能力亦有提高趋势[4]。肉鸡日粮中添加甘露寡糖0.1%能促进肉鸡的生长性能，提高饲料利用率，改善肠道微生态环境和提高机体的免疫功能；甘露寡糖和有机硒合用能够提高生产性能和免疫性能；蛋鸡日粮中添加甘露寡糖1或1.5 g·kg-1提高了蛋鸡生产性能和饲料转化效率，对蛋鸡性能的改善可能是由于提高了蛋鸡回肠养分消化率，降低了肠道病原菌数量[5-6]。

肉鸭日粮中添加甘露寡糖1 g·kg-1可显著提高日增重，提高饲料转化率，可明显抑制肠道内大肠杆菌的繁殖和生长，同时促进乳酸杆菌的繁殖和生长，使肠道菌群更利于肉鸭的生长；甘露寡糖与抗菌肽联合使用的效果明显优于甘露寡糖单独使用[7]。肉鸭日粮中添加的甘露寡糖还能和某些毒素、病毒和真核细胞的表面结合而作为这些外源抗原的佐剂，能减缓抗原的吸收时间，增加抗原的效价；甘露寡糖与鸭疫苗一起使用时，可延缓疫苗的吸收时间，并提高其效应，增加机体的细胞免疫和体液免疫[8]。樱桃谷肉鸭日粮中添加甘露寡糖0.1%可使肉鸭期末体重提高5.96%，平均日增重提高6.65%，干物质、粗灰分、粗蛋白质的利用率分别提高9.21%、22.09%、10.64%，盲肠乳酸杆菌数量显著升高，大肠杆菌和pH显著降低[9]。

2.3 反刍动物

甘露寡糖在反刍动物中的应用较少，主要是认为瘤胃对寡糖具有强烈降解作用，同时半纤维素、纤维素等会在瘤胃中产生大量的寡糖，反刍动物无需添加寡糖。但随着寡糖作用机理深入研究表明，寡糖对于反刍动物消化道微生物区系、瘤胃发酵功能、机体免疫力、营养物消化率及反刍动物的生产性能也具有与单胃动物同样的积极作用。5日龄犊牛饲料中添加甘露寡糖4 g·头-1·d-1可提高犊牛生长性能，改善肠道健康及提高机体免疫力；减少腹泻率和降低饲料报酬[10-11]。泌乳早期奶牛日粮中添加甘露寡糖60 g·头-1·d-1有助于提高奶牛瘤胃乙酸发酵比例，提高奶牛乳脂率[12]。蒙古绵羊日粮中添加甘露寡糖0.1%能改善饲喂高精饲料蒙古绵羊的生长性能、血清免疫功能和抗氧化能力，对绵羊健康有一定的促进作用[13]。羔羊日粮中添加甘露寡糖具有改善动物生长性能和免疫机能的作用，可改善瘤胃发酵功能，稳定和改善瘤胃内环境，为瘤胃微生物的生长提供良好的条件，促进瘤胃微生物的增殖，进而提高粗蛋白质和纤维物质在瘤胃中的降解率。在饲料中添加甘露寡糖还能提高瘤胃中蛋白酶和纤维分解酶的活性，进而提高瘤胃中粗蛋白的降解率。

2.4 兔

在兔饲料中添加甘露寡糖1 g·kg-1能促进肠道有益菌群的生长，特别是能促进双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖，效果极显著；能抑制肠道有害菌，对大肠杆菌的抑制作用显著；甘露寡糖对肠道的作用效果非常明显，能与肠黏膜受体结合，阻止有害菌群及其产生的有害物质直接刺激肠道黏膜，对肠绒毛和肠壁有很好的保护作用；能提高饲料利用率，降低料肉比。兔饲料中添加甘露寡糖能明显改善兔小肠黏膜结构，增强兔小肠黏膜免疫系统功能，提高兔小肠的消化吸收功能，从而发挥促进动物生长、提高生产效能的作用[14]。

3 影响甘露寡糖功效的因素

影响甘露寡糖功效的因素很多，主要包括甘露寡糖的种类（例如甘露寡糖的单糖连接方式、纯度与聚合度以及生物学活性等）、添加水平、添加方式、动物年龄、动物类别、与其他物质的相互作用等。甘露寡糖添加量不足，起不到有益菌增殖效果；添加过度，则会增加饲料成本，而且会造成饲料适口性差，动物摄食量降低，还可能造成动物腹泻。甘露寡糖与益生素共同添加时，效果比单一添加好，可延长饲用微生物的作用时间和到达后肠的成活数，促进有益微生物在肠内的增殖和生长[15-17]。

4 小 结

新型饲料添加剂甘露寡糖与动物用抗生素相比有许多独特的优点，甘露寡糖既有抗生素促生长、防腹泻的功效，又不会像抗生素那样导致细菌耐药性、药物残留、免疫抑制等诸多弊端，是一种天然的、绿色的、高效的免疫调节剂和生长促进剂。目前有关甘露寡糖在畜禽生产中的应用研究报道很多，但某些方面的研究还不够深入，如甘露寡糖在不同动物、不同生理状态、不同生理阶段、不同生产状况下的最佳添加量、添加方式，甘露寡糖与其他营养与非营养因素之间的相互作用关系等。在食品安全和细菌耐药性的今天受到重视，在国内国外趋于禁止抗生素作为促生长添加剂的环境下，寻找新型绿色饲料添加剂迫在眉睫。甘露寡糖具有纯天然、安全、无残留、结构稳定和贮藏加工不易失活等特点，可提高动物的生长性能和动物机体的抗病能力，在畜牧业养殖生产中具有很好的应用前景。