功能性低聚糖在飼料工業中的應用
功能性低聚糖是腸內有益菌的增殖因子，可以促進動物體內的菌類平衡，其主要包括大豆低聚糖、低聚果糖、低聚甘露糖、木蘇糖、棉子糖、帕拉金糖等。近幾年來，功能性低聚糖對人體及動物體的一些特殊功能越來越引起人們的重視。在功能性食品領域，功能性低聚糖已成為新一代健康食品，可以減少便秘，降低血壓，血粘度和人體中的膽固醇。在飼料領域，其低殘留、無抗藥性、純天然以及具有良好的降低腹瀉的特性使其成為某些抗生素的替代品。
1. 功能性低聚糖的作用與機理
在動物體腸道內的菌群可以分為三類。其一為有益菌群，例如，雙岐桿菌、乳酸桿菌等，它們對動物體具有營養作用，可以產生蛋白質、B族維生素和K族維生素等物質，并能使乳糖轉化為乳酸，改善乳糖的耐受性，同時還能促進鈣質的吸收。并且雙岐桿菌、乳酸桿菌還具有生理功能，他們可以產生醋酸、乳酸等物質，降低了腸道內的pH值，大腸桿菌對酸性敏感，酸性環境可以抑制大腸沙門氏菌的增殖，具有減少腹瀉的作用，并減少動物體內的有害氣體的生成；其二為有害菌群，可以增加動物體內的有毒物質，使動物體不適或中毒，嚴重時可以引起大規模的傳染病。其代表菌群有大腸桿菌、葡萄球菌屬、假單胞菌屬等；其三為中介，即界于有益菌群與有害菌群之間的一類，主要有胨球菌屬、鏈球菌屬等，它們在動物體內處于健康狀態時為有益菌，但當機體處于衰退、有病以及亞健康時，成為有害菌。菌株在動物體內互相競爭，互相抑制，達到一種動態平衡的狀態，在健康狀態下，有益菌占主導地位，在非健康狀態下則為有害菌占主導地位。添加抗生素不但能殺死有害菌群，同時也殺死了有益菌群，破壞腸道內的菌群平衡關系，而添加活菌則受到多方面條件的限制。由于部分低聚糖不被物體的胃酸、胃酶降解，不能被小腸吸收，可以直接到達大腸，可以被大腸中的微生物所利用。在飼料中添加功能性低聚糖，各種菌群對其的利用是不同的，大部分有益菌可以利用，而有害菌類例如大腸桿菌等則不能利用，從而促進動物體內有益菌群增殖。
2. 功能性低聚糖的研究
2.1 大豆低聚糖
2.1.1 組成
大豆低聚糖廣泛存在于豆科植物中，是由木蘇糖、棉子糖和蔗糖按一定比例混合而成。各自分別占3.7%、1.3%和5%。
2.1.2 生理功能
A. 促進腸道內有益菌群的增殖。
B. 抑制腸道內有害菌群的增殖。大豆低聚糖在腸道內被雙岐桿菌吸收后，雙岐桿菌可以產生醋酸、丙酸、丁酸、乳酸等，從而降低腸道內的pH值。酸性環境可抑制有害菌群的增殖。
C. 防治齲齒 齲齒是由于口腔中的微生物利用糖進行繁殖，進而腐蝕牙齒導致。而大豆低聚糖不能被口腔酶作用，使口腔微生物不能利用其繁殖，從而達到預防齲齒的作用。
D. 其它特有功能。例如降低血壓、保護肝臟、降低血液中血清膽固醇等作用。 2.2 低聚果糖
2.2.1 組成
低聚果糖是指在蔗糖分子的果糖殘基上結合成了1到3個果糖的寡糖，又稱低聚果糖或寡果糖，主要存在于香蕉（0.3%）、洋蔥（2.8%）、大蒜（0.1%）、黑麥（0.7%）和蜂蜜等天然產品中。
2.2.2 生理功能
A. 不能在小腸中被吸收，而直接進入大腸，促進雙岐桿菌等有益菌群的增殖。
B. 防止齲齒。低聚糖不能被突變鏈球菌作為發酵底物來生成不溶性葡聚糖，不提供口腔微生物沉積、產酸和腐蝕的場所。
C. 促進動物生長。
D. 防止腹瀉。
E. 增強動物免疫功能，提高動物的抗病力。
F. 減少糞便及糞便中氨氣等腐敗物質的量。
2.2.3 應用研究
功能性低聚果糖的研究尤其是在食品及飼料的領域的研究已經普遍展開，多項實驗結果證實了低聚糖具有獨特的作用。日本、美國以及歐洲等地低聚果糖已被廣泛用作飼料添加劑。Howard等在哺乳小豬試驗中發現，日糧添加低聚果糖時，盲腸、結腸粘膜細胞增殖比對照組快，并有防止結腸粘膜上皮萎縮的作用。廣西大學動物科技學院的夏中生等在斷奶仔豬的飼料中添加0.2%和0.5%的低聚果糖，結果證實了低聚果糖可以提高斷奶仔豬增重，提高飼料利用率功能。
2.3 麥芽低聚糖
2.3.1 組成
異麥芽低聚糖又稱分枝低聚糖（異麥芽寡糖），其基本組成單位為葡萄糖，其分子中含有α-1，6糖苷鍵。
2.3.2生理功能
A. 異麥芽低聚糖可以被腸道末端的細菌所利用。
B、熱量低，基本上不增加血糖和血脂，可動物腸道內維生素的含量，增高機體免疫力。
C、有利于食物消化、吸收，維持腸道正常生理功能。
2.4 低聚甘露糖
2.4.1 生理功能
A. 有報道指出，低聚甘露糖具有吸附病原體的作用，可對沙門氏菌和梭狀芽孢桿菌有吸附作用并可以和胃腸道內的黏膜上皮細胞表面的PHA特異性結合，使競爭性抑制細菌在腸壁上附著增殖。
B. 甘露低聚對免疫防御機制的調節。甘露低聚糖與細菌結合后，減緩抗原的吸收，刺激機體的免疫系統，從而提高動物體的免疫能力。
2.4.2 應用報道
有人報道低聚甘露糖能提高肉雞對纖維的消化率，可能是提高盲腸和結腸纖維降解菌的濃度結果。在雛雞和仔豬飼料中添加2g/kg的低聚甘露糖,可以顯著提高它們血液中谷胱甘肽氧化酶的活性，與添加抗生素的飼料的飼喂效果無顯著差異性。
3. 低聚糖開發動態
目前低聚糖的開發主要集中在如何提高低聚糖的生產效率，進一步降低成本，和開發新的功能性低聚糖品種上，日本開發出一系列產品，如龍膽寡糖，由兩個或兩個以上的D-葡萄糖以β-1，6糖苷鍵連續連接后形成的低聚糖，具有良好的耐熱、熱酸和吸濕保濕性，因而，適于作為飼料添加劑，其它如低聚黑糖、果膠寡糖、磷酸寡糖、藻蔗糖、菊芋寡糖也正處于起步階段，仍需進一步研究。
4. 結束語
抗生素的開發應用使動物集約化飼養成為可能，但由此帶來副作用也越來越被人們所認知，抗藥性的產生，對環境的污染和由動物體中的殘留進而進入人體而造成對人體健康的影響一直困擾著人們。功能性低聚糖以其穩定、低糖、無毒副作用、無污染、無殘留及其對動物腸道內良好的清道夫的作用，將是抗生素類的良好替代品。
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