首頁 > 文體寫作

功能性寡糖調控動物腸道健康機理的研究進展

更新時間:2024-03-29 23:25:06 閱讀：評論：0

2024年3月29日發(作者：龍女花)

腸道健康專欄

2021年第42卷第3期總第624期

功能性寡糖調控動物腸道健康機理的研究進展

■孫青云

趙敏孟

呂鑫

姬紅波

龔道清

（1.揚州大學動物科學與技術學院，江蘇揚州225009；2.江蘇中煤長江生物科技有限公司，江蘇徐州221004）

摘要：功能性寡糖作為一種新型綠色飼料添加劑，可以起到改善動物腸道健康、促進動物生長

的作用。文章從降低腸道pH值、促進礦物質吸收、促進腸道內健康微生物菌形成和提高機體免疫力

四個方面綜述了功能性寡糖調控腸道健康的作用機理，為替代抗生素使用提供參考，同時也為功能

性寡糖在畜牧業的應用及進一步研究提供理論依據。

關鍵詞：功能性寡糖；飼料添加劑；腸道健康；作用機理；研究進展

doi:10.13302/.2021.03.002

中圖分類號：S816.7

文章編號：1001-991X（2021）03-0008-05

文獻標識碼：A

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

AdvancementontheMechanismofFunctionalOligosaccharidesImproveAnimalsIntestinalHealth

(eofAnimalScienceandTechnology,YangzhouUniversity,JiangsuYangzhou225009,China;

Abstract：Asoneofthenew-typegreenfeedadditives,functionaloligosaccharidescanimprovetheintes?

article,theregulationmechanismoffunctionaloli?

gosaccharidesonintestinalhealthwasreviewedfromfouraspects,includingonloweringintestinalpH,

calbasisfortheapplicationoffunctionaloligosaccharidesinanimalhusbandryandfurtherrearch.

progress

promotingmineralabsorption,promotinghealthymicrobialphaformationintheintestinaltract,andim?

perwillprovidereferenceforthesubstitutionofantibioticsandtheoreti?

Keywords：functionaloligosaccharides;feedadditives;intestinalhealth;functionmechanism;rearch

uZhongmeiChangjiangBiologicalTechnologyCo.,Ltd.,JiangsuXuzhou221004,China)

SUNQingyun

ZHAOMinmeng

LYUXin

JIHongbo

GONGDaoqing

腸道不僅是動物獲得各種營養物質的重要途徑，

而且也是抵御外界病原感染的重要屏障。腸道作為

動物體內最大的免疫系統，內部分布大約70%的淋巴

細胞，產生將近80%的抗體，腸道的健康程度與畜禽

的健康息息相關

[1]

。在以追求動物高產性能為目標的

現代養殖中，維持動物腸道健康意義重大。

近年來，許多國家已明令禁止抗生素在動物飼料

中添加和使用。因此，越來越多的國內外學者把研究

重點轉移到尋找無污染物和無公害的飼料添加劑，以

期代替抗生素的使用，特別是自然資源中的生物活性

物質。生物飼料作為目前開發和研究的熱點，在保障

我國飼料和畜產品安全、降低環境污染和替代抗生素

等諸多方面都顯示了極大前景

[2]

。其中，功能性寡糖

不易被動物消化吸收，可起到調節動物腸道微生物群

從而促進動物腸道健康的作用，受到動物營養學家的

重視

[3]

。許多研究均顯示功能性寡糖對動物腸道健康

有正面影響，國外學者報道

[4-5]

，功能性寡糖可改善動

物飼料轉化效率和機體的健康狀態，改善腸道微生物

作者簡介：孫青云，碩士，研究方向為家禽遺傳育種與生產。

通訊作者：龔道清，博士，教授。

收稿日期：2021-01-05

基金項目：江蘇省農業科技自主創新資金項目[CX(18)

1004]；江蘇省蘇北科技專項[XZ-SZ201958]

[6]

菌群結構，提高免疫力。邊佳偉等（2019）研究報道，

飼糧中添加殼寡糖能改善妊娠母豬的生產性能，促進

[7]

母豬對飼料養分的利用率。安文藝等（2019）報道，

AA肉雞日糧中添加殼寡糖能調節肉雞的腸道微生物

區系，提高盲腸中短鏈揮發性脂肪酸（SCFA）含量。

2021年第42卷第3期總第624期

SILIAOGONGYE

隨著國內外對寡糖研究的深入，應用范圍不斷拓展，（MOS）、半乳甘露寡糖（GMOS）、寡乳糖（GAS）、低聚木

以高科技為背景的新型功能性寡糖的開發應用已

成為畜牧養殖領域及生物技術研究領域的新熱點之

一

[8]

。本文就功能性寡糖調節動物腸道健康的可能作

用機理做一綜述，為功能性寡糖在動物生產上的應用

提供參考。

1不同功能性寡糖對動物腸道健康的影響

表1

項目

甘露寡糖

試驗動物

杜×長×大斷奶仔豬

糖（XOS）、低聚異麥芽糖（IMO）等。由于功能性寡糖

具有低熱值、穩定、安全無毒、黏度大、吸濕性強、不被

胃腸道消化等理化特性，以及具有改善腸道微生物

區系、降低血清膽固醇和中性脂肪含量、改善血糖含

量、提高飼料利用效率、提高動物免疫力等生理功

能

[9]

，因此受到越來越多學者的重視，表1是近年來

部分關于功能性寡糖對動物腸道健康影響的研究。功能性寡糖主要包括果寡糖（FOS）、甘露寡糖

功能性寡糖對動物腸道健康的影響

效果

提高了斷奶仔豬盲腸內容物菌群多樣性，

改善了菌群的均勻度，提高了盲腸和結腸

內容物中乳桿菌屬的相對豐度

作者

[10]

鐘曉霞等（2020）

添加量

0.1%

0.1%和0.2%

0.3%

0.1%

50mg/kg

和100mg/kg

0.3%

0.5%

0.1%

250g/t

200g/t

果寡糖

甘露寡糖

低聚異麥芽糖

海蘭褐蛋雛雞

黃羽肉雞雛雞

海蘭褐蛋雛雞

使盲腸雙歧桿菌數量增加了12.03%，乳酸桿菌數量

[11]

增加了6.07%，回腸雙歧桿菌數量增加了17.69%，張建斌等（2011）

乳酸桿菌數量增加了4.19%

0.1%和0.20%處理增加雙歧桿菌數量45.20%

和39.24%

[12]

簡運華等（2016）

減少盲腸和回腸大腸桿菌數量17.96%、15.83%，

增加雙歧桿菌數量10.07%、3.90%，

增加乳酸桿菌數量3.56%、0.15%

減少盲腸和回腸大腸桿菌數量19.00%、20.98%，

增加雙歧桿菌數量15.94%、9.37%，增加乳酸桿菌

數量18.44%、4.33%

減少回腸大腸桿菌數量4.26%和4.94%，

有提高雙歧桿菌數量的趨勢，100mg/kg處理組

的空腸絨毛高度、絨毛高度/隱窩深度顯著升高

[13]

張建斌等（2010）

甘露寡糖海蘭褐蛋雛雞

[14]

張建斌等（2010）

殼寡糖

AA肉雞

海蘭褐蛋雛雞

杜×長×大斷奶仔豬

長白×大白后備母豬

[15]

白潔等（2017）

大豆寡糖

異麥芽寡糖

果寡糖

減少盲腸和回腸大腸桿菌數量19.66%、23.75%，

[16]

增加雙歧桿菌數量13.57%、14.24%，增加乳酸桿張建斌等（2010）

菌數量3.83%、0.45%

減少盲腸大腸桿菌和沙門氏菌數量58.54%、28.22%

[17]

吳俊等（2018）

顯著提高了盲腸和結腸總揮發性脂肪酸含量

使大腸桿菌數量降低了85%，雙歧桿菌數量

[18]

王博等（2015）

增加了21.25%，乳酸桿菌數量增加了12.28%

使結腸、盲腸、直腸大腸桿菌數量降低了14.62%、

12.45%、10.69%，雙歧桿菌數量增加了4.73%、

[19]

王繼成等（2006）

6.85%、8.73%，乳酸桿菌數量增加了0.73%、

5.99%，但直腸乳酸桿菌數量降低了2.31%

提高回腸食糜中乙酸、異丁酸和丙酸的濃度，

顯著改善肉仔雞回腸內的微生物區系

增加腸道中雙歧桿菌和乳酸桿菌的數量，

同時還可以降低金黃色葡萄球菌的數量

[20]

徐小龍等（2016）

[21]

Yang等（2012）

低聚木糖杜×長×大豬

羅斯308商品

肉仔雞

斷奶仔豬

殼寡糖

400mg/kg

和600mg/kg

注：表中的百分比均是與對照組相比，經計算后得出。

從表1可以看出，添加不同類型的功能性寡糖對

動物的腸道健康有一定的影響，突出的表現是促進了

雙歧桿菌和乳酸菌的增殖，抑制了大腸桿菌的增殖，

有些試驗結果還顯示添加寡糖提高了乙酸、丁酸和短

鏈脂肪酸丙酸含量。但在不同動物、不同品種、不同

[11，13，16]

腸段的具體效果上有差異。張建斌等（2011）的

桿菌的比例為17.96%~19.66%左右，而回腸的跨度比

例則較大，約在15.83%~23.75%之間；增加盲腸雙歧

桿菌比例10.07%~15.94%之間，同樣回腸的跨度比例

則較大，在3.90%~17.69%之間；甘露寡糖增加盲腸乳

酸桿菌的比例較大，為18.44%

[14]

，低聚異麥芽糖和大

豆寡糖增加乳酸桿菌的效果較為一致，分別為3.56%

16]

和3.83%

[13，

。由此可見不同類型的功能性寡糖在動研究表明，不同寡糖在海蘭褐蛋雛雞上減少盲腸大腸

腸道健康專欄

物上的應用效果并不一致，需要根據具體的情況選用

合適的類型才能起到最佳效果。

2.1

功能性寡糖調控動物腸道健康的作用機理

2.1.1

動物腸道維護的關鍵點

動物腸道的酸性環境非常重要。第一，

適宜的pH值

pH值可以加快飼料的軟化，促進飼料中營養物質的

適宜的

溶解，加快雙糖的水解并實現蛋白質營養物質的初步

消化；第二，激活酶原并提高消化酶的活性，促進胰液

和小腸液的分泌；第三，保證胃腸道內有益菌群適宜

的生存環境；第四，抑制并殺滅進入腸道內的病原菌，

減少疾病感染概率。

2.1.2

由不同的微生物菌群構成的腸道微環境是保證

正常的菌群環境

動物腸道功能的重要因素。通過有選擇性地補充飼

料微生物添加劑，添加促進有益菌生長并抑制病原

菌的物質，也是確保腸道菌群結構穩定正常的有效

手段

[22]

2.2

。

一般認為功能性寡糖由于難以被動物體內分泌的

功能性寡糖的作用機理

消化酶分解，在腸道后段可維持腸道微生態平衡，對改

善宿主健康，提高生產性能起到一定的作用

[23-24]

。其可

能的作用機理主要包括以下幾個方面。

2.2.1

1.00%

有

降低腸道

糜pH

、

值

2.00%

研究表

[25]

，其平均

大豆寡糖，

明

，

值的作用機理

在18

能顯著降低肉仔雞盲腸食

日齡肉仔雞日糧中添加

Zhang等（2003）

pH值從6.73下降到6.25和6.32。

[26]

發現，在斷奶仔豬飼糧中添加1%

的水蘇糖可顯著降低結腸的pH值，這些研究提示功

能性寡糖有降低腸道

FOS

下的有菌家鼠則有大于

飼喂無菌家鼠后

值的作用。用以

50%

，無

C標記的

的

FOS

產生，

被以

而同樣條件

說明家鼠消化道內的微生物分解

糞便中釋放出來，

形式從

了FOS。單胃動物消化道后部寄生著大量微生物，

既能產生切斷聚糖或低聚糖末端糖苷鍵的酶，也能

產生水解聚合鏈中間各種糖苷鍵的酶，因此能消化

功能性寡糖。其消化過程是：功能性寡糖→單糖→

乳酸和丙酮酸→揮發性脂肪酸（VFA）→二氧化碳

和水

[27]

。甘露寡糖能夠促進后腸雙歧桿菌、乳酸桿

菌的增殖

[28-29]

，利于短鏈揮發性脂肪酸（SCFA）的產

生

[30]

，降低腸道pH值。

2021年第42卷第3期總第624期

可以推斷功能性寡糖發酵產生的丙酸、丁酸等揮

發性脂肪酸是降低腸道pH值的原因。動物消化道內

的pH值是影響微生物生存繁衍的重要因素。一些病

原微生物，如大腸桿菌、沙門氏菌等易在pH值6.0~8.0

的中性環境中生存，而乳酸桿菌等有益菌則適于偏酸

性環境。降低腸道pH值能抑制對酸度敏感致病菌的

生長繁殖，改善腸道微生態環境，提高動物的防病抗

病能力

[31]

2.2.2

李曉麗等

促進礦物質吸收的作用機理

。

（2010）

[32]

報道，0.9%果寡糖能顯著提

高21日齡固始雞血清鈣含量。Lebel等（2014）

[33]

研

究發現，甘露寡糖可以顯著提高育肥豬對Cu和Zn的

吸收率。袁華根等（2019）

[34]

研究表明：在三元仔豬

日糧添加160mg/kg殼寡糖能顯著提高回腸鈣和磷

的表觀消化率，提高小腸絨毛高度、絨毛高度與隱窩

深

0.1%

度的比值。李玉欣等（2015）

[35]

研究表明：添

腸、空腸和回腸絨毛高度、

或0.2%甘露寡糖能顯著提高斷奶仔豬十二指

加

降低腺窩深度、提高絨腺

比。有報道認為這可能與增加短鏈脂肪酸的數量有

關，寡糖能被腸道微生物發酵或部分發酵后產生揮

發性脂肪酸，能為動物提供能量、抵御病原微生物和

維持腸道健康

[36-37]

。

綜合報道，推測功能性寡糖促進礦物質吸收的

可能機制是：腸道有益菌增殖降低了腸道內pH值，

生成的H

可與金屬離子交換促進金屬陽離子的吸

收，還能溶解腸道內容物中的不溶性鈣鹽、鎂鹽等，

從而促進礦物質的吸收；腸道黏膜上皮絨毛長度變

長，隱窩深度變淺即絨腺比升高意味著絨毛吸收細

胞增多，分泌細胞減少，造成吸收能力升高，增大了

金屬離子與腸壁的接觸面積，從而提高了礦物質的

利用率。

2.2.3.1

2.2.3促進腸道內健康微生物菌相形成的作用機理

許多病原菌的細胞表面含有鍵合碳水化合物的

直接抑制病原微生物

蛋白質，稱為外源凝集素。它們與消化道寡糖結構的

受體結合，附著在消化道黏膜表面，從而導致病原菌

在腸道內大量繁殖后直接作用或產生毒素而導致病

變

[38]

。劉衛東（2011）

[39]

的試驗表明：日糧中添加0.1%

甘露寡糖顯著地抑制了肉仔雞盲腸內大腸桿菌的生

長。Ramirez-Hernandez等（2015）

[40]

研究發現，甘露寡

糖可以降低動物體內空彎曲菌的定植，由于甘露寡糖

2021年第42卷第3期總第624期

不能為有害菌提供其生長所需的營養物質，因此而抑

制有害菌的生長繁殖，降低其致病作用。

綜合報道表明：抑制病原微生物可能作用機

理是寡糖與病原菌在腸壁上的受體具有相似的結

構，它與病原菌表面的類丁質也有很強的結合力，

可競爭性地與病原菌結合，使其無法附植在腸壁

上，形成生物學屏障，致使病原菌死亡而失去致病

能力。

2.2.3.2

動物消化道內沒有消化功能性寡糖的酶，

作為有益菌的增殖因子

這些

寡糖絕大部分以未降解的形式到達小腸后段和大腸

發揮其生理功能。從而抑制了有害菌的生長，提高

動物的抗病能力。各種寡糖是公認的雙歧因子，可

以促進雙歧桿菌增殖，從而抑制有害菌產氣莢膜梭

狀芽孢桿菌的生長。連國琦等（2012）

[41]

的試驗發

現，斷奶仔豬日糧中添加0.5%殼寡糖促進有益菌自

身生長的同時還能抑制有害菌的繁殖，如促進雙歧

桿菌和乳酸桿菌的生長，抑制大腸桿菌和鏈球菌的

增殖。

2.2.4

有研究表明，

提高機體免疫力的作用機理

寡糖可作為外源抗原的佐劑，與

一些病毒、病原菌的表面發生結合，增強機體免疫

機能

[42]

，具有抗原特性的寡糖，還能刺激機體產生

特異性免疫

[43]

。在細胞免疫方面，功能性寡糖可增

強巨噬細胞的巨噬作用。在體液免疫方面，功能性

寡糖由于具有免疫佐劑功能，可以顯著提高抗體的

生成水平。Xiong等（2015）

[44]

研究發現，COS會引起

斷奶仔豬上皮淋巴細胞的數量在十二指腸和空腸

中增多，在回腸中下降，IgA和IL-10的濃度顯著提

高。在妊娠母豬日糧中補飼短鏈果寡糖，可以增加

回腸細胞因子分泌的γ干擾素(IFN)含量、盲腸杯狀

細胞數和血清中IgA含量

[45]

。肉雞日糧中添加甘露

寡糖不僅能夠提高雞血清中的免疫蛋白水平，還可

以提高血液中T淋巴細胞的百分率

[46]

?？梢?，寡糖

主要通過激活動物機體體液和細胞免疫等來提高

機體免疫力。

3小結

功能性寡糖在改善腸道微生物菌群，促進動物腸

道發育，提高動物機體免疫能力方面有很好的應用效

果，作為新型的綠色飼料添加劑，為替代抗生素的使

用提供了新的研究方向。但功能性寡糖在養殖業和

SILIAOGONGYE

飼料業的應用中尚存一些問題：一是功能性寡糖具體

的調控機制尚未完全清晰，還存在諸多未能解決的問

題，制約其在畜牧業的推廣應用；二是功能性寡糖應

用于反芻動物的相關研究報道甚少，尤其對成年反芻

動物的研究上還存在很大空白。因此，今后需加強對

寡糖理化結構與其功能的內在關系、不同生理狀態下

反芻動物腸道健康作用機理的研究和探討，以期功能

性寡糖廣泛應用于生產實踐。

參考文獻

[1]吳峰洋，李沖，崔嘉，等.甘露寡糖對兔腸道健康及功能形態的影

響[J].家畜生態學報，2017，38(6)：5-7，36.

[2]

[3]

2020-02-16(2).

崔麗.生物飼料將搭上綠色養殖快車[N].中國畜牧獸醫報，

李浩，周波，夏中生，等.果寡糖和益生菌及其組合對65~124日

齡豬生長性能、養分消化率和直腸微生物的影響[J].中國畜牧雜

志,2020,56(9):133-139.

[4]DUAN

supplementation

XD,TIANG,CHEND

munityandregulated

indiets

intestinal

ofsow

bacteria

and(or)their

inpiglet[J].

offspring

oligosaccharide

Journal

improved

ofAn?

im?

[5]

imal

MAHESH

Science,

2019,

PAWA

97(11):

R,ASHOK

4548-4556.

nanoligosaccharide

K,ofdietaryman?

gut

supplementationon

[6]

[J].

fermentation,

邊佳偉，

Journal

黨國旗，

ofAnimal

immune

賈麗楠，

Science

respon

等.殼寡糖對母豬生產性能及養分消化

andTechnology,

and

nutrient

antioxidant

digestibility,

2017,

indices

59:11.

hind?

dogs

率的影響[J].飼料研究，2019，42(12):17-19.

[7]安文藝，雷佳琦，董元洋，等.殼寡糖與屎腸球菌對肉仔雞生長性

能、免疫功能及腸道短鏈脂肪酸含量的影響[J].中國畜牧雜志，

[8]

2019

趙敏，

，55(8)

雙全.

：110-117.

飼用寡糖的研究進展[J].內蒙古農業大學學報(自然

科學版)，2019，40(5)：97-100.

[9]王中成.果膠寡糖螯合鋅對肉仔雞生長調控機制的研究[D].北

京：中國農業科學院，2019.

[10]鐘曉霞，黃健，劉志云，等.甘露寡糖和復合益生菌對斷奶仔豬

生長性能及腸道形態結構、揮發性脂肪酸含量和菌群結構的影

響[J].動物營養學報，2020，32(7)：3099-3108.

[11]張建斌，車向榮，楊華.果寡糖對蛋雛雞生長性能和腸道菌群的

影響[J].中國飼料，2011(4)：22-28.

[12]簡運華，高春國，蔣守群.甘露寡糖對中速型黃羽肉雞生產性能

和腸道微生物菌群的影響[J].中國家禽，2016，38(11)：78-80.

[13]張建斌，車向榮，楊華.低聚異麥芽糖對蛋雛雞生長性能和腸道

菌群的影響[J].中國飼料，2010(13)：41-43.

[14]張建斌，車向榮，楊華.甘露寡糖替代抗生素對蛋雛雞腸道菌群

的影響[J].飼料博覽，2010(5)：29-30.

[15]白潔，劉國華，年芳，等.飼糧添加殼寡糖對肉雞肉品質、抗氧化

腸道健康專欄

性能、小腸黏膜組織結構及腸道菌群的影響[J].動物營養學報，

[16]張建斌，

2017，29(12)

車向榮，

：4485-4494.

楊華.大豆寡糖替代抗生素對蛋雛雞生長性能

和腸道菌群的影響[J].飼料工業，2010，31(10)：7-9.

[17]吳俊，許二學，劉強.日糧添加異麥芽寡糖對斷奶仔豬生長性

能、抗氧化和免疫性能及腸道微生物含量的影響[J].中國飼料，

[18]王博，

2018(12)

田河山，

：46-50.

張福亮，等.果寡糖對后備母豬生長性能、免疫功

能及腸道菌群的影響[J].飼料工業，2015，36(18)：6-9.

[19]王繼成，潘靈輝，李淑云，等.低聚木糖對斷奶仔豬生產性能、腸

道菌群及免疫水平影響的研究[J].中國畜牧獸醫，2006，33(5)：

[20]徐小龍，

3-7.

周魯寧，張斌，等.殼寡糖替代抗生素對肉仔雞生長性

能及免疫功能的影響[J].飼料廣角，2016(17)：33-37.

[21]YANG

oligosaccharide

CM,FERKET

ongrowth

PR,

performance,

HONGQH,ofchito-

tion,intestinalmorphologyandcecalmicroflora

intestinal

barrier

weaned

func?

[22]劉宏偉，

[J].Journal

廖闊遙，

ofAnimal

張浩，

Science,

等.豬無抗飼料研究進展

2012,90(8):2671-2676.

pigs

2019，

[J].豬業科學，

[23]宋妍妍

36(12)

.功能性寡糖對仔豬機體調控的應用研究

：82-86.

[J].飼料廣角，

[24]李涵

2018(3)

2017

，

低聚糖在母豬繁殖和仔豬生產的應用

：49-51.

19(11)：22-25.

[J].中國動物保健，

[25]易中華，馬秋剛，王曉霞，等.大豆寡糖對肉仔雞腸道pH值和盲

腸短鏈脂肪酸的影響[J].飼料工業，2010，31(19)：32-35.

[26]ZHANG

performance,

LY,

diarrhoea

LIDF,QIAO

incidence

SY,sofstachyoon

[27]

ling

閔力，

pigs[J].

劉立恒，