摘 要：低聚木糖作為一種新型、安全、高效的飼料添加劑，具有其獨(dú)特的生理功能，近年來(lái)受到廣泛的關(guān)注。本文闡述了低聚木糖的概念、特性、作用機(jī)理以及生理功能；并對(duì)其在水產(chǎn)動(dòng)物上的應(yīng)用研究做了詳細(xì)的歸納總結(jié)，結(jié)果表明，在飼料中適量添加低聚木糖具有促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)、提高消化酶活性、增強(qiáng)機(jī)體免疫等生理功能。
關(guān)鍵詞：低聚木糖；水生動(dòng)物；消化酶活性；免疫機(jī)能
低聚木糖是寡聚糖的一種，由于它不僅具有易溶于水，耐熱、耐酸堿、安全無(wú)毒害等良好的理化性質(zhì)，還能調(diào)整腸道微生態(tài)和提高機(jī)體免疫等作用。進(jìn)入21世紀(jì)，低聚木糖進(jìn)入動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究領(lǐng)域，并有大量研究報(bào)道低聚木糖有與微生物益生素相似的效果，因此，作為一種安全高效的飼料添加劑，在安全動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。近年來(lái)，低聚木糖在水生動(dòng)物中研究逐漸展開(kāi)，本文就其在水生動(dòng)物中最新研究報(bào)道進(jìn)行了綜述。
1 低聚木糖的概念與特性
低聚木糖又稱(chēng)木寡糖，一般從天然植物中提取，是由2～7 個(gè)D-木糖經(jīng)β-1，4糖苷鍵結(jié)合形成的直鏈糖，被稱(chēng)為“超強(qiáng)雙歧因子”。根據(jù)分子量不同，低聚木糖可分為木二糖、木三糖、木四糖以及少量的木糖和木五糖、木六糖、木七糖等，與其他功能性寡聚糖相比，低聚木糖具有以下特點(diǎn)：很難被動(dòng)物的消化酶所分解；具有獨(dú)特的酸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。對(duì)雙歧桿菌有高選擇性的增殖效果。有研究報(bào)道，低聚木糖經(jīng)過(guò)消化道各種消化液消化后的留存率均超過(guò)99.5%，5%低聚木糖溶液在pH為2.5到8.0的范圍內(nèi)，加熱1h后無(wú)明顯變化。
2 低聚木糖的作用機(jī)理與生理功能
動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)源性消化酶對(duì)碳水化合物的消化主要限于α-1，4糖苷鍵，而對(duì)其他糖苷鍵的分解能力較弱或不能分解。而在低聚木糖中，α-1，4糖苷鍵比例很小，從而導(dǎo)致絕大部分低聚木糖不能被降解成單糖，因此基本上不能被動(dòng)物小腸吸收而直接進(jìn)入小腸后部、盲腸、結(jié)腸和直腸。然而單胃動(dòng)物消化道后段寄生著大量有益微生物，這些微生物能產(chǎn)生分解各種糖苷鍵的酶，可分解消化低聚木糖，消化產(chǎn)物包括單糖、乳酸、丙酮酸、揮發(fā)性脂肪酸（VFA）、二氧化碳和水，從而為腸道內(nèi)益生菌提供了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有利于其快速增殖。有益菌大量增殖可提高吞噬細(xì)胞的活性，從而增強(qiáng)了機(jī)體的免疫功能，同時(shí)其合成的Ｂ族維生素等又可為機(jī)體提供必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。有益菌的代謝產(chǎn)物又能刺激腸道蠕動(dòng)，縮短糞便在腸道內(nèi)的停留時(shí)間，從而減少有害物質(zhì)對(duì)動(dòng)物機(jī)體造成的毒害，防止動(dòng)物腹瀉與便秘；同時(shí)又能提高飼料中營(yíng)養(yǎng)成分的吸收率和利用率。Sheu等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，在Ⅱ型糖尿病患者的飲食中每天添加4g低聚木糖，不僅能夠顯著減少血液中葡萄糖、糖化血紅蛋白及果糖胺的富集，還能降低體內(nèi)總膽固醇、低密度脂蛋白、氧化低密度脂蛋白和載脂蛋白B的水平，能夠起到顯著改善患者癥狀的功能。
2.1 選擇性增殖雙歧桿菌等有益菌、改善腸道菌群結(jié)構(gòu)
正常情況下，動(dòng)物腸道內(nèi)有益菌和有害菌存在一個(gè)生理性動(dòng)態(tài)平衡。雙歧桿菌、乳桿菌、真桿菌為有益菌，是健康動(dòng)物個(gè)體正常生理狀態(tài)下的優(yōu)勢(shì)菌群，大腸桿菌及某些鏈球菌以及其他病原微生物數(shù)量相對(duì)較少。正常情況下，幼齡動(dòng)物腸道中有益菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但隨著日齡的增加，有害菌數(shù)量逐漸上升。低聚木糖是有益菌的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，對(duì)動(dòng)物腸道內(nèi)的雙歧桿菌增殖具有高效選擇性，并具有添加量少而對(duì)雙歧桿菌增殖效果好的特點(diǎn)。有益菌大量增殖形成微生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)能抑制有害菌的增殖，從而減少糞便及糞便中氨氣等腐敗性物質(zhì)的產(chǎn)生，防止環(huán)境污染。
2.2 減少病原菌在腸黏膜的定植
有學(xué)者研究表明，微生物首先要與消化道的腸黏膜結(jié)合后，才能繁殖，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)物生病。試驗(yàn)表明，用特定的糖來(lái)結(jié)合細(xì)菌的植物凝血素，或用特定的植物凝血素來(lái)結(jié)合腸黏膜上皮細(xì)胞表面的糖脂或糖蛋白的糖殘基，都能達(dá)到減少細(xì)菌與腸黏膜結(jié)合的就會(huì)。當(dāng)腸內(nèi)有少量的低聚木糖時(shí)，植物凝血素就會(huì)與腸黏膜結(jié)合，從而可減少細(xì)菌與腸黏膜結(jié)合的機(jī)會(huì)，這樣就使很多致病菌不能結(jié)合到腸黏膜細(xì)胞上，從而降低或失去致病力。
2.3 提高機(jī)體免疫力
低聚木糖通過(guò)促進(jìn)雙歧桿菌的增殖來(lái)提高腸道黏膜局部免疫力。體液免疫應(yīng)答所產(chǎn)生的分泌型IgA對(duì)外來(lái)病原微生物等起著免疫屏障作用，阻止其通過(guò)黏膜上皮細(xì)胞進(jìn)入機(jī)體。某些寡聚糖類(lèi)能直接提高藥物和抗原免疫應(yīng)答能力，從而增加動(dòng)物體液及細(xì)胞免疫能力。Sharon等研究表明，寡聚糖能夠連接到細(xì)菌上，還能與一定的毒素、病毒、真核細(xì)胞的表面結(jié)合，結(jié)合后，寡聚糖可作為這些外源抗原的佐劑，減緩其吸收，增加其效價(jià)。Legarrec等認(rèn)為這種佐劑作用有提高機(jī)體的細(xì)胞免疫和體液免疫兩方面的功能。
3 低聚木糖添加劑在水生動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用
3.1 低聚木糖添加劑在魚(yú)生產(chǎn)中的應(yīng)用
眾多學(xué)者研究表明，適量的低聚木糖添加劑具有促進(jìn)魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)，提高腸道消化酶活力，增強(qiáng)機(jī)體免疫力的功能。李勇等（2006）研究發(fā)現(xiàn)，在大菱鲆的基礎(chǔ)日糧中添加0.04%的低聚木糖，能夠表現(xiàn)出良好的促生長(zhǎng)作用。Torrecillas等（2007）研究表明，在歐洲鱸魚(yú)的日糧中添加0.2%或0.4%的低聚木糖，能夠顯著增強(qiáng)歐洲鱸魚(yú)腸道對(duì)疾病的的抵抗力。強(qiáng)俊等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，在奧尼羅非魚(yú)幼魚(yú)的飼料中添加0.030%的低聚木糖，其特定生長(zhǎng)率顯著高于對(duì)照組（P<0.05），添加0.030%和0.045%低聚木糖組的飼料轉(zhuǎn)化率顯著高于對(duì)照組（P<0.05），但這兩組之間差異不顯著。添加低聚木糖對(duì)奧尼羅非魚(yú)幼魚(yú)全魚(yú)的水分、灰分、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量無(wú)顯著影響；添加0.030%低聚木糖組，肝胰臟蛋白酶和腸蛋白酶活力最高；添加0.030%與0.045%低聚木糖組，腸淀粉酶和脂肪酶活力最高，但這兩組之間差異不顯著；低聚木糖添加劑不能夠提高肝胰臟淀粉酶和脂肪酶的活力。最后表明，低聚木糖添加量與特定生長(zhǎng)率之間存在一定的關(guān)系，當(dāng)?shù)途勰咎翘砑恿吭?.033%左右時(shí)，可提高幼魚(yú)的消化酶活力和飼料轉(zhuǎn)化率，并能較好的促進(jìn)奧尼羅非魚(yú)幼魚(yú)生長(zhǎng)且對(duì)魚(yú)體的營(yíng)養(yǎng)成分沒(méi)有影響。褚武英等（2008）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在草魚(yú)飼料中添加0.4%的低聚木糖，能夠顯著提高草魚(yú)生長(zhǎng)速度和血清總蛋白水平，而且能夠顯著降低體內(nèi)尿素氮水平和膽固醇含量。熊娟等（2011）通過(guò)測(cè)定投喂低聚木糖對(duì)草魚(yú)腸道菌群的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)飼料中添加0.4%的低聚木糖能夠使草魚(yú)腸道中大腸桿菌數(shù)量在28d時(shí)達(dá)到最低值；雙歧桿菌數(shù)量在14d時(shí)，各試驗(yàn)組之間差異最顯著，添加0.4%的低聚木糖組數(shù)量最多；每個(gè)添加試驗(yàn)組的氣單胞菌數(shù)量均有減少。熊沈?qū)W等研究表明，在飼料中分別添加0.01%的低聚木糖后，都能夠顯著提高異育銀鯽的體重，但添加量為0.02%時(shí)，試驗(yàn)組和對(duì)照組之間差異不顯著；添加0.01%的低聚木糖，能夠顯著提高腸道中蛋白酶的活性，但添加量為0.02%時(shí)，蛋白酶活性會(huì)出現(xiàn)下降趨勢(shì)。劉波等（2006）研究表明，地衣芽孢桿菌與低聚木糖混合使用對(duì)異育銀鯽的生產(chǎn)性能的提高更顯著，在基礎(chǔ)日糧中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.01%的地衣芽孢桿菌和低聚木糖后，異育銀鯽的增重率和腸道食糜中淀粉酶的活性顯著提高，腸道食糜中大腸桿菌的數(shù)量顯著降低，乳酸桿菌的數(shù)量有增加趨勢(shì)，肝胰臟中蛋白酶的活性顯著提高。
3.2 低聚木糖添加劑在蝦生產(chǎn)中的應(yīng)用
凡納濱對(duì)蝦是我國(guó)對(duì)蝦養(yǎng)殖規(guī)模最大的品種，隨著集約化及規(guī)模化養(yǎng)殖的迅速發(fā)展，疾病也越來(lái)越嚴(yán)重，為了替代或減少抗生素的使用，低聚木糖作為一種綠色添加劑被添加到飼料中。王國(guó)霞等（2010）研究表明，在飼料中添加0.03%的低聚木糖，能促使對(duì)蝦末重、增重率和特定生長(zhǎng)率均有提高；能顯著降低餌料系數(shù)并提高飼料效率；血清免疫指標(biāo)過(guò)氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、溶菌酶（LSZ）和酚氧化酶（PO）活力均有顯著提高。添加0.01%的低聚木糖時(shí)，血清蛋白含量增加最多，體蛋白質(zhì)含量最高。以上表明，在飼料中添加適量低聚木糖有促進(jìn)生長(zhǎng)、降低餌料系數(shù)和提高飼料效率的趨勢(shì)，并能提高對(duì)蝦非特異性免疫力的趨勢(shì)，但對(duì)對(duì)蝦體組成除蛋白質(zhì)外沒(méi)有顯著影響。黃燕華等（2010）研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加適量低聚木糖除了有促進(jìn)生長(zhǎng)，降低餌料系數(shù)和提高飼料效率的能力，還能夠增加消化道蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性。
3.3 低聚木糖添加劑在中華鱉生產(chǎn)中的應(yīng)用
近年來(lái)，中華鱉養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，形成了大規(guī)模、有影響的特種水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)。中華鱉生長(zhǎng)迅速但病害頻發(fā)。為了預(yù)防和治療細(xì)菌性疾病，又避免抗生素過(guò)量使用會(huì)造成細(xì)菌抗藥性和水產(chǎn)品抗生素殘留等問(wèn)題，低聚木糖和枯草芽孢桿菌混合物被添加到中華鱉餌料中。周環(huán)等（2010）研究表明，在飼料中適量添加低聚木糖和枯草芽孢桿菌混合制劑，中華鱉質(zhì)量增加率和特定生長(zhǎng)率均高于對(duì)照組，飼料系數(shù)均低于對(duì)照組；各試驗(yàn)組腸道消化酶活性均高于對(duì)照組；血清谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和膽固醇含量均低于對(duì)照組；其中添加0.1%枯草芽孢桿菌與0.02%低聚木糖混合制劑時(shí)，增加率和特定生長(zhǎng)率最高，飼料系數(shù)最低；腸道消化酶活性最高。綜上所述，在飼料中添加枯草芽孢桿菌和低聚木糖組合而形成的微生態(tài)制劑能提高中華鱉稚鱉的質(zhì)量增加率、生長(zhǎng)率，降低飼料系數(shù)，提高腸道蛋白酶和淀粉酶活力，對(duì)中華鱉稚鱉的心臟、肝臟和腎臟具有一定的保護(hù)作用。
4 展望
寡糖的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用具有巨大市場(chǎng)前景，低聚木糖不僅在食品、飼料等傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用日益廣泛，而且在生物制藥、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用也受到廣泛關(guān)注，市場(chǎng)對(duì)低聚木糖的需求量在不斷增加。目前，在水產(chǎn)養(yǎng)殖上，隨著水質(zhì)的不斷下降，將會(huì)有越來(lái)越多的水生動(dòng)物應(yīng)用低聚木糖來(lái)改善其水質(zhì)與飼養(yǎng)環(huán)境；科研人員也會(huì)從多個(gè)方面來(lái)研究低聚木糖對(duì)水生動(dòng)物生理功能的影響，以及從各個(gè)方面經(jīng)濟(jì)與環(huán)境指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)低聚木糖對(duì)水生動(dòng)物生產(chǎn)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保價(jià)值。
（參考文獻(xiàn)略）
