甘露寡糖廣泛存在于魔芋粉、瓜兒豆膠、田菁膠及多種微生物細胞壁內(葡甘露寡糖),目前商品用甘露寡糖主要通過酶解法進行生產,是從富含MOS的酵母細胞壁中通過發酵法提取出來的葡甘露聚糖蛋白復合體。它作為飼料添加劑應用于動物生產中時,可以增強動物的免疫能力,降低胃腸道疾病的發生率和死亡率,還能提高動物的日增重和飼料轉化率,因此具有極大的發展潛力。
1 甘露寡糖對動物機體的免疫刺激作用
甘露寡糖具有一定的免疫原性,能夠刺激機體免疫應答,而且它能與一定的毒素、病毒和真菌細胞的表面結合而作為這些外源抗原的佐劑(Adjuvants),減緩抗原的吸收,增加抗原的效價,從而增強動物體的細胞和體液免疫反應。也可通過刺激肝臟分泌甘露糖結合蛋白而影響免疫系統,這種蛋白質能與細菌夾膜相粘接并觸發一連串的補體,從而啟動免疫系統產生應答反應。Kim等(2000)報道,甘露寡糖和β-葡聚糖均能加快仔豬已經抑制了的免疫系統的恢復,并能有效的減少死亡率和降低腹瀉率。
1.1 對體液免疫的影響
研究發現,甘露寡糖能使肉雞膽汁中IgA水平提高14.2%(Savvage等,1996a),也可提高火雞腸粘膜中IgA的水平,并顯著提高火雞血液中IgG的含量(Savvage等,1996b)。Spring(1998)研究發現,甘露寡糖能夠顯著提高無菌仔豬血清與腸粘膜中IgA、IgG和IgM的含量及血液中白細胞介素一2(IL-2)的水平,增強T淋巴細胞功能和小腸原始淋巴細胞的活性,增強小腸內白細胞的吞噬能力和促進激活的淋巴細胞釋放IFY-γ細胞素,后者可促使巨噬細胞、體液及蛋白質移向感染部位,以及激活感染部位的巨噬細胞殺死吞噬的病原菌;對普通仔豬,甘露寡糖只是顯著提高了其血清IgA水平,而對IgG、lgM沒有明顯影響。Oˊcarrca等(1998)的研究并未發現甘露寡糖能提高小鼠血清IgG水平,但可提高血清IgA水平;對犬的研究表明,甘露寡糖能提高疫苗注射后大的血清IgG水平。邵良平等(2000a)報道,甘露寡糖能極顯著提高哺乳仔豬白細胞分化抗體CD3的水平(P<O.01=。以上研究結果證明:甘露寡糖能有效地提高動物血清IgA水平,但對lgG的影響不能肯定,這可能與動物受抗原刺激的強度有關。
1.2 對細胞免疫的影響
甘露寡糖能夠顯著提高哺乳仔豬PHA-淋巴細胞轉化率和吞噬細胞的吞噬能力(Spring等,1997,1998;Oˊcarrca,1998;邵良平等,2000a);顯著提高雞白細胞吞噬能力和PHA淋巴細胞轉化率,有效改善雞腸道微生物環境并顯著減低大腸桿菌數和盲腸、回腸內容物的pH值,并極顯著地提高雞血清中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)到的活性(邵良平,2000b)。
2 甘露寡糖對動物胃腸道微生態環境的影響
研究表明,甘露寡糖能調控動物胃腸道微生態環境,促進有益菌的生長和繁殖,抑制有害菌對腸壁的粘附和定植,維持正常的消化道環境。首先,它能選擇性促進動物腸道有益菌如雙歧桿菌、乳酸桿菌等大量增殖使其在胃腸道中形成微生態競爭優勢,直接抑制了外源菌和腸內固有腐敗菌的生長繁殖,從而發揮正常腸道菌群在屏障、營養和免疫上的正常功能。其次,它能阻礙細菌表面外源凝集素與腸粘膜上皮細胞特異性的糖分子的結合,阻止病原菌在胃腸道的粘接和定植,使其最終隨糞便排出體外。據Spring(1993)報道,甘露寡糖能減少沙門氏菌及大腸桿菌在肉雞腸道上的附著。Sisak(1994)在日糧中添加0.l%甘露寡糖,仔雞盲腸、胴體沙門氏菌檢出率分別降低58%和56%。Spring(2000)報道,甘露寡糖能加強豬對沙門氏菌、溶血性大腸桿菌和彎桿菌等感染的免疫應答。
3 甘露寡糖在動物生產中的應用效果
大量研究表明,甘露寡糖作為飼料添加劑應用于動物生產時,能激活動物的免疫反應,提高肉雞、火雞、斷奶仔豬及犢牛的日增重和飼料轉化率,降低胃腸道疾病的發生率和死亡率。Vander(1997)和Dvorak(1998)試驗證實,甘露寡糖能提高仔豬日增重和飼料轉化率,其原因可能是其提高了仔豬的免疫力,抑制了病原菌在胃腸道的增殖。Newman等(1995,1995)和Dilday等(1997)報道,甘露寡糖也能顯著提高犢牛的日增重,降低發病率。
4 影響甘露寡糖作用效果的因素
甘露寡糖在動物生產中的應用效果不一,原因大概有以下幾點:①動物的種類。年齡和生理狀態不同;②甘露寡糖的純度、聚合度和生理活性有差異;③試驗條件和添加量的差別及試驗設計中基礎日糧與添加劑的使用等。
5 展 望
在飼料中添加少量甘露寡糖(<1%),能改變動物消化道微生物菌相,提高動物的日增重與飼料轉化率,并能降低消化道和畜產品中大腸桿菌、沙門氏菌的數量。是飼料中的天然成分,不會帶來污染,并能提高動物機體的抗病能力,在動物營養上有良好的應用前景。但今后應加強以下幾方向的研究:①甘露寡糖對不同動物各生長階段及生理狀況下的適宜添加量;②甘露寡糖與其他營養物質間的協同或拮抗作用;③其它有關問題等。
1 甘露寡糖對動物機體的免疫刺激作用
甘露寡糖具有一定的免疫原性,能夠刺激機體免疫應答,而且它能與一定的毒素、病毒和真菌細胞的表面結合而作為這些外源抗原的佐劑(Adjuvants),減緩抗原的吸收,增加抗原的效價,從而增強動物體的細胞和體液免疫反應。也可通過刺激肝臟分泌甘露糖結合蛋白而影響免疫系統,這種蛋白質能與細菌夾膜相粘接并觸發一連串的補體,從而啟動免疫系統產生應答反應。Kim等(2000)報道,甘露寡糖和β-葡聚糖均能加快仔豬已經抑制了的免疫系統的恢復,并能有效的減少死亡率和降低腹瀉率。
1.1 對體液免疫的影響
研究發現,甘露寡糖能使肉雞膽汁中IgA水平提高14.2%(Savvage等,1996a),也可提高火雞腸粘膜中IgA的水平,并顯著提高火雞血液中IgG的含量(Savvage等,1996b)。Spring(1998)研究發現,甘露寡糖能夠顯著提高無菌仔豬血清與腸粘膜中IgA、IgG和IgM的含量及血液中白細胞介素一2(IL-2)的水平,增強T淋巴細胞功能和小腸原始淋巴細胞的活性,增強小腸內白細胞的吞噬能力和促進激活的淋巴細胞釋放IFY-γ細胞素,后者可促使巨噬細胞、體液及蛋白質移向感染部位,以及激活感染部位的巨噬細胞殺死吞噬的病原菌;對普通仔豬,甘露寡糖只是顯著提高了其血清IgA水平,而對IgG、lgM沒有明顯影響。Oˊcarrca等(1998)的研究并未發現甘露寡糖能提高小鼠血清IgG水平,但可提高血清IgA水平;對犬的研究表明,甘露寡糖能提高疫苗注射后大的血清IgG水平。邵良平等(2000a)報道,甘露寡糖能極顯著提高哺乳仔豬白細胞分化抗體CD3的水平(P<O.01=。以上研究結果證明:甘露寡糖能有效地提高動物血清IgA水平,但對lgG的影響不能肯定,這可能與動物受抗原刺激的強度有關。
1.2 對細胞免疫的影響
甘露寡糖能夠顯著提高哺乳仔豬PHA-淋巴細胞轉化率和吞噬細胞的吞噬能力(Spring等,1997,1998;Oˊcarrca,1998;邵良平等,2000a);顯著提高雞白細胞吞噬能力和PHA淋巴細胞轉化率,有效改善雞腸道微生物環境并顯著減低大腸桿菌數和盲腸、回腸內容物的pH值,并極顯著地提高雞血清中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)到的活性(邵良平,2000b)。
2 甘露寡糖對動物胃腸道微生態環境的影響
研究表明,甘露寡糖能調控動物胃腸道微生態環境,促進有益菌的生長和繁殖,抑制有害菌對腸壁的粘附和定植,維持正常的消化道環境。首先,它能選擇性促進動物腸道有益菌如雙歧桿菌、乳酸桿菌等大量增殖使其在胃腸道中形成微生態競爭優勢,直接抑制了外源菌和腸內固有腐敗菌的生長繁殖,從而發揮正常腸道菌群在屏障、營養和免疫上的正常功能。其次,它能阻礙細菌表面外源凝集素與腸粘膜上皮細胞特異性的糖分子的結合,阻止病原菌在胃腸道的粘接和定植,使其最終隨糞便排出體外。據Spring(1993)報道,甘露寡糖能減少沙門氏菌及大腸桿菌在肉雞腸道上的附著。Sisak(1994)在日糧中添加0.l%甘露寡糖,仔雞盲腸、胴體沙門氏菌檢出率分別降低58%和56%。Spring(2000)報道,甘露寡糖能加強豬對沙門氏菌、溶血性大腸桿菌和彎桿菌等感染的免疫應答。
3 甘露寡糖在動物生產中的應用效果
大量研究表明,甘露寡糖作為飼料添加劑應用于動物生產時,能激活動物的免疫反應,提高肉雞、火雞、斷奶仔豬及犢牛的日增重和飼料轉化率,降低胃腸道疾病的發生率和死亡率。Vander(1997)和Dvorak(1998)試驗證實,甘露寡糖能提高仔豬日增重和飼料轉化率,其原因可能是其提高了仔豬的免疫力,抑制了病原菌在胃腸道的增殖。Newman等(1995,1995)和Dilday等(1997)報道,甘露寡糖也能顯著提高犢牛的日增重,降低發病率。
4 影響甘露寡糖作用效果的因素
甘露寡糖在動物生產中的應用效果不一,原因大概有以下幾點:①動物的種類。年齡和生理狀態不同;②甘露寡糖的純度、聚合度和生理活性有差異;③試驗條件和添加量的差別及試驗設計中基礎日糧與添加劑的使用等。
5 展 望
在飼料中添加少量甘露寡糖(<1%),能改變動物消化道微生物菌相,提高動物的日增重與飼料轉化率,并能降低消化道和畜產品中大腸桿菌、沙門氏菌的數量。是飼料中的天然成分,不會帶來污染,并能提高動物機體的抗病能力,在動物營養上有良好的應用前景。但今后應加強以下幾方向的研究:①甘露寡糖對不同動物各生長階段及生理狀況下的適宜添加量;②甘露寡糖與其他營養物質間的協同或拮抗作用;③其它有關問題等。