环保型饲料添加剂-寡糖的作用机理

中国畜牧普医第 30卷第4期2003年8月●17●环保型饲料添加剂一寡糖的作用机理唐志如'，孙志洪"，印遇龙'，谭支良'(1.中国科学院亚热带区域农业研究所，长沙410125; 2. 西北农林科技大学动物科技学院,杨凌712100)摘要:作者就寡糖的研究历史、分类、结构特点以及作为饲料添加剂的作用机理进行研究探讨。关键词:寡糖;结构特点;免疫功能中圈分类号:S816. 7文献标识码:A文章编号:1671-7236(2003)04- 0017-0320世纪90年代中后期,迫于来自人类健康2.1改善动物消化道微生物区 系,促进有益菌的和环保压力,抗生素替代品的研究8愈受到重视，生 成发育,抑制病原菌,腐败菌的繁殖哺乳动物寡糖由于具有无污染.无残留,功能奇异而成为人产生 的消化碳水化合物的酶,主要作用于碳水化们所期望的焦点。1994年日本生产的1/3该糖类合物的a-1,4 糖苷键,对其他糖苷键的分解能力物质有用作饲料添加剂,40%的日本猪饲料都添很小或无。寡聚糖分子结构中,a-1,4糖苷键所占加了这类物质(石宝山等,2000)。目前,这类产品比例很小，因此几乎不能被哺乳动物消化,饲料中在亚洲、加拿大、欧洲的生产和使用都呈上升势摄人的寡糖几乎全部被运送到消化道后段。在消头，且价格已下降到饲料业可接受的范围。我国动化道后段寄生着大量的微生物能特异性产生分解物营养界从90年代中后期才接触到这类添加剂。各 种糖苷键的酶,从而专一性地消化这些寡糖。研目前国内一些企业和研究所已开发了寡糖类产究结果表明,动物消化道内病原菌的(如大肠杆品。寡糖作为一种功能性饲料添加剂,扩展了传统菌、沙门氏菌、霍乱菌、梭状芽胞杆菌)细胞表面或上碳水化合物仅作为能源物质的功能,成为动物绒毛上具有类丁质的结构(外源凝集素物质),它营养研究的新动向。能识别动物肠壁细胞上的“特异性糖类”受体,并1寡糖的分类和结构特 点与受体结合,在肠壁上发育繁殖,导致肠道疾病的寡聚糖是指2~10个单糖单位通过糖苷键连发生,而寡糖与病原菌在肠壁上的受体具有相似结的小聚体,由于组成的单糖分子种类、分子间结的结构,它与病菌表面的类丁质也有较强的结合合位置及结合类型不同构成了-系列的产物。与力,可竞争性地 与病原菌相结合，使病原菌饥饿死动物营养有关的功能性寡聚糖种类及其结构特点亡,失去致病能力,并随动物粪便排出体外。同时见表1。寡糖还是动物肠道内有益菌如双歧杆菌、乳酸杆表1主要功能性寡聚糖的种 类及其结构特点菌等的营养物质,可促进它们大量繁殖。而双歧杆菌和乳酸杆菌增殖又会促进寡糖的发酵,产生醋名称单糖分子分子间结合特点酸和乳酸,导致肠道内pH下降,抑制大肠杆菌和异麦芽寡塘葡萄糖a-1,6糖苷键麦芽低聚糖葡有糖a-1,2糖苷键产气荚膜梭菌等有害菌的生长和繁殖(Newman分支低聚糖葡萄糖β-1,6糖苷键.等,1993;Spring,1995)。其中双歧杆菌所产生的寡果糖果糖β-1,2 糖苷键+蔗糖龙胆二糖葡萄糖β-1,6糖苷健醋酸杀菌效果很好。双歧杆菌的作用为:①防止病寡乳糖半乳糖B-1.6糖苷健+蔗糖原菌和腐败菌的兹生;②合成B族维生素;③增寡甘露糖甘露糖a-1,2或1,3或1,6糖苷键+葡萄糖海藁糖葡萄糖a-1,1糖苷键+蔗糖强机体免疫力;④对致癌物质具有分解作用。所以$-寡葡萄糖葡苟糖B-1.6或1,4糖苷键寡糖作为饲料添加剂能够改善和维持肠道内微生壳质低聚糖乙酰氨基葡萄糖B-1,4 糖苷键物的出太亚衡新陆玄命下蝴提高动物对饲料营2寡糖的生理功 能和营养作用养物中国煤化工q物的生产性能,并臧少TYHCNMHG素等。修回日期:2003-04-14作者篱介:唐志如(1977- -),女 ,湖南郴州人,硕士生,研究方2.2调节机体免疫 系统,提高动物免疫力寡糖向:动物营养。.在免疫系统主要起以下3种作用(如图1)。●18●China Animal Husbandry & Veterinary Medicine Aug. 2003 Vol. 30 No. 4寡」摄人与毒素、病毒、不被口、胃、小肠消促进双歧杆菌真菌细胞结合化而进入大肠的大量增殖外源抗原助剂作用于肠相关激活巨噬细杀死肿提高机体淋巴组织(GALP)胞吞噬活性瘤细胞抗体水平提高机体细胞和体液免疫特异性非特异性免疫系统|单核-巨噬细胞|抗体(IgA)系统|IL-1,2,6等杀死细菌、细胞因子释放病原菌|触发机体免疫功能图1寡糯的免疫机制2.2.1促进动物双歧杆菌的增殖,增强动物 免疫3d,5d后测定吞噬细胞对鸡红细胞的吞噬率、吞功能在饲料中添加适量功能性低聚糖可促进动噬指数和脾脏数。结果表明双歧杆菌对巨噬细胞物肠道后段双歧杆菌增殖,提高机体免疫力,改善具有明显的激活作用。双歧杆菌在肠道的定植,相.动物健康。Bailey等(1991)报道，胃肠道中不同的当于自然自动免疫,可诱发机体的特异性免疫反菌群对果寡糖利用的情况不同,其中乳酸杆菌、双应,将双歧杆菌分别与无菌的ALB/C小鼠(nu/歧杆菌等能利用果寡糖,因此果寡糖促进了双歧十)和裸鼠(nu/nu)肠联后,从两种鼠的肠系淋巴杆、乳酸菌等有益菌种的增殖。李宝玉等(999)报结、肝肾中均能分离出双歧杆菌,这种易位现象到道,甘露低聚糖、果寡糖和葡糖糖、果糖相比,低聚.第4周时在nu/+小鼠中被终止。利用吞噬细胞糖可更快速地被双歧杆菌利用,促进了双歧杆菌移动抑制试验结果证实nu/+小鼠此时已建立了的大量殖增。双歧杆菌的细胞免疫,这种免疫的建立,对大肠杆动物试验结果证明,摄人双歧杆菌活菌和死菌感染易位也有抵抗作用(Yamazaki等,1985)。菌均可提高机体的抗体水平(Kang等, 1997;2.2.2具有免疫佐剂和抗原特性,促进机体免疫Yarnazaki等,1985),激活巨噬细胞的吞噬活性,能力的增加寡 糖具有免疫佐剂及免疫调解作这对提高机体的抗感染能力,预防、抑制和杀死肿用,所谓免疫佐剂又称免疫辅剂,是以增加免疫系肿瘤细胞有重要作用(Yuli等, 1992;Kao等，统对疫苗、药物和抗原免疫应答的物质。疫苗中加1981)。人免疫佐剂能降低机体对疫苗的吸收,延缓疫苗用大肠杆菌、粪链球菌和两株副腐败梭菌为的释放,加长疫苗刺激机体的时间,从而增强其效第1组,以上述4种菌加上长双歧杆菌(B.应。Sharon等(1993)证实,寡糖能与- -定毒素、病longum)为第2组,2组菌分别与无菌小鼠肠联，毒、真菌细胞的表面结合而作为这些外源抗原的结果小鼠肝肿瘤发病率第1组为100%,第2组助剂(Adjinvants).能减缗抗原吸收，增加抗原的为46%(康白,1988)。说明双歧杆菌可消除某种效价H中国煤化工免疫和体液免疫致癌因子。功CN M H G含甘露基的糖蛋康白(1987)给小鼠分别注射双歧杆菌活菌白,这些糖蛋白可结合侵人机体的细菌,触发机体液、死菌液和死大肠杆菌对照液,每天1次,连续多级免疫功能。刘雪兰(2001)报道,异麦芽低聚糖中国畜牧兽医第30卷第4期2003年8月●19●能与一定的毒素、病毒结合,结合后作为这些抗原提高PHA淋巴细胞转化率、白细胞吞噬能力。的佐剂,能减缓抗原的吸收,增加抗原效价,同时Yoshida等(1995)报道了甘露寡聚糖能显著提高还具有抗原作用，可引起直接抗体应答。叶成远鲇鱼的白细胞活性。李梅等(2000)在基础日粮中(1999)报道,酵母细胞壁具有很强的抗原激活特加入1%的异麦芽寡糖结果表明,异麦芽寡糖能性,原因就是其细胞壁含有脂多糖LPS线性甘露显著提高PHA淋巴细胞转化率和E-玫瑰花环寡糖侧链,该侧链具有强烈的助剂活性。利用芦荟率,显著提高红细胞C;b受体花环率、红细胞免疫开发生产的“乙酰甘露聚糖”产品,可作为马立氏复合物花环率和白细胞吞噬率,综合以上几个指病疫苗的佐剂,在畜牧业生产中得到广泛的认可标可表明异麦芽寡糖能显著提高仔猪的细胞免疫(周中凯等,1999)。甘露寡糖对于一些病毒性的疾功能。朱立贤等(2000)报道,壳聚糖具有增强抗肿病如口蹄疫、猪呼吸和繁殖综合症(PRRS)、猪瘟瘤药物作用,增强细胞免疫体液免疫作用,也能等可能具有一定的预防作用(王若军,2000) ,但这促进白细胞介素-2(IL 2)的生成。一方面还需进一步的研究。3结语2.2.3激活机体液 免疫和细胞免疫,提高机体的寡糖是一种稳定性、安全性和环保性良好的免疫功能肠相关淋巴组织(gut-associated抗生素替代物,是饲料添加剂中很有发展潜力的lymphoid tissue ,GALP)主要由机体免疫细胞和品种。寡糖对肠道微生物的作用机理国内外研究肠淋巴组织构成,GALP在体内具有非特异性免比较多,也比较透彻.但寡糖对机体的免疫功能和疫和特异性免疫作用。甘露低聚糖的助剂活性增机理还不是很清楚,有待进- -步 研究。强动物非特异免疫特性,已得到广泛的认可。邵良参考文献平等(1999)报道,MOS显著提高鸡白细胞吞噬率和PHA淋巴细胞转化率。据Savvage等(1996)报1孔路军,等. 国外畜牧科技2000.27(5);16.道，饲喂添加甘露寡糖的日粮的肉鸡胆汁中IgA? 叶成远.畜禽业1999(10);12~13.水平可提高14. 2%。Janeway(1993)认为,外源性3朱立贤,等.中国饲料2000(23);16.病原菌在进入动物体后诱导吞噬细胞释放白细胞| 李宝玉,等。中国饲料,999(18);9~10.i 邵良平,等.福建农业大学学报1999,28(1):82~89.介素-6,随后白细胞介素-6由血液进人肝脏并促;徐秀容,等.恫料研究1999(6);1~4.使其产生甘露寡糖结合蛋白,由此触发机体多级高峰,等. 畜牧与兽医，2001 ,33(6);8~9.免疫机能。Lotter(1996)报道 口服甘露寡糖能极3高蜂,等。 畜牧兽医学报，2002,23(1);14~17.显著提高哺乳仔猪植物凝集素、淋巴细胞转化率、9康白主编.微生态学,大连:大连出版社,1988.白细胞的吞噬能力,韩新燕(2000)报道甲壳素和10 O'carra R. Boodting immune respones in dogs:a role for壳聚糖(NACOS和COS)能增强腹膜渗出液细菌dietary mannan sugars. In; Lyons TP, Jacques K Aeds.Biotechnology in the feed industry: proceeding of Alltech's(PMN)活性氧的产生,提高骨髓过氧化酶的活14 Annnal Symposium. United kingdom: Nottingham性,促进白细胞介素-1的产生并释放巨噬细胞活University Press,1998.563~572.化因子。高峰(2001)报道,基础日粮中添加11 Sharon N,et al. Scietifice Americal,Jan,1993:82~89.0.17%寡果糖与对照组(末添加寡果糖)相比,血12 Savvage T F,et al. Poultry Sci,1996,(76)(suppl. l):139.液白细胞介素-2(IL-2)含量显著提高。高峰13 Spring P,et al. Mannanoligosaccharide: its logical role as(2002)在小麦米糠基础日粮中添加寡果糖和粗酶anntural feed additive for piglits. In:Lypons TP ,Jacques KA制剂,结果表明,寡果糖能显著提高雏鸡T淋巴eds. Biotechnology in the fee industry: preedings oAllechnology in the feed Industry : Proceedings of Alltch's细胞对PHA的反应性、NK细胞活力、血清新城14b Annual Symposium : Nottingham University press, 1998,疫疫苗抗体效价(P<0.05),也能显著增加免疫中国煤化工器官相对重量(P<0.05)。O'carga (1998)和4Y56:43.Spring(1998)报道哺乳仔猪口服甘露寡糖极显著5YYHCN MH G.19-198.8