果寡糖的生物学功能及其在养猪生产中的应用

饲料添加剂　¨　ｉ）ｋｌ＇　｛…　

果寡糖的生物学功能及其在养猪生产中的应用　

陈辉　（湖南农业大学动物科学技术学院）　

摘　要果寡糖（Ｆｒｕｃｔｏｏ１ｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ，　

ＦＯＳ）是一种益生元，是一种优良的抗生素替代　

物　ＦＯＳ具有提高畜禽生产性能、改善畜禽肠道　

微生态平衡、改善畜禽肠道组织形态以及免疫调　

节作用等生物学功能。本文就ＦＯＳ的生物学功能　及其在养猪生产中的应用加以综述，以期为ＦＯＳ　

在养猪生产的合理运用提供理论依据。　

随着养猪方式向着集约化、规模化的进程发展，　

猪只的健康不断受到病原微生物的威胁，使猪只的免　

疫能力急剧下降，进而导致生产ｌ生能显著下降，给猪　

场带来了巨大经济损失。为了避免这种现象的发生，　

养殖者不得不使用抗生素来缓解这种危害，抗生素的　

使用确实在很大程度上缓解了这种危害，但它的大量　

使用却导致了细菌耐药ｌ生、猪只肠道菌群失衡以及过　敏和变态反应，不符合我围畜禽可持续发展的理念．　

因而寻求抗生素替代物已然成为当前养猪生产中的重　

要任务之一。果寡糖（Ｆ”　】（）ｌｊ　ｄｅｓ，ＦＯｇ）是一　种益生元，又称低聚果糖、果聚糖，其分子式为　

（（玳表葡萄糖，ｎ为１－３），Ｆ｝｛１个葡萄糖基和２～５ｆｉ＂　

果糖基以果糖基噪糖连接而成的一组低聚糖的总称．　

广泛存在于大蒜、洋葱、大麦、香蕉等植物中（胡学　

智，２ＯＯ７）。Ｆ＇（）Ｓ作为益生元在畜禽生产中具有诸多生　物学功能，大量的动物试验表明Ｒ　善畜禽生产　

性能、改善肠道微生态平衡、改善畜禽肠道组织形态　

以及免疫调节等生物学功能，并且具有安全、无毒、　热稳定性好等优势，因而被广泛的应用在畜禽生产中　

（张雷等，２０１４；闵力等，２０１２；郭兴华，２［）０２；邰秀　

林等，２ＯＯ９）。本文就Ｆ　的生物学功能加以综述，旨　

在提出　、舴为饲用抗生素替代物的可行ｌ生，以期为其　

在养猪生产中的应用提供理论依据。　

１　ＦＯＳ的理化特性及提取工艺　

ＦＯＳ具有多种理化特性。　１．１稳定性　ＦＯＳ是一种无色粉末，具有良好的溶解性。但　

其溶液的热稳定性易受环境ｐＨ的影响，在中性环　

境下，温度达１２０。Ｃ的条件下也能保持稳定；当在　ｐＨ＝３的酸性条件下，在７０。Ｃ的条件下就易分解。　

１．２甜度　ＦＯＳ的甜度约为同浓度蔗糖甜度的３０％～６Ｏ％，　

但其甜味比蔗糖清爽并且其热值较低，据实ＮＦＯＳ　的热值仅为２．２８ｋＪ／ｇ，因而不易造成肥胖　

１．３粘度　ＦＯＳ的粘度在０　７０。Ｃ的温度区间内，其粘　

度和玉米高果糖浆类似，但随着温度升高，粘度　

会有所下降（汗世华等，２００２）。除此以外，　

ＦＯＳ还具有良好的水溶性、耐热性、耐碱性、保　

水性等优良特性，但其非Ⅱ发湿性较差（汀波，　１９９７）。以上的优良特性为其作为饲料保存剂提　

供了有利的条件。　

ＦＯＳ的提取Ｔ艺主要是利川菊苣进行蒸煮提　

炼菊粉，进而酶解生产不同聚合度的ＦＯＳ　主要　方法有微生物发酵法、固定化细胞法、双酶法等　

方法。微生物发酵法是利用自然界中的霉变甜菜　

等，进而筛选出高产ＦＯＳ菌株生产ＦＯＳ（唐军，　

１９９９）。同定化细胞法是在酶解反应中加入协同　

作用的霉（黑曲霉等），将酶解反应中生成的副　产物（葡萄糖等）进行氧化或异构，降低阻碍作　

用，提高ＦＯＳ产量，研究表明，该法可使ＦＯＳ的提　

取量达￣１１７１％（时晓丽，２０１０）。双酶法是在获　

得普通ＦＯＳ后，加入葡萄糖氧化酶和过氧化酶．　

通过两者的协同作用，去除副产物，提取了纯度　约为９８％的ＦＯＳ（姚建国，２０００）。　

２　ＦＯＳ的生物学功能　

２．１提高畜禽生产性能　

ＦＯＳ作为益生元，可以选择性促进肠道有益　＿Ｉ、　，　饲料添加利　

菌如乳酸杆菌、双歧杆菌等增殖．这些有益菌在　

肠道可以合成畜禽机体所需的维生素和挥发性脂　

肪酸（ＶＦＡ），为肠道的消化吸收提供能量，而　ＶＦＡ町以降低肠道ｐＨ值，有利于营养物质的消　

化吸收，进而提高畜禽对养分的消化吸收率，达　

到改善生产性能的日的　吴伟等（２０１３）研究了　ＦＯＳＸ，￣断奶仔猪生产性能和免疫性能的影响，在　

２８日龄断奶仔猪的日粮中添Ｄｔｉ０．４％的ＦＯＳ，试验　

２８ｄ后测定断奶仔猪的生产性能以及免疫指标。　

结果发现，ＦＯＳ组和对照组相比，ＦＯＳ组仔猪的　平均日增重提高了０．０６３ｋｇ（Ｐ＜０．０５），饲料转　

化率显著提高（Ｐ＜０．０５），同时仔猪血清ＩｇＧ、　

ｌｇＡ以及猪瘟抗体水平　著提高（Ｐ＜０．０５），　

表明ＦＯＳ有助于改善仔猪断奶应激，改善生产性　能。王坤等（２０１４）研究也表明，ＦＯＳ有改善断　

奶仔猪的功效，很好的改善了断奶仔猪的断奶应　

激　研究表明，ＦＯＳ在提高种猪生产性能方面也　

有着很多应用。据王剑峰等（２０１　３）报道，在　产￣ｉａ０ｄ给母猪饲喂０．４％＃，ＪＦＯＳ至仔猪２８日龄断　

奶，发现母猪断奶到再次妊娠的时间缩短，并且　

断奶仔猪的日增重和饲料转化率得到了显著提高　

（Ｉ　＜０．０５）。ＦＯＳ对家禽的生产性能也有很好的　

改善作』｛ｊ，研究发现，在肉鸡日粮中添加１．５ｇ／ｋｇ　＃，ｊＦＯＳ－￣以　著提高肉鸡的日增重（Ｐ＜０．０５），　

并且降低了肉鸡肠道ｐｌｑ值、吲哚以及粪臭素水平　

（林厦菁，２０１６）．　ＦＯＳ也可以改善反刍动物的　

生产性能，邰秀林等（２００９）为了研究ＦＯＳ对早　

期断奶犊牛生长性能的影响，在犊牛日粮中分别　添加２、４、６ｇ／ｄｆｌ￣，ｊＦＯＳ，饲喂３０ｄ后测定犊牛平均　

ＬＩ增重　结果发现，ＦＯＳ组犊牛平均Ｅ１增重分别　

提高了３５．４％、３４．７７％、４０．７％（Ｐ＜０．０１），表明　

Ｆ０Ｓ能够有效地提高早期断奶犊牛的生长性能，　

缓解早期断奶应激。综上表明，ＦＯＳＸ，￣畜禽的生　

长（产）性能具有很好的改善效果。　２．２改善畜禽肠道微生态平衡　

ＦＯＳＸ，￣畜禽肠道菌群的促进作用具有选择性，　

有益菌（乳酸蔺、双歧杆菌等）可以利用ＦＯＳ代　谢产生有机酸和菌毒素等抑制有害菌的增殖；同　

时有害菌无法利用ＦＯＳ合成自身代谢所需营养，　

进而处于劣势；而有益菌在肠道属于优势菌群．　

进ｍｆ很好的改善畜禽肠道微生态平衡。ＦＯＳ改善　畜禽肠道微生态平衡ｆｌ＇，Ｊ＃ＪＬ理是：ＦＯＳ可以通过促　

进肠道有益菌的增殖，进而促进ＶＦＡ和乳酸的生　

成，降低肠道ｐＨ，而有害菌（大肠杆菌、沙门　

氏菌等）在这种环境中的增殖受到抑制，使有害　

菌代谢产生的有害物质（细菌素等）大大减少，　最终实现畜禽肠道的微生态平衡（Ｍｏｎｔａｌｔｏ等，　

２００９）　王坤等（２０１４）研究了ＦＯＳ对断奶仔猪　

肠道菌群和胃肠酸碱度的影响，在断奶仔锗日粮　

中分别添加０．２％、０．５％和０．８％的ＦＯＳ，饲喂４周　后，每个重复选择一头健康仔猪进行屠宰，分别　

取胃、十二指肠、空肠、同肠及直肠内容物进行　

测定。结果发现，与对照组相Ｉ：Ｉ￣ＦＯＳ组中的乳酸　杆菌的数量得到了显著增加（Ｐ＜０．０５），而有害　

菌大肠杆菌显著降低（Ｐ＜０．０５），并且胃肠道的　

ｐＨ值也显著下降（Ｐ＜（］．０５），试验认为ＦＯＳ可以　

很好的改善仔猪肠道微生态平衡，且以０．５％的添　

加量为最佳。据陈金廷（２０１５）报道，在肉仔鸡日　

粮中添１ＪＮｏ．０１５％＃，ｊＦＯＳ．试验结束后，与对照组相　比，ＦＯＳ组巾大肠杆菌数降低了３０．９％（Ｐ＜０．０５），　

说明ＦＯＳ可以抑制肉仔鸡肠道有害菌的数量，进　

而改善肉仔鸡肠道微生态平衡。祁茹等（２０１２）　

研究不同外源寡糖对奶山羊粪便微生物『ｘ：系的影　响，在奶山羊日粮中添加了ｌ％的ＦＯＳ以及其他寡　

糖（’１－ｔ－露寡糖等），饲喂７周，分别在１、７、１４、　

２１ｄ采集新鲜粪便测定　与ｘ，ｉ－Ｎ相比，ＦＯＳ组中　

的有益菌乳酸杆菌数在第７天后极显著增加　

（Ｐ＜０．０１）；双歧杆菌数在所有采样时间均　极显著增加（Ｐ＜０．０１）；大肠杆菌数在７ｄ后极　

著降低（Ｐ＜０．０１）；表明ＦＯＳＸｑ‘奶山羊微生物区　

系具有很好的改善作Ｈｊ。综上表明，ＦＯＳ可以通　

过促进畜禽肠道有益菌的增殖，抑制有害菌的增　殖，维持畜禽肠道健康，改善肠道微生态平衡。　

２．３改善畜禽肠道组织形态　

ＦＯＳ可以改善畜禽肠道的生理结构，促进肠　

道的发育　冯静（２０１０）认为ＦＯＳ改善肠道生理　

结构的机理是：ＦＯＳ进入畜禽肠道后，百　以和病　源细胞竞争其外表面的外源凝集素，进而与凝集　

素结合，阻止病源菌在肠道的黏附，使病源菌随　

粪便排出，降低对肠道的危害。Ｈｏｗａｒｄ的研究　

发现，给新生仔猪饲喂ＦＯＳ后，发现其　肠上皮　细胞密度＊￣Ｄｉ

Ｊ，结肠近端和远端上皮细胞黏膜隐　饲料添加剂ＦＥＥ１）＼ＤＤＩ　１、ｌｋ　

窝深度均得到了增加，认为是细菌对ＦＯＳ进行代　

谢后产生的ＶＦＡ为肠道细胞增殖提供了能量，进　而有效的促进了肠道的发育。张宏福等（２００１）　

研究发现，ＦＯＳ可以显著提高断奶仔猪盲肠和　

结肠的绒毛高度、对黏膜上皮萎缩具有抑制作　

用，进而维持仔猪肠道的完整性。Ｔｓｕｋａｈａｒａ　Ｔ等　（２００３）发现，ＦＯＳ可以增加断奶仔猪的隐窝深　

度，改善仔猪肠道组织形态。邰秀林等（２００９）　

研究了ＦＯＳ对早期断奶犊牛肠黏膜形态的影响，　

在犊牛日粮中添￣Ｉ４ｇ／（ｄ·头）的ＦＯＳ，与对照组相　比，ＦＯＳ组犊牛肠绒毛高度、固有膜厚度及小肠　

黏膜ＤＮＡ的浓度均得到了显著提高（Ｐ＜Ｏ．０５），　

表明ＦＯＳ可以防止早期断奶犊牛肠道萎缩，有利　

于维持肠道的正常形态。综上，ＦＯＳ可以改善畜　

禽肠道形态，促进其发育，从而有效的调节肠道　的生理功能。　２．４免疫调节作用　

ＦＯＳ本身是一种良好的免疫佐剂，可以有效　的刺激畜禽机体的免疫系统产生免疫因子（干扰　素、免疫球蛋白等），进而改善畜禽的免疫力。　

研究发现，ＦＯＳ充当免疫佐剂，可以促进Ｔ淋巴细　

胞的分化，提高免疫球蛋白（ＩｇＡ、ＩｇＧ和ＩｇＭ）　

的水平，从而提高畜禽的体液免疫和细胞免疫　

（２００６）。Ｐａｏｌｏ等（２００８）研究发现，给仔猪饲　

喂ＦＯＳ后，仔猪血清中的ＩＬ水平增加，表明ＦＯＳ可　以增强仔猪的体液免疫功能。吴伟等（２０１３）研　

究了ＦＯＳＸ￣断奶仔猪免疫性能的影响，在２８日龄　仔猪日粮中添加０．４％的ＦＯＳ，饲喂４周，前腔静脉　

采血测定免疫指标，与对照组相比，ＦＯＳ组中仔　

猪血清ＩｇＡ水平提高了７．８３％（Ｐ＜０．０５），ＩｇＧ水　

平提高了１１．７３％（Ｐ＜Ｏ．０５），猪瘟抗体的阻断率　

增加了１０．８１％（Ｐ＜０．０５），研究认为ＦＯＳ有效地　

改善了仔猪的免疫性能。刘云芳等（２０１１）以陶　赛特Ｆ２代断奶公羔羊为研究对象探讨ＦＯＳ对其肠　

黏膜免疫相关细胞的影响，在日粮中添加了０．３％　

的ＦＯＳ，饲喂６周后测定相关免疫指标。结果发　

现，ＦＯＳ组中羔羊的胸腺指数和脾脏指数提高了　

（Ｐ＞０．０５），小肠上皮淋巴细胞（ｓＩＥＬ）数提高　了３１．７４％（Ｐ＜Ｏ．０５），表明ＦＯＳ可以改善断奶羔　

羊小肠黏膜的免疫功能，进而增强其免疫力。袁　

缨等（２００７）研究了ＦＯＳ对肉仔鸡免疫器官指数　的影响，选取健康１日龄艾维因肉仔鸡为试验对　

象，在其日粮中添加０．０１５％的ＦＯＳ，饲喂６周，每　个重复取３只４２日龄肉仔鸡屠宰，收集法氏囊、　

胸腺和脾脏进行称重测定，与对照组相比，ＦＯＳ　

组中胸腺指数提高了１６．５６％（Ｐ＜０．０１），法氏囊