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發表於 2008-2-13 11:32:04
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他山之石--另一章(2)
3 木寡糖的作用機理
已經證明，哺乳動物產生的唾液澱粉 、胰澱粉 等內源性碳水化合物消化 主要作用於α-1,4糖 鍵，而對寡糖的糖 鍵不能發揮作用或分解能力較弱（楊曙明,1999; Gibson等, 2000）。由於腸道內的消化 不能水解β-1,4糖 鍵，因此，木寡糖不會在胃腸道上段被消化 水解，而會在消化道後段被腸道微生物發酵，並且木寡糖能夠被腸道微生物很好地利用（Cummings等,2001）。木寡糖在腸道內經有益微生物發酵後的主要產物為乳酸、乙酸、丙酸等短鏈脂肪酸（SCFA）和CO2等氣體（Okazaki等,1990;Gibson等, 2000）。Younes等（1995）和Campbell等（1997a）的研究表明飼糧木寡糖使小鼠盲腸短鏈脂肪酸（SCFA）濃度顯著升高（P<0.05）。這些木寡糖的代謝產物可能正是使動物腸道內 pH值降低的原因。
木寡糖被腸道微生物降解後的產物SCFA是一種有益於宿主健康的物質（Buddington等,2001）。其中丁酸鹽被結腸上皮細胞作為首選的能量來源和原料，可以促進結腸上皮細胞的增殖（Roediger,1982;Sakata,1987），這可能是腸粘膜隱窩深度增加的原因。同時木寡糖在腸道內的發酵速度較慢（Smiricky-Tjardes等,2003），並且持續時間較長，使木寡糖通過消化道的時間相對較長，腸道內容物因此在腸道內長時間停留，從而導致動物腸道組織變厚增生，重量增加，腸壁粘膜變薄，有利於營養物質的吸收。
木寡糖進入動物消化道後不能被消化 水解，而在腸道內被微生物所利用。研究表明，雙歧桿菌含有一種D-木糖 ，可以特異性的將木寡糖水解為木糖；木糖進而轉化為有機酸；而有機酸則成為了雙歧桿菌增殖、生長的碳源（蘇小冰等,2004），因此，木寡糖可以選擇性的促進雙歧桿菌增殖。Sharon等（2004）研究認為，微生物在活細胞上的附著受其表面的外源凝集素調節。同時，Stavric（1992）也報道，雙歧桿菌等有益菌阻止病原菌附著在腸粘膜上的機理可能是有益菌與腸粘膜粘附受體的結合達到飽和狀態後競爭性的抑制病原菌粘附。Meng等（1998）則發現，雙歧桿菌表面可能擁有一種以上外源凝集素類物質，這種結構使雙歧桿菌有比其它微生物更多的與腸粘膜細胞結合的位點，從而有比其它微生物更多的機會與腸粘膜結合。因此，木寡糖不僅能促進雙歧桿菌的增殖，還能通過間接途徑抑制病原菌在動物腸道內的吸附和定植。
Mortensen（1992）、Levrat等（1993）研究發現，血液中的尿素是盲腸微生物蛋白質合成最主要的氮源，血液中的尿素轉移到動物腸腔中以後被微生物的 水解成為氨而用于其自身蛋白質的合成。而微生物對進入腸腔中的血液尿素的大量利用又形成了腸壁血管與腸腔間尿素的濃度差，在滲透效應的作用下血液中的尿素大量向結腸末端和大腸中轉移（Younes等, 1995）。由於木寡糖能大量促進動物腸道微生物的增殖，使微生物對尿素需求量的大量增加，從而導致動物血漿尿素氮濃度降低，進而使尿中氮排泄量減少。另一方面，由於最終所有的微生物蛋白都要經糞便排出動物體外，因此這就造成了動物糞氮的增加。
木寡糖調控脂肪代謝的機理可能與其增殖腸道有益菌有關。張永福（1999）報道給30周齡的羅曼蛋雞飼餵添加微生態製劑的飼料能使全蛋膽固醇下降15.91%，脂肪降低11.7%。關於木寡糖調控動物脂肪代謝的具體機理目前尚不明確，有待於進一步研究。
4 木寡糖在動物生產中的應用
4.1 應用效果
隨著木寡糖工業化生產水準提高和工藝的改進，木寡糖在動物生產上得到了廣泛的應用。研究發現，在蛋雞飼糧中添加0.015%~0.02%的木寡糖能極顯著提高產蛋率，降低料蛋比（P<0.01）（黨國華等,2003）。而國內其它試驗也發現仔豬和肥育豬飼料中添加0.17%的木寡糖添加劑可以極顯著提高仔豬和肥育豬的生產性能，提高經濟效益（勇強,2004）。
腸道大腸桿菌和沙門氏菌被認為是造成動物腹瀉的罪魁禍首（Levine,1987;Bhan等,1989）。由於木寡糖可以大量增殖動物腸道內的有益菌，並且抑制大腸桿菌和沙門氏菌等有害菌在動物腸道內的吸附定植，因此木寡糖對於降低動物腹瀉率和減少動物疾病發生具有一定的效果。蔣正宇等（2005）報道，在肉雞飼糧中添加木寡糖可以降低其死亡率。而楊廷桂等（2005）在肉鴨上的研究也發現了相同的結果。
楊廷桂、蔣正宇（2005）研究發現，木寡糖替代部分抗生素應用於畜禽生產時效果比較理想，這可能抗生素與木寡糖有一定的協同效應。
此外，由於木寡糖具有純正的甜味，因此其對動物有一定的誘食作用。在飼料中添加木寡糖可以改善飼料的適口性，增強動物的食慾。
4.2 應用的注意事項
目前，木寡糖在動物生產上的應用方式主要是在動物飼料中添加木寡糖產品。蘇小冰等（2003）研究表明，動物攝入0.7 g木寡糖就可以達到要攝入 8 g果寡糖或15 g低聚異麥芽糖才能達到的效果，可見木寡糖具有極高的效率。但對於其添加劑量應視動物種類、年齡、生理狀況、飼養環境和飼養管理方式等不同而有所差異。如果添加量不足則無法體現其效果，但如果添加過量則容易適得其反，造成動物拉稀、脹氣等。不同的研究中木寡糖的添加劑量差異較大，木寡糖在肉雞和蛋雞飼糧中的添加劑量為0.005%~0.02%（黨國華,2003;蔣正宇,2005），而在小鼠飼糧中的添加劑量為6%~7.5% （Campbell等,1997a;Hsu等,2004）。但是對於木寡糖在豬和反芻動物飼糧中的適宜添加劑量未見報道。木寡糖在動物飼糧中的添加劑量不同可能與木寡糖產品性狀、飼料原料中的木寡糖含量、畜禽品種有關，但其適宜添加劑量還有待於大量的研究確定。
日本Suntory公司最早開始木寡糖的工業化生產，我國在“九五”期間開始對木寡糖的工業化生產的研究，並於2003年開始生產飼用木寡糖。目前，木寡糖飼料添加劑在動物生產中的應用研究尚不多，實踐資料的積累也較少，因此其在動物生產上的應用推廣還需要大量的工作。
5 結語
木寡糖作為一種新型的飼料添加劑因其獨特的營養生理特性而日益成為最具潛力的動物保健品和抗生素替代品。然而木寡糖的研究歷史還很短暫，且在畜禽上應用的報道還較少，尚有許多問題沒有被認知。筆者認為木寡糖未來在動物營養上的研究發展方向應是： 針對木寡糖在豬和反芻動物等畜禽上的應用進行系統研究，了解其對動物營養生理、腸道微生態、免疫機能等的影響； 對木寡糖影響動物腸道菌群、營養物質代謝和免疫機能的確切機製作進一步研究，為木寡糖的合理應用提供理論依據； 進一步進行大規模試驗，以確定不同純度木寡糖產品在不同動物飼料中的適宜添加劑量，為在飼料工業中合理使用木寡糖提供依據。 |
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