改革開放以來，我國的養殖業得到了迅猛的發展，部分畜禽產品總產量已躍居世界第一位，從而帶動了以養殖業為基礎的飼料工業也得到了迅速的發展，目前我國已成為飼料工業生產大國，年產飼料約7000萬噸。但隨著人民生活水平的提高和健康意識的日益加強，人們對“病從口入”有了更進一步的認識，老百姓關心的不再是吃飽而是吃好的問題，對包括畜禽和水產品在內的食品提出了更高的要求。近年來，無污染、無殘留和無公害的安全綠色食品已成為人們的一種消費時尚，畜禽水產品中有害物質的殘留問題已引起了人們的高度警惕，有害物質殘留已成為阻礙我國養殖業發展和產品出口創匯的一個關鍵因素。
在集約化的養殖過程中，由于飼養環境、疾病威脅和營養限制等因素，必須在飼料中添加一定量的飼料添加劑，以保證動物健康，提高肉禽蛋產量，從而提高養殖效益。藥物飼料添加劑隨飼料進入動物體內后，絕大部分經代謝后排出體外，但仍有極少量沒有排出而積累在動物體內，并通過食物鏈最終在人體中富集，嚴重損害了人體的健康。因此飼料添加劑是引起畜禽和水產品中有害物質殘留的主要原因之一，其中添加劑中的抗生素是最根本的因素?？股卦陴B殖業上的廣泛應用產生了一些影響動物健康并最終危害人類健康的負面效應，其中最主要的是有害物質的殘留在人體中產生耐藥菌株，使人體失去對某些疾病的抵抗力，或有害物質的大量蓄積對人體產生毒害作用等。因此近年來在我國飼料工業界掀起了一股無殘留、無公害飼料添加劑的研究生產熱潮，既具有防病抗病能力，又能大幅度提高養殖產量的新型、高效、無公害綠色飼料添加劑的開發和應用，必將使我國的飼料科技水平和養殖業再上一個新臺階。
在各種綠色飼料添加劑中，研究得最多的是活菌制劑（也稱微生態制劑、益生素）、功能性低聚糖、中草藥等，其中在飼料中已廣泛應用的是活菌制劑和功能性低聚糖。
二、動物體內的細菌
動物體中存在著大量的細菌，達幾百余種。就動物健康而言，正常存在于動物腸道中的細菌大體可分為三類。第一類是益生菌，如雙歧桿菌、乳酸桿菌等，數量最多，對動物有益無害，是動物健康必不可少的；第二類是中間類型，如大腸桿菌、腸球菌等，正常情況下它們益多害少，但在一定條件下也可能對動物造成不利影響；第三類為致病菌，如產氣莢膜梭菌、假單孢菌等，它們害多利少，但數量較少，在正常條件下一般不會致病。如果后兩類細菌“超生”，就會導致疾病。健康動物體內的各種菌群種類、數量和定位的分布都是有規律性的，它們構成腸道內的一個微生態環境，保持這個微生態平衡是動物健康所必需的。但是，腸道菌群之間的比例并非一成不變的，它會隨環境條件（如飼料結構）、年齡和生理狀態的變化而有規律地演變。
三、動物體中最重要的有益菌 —— 雙歧桿菌
在眾多的腸道正常菌群中，具有最重要作用的益生菌是各種雙歧桿菌。雙歧桿菌之所以對動物健康很重要，主要是因為它具有以下生理功能：
1、產生醋酸、乳酸使腸道pH下降，抑制致病菌的生長。
2、合成B族維生素。
3、促進腸道蠕動，防止便秘。
4、參與食物的消化作用，促進蛋白質的消化吸收。
5、分解有害、有毒物質。
6、提高動物免疫力。
如果能創造條件，調整腸道內菌群結構，使腸道內雙歧桿菌等有益菌處于一種優勢狀態，將對動物健康具有重要作用。目前，動物體內雙歧桿菌增殖方法主要有在飼料中添加活菌制劑（微生態制劑）和攝入功能性低聚糖使其在腸道內自然增殖這兩種方法。近年來，以雙歧桿菌為主要成分的活菌制劑異軍突起，但活菌制劑在生產和服用時存活性是個難題。服用過程中經過酸性胃液、膽汁破壞以及漫長的消化道抵達大腸時，能發揮繁殖作用的活菌體已所剩無幾。此外，人工培養的雙歧桿菌與動物腸道的天然菌群是否具有同樣的功效以及對動物的遺傳是否有影響還是一個未知數，因此，服用活菌制劑的安全性和可行性在科學界一直是一個有爭議的問題。面對這一難題，日本科學家最先將眼光瞄準低聚糖，通過攝入功能性低聚糖來促使腸道內雙歧桿菌的自然增殖更切實可行，安全可靠。
四、功能性低聚糖
低聚糖或稱寡糖（oligosaccharides），是由2～8個單糖通過糖苷鍵連接形成的具有直鏈或支鏈的低度聚合糖類的總稱，分子量約300～2000。它又分為功能性低聚糖和普通低聚糖兩大類。蔗糖、麥芽糖、乳糖、海藻糖、環糊精及麥芽低聚糖等屬于普通低聚糖，它們可被機體消化吸收，產生能量。而功能性低聚糖，是指具有特殊的生物學功能，特別是能促進腸道內雙歧桿菌的增殖，有益于人體健康的一類低聚糖，即所謂的雙歧因子。
功能性低聚糖具有多項優異的生理功能，業已確認的功能性低聚糖的生理功能主要表現在以下幾個方面：
1、雙歧桿菌的增殖效應。功能性低聚糖較難被動物體吸收，要到雙歧桿菌存在的大腸內才能被腸內細菌利用，從而迅速促進雙歧桿菌的增殖，而腸內的有害細菌產氣莢膜梭菌和大腸桿菌幾乎不能利用它。
2、排除、抑制病原菌的生長。攝入功能性低聚糖后，使大腸粘膜雙歧桿菌大量生長，相對抑制了有害菌的生長，同時雙歧桿菌產生的醋酸、乳酸降低腸道pH值，抑制了致病菌的生長。
3、提高動物免疫力。功能性低聚糖能促進腸內有益菌的生長，抑制有害菌的生長，正常菌群具有廣譜免疫原性，能刺激和促進動物體產生免疫功能，提高免疫力。
4、防止便秘。雙歧桿菌利用功能性低聚糖產生的醋酸、乳酸，能刺激腸道蠕動、增加糞便濕潤度并保持一定的滲透壓，從而防止便秘的發生。
5、合成各種維生素。功能性低聚糖促使增殖的雙歧桿菌能合成維生素B1、B2、B6和B12、煙酸和葉酸等。
6、參與食物的消化作用。攝入功能性低聚糖促使雙歧桿菌增殖，雙歧桿菌可將各種蛋白質分解成氨基酸或肽，使人體更易吸收，并能分解膽固醇、脂類等。
7、具有膳食纖維的部分生理功能。功能性低聚糖不易被動物體消化吸收，屬水溶性膳食纖維，具有膳食纖維的部分生理功能。
正因為功能性低糖具有以上重要的生物功能，它將在動物飼料添加劑領域大有作為。目前已發現具有特殊生理功能的新型低聚糖共有十幾種。國外作為商品進入市場的主要品種是低聚乳糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、大豆低聚糖、低聚果糖、帕拉金糖、低聚木糖等；國內研究主要集中在低聚木糖、大豆低聚糖、低聚異麥芽糖和低聚果糖上，國內飼料工業上應用較多的是低聚異麥芽糖和低聚果糖。
五、低聚木糖
低聚木糖（xylo-oligosaccharides）是由2 ～ 8個木糖以β-1,4-糖苷鍵連接而成的低聚糖。與其它功能性低聚糖（低聚乳糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、大豆低聚糖、低聚果糖、帕拉金糖等）相比，低聚木糖由于具有以下幾個特點而被公認為最好的功能性低聚糖。
1、低聚木糖很難被動物的消化酶系統所分解。
動物的唾液、胃液、胰液和腸液對低聚木糖的消化試驗結果如表1。試驗結果表明，各種消化液幾乎不能分解低聚木糖，它的能量值幾乎為零。因此，如果作為動物飼料添加劑飼喂，絕大部分低聚木糖可以到達大腸，供雙歧桿菌增殖。
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消化液 |
低聚木糖 |
麥芽糖 |
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唾液 |
100.00 |
75 |
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胃液 |
99.9 |
99 |
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胰液 |
99.8 |
75 |
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小腸粘膜酶液 |
99.6 |
2 |
表1 低聚木糖和麥芽糖經體外消化試驗后的殘留率（%，w/w）
2、對雙歧桿菌有高選擇性的增殖效果。
低聚木糖對腸道內對雙歧桿菌有高選擇性的增殖效果。體外試驗結果表明，除青春雙歧桿菌（B. adolescenti）、嬰兒雙歧桿菌（B. infantis）和長雙歧桿菌（B. longum）外，大多數腸道細菌對低聚木糖的利用都很差。低聚木糖對雙歧桿菌的增殖作用高于其它功能性低聚糖，它具有添加量少而對雙歧桿菌增殖效果好的特點。其添加量為目前在養殖業上廣泛應用的低聚異麥芽糖的二十分之一，為低聚果糖的七至十分之一。因此，低聚木糖作為飼料添加劑具有添加量少、成本低而養殖效益高的優良特點。
3、低聚木糖具有獨特的酸穩定性和熱穩定性。
與其它功能性低聚糖相比，低聚木糖的突出特點是穩定性好。研究表明，5%的低聚木糖溶液在pH2.5～8.0的范圍內，加熱1小時后無明顯變化；pH3.4左右含低聚木糖的酸性飲料在室溫下儲存1年，其中低聚木糖的保留量達97%以上。
4、與食物配伍性好。
低聚木糖與食物的配伍性好，在飼料中只需添加少量低聚木糖，便能出現很好的保健效果，同時在飼料中添加一定量的低聚木糖可以增加動物對鈣的吸收。
南京林業大學生物化工研究所在國家自然科學基金、國家科技部攀登計劃、國際先進農業技術引進項目、國家計委高技術發展項目和江蘇省教育廳產業化前期研究目的資助下，歷時7年，以天然植物為原料，采用現代生物技術和現代分離技術成功開發出新型功能性食品添加劑低聚木糖和功能性飼料添加劑低聚木糖產品。一系列試驗和測試表明，該產品組成和生物功能與日本三得利（SUNTORY；サソトリノ）公司生產的的商品低聚木糖完全一致。該技術與日本三得利公司技術相比，具有技術先進、成本低的特點，在工藝中采用了大量的現代生物技術和分離技術，從而大幅度地降低了產品的生產成本，使低聚木糖在相對廉價的飼料上可以作為添加劑使用。
六、低聚木糖在飼料工業上的應用
低聚木糖作為功能性生理活性物質可廣泛應用于食品工業（包括飲料、糖果、糕點、冰淇淋、奶粉、乳制品及調味品的功能性食品添加劑或制成保健飲料、保健食品）和作為無公害飼料添加劑應用于飼料工業。其中作為飼料添加劑具有提高動物免疫力，降低飼養用藥量，提高飼料轉化率，提高動物生產性能和肉類品質的特點。江蘇康維生物有限公司與南京林業大學生物化工研究所合作，建成了以天然植物為原料年產300噸低聚木糖飼料添加劑的生產線，并于2002年11月正式投產。由于低聚木糖飼料添加劑在我國飼料工業上尚屬于空白，根據國家有關法規，新飼料添加劑在進入生產前必須通過國家農業部的新產品評審，2002年3月，江蘇康維生物有限公司和南京林業大學聯合向農業部遞交了“低聚木糖飼料添加劑新產品申請”，經過近一年多的嚴格審查，于2003年7月通過了國家農業部新飼料和飼料添加劑評審委員會的專家評審，并于2003年8月獲得了農業部“飼料添加劑新產品證書”，該產品填補了國內空白，該證書也是江蘇迄今為止唯一獲得國家農業部頒發的無公害飼料添加劑證書?！懊阜ㄉa低聚木糖無公害飼料添加劑”也于2003年9月20日通過了國家林業局組織并主持的，以歐陽平凱院士、宋湛謙院士為首的專家鑒定委員會的鑒定， 鑒定意見認為：“項目總體技術居國際先進水平?！?BR> 由江蘇康維生物有限公司生產，主要成分為低聚木糖的“益生緣”飼料添加劑，經南京農業大學動物科技學院主持的大規模養殖試驗（3000只，75天）表明：在飼料中添加0.015%～0.02%（有效成分低聚木糖含量：35%）“益生緣”飼料添加劑可極顯著提高雞的產蛋性能；能極顯著地降低蛋雞的料蛋比，顯著地促進了蛋雞的飼料轉化。經濟分析表明，在飼料中添加“益生緣”飼料添加劑0.015%和0.02%，利潤可分別提高25.0%和19.9%。以添加本品0.015%為例，每只雞每月凈增利0.404元，一個年養殖1000只蛋雞的農戶，每年僅此一項就可凈增利潤4000多元，經濟和社會效益十分可觀。（低聚木糖飼料添加劑在仔豬、生豬和魚類的大規模養殖試驗正在進行之中）。
附：由南京農業大學主持的低聚木糖飼料添加劑對蛋雞生產的影響對照試驗效益分析表
1000只蛋雞一年（300天）產蛋毛利潤分析
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總蛋重（㎏） |
蛋收入（元） |
飼料重（㎏） |
飼料費（元） |
低聚木糖用量（㎏） |
低聚木糖成本（元） |
毛利潤（元） |
比對照組增利潤（元） |
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空白 |
16655.0 |
6662.0 |
36000 |
50400 |
0 |
0 |
16220.0 |
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0.015%組 |
17786.4 |
71145.6 |
36000 |
50400 |
5.4 |
648.0 |
20097.6 |
3877.6 |
|
0.02%組 |
17622.4 |
70489.6 |
36000 |
50400 |
7.2 |
864.0 |
19225.6 |
3005.6 |
使用用量：
1、每噸預混料（5%）添加本品3~4公斤。
2、每噸全價飼料添加本品0.15~0.2公斤。
七、“酶法生產低聚木糖飼料添加劑技術”應用前景（摘錄于“鑒定證書”）
該技術投產后，生產廠家可年產低聚木糖300噸。產品可供4000萬只雞一年使用，養殖毛利潤增加8000萬元-1.2億元。
我國是世界上畜牧業生產大國，肉、蛋均居世界第一位。2000年，我國肉類產量達6250萬噸，禽蛋產量達2220萬噸，分別占世界總產量的27％和41%。但由于疾病、獸藥殘留、重金屬等有毒有害物質超標，年出口量僅60萬噸。低聚木糖系無公害綠色飼料添加劑，對降低養殖業產品藥物殘留，提高出口創匯能力和保護人民身體健康，具有重要的意義。僅江蘇省十幾億只的肉雞、蛋雞如使用低聚木糖，每年將需生產低聚木糖2000噸，產值6億元，養殖毛利潤增加16-24億元，經濟效益和社會效益均十分顯著。
目前，在江蘇省農業三項工程項目資助下，低聚木糖在仔豬、育肥豬、水產養殖、特種經濟動物方面的應用實驗正在進行之中。這些工作積累將為本技術大面積推廣應用提供依據。
此外，低聚木糖作為人體雙歧桿菌的優良增殖因子，對改善腸道菌群結構、防止便秘、分解有害物質、提高人體免疫力均有明顯作用，應用前景十分廣闊?，F正加強這方面的工作。
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