益生元在動物營養中的研究進展

王靜 張曉靜 潘春梅

摘要：隨著畜禽飼養方法的不斷發展，飼養者對飼料添加劑的要求越來越高?？股刈鳛樯L刺激劑已被禁止使用。所以人們開始探索益生元的作用，益生元主要用于維持畜禽腸道微生物群的平衡。主要討論了益生元的定義，列出了最常用的益生元，并舉例說明了其在動物飼料中的作用。

關鍵詞：動物健康;腸道微生物群;益生元

中圖分類號：S8-1? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1007-273X（2018）11-0012-02

人口的持續增長與對植物和動物食物的需求增長是密不可分的。人們正在尋找解決辦法，以便降低生產成本，并符合人和環境高質量和安全的標準。藥物飼料添加劑雖然增加了優質肉類、雞蛋、牛奶和魚類的產量，但是長期使用導致抗藥性增加，對消費者和動物的健康構成威脅，對環境造成負面影響，諸如彎曲桿菌、沙門氏菌是食物污染的直接來源，也是造成動物傳染病的一個原因。因此，引入新的動物飼養方法，目的是增加肉類的質量和安全，同時兼顧動物福利以及對自然環境的保護。2003年歐洲議會和理事會第1831號有關條例中關于動物營養中所用添加劑提到益生元物質，本研究對益生元的定義、含益生元的物質和在動物營養中的作用進行了介紹，并對未來的研究和發展進行了展望。

1? 益生元的定義

除了益生菌外，益生元也是天然的飼料添加劑。早在1921年，Rettger等[1]報道稱，在食用碳水化合物后，人類腸道微生物群富含乳酸細菌。自那以后，這一概念不斷演變。目前使用的定義是由國際益生菌和益生元科學協會（ISAPP）于2016年12月創建的。該定義為，益生元不僅包括糖類，還可能涉及其他物質的碳水化合物（如多酚和多不飽和脂肪酸），不再僅限于食物，作用部位也不僅局限于胃腸道，在動物營養方面也有重要作用，通過調節共生菌群從而對寄主產生有益影響。益生元需要被活體菌群選擇性利用，而不是酶或其他生物活性物質的底物。

益生元在畜禽營養方面發揮重要作用，所以在評估益生元對動物健康方面的作用時，必須考慮動物群體在解剖學、生理學、營養學、腸道微生物群和棲息地方面的差異。

2? 益生元的選擇標準

為了確定和證明一種物質是一種潛在的益生元，必須說明其來源、純度、化學成分和結構，包括所有國家所要求的安全規定，如適當的劑量和副作用評估，沒有污染和雜質，不會改變腸道微生物群和對宿主的負面影響，并且強調只有在特定地點與微生物群調節有關的有益健康影響時，才可使用益生元一詞。

據報道，作為益生元的食物成分有五個基本標準。首先，益生元在消化道對消化能力的影響。其次，益生元被腸道有益細菌選擇性的發酵（第二個標準）。發酵可能導致代謝的變化，進而改進免疫系統的運作，從而對機體產生有益的影響（第三項標準）。重要的是選擇性的刺激有益細菌的生長 （第四項標準）。還有益生菌的技術特征，與各種食品和飼料加工的穩定性有關（最后一個標準）[2]。

3? 含有益生元的物質

含有益生元的物質有不可吸收的碳水化合物（寡糖和多糖）、肽、蛋白質和脂類。豆類、水果和谷物是益生元的天然來源。然而，許多物質是用化學和酶法合成的。常用的益生元有FOS、低果糖、反式半乳糖-寡糖（TOS）、葡聚糖、乳糖醇、丙二醛低聚糖、低聚木糖和棉子糖。當它們到達大腸時，這些物質成為有益腸道細菌的營養基質。對宿主健康產生有利的影響，最常用于畜禽營養的益生元是FOS、GOS、菊粉、異構體-寡糖（IMO）、木寡糖（XOS）、丙二醇、乳糖醇、谷物纖維。在設計益生元的成分時，確定合適的劑量是必要的，過量的益生元可能導致脹氣和腹瀉。另一方面，益生元很大的優點是可長期作為預防性使用，沒有任何副作用。

4? 益生元在動物方面的研究

有報道研究了益生元作為飼料添加劑對豬腸道微生物菌群的影響。Smiricky-Tjardes等[3]給豬按35 g/kg的劑量喂食益生元6周，與對照組相比，引起雙歧桿菌數量和乙酸水平的顯著增加，同時降低腸道pH。

Xu等[4]研究了使用FOS劑量0、2、4和8 g/kg飼料添加對腸道形態和微生物群的活性影響。結果表明，添加4 g/kg飼料對動物的平均日生長和雙歧桿菌及乳酸菌的生長有正向影響，同時抑制雞胃腸道大腸桿菌的生長。Spring等[5]研究發現，與沒有改變飲食結構相比，添加含MOS酵母菌導致雞腸道沙門氏菌減少26%。Thitaram等[6]研究證實了注射1%、2%和4%（體重）不同濃度的異構寡糖（IMO）對感染斑疹沙門氏菌的肉雞腸道微生物群的影響。結果表明，動物飼料中添加IMO導致斑疹傷寒的數量顯著減少，而咀嚼、消化和喂養效果與對照組無顯著差異。

研究表明，過高的益生元劑量可能對胃腸系統和動物生長過程產生負面影響。然而，添加益生元對研究雞腸道中雙歧桿菌的增加有積極作用。關于益生元對動物健康影響的研究結果往往是矛盾的，這是由于化合物的高度特異性、不同劑量和施用時間造成的。

5? 小結

益生菌對病原體的保護、刺激免疫反應和提高生產能力等方面對動物的健康有益，益生元可以與益生菌交替使用或支持益生菌的作用。研究中遇到的最大問題是選擇合適的益生菌和益生元。要滿足消費者健康生活的期望，需要在科學研究、開發創新技術方面努力，讓飼養者相信，在含益生元飼料方面的投入將轉化為更好的生產效果和更高質量的動物產品，從而保證預期的經濟收益。應當強調的是，使用益生菌、益生元作為飼料添加劑是安全的，對自然環境沒有負面影響，并減少了對以抗生素為基礎的生長刺激劑的需求。然而，益生菌和益生元的作用機制需要進一步研究。

參考文獻：

[1] RETTGER? L F， CHEPLIN H A A. Treatise on the Transformation of the Intestinal Flora： with Special Reference to the Implantation of Bacillus acidophilus[M].New Haven： Yale University Press， 1921.

[2] 劉卓群，馬亞楠，聞德亮.益生菌，益生元對肥胖的治療及其機制的研究進展[J].中國微生態學雜志，2018，3（9）：1096-1101.

[3] SMIRICKY-TJARDES M R，GRIESHOP C M， FLICKINGER E A，et al. Dietary galactooligosaccharides affect ileal and total-tract nutrient digestibility，ileal and fecal bacterial concentrations，and ileal fermentative characteristics of growing pigs[J].J Anim Sci，2003，81：2535-2545.

[4] XU Z R，HU C H，XIA M S，et al. Effects of dietary fructooligosaccharide on digestive enzyme activities，intestinal microflora and morphology of male broilers[J].Poult Sci，2003，82：1030-1036.

[5] SPRING P，WENK C，DAWSON K A，et al. The effects of dietary mannanoligosaccharides on cecal parameters and the concentrations of enteric bacteria in the ceca of Salmonella-challenged broiler chicks[J].Poult Sci，2000，79：205-211.

[6] TZORTZIS G，GOULAS A K，GEE J M，et al. A novel galactooligosaccharide mixture increases the bifidobacterial population numbers in a continuous in vitro fermentation system and in the proximal colonic contents of pigs in vivo[J].J Nutr，2005，135（7）：1726-1731.