環(huán)保型飼料添加劑-寡糖的作用機理

中國畜牧普醫第 30卷第4期2003年8月●17●環(huán)保型飼料添加劑一寡糖的作用機理唐志如'，孫志洪"，印遇龍'，譚支良'(1.中國科學(xué)院亞熱帶區域農業(yè)研究所，長(cháng)沙410125; 2. 西北農林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,楊凌712100)摘要:作者就寡糖的研究歷史、分類(lèi)、結構特點(diǎn)以及作為飼料添加劑的作用機理進(jìn)行研究探討。關(guān)鍵詞:寡糖;結構特點(diǎn);免疫功能中圈分類(lèi)號:S816. 7文獻標識碼:A文章編號:1671-7236(2003)04- 0017-0320世紀90年代中后期,迫于來(lái)自人類(lèi)健康2.1改善動(dòng)物消化道微生物區 系,促進(jìn)有益菌的和環(huán)保壓力,抗生素替代品的研究8愈受到重視，生 成發(fā)育,抑制病原菌,腐敗菌的繁殖哺乳動(dòng)物寡糖由于具有無(wú)污染.無(wú)殘留,功能奇異而成為人產(chǎn)生 的消化碳水化合物的酶,主要作用于碳水化們所期望的焦點(diǎn)。1994年日本生產(chǎn)的1/3該糖類(lèi)合物的a-1,4 糖苷鍵,對其他糖苷鍵的分解能力物質(zhì)有用作飼料添加劑,40%的日本豬飼料都添很小或無(wú)。寡聚糖分子結構中,a-1,4糖苷鍵所占加了這類(lèi)物質(zhì)(石寶山等,2000)。目前,這類(lèi)產(chǎn)品比例很小，因此幾乎不能被哺乳動(dòng)物消化,飼料中在亞洲、加拿大、歐洲的生產(chǎn)和使用都呈上升勢攝人的寡糖幾乎全部被運送到消化道后段。在消頭，且價(jià)格已下降到飼料業(yè)可接受的范圍。我國動(dòng)化道后段寄生著(zhù)大量的微生物能特異性產(chǎn)生分解物營(yíng)養界從90年代中后期才接觸到這類(lèi)添加劑。各 種糖苷鍵的酶,從而專(zhuān)一性地消化這些寡糖。研目前國內一些企業(yè)和研究所已開(kāi)發(fā)了寡糖類(lèi)產(chǎn)究結果表明,動(dòng)物消化道內病原菌的(如大腸桿品。寡糖作為一種功能性飼料添加劑,擴展了傳統菌、沙門(mén)氏菌、霍亂菌、梭狀芽胞桿菌)細胞表面或上碳水化合物僅作為能源物質(zhì)的功能,成為動(dòng)物絨毛上具有類(lèi)丁質(zhì)的結構(外源凝集素物質(zhì)),它營(yíng)養研究的新動(dòng)向。能識別動(dòng)物腸壁細胞上的“特異性糖類(lèi)”受體,并1寡糖的分類(lèi)和結構特 點(diǎn)與受體結合,在腸壁上發(fā)育繁殖,導致腸道疾病的寡聚糖是指2~10個(gè)單糖單位通過(guò)糖苷鍵連發(fā)生,而寡糖與病原菌在腸壁上的受體具有相似結的小聚體,由于組成的單糖分子種類(lèi)、分子間結的結構,它與病菌表面的類(lèi)丁質(zhì)也有較強的結合合位置及結合類(lèi)型不同構成了-系列的產(chǎn)物。與力,可競爭性地 與病原菌相結合，使病原菌饑餓死動(dòng)物營(yíng)養有關(guān)的功能性寡聚糖種類(lèi)及其結構特點(diǎn)亡,失去致病能力,并隨動(dòng)物糞便排出體外。同時(shí)見(jiàn)表1。寡糖還是動(dòng)物腸道內有益菌如雙歧桿菌、乳酸桿表1主要功能性寡聚糖的種 類(lèi)及其結構特點(diǎn)菌等的營(yíng)養物質(zhì),可促進(jìn)它們大量繁殖。而雙歧桿菌和乳酸桿菌增殖又會(huì )促進(jìn)寡糖的發(fā)酵,產(chǎn)生醋名稱(chēng)單糖分子分子間結合特點(diǎn)酸和乳酸,導致腸道內pH下降,抑制大腸桿菌和異麥芽寡塘葡萄糖a-1,6糖苷鍵麥芽低聚糖葡有糖a-1,2糖苷鍵產(chǎn)氣莢膜梭菌等有害菌的生長(cháng)和繁殖(Newman分支低聚糖葡萄糖β-1,6糖苷鍵.等,1993;Spring,1995)。其中雙歧桿菌所產(chǎn)生的寡果糖果糖β-1,2 糖苷鍵+蔗糖龍膽二糖葡萄糖β-1,6糖苷健醋酸殺菌效果很好。雙歧桿菌的作用為:①防止病寡乳糖半乳糖B-1.6糖苷健+蔗糖原菌和腐敗菌的茲生;②合成B族維生素;③增寡甘露糖甘露糖a-1,2或1,3或1,6糖苷鍵+葡萄糖海藁糖葡萄糖a-1,1糖苷鍵+蔗糖強機體免疫力;④對致癌物質(zhì)具有分解作用。所以$-寡葡萄糖葡茍糖B-1.6或1,4糖苷鍵寡糖作為飼料添加劑能夠改善和維持腸道內微生殼質(zhì)低聚糖乙酰氨基葡萄糖B-1,4 糖苷鍵物的出太亞衡新陸玄命下蝴提高動(dòng)物對飼料營(yíng)2寡糖的生理功 能和營(yíng)養作用養物中國煤化工q物的生產(chǎn)性能,并臧少TYHCNMHG素等。修回日期:2003-04-14作者籬介:唐志如(1977- -),女 ,湖南郴州人,碩士生,研究方2.2調節機體免疫 系統,提高動(dòng)物免疫力寡糖向:動(dòng)物營(yíng)養。.在免疫系統主要起以下3種作用(如圖1)?！?8●China Animal Husbandry & Veterinary Medicine Aug. 2003 Vol. 30 No. 4寡」攝人與毒素、病毒、不被口、胃、小腸消促進(jìn)雙歧桿菌真菌細胞結合化而進(jìn)入大腸的大量增殖外源抗原助劑作用于腸相關(guān)激活巨噬細殺死腫提高機體淋巴組織(GALP)胞吞噬活性瘤細胞抗體水平提高機體細胞和體液免疫特異性非特異性免疫系統|單核-巨噬細胞|抗體(IgA)系統|IL-1,2,6等殺死細菌、細胞因子釋放病原菌|觸發(fā)機體免疫功能圖1寡糯的免疫機制2.2.1促進(jìn)動(dòng)物雙歧桿菌的增殖,增強動(dòng)物 免疫3d,5d后測定吞噬細胞對雞紅細胞的吞噬率、吞功能在飼料中添加適量功能性低聚糖可促進(jìn)動(dòng)噬指數和脾臟數。結果表明雙歧桿菌對巨噬細胞物腸道后段雙歧桿菌增殖,提高機體免疫力,改善具有明顯的激活作用。雙歧桿菌在腸道的定植,相.動(dòng)物健康。Bailey等(1991)報道，胃腸道中不同的當于自然自動(dòng)免疫,可誘發(fā)機體的特異性免疫反菌群對果寡糖利用的情況不同,其中乳酸桿菌、雙應,將雙歧桿菌分別與無(wú)菌的ALB/C小鼠(nu/歧桿菌等能利用果寡糖,因此果寡糖促進(jìn)了雙歧十)和裸鼠(nu/nu)腸聯(lián)后,從兩種鼠的腸系淋巴桿、乳酸菌等有益菌種的增殖。李寶玉等(999)報結、肝腎中均能分離出雙歧桿菌,這種易位現象到道,甘露低聚糖、果寡糖和葡糖糖、果糖相比,低聚.第4周時(shí)在nu/+小鼠中被終止。利用吞噬細胞糖可更快速地被雙歧桿菌利用,促進(jìn)了雙歧桿菌移動(dòng)抑制試驗結果證實(shí)nu/+小鼠此時(shí)已建立了的大量殖增。雙歧桿菌的細胞免疫,這種免疫的建立,對大腸桿動(dòng)物試驗結果證明,攝人雙歧桿菌活菌和死菌感染易位也有抵抗作用(Yamazaki等,1985)。菌均可提高機體的抗體水平(Kang等, 1997;2.2.2具有免疫佐劑和抗原特性,促進(jìn)機體免疫Yarnazaki等,1985),激活巨噬細胞的吞噬活性,能力的增加寡 糖具有免疫佐劑及免疫調解作這對提高機體的抗感染能力,預防、抑制和殺死腫用,所謂免疫佐劑又稱(chēng)免疫輔劑,是以增加免疫系腫瘤細胞有重要作用(Yuli等, 1992;Kao等，統對疫苗、藥物和抗原免疫應答的物質(zhì)。疫苗中加1981)。人免疫佐劑能降低機體對疫苗的吸收,延緩疫苗用大腸桿菌、糞鏈球菌和兩株副腐敗梭菌為的釋放,加長(cháng)疫苗刺激機體的時(shí)間,從而增強其效第1組,以上述4種菌加上長(cháng)雙歧桿菌(B.應。Sharon等(1993)證實(shí),寡糖能與- -定毒素、病longum)為第2組,2組菌分別與無(wú)菌小鼠腸聯(lián)，毒、真菌細胞的表面結合而作為這些外源抗原的結果小鼠肝腫瘤發(fā)病率第1組為100%,第2組助劑(Adjinvants).能減緡抗原吸收，增加抗原的為46%(康白,1988)。說(shuō)明雙歧桿菌可消除某種效價(jià)H中國煤化工免疫和體液免疫致癌因子。功CN M H G含甘露基的糖蛋康白(1987)給小鼠分別注射雙歧桿菌活菌白,這些糖蛋白可結合侵人機體的細菌,觸發(fā)機體液、死菌液和死大腸桿菌對照液,每天1次,連續多級免疫功能。劉雪蘭(2001)報道,異麥芽低聚糖中國畜牧獸醫第30卷第4期2003年8月●19●能與一定的毒素、病毒結合,結合后作為這些抗原提高PHA淋巴細胞轉化率、白細胞吞噬能力。的佐劑,能減緩抗原的吸收,增加抗原效價(jià),同時(shí)Yoshida等(1995)報道了甘露寡聚糖能顯著(zhù)提高還具有抗原作用，可引起直接抗體應答。葉成遠鲇魚(yú)的白細胞活性。李梅等(2000)在基礎日糧中(1999)報道,酵母細胞壁具有很強的抗原激活特加入1%的異麥芽寡糖結果表明,異麥芽寡糖能性,原因就是其細胞壁含有脂多糖LPS線(xiàn)性甘露顯著(zhù)提高PHA淋巴細胞轉化率和E-玫瑰花環(huán)寡糖側鏈,該側鏈具有強烈的助劑活性。利用蘆薈率,顯著(zhù)提高紅細胞C;b受體花環(huán)率、紅細胞免疫開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的“乙酰甘露聚糖”產(chǎn)品,可作為馬立氏復合物花環(huán)率和白細胞吞噬率,綜合以上幾個(gè)指病疫苗的佐劑,在畜牧業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的認可標可表明異麥芽寡糖能顯著(zhù)提高仔豬的細胞免疫(周中凱等,1999)。甘露寡糖對于一些病毒性的疾功能。朱立賢等(2000)報道,殼聚糖具有增強抗腫病如口蹄疫、豬呼吸和繁殖綜合癥(PRRS)、豬瘟瘤藥物作用,增強細胞免疫體液免疫作用,也能等可能具有一定的預防作用(王若軍,2000) ,但這促進(jìn)白細胞介素-2(IL 2)的生成。一方面還需進(jìn)一步的研究。3結語(yǔ)2.2.3激活機體液 免疫和細胞免疫,提高機體的寡糖是一種穩定性、安全性和環(huán)保性良好的免疫功能腸相關(guān)淋巴組織(gut-associated抗生素替代物,是飼料添加劑中很有發(fā)展潛力的lymphoid tissue ,GALP)主要由機體免疫細胞和品種。寡糖對腸道微生物的作用機理國內外研究腸淋巴組織構成,GALP在體內具有非特異性免比較多,也比較透徹.但寡糖對機體的免疫功能和疫和特異性免疫作用。甘露低聚糖的助劑活性增機理還不是很清楚,有待進(jìn)- -步 研究。強動(dòng)物非特異免疫特性,已得到廣泛的認可。邵良參考文獻平等(1999)報道,MOS顯著(zhù)提高雞白細胞吞噬率和PHA淋巴細胞轉化率。據Savvage等(1996)報1孔路軍,等. 國外畜牧科技2000.27(5);16.道，飼喂添加甘露寡糖的日糧的肉雞膽汁中IgA? 葉成遠.畜禽業(yè)1999(10);12~13.水平可提高14. 2%。Janeway(1993)認為,外源性3朱立賢,等.中國飼料2000(23);16.病原菌在進(jìn)入動(dòng)物體后誘導吞噬細胞釋放白細胞| 李寶玉,等。中國飼料,999(18);9~10.i 邵良平,等.福建農業(yè)大學(xué)學(xué)報1999,28(1):82~89.介素-6,隨后白細胞介素-6由血液進(jìn)人肝臟并促;徐秀容,等.恫料研究1999(6);1~4.使其產(chǎn)生甘露寡糖結合蛋白,由此觸發(fā)機體多級高峰,等. 畜牧與獸醫，2001 ,33(6);8~9.免疫機能。Lotter(1996)報道 口服甘露寡糖能極3高蜂,等。 畜牧獸醫學(xué)報，2002,23(1);14~17.顯著(zhù)提高哺乳仔豬植物凝集素、淋巴細胞轉化率、9康白主編.微生態(tài)學(xué),大連:大連出版社,1988.白細胞的吞噬能力,韓新燕(2000)報道甲殼素和10 O'carra R. Boodting immune respones in dogs:a role for殼聚糖(NACOS和COS)能增強腹膜滲出液細菌dietary mannan sugars. In; Lyons TP, Jacques K Aeds.Biotechnology in the feed industry: proceeding of Alltech's(PMN)活性氧的產(chǎn)生,提高骨髓過(guò)氧化酶的活14 Annnal Symposium. United kingdom: Nottingham性,促進(jìn)白細胞介素-1的產(chǎn)生并釋放巨噬細胞活University Press,1998.563~572.化因子。高峰(2001)報道,基礎日糧中添加11 Sharon N,et al. Scietifice Americal,Jan,1993:82~89.0.17%寡果糖與對照組(末添加寡果糖)相比,血12 Savvage T F,et al. Poultry Sci,1996,(76)(suppl. l):139.液白細胞介素-2(IL-2)含量顯著(zhù)提高。高峰13 Spring P,et al. Mannanoligosaccharide: its logical role as(2002)在小麥米糠基礎日糧中添加寡果糖和粗酶anntural feed additive for piglits. In:Lypons TP ,Jacques KA制劑,結果表明,寡果糖能顯著(zhù)提高雛雞T淋巴eds. Biotechnology in the fee industry: preedings oAllechnology in the feed Industry : Proceedings of Alltch's細胞對PHA的反應性、NK細胞活力、血清新城14b Annual Symposium : Nottingham University press, 1998,疫疫苗抗體效價(jià)(P<0.05),也能顯著(zhù)增加免疫中國煤化工器官相對重量(P<0.05)。O'carga (1998)和4Y56:43.Spring(1998)報道哺乳仔豬口服甘露寡糖極顯著(zhù)5YYHCN MH G.19-198.8