低聚木糖是由2~7个木糖分子以β-1,4糖苷键结合而成的功能性聚合糖,其中以木二糖、木三糖和木四糖为主要成分。20世纪70年代日本东京大学光罔教授首先发现。因其具有独特的生理功能,而广泛使用在食品和饲料生产中,并为各国政府批准。作为饲料添加剂以其天然的生产原料以及国家标准严控的优势,使其作为一种高效绿色的功能性饲料添加剂,可部分替代抗生素而被市场和广大禽畜产品生产者接受。
一、功能作用
功能性低聚糖经长期广泛的研究被证实,它能被肠道有益菌双歧杆菌利用,而不能为肠道有害细菌产气荚膜梭菌所利用,其主要作用功效如下:
1、调节机体微生态平衡
低聚木糖不被机体的消化酶系所分解,直接到达盲肠和结肠,被双歧杆菌、乳酸菌等有益菌所利用,从而使得机体有益菌成功定殖,并大量快速地繁殖。其有益菌占据肠道黏膜的空间,形成一道生物学屏障,阻止有害菌的定殖和繁殖。另一方面,机体有益菌在生长繁殖的过程中产生乳酸、丙酸、醋酸等短链脂肪酸。伴随这些短链脂肪酸浓度的升高,机体结肠环境的pH值降低,从而破坏了适宜于大肠杆菌等有害菌群生长的pH值环境,形成一道化学屏障,抑制结肠内有害菌的生长繁殖。通过生物学屏障和化学屏障两道屏障来维持机体微生态的平衡。有利于机体健康,促进机体生长繁殖,提高动物生产性能。
2、提高动物免疫能力
机体在利用低聚木糖后,其细胞和体液免疫功能得到激活和促进,使机体在一定程度上免受致病微生物的侵袭和损害。有益菌还具有激活机体细胞内超氧化歧化酶(SOD)、氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的作用,促使抗氧化物产生,减少自由基的损伤,对动物起着强身健体的作用。低聚木糖在激活免疫应答上也有一定作用,添加适量的低聚木糖还可显着提高抗体反应能力,防止癌变发生。
3、增进机体营养
机体内双歧杆菌和乳杆菌等有益菌在生长繁殖的过程中,能够合成多种维生素,如叶酸、烟酸、VB1、VB2、VB6、和VB12等营养物质,为机体提供维生素营养。另外,低聚木糖能够促进机体钙、锌、铁和VD等营养的吸收,显着提高动物生产性能。 还可降低血液和肝脏中的胆固醇和甘油三酸脂,促使血脂正常化,热值低,不会引起血糖升高。
4、改善饲养环境卫生
机体微生态平衡保障机体有害菌的减少,由此大大地减少机体对有毒产物的产生,同时有益菌能抑制大肠杆菌活动,扭转蛋白质向胺及氨的转化,使肠内粪便和血中氨下降,排出的氨也减少。而且排出的粪中还含有大量的活性菌体,可以利用粪便中的氨。因此,低聚木糖的添加可极大地降低粪便臭味,改善舍内空气质量,减少机体应激,降低对环境的污染。
在养殖业,绿色无公害、无残留的添加剂——低聚木糖的使用,为预防动物机体疾病的发生、克服细菌耐药性及畜禽内源性感染和二重感染、禽畜产品和环境药物残留等问题指明了方向。随着广大养殖者对低聚木糖的认识及关注程度的提高,低聚木糖在饲料行业的应用前景将极为广阔。
5、低聚木糖的独特性能
低聚木糖与其他功能性低聚糖(低聚果糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖等)相比,具有独特生理性能:
5.1、低聚木糖很难被动物的消化酶分解
动物唾液、胃液、胰液和小肠粘膜液等各种消化液几乎不能分解低聚木糖,它的热量值几乎为零,作为饲料添加剂,饲喂动物后可直接进入大肠,供双歧杆菌增殖,体外试验结果表明如下:
5.2、对双歧杆菌等有益菌有高选择性的增殖效果
人体与动物肠道中没有水解低聚木糖的酶系统,而直接进入大肠供青春双歧杆菌(B·adolescenti)、婴儿双歧杆菌(B·infantis)和长双歧杆菌(B·longum)利用,与其他低聚糖相比,极微量的摄入量即可增加体内的双歧杆菌。
5.3、独特的酸稳定性和热稳定性
与其他功能性低聚糖相比,低聚木糖的突出特点是稳定性好,研究表明:5%的低聚木糖溶液在PH2.5—8.0的范围内,加热1小时后无明显变化,PH3.4左右含低聚木糖的酸性饮料在室温下储存1年,其中低聚木糖的保留率达97%以上。
5.4、摄入量小
由于低聚木糖在整个消化系统中几乎不能被分解,同时又具有高选择性地增殖双歧杆菌的特性。因此,在饲料中只需添加少量的低聚木糖,便能出现很好的保健促生长效果。
5.5、无配伍禁忌
低聚木糖具有极高的稳定性能,它对饲料中的各种成份无任何影响,也不被饲料中的成份所影响。饲料中添加少量的低聚木糖可以增加动物对钙、磷、铁、锌的吸收;对免疫药剂和抗生素还具有增效的作用。
5.6、降低血清胆固醇
产蛋鸡摄入低聚木糖连续三周至两个月后,鸡蛋中的胆固醇含量下降15%~35%。
5.7、减少有毒发酵产物,预防腹泻解除便秘
试验表明:摄入低聚木糖两周后机体内可减少45%左右有毒发酵产物,同时对大肠杆菌、沙门氏菌有较好的抑制作用,达到预防和防止腹泻的目的。低聚木糖具有整肠通便的功能,可有效改变大便的水份含量,使之保持70%~80%。其双歧杆菌利用低聚木糖,产生大量的有机酸刺激肠道蠕动,调节渗透压,从而解除便秘。
二、饲用低聚木糖的应用
1、在生猪上的应用
在断奶仔猪饲料中添加0.02~0.025%的35%低聚木糖,可使仔猪日增重提高8.7~9.2%,料肉比下降10.05~11.54%,仔猪营养性腹泻下降50%~70%;在生长育肥猪饲料中添加0.015%~0.02%的35%的低聚木糖,可使育肥猪日增重提高7.5%~13.8%,料肉比下降9.3%,发病率下降71.2%~100%,并显着改善生长猪的平均日采食量。
1.1、用于仔猪教槽料.能够最大限度的减轻和避免仔猪腹泻。
具体方法是:初生仔猪10日龄时,用水喷洒仔猪颗粒饲料表面.拌人肠肽金1号(根据仔猪数量,适量饲喂)进行诱饲。经过10天的诱饲饲养后,20日龄仔猪断奶时平均体重可以达到7.2kg,至断奶转入保育栏后,没有发生拉痢、腹泻和典型的应激反应。而对照组20日龄体重只有5.2kg(实验期间因仔猪腹泻死亡1头)。南此看出,添加低聚木糖对仔猪的增长、控制腹泻和预防应激,有着良好的效果。
1.2、用于生长肥育猪,能够提高生猪采食量,提高日增重,有效控制消化系统疾病的发生。在饲料中,适量添加低聚木糖(肠肽金2号),能够改善饲料的适口性,促进生猪食欲,加快生长速度。经试验证明,中猪(30kg)经60天试养后,试验组平均体重达到64.5kg.头均日增重575g;而对照组平均体重为60.4kg,头均日增重507g。试验组比对照组提高日增重13.4%。
1.3、用于妊娠母猪.能够有效地减轻妊娠后期便秘症状。母猪在妊娠期经常添加低聚木糖(肠肽金3号)类添加剂.在促进胎儿正常发育的同时,母猪在妊娠后期食欲正常,几乎不发生便秘症状。
1.4、增强生长抗病能力。试验证明:在生猪整个生长发育阶段,不间断饲用低聚木糖类添加剂,生猪很少发生疾病,增强了猪的抗病能力,促进生猪健康生长发育。 此外.饲用低聚木糖类添加剂,能够减轻和避免生猪断奶、补栏、环境和运输等各种应激反应。 总之.低聚木糖作为一种新型绿色饲料添加剂.具有无公害、无药残、无污染、促增长、健康环保等多种特点。目前已广泛应用于畜禽养殖业,是培育健康畜群、实施健康养殖工程的环保、绿色饲料添加剂。加之有丰富的原料和不断发展的生物技术(如生物基因工程),低聚木糖具有广阔的推广应用前景。
2、在家禽上的应用
2.1、在蛋禽上的应用
在蛋禽全价料中添加0.01%~0.015%的35%含量低聚木糖,产蛋率可提高5.7%~6.47%,蛋重增加5.4%~6.97%,料蛋比下降5.71%~8.62%。成禽死淘率下降8%~11%,蛋禽群体发病率下降70%左右。添加低聚木糖之后,鸡蛋的品质得以提高,蛋壳清洁光亮均匀坚硬,破损率大幅降低,蛋黄色泽鲜艳均匀,蛋白增稠,胆固醇含量下降15%以上,铁、锌、钙等微量元素明显增加。同时还改善了饲养环境,舍内的臭味明显减少。
2.2、在肉禽上的应用
在肉禽饲料中添加0.01%~0.015%的35%的低聚木糖,可使肉禽日增重提高8.54%,料肉比下降7.2%,肉禽死亡率下降48%~55%。
3、在养牛上的应用
在饲料中添加1.75g/(d*头)的低聚木糖,喂养犊牛40天,可以显着降低犊牛的腹泻指数,其降低率达到90%;犊牛粪便大肠杆菌数量有降低的趋势,乳酸杆菌数量趋势,其增加率约为3.7%;从而提高犊牛的生长性能。犊牛血清中低密度脂肪蛋白含量提高约21.5%;并且血清尿素氮、高密度脂肪蛋白、甘油三脂的含量有降低趋势。在饲料中添加3.4g/(d*头)的低聚木糖,喂养犊牛20天,犊牛血清中白蛋白含量降低约4.1%,白蛋白与球蛋白的比值显着降低,总蛋白含量有增加的趋势,将低聚木糖作为饲料添加剂添加到犊牛饲料中使用时,应该注意其最大添加量不要超过3.4g/(d*头)。
4、在水产上的应用
在水产饲料中添加0.02%~0.03%的35%的低聚木糖,可使水质得到明显改善,群体发病率下降60%以上,增重率提高73.42%,存活率提高11.76%,同时提高鱼类抗缺氧的能力。
功能性寡糖可提高水生动物的抗体总量, 增强免疫水平; 对海水鱼类, 如虹鳟和大西洋三文鱼的研究发现, 功能性寡糖添加投喂后, 明显增加鱼类饲料转化率、 生长率及对营养物质和金属元素的吸收和利用。添加0. 1 % ~ 0. 4 %低聚木糖草鱼增重率明显提高。
三、饲用低聚木糖的使用方法和用量
在基础配方日粮中按推荐使用量逐级混合均匀添加到饲料中即可。对生产全价料和浓缩料的企业,可以根据低聚木糖的独特性能和作用机理,也可对基础配方进行科学调整,试验表明:在全价料中添加一定量的低聚木糖对粗蛋白的配比量按原配方可以下降6%~10%左右,保健促生长抗生素可以下降50%左右,而不影响饲料质量,从而降低了生产成本,提高经济效益。
低聚木糖因生物性价比高,在所有寡糖类产品中添加量为最少,一般为0.01%~0.02%,单位添加成本较低,而低聚果糖一般添加量为0.1%~0.45%,单位成本相对较高。
四、发展前景
我国具有丰富的玉米芯、 甘蔗渣、 小麦麸、 秆等富含半纤维素类自然资源的农林废弃物。长期以来未受到充分重视和开发利用,如能将其制备成高附加值的低聚木糖,不仅促进我国低聚糖工业发展,,还可以处理农林废料,,变废为宝 ,保护环境。因此 ,对低聚木糖的研究开发具有十分重大的经济效益、 社会效益。就我国情况而言,由于在这方面的研究开发和宣传推广的时间还不太长,现在真正了解低聚糖的人很少 ,人们对它也还需要一个认识和接受的过程。目前,根据国内现代养殖的特点及市场大环境,低聚木糖在养殖业中有以下几个走向:
1、兽药厂将其应用于动物保健品中 一般采用低聚木糖+中草药,或低聚木糖+维生素或微量元素、低聚木糖+活菌制剂等复配方式,预防治疗动物疾病,控制死亡率,修复肠道黏膜等。
2、添加剂厂将其应用于添加剂预混料 低聚木糖与各类添加剂包括酶制剂、多维、活菌等复配,形成一种新型的添加剂产品,供应给饲料厂家或养殖场进行添加。补充营养,改善产品外观及品质,提高抗应激和抗感染能力,帮助病后康复,提高饲料转化率。
3、中高端饲料产品 饲料厂将其直接添加于核心料中,如:教槽料、预混料、高端商品料等,走中高端销售路线,提高动物免疫力和成活率,促进动物生长发育。
例如:高端产品——海参养殖中,注重参类体质免疫应激能力的提高。在这一方面,低聚木糖可以跟具有杀菌免疫效果的黄芪多糖以及多种维生素和矿物质复配到参类养殖饵料中,加工成不同阶段参类专业饵料。提高饵料的利用率,预防病毒病,提高免疫应激,促进机体生长。
4、养殖一体化企业直接添加喂养
随着饲用抗生素的禁用、限用,以及人们对食品安全的高度关注,肉食品一体化企业将低聚木糖直接添加到饲料中喂养动物,保持动物微生态平衡,促进机体健壮和生长发育,减少药物和抗生素的使用,走健康养殖路线,提高产品安全性和市场竞争力。
当前各类食品安全事故的频繁发生,食品安全已经成为大家广泛关注的重点事件。在此契机之下,绿色饲料添加剂成为养殖业的首选添加剂。低聚木糖作为无公害绿色产品,对动物机体肠道健康,乃至机体健壮、生产性能方面都有着积极的促进作用。其势必会赢来在养殖业中应用的美好明天。 |