王君巖，黃 健

(1.西南大學(xué) 動物科學(xué)學(xué)院，重慶 402460；2.重慶市畜牧科學(xué)院，重慶 402460)

全球?qū)櫸锏娘曫B(yǎng)數(shù)量和品種不斷增長，寵物飼料也得到了迅猛發(fā)展。2004年的數(shù)據(jù)顯示，歐洲飼養(yǎng)寵物的家庭約有5 500萬個，飼養(yǎng)了約4 100萬只犬[1-2]。中國近年來城鄉(xiāng)居民養(yǎng)犬?dāng)?shù)量也在劇增，與寵物相關(guān)的行業(yè)迅速發(fā)展。自從1959年日本國產(chǎn)犬飼料問世之后，以犬為主體的寵物飼料得到快速發(fā)展，并形成一個產(chǎn)業(yè)[3]。寵物飼料也已成為中國消費品中增長最快的行業(yè)之一。低聚糖又稱寡糖、寡聚糖，是由2～10個單糖經(jīng)糖苷鍵連接形成直鏈或支鏈的低度聚合糖類物質(zhì)，它的分子量為200～2000 D，包括普通低聚糖和功能性低聚糖兩大類。普通低聚糖可以被機體消化吸收，對腸道有益菌并無生長促進作用，不在討論范圍之內(nèi)。而功能性低聚糖本身不能被機體消化吸收，但具有一定的生理活性[4-8]。我國在犬的營養(yǎng)領(lǐng)域提及功能性低聚糖始于20世紀(jì)90年代[3]，近年來由于其功能的多樣性和獨特性，越來越受到人們的重視并得到迅速發(fā)展。本文對低聚糖飼料添加劑在犬生產(chǎn)中的應(yīng)用進行了綜述，以期為其研究和合理開發(fā)提供參考。

1 功能性低聚糖的分類及結(jié)構(gòu)特點

功能性低聚糖具有熱值低、促進有益菌增殖、攝入不增加血糖血脂、預(yù)防衰老、提高免疫力、安全、無毒、適口性高等特點[4-7]，由于組成低聚糖的單糖分子種類、數(shù)量、排列形式、分子間結(jié)合位置及結(jié)合類型不同，其種類很多，在自然界達數(shù)千種以上，國際上研發(fā)成功的有70多種。表1為目前已開發(fā)出的部分功能性低聚糖的種類及結(jié)構(gòu)組成。

2 功能性低聚糖在犬生產(chǎn)中的研究現(xiàn)狀

2.1 功能性低聚糖對仔犬生產(chǎn)的影響

養(yǎng)犬生產(chǎn)中為了最大限度地提高母犬繁殖性能和欄舍利用率，一般采用一次性斷奶法，并且提早斷奶。這一時期仔犬胃腸道容積小，消化能力弱，換用飼料等使消化道正常微生物區(qū)系發(fā)生改變，會導(dǎo)致仔犬出現(xiàn)生長性能緩慢、腹瀉率高、抗病能力不強和飼料轉(zhuǎn)化率低等一系列問題[9-10]。近些年來，國內(nèi)外對仔犬飼料中添加低聚糖的研究多關(guān)注在抵抗力、健康狀態(tài)及生產(chǎn)性能上。李紅[11]的研究表明，羅威納仔犬日糧中低聚果糖(FOS)的添加水平以0.5%～1.0%為宜，這一添加量對羅威納仔犬的生長和飼料轉(zhuǎn)化率有顯著的促進作用，但當(dāng)添加量達到1.5%時，羅威納仔犬腹瀉增加，料重比和日增重降低。李川武等[12]通過對德國牧羊仔犬與羅威納仔犬飼喂以甘露低聚糖為主要原料的復(fù)合保健制劑“微多康”的試驗發(fā)現(xiàn)，“微多康”保健制劑對仔犬的體重、體尺和生長速度具有顯著的促進作用。Gouveia等[13]對16只2～6月齡的狗進行試驗，發(fā)現(xiàn)只接種治療不能很好的清除大腸桿菌，清除率僅25%，而接受胃腸炎接種治療+低聚甘露糖(MOS,2 g/只)能有效消除致病性大腸桿菌，清除率達85.71%，證實了MOS可作為狗腸胃炎輔助治療的藥物。上述文獻表明在飼料中添加低聚糖，可增強仔畜的抵抗力，改善仔畜的健康狀態(tài)，提高生產(chǎn)性能。

表1 幾種功能性低聚糖的主要成分及其結(jié)構(gòu)特點Table 1 The main components and structural characters of several functional oligosaccharides

2.2 功能性低聚糖對青年犬生產(chǎn)的影響

國內(nèi)外有關(guān)于低聚糖作為青年犬飼料添加劑的研究報道較少。2017年，Gao等[14]對7～8月齡的比格犬飼喂低聚木糖(XOS),劑量為0，1250，2500，5000 mg/(kg·d)，在試驗期間比格犬除偶爾嘔吐和腹瀉外，無其他不良反應(yīng)，在之后四周的恢復(fù)期內(nèi)副作用逐漸減弱至消失，得到了XOS對比格犬的不良反應(yīng)劑量是2 500 mg/(kg·d)，證實了高劑量XOS對狗的健康狀況有較小的負面影響，并且不良反應(yīng)在減少劑量或停飼后是可逆的。

2.3 功能性低聚糖對成年犬生產(chǎn)的影響

國外從1994年到2017年均有關(guān)于低聚糖作為成年犬飼料添加劑的研究報道(見表2)，而國內(nèi)缺少這方面的研究。

添加含有FOS和MOS的原料方面的研究，Willard等[15]于1994年將16只小腸細菌過度生長的IgA缺陷型成年德國牧羊犬分為兩組進行試驗，F(xiàn)OS組在空腸十二指腸近端部分和十二指腸粘膜的流體中的好氧/兼性厭氧細菌集落形成單位較少(P=0.04)，證實了FOS可以改善狗的小腸細菌過度生長的狀況。Swanson等[16]對4只回腸插管的平均年齡3.3歲的成年雌性狗(獵犬血統(tǒng))進行試驗，MOS組糞便總需氧細菌較低(P=0.05)但乳桿菌含量較多(P=0.13)，F(xiàn)OS+MOS組的IgA濃度較大(P=0.05)，MOS組的淋巴細胞(占白細胞總數(shù)的百分比)較多(P<0.05)，F(xiàn)OS組和FOS+MOS組的糞便總吲哚和苯酚濃度較低(P<0.05)，MOS組的回腸消化率較低[DM(P=0.149)，OM(P=0.146)]。Swanson等[17]還證實了MOS組的添加對微生物生態(tài)和全身免疫系統(tǒng)有益， FOS組降低了大腸中的蛋白分解產(chǎn)物的濃度，F(xiàn)OS+MOS組增強局部和全身免疫系統(tǒng)，并降低糞便中腐敗化合物的濃度。在另一試驗中，Swanson等[18]對40只成年狗(20 只/組)通過明膠膠囊口服給藥，每天兩次，得到LAC與FOS聯(lián)合飼喂時效果最好，能改善腸道微生物生態(tài)和糞便蛋白分解代謝物，提升腸道健康指數(shù)。Middelbos等[19]對6只回腸插管的平均年齡4.5歲的成年雌性狗(獵犬血統(tǒng))進行試驗，得到甜菜漿處理組與可發(fā)酵的低聚糖共混物組的雙歧桿菌和乳桿菌濃度相似，甜菜漿處理組與對照組、纖維素處理組相比有總糞便短鏈脂肪酸濃度更高(P<0.05)等結(jié)果，證實了含有可發(fā)酵和不可發(fā)酵碳水化合物的混合物的狗糧與含有甜菜漿作為纖維來源的狗食能夠產(chǎn)生相似的生理學(xué)效應(yīng)，可以利用這些碳水化合物的混合物來替代狗糧中甜菜漿。Carlo等[20]收集5只成年狗新鮮的糞便樣本，匯集并孵育24 h(未消化的三種飲食殘留：①低蛋白高消化率飲食(LPHD，粗蛋白(CP)229 g/kg);②高蛋白高消化率飲食(HPHD，CP304 g/kg);③先前已進行酶消化的高蛋白低消化率飲食(HPLD，CP303 g/kg))，得到高蛋白質(zhì)的飲食會對犬腸道生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響(增加氨的濃度，減少乳酸桿菌和腸球菌的數(shù)量)，蛋白質(zhì)消化不完全使VFA濃度降低，而添加FOS可以改善犬腸道微生物群的生態(tài)平衡，降低氨的濃度和促進VFA的產(chǎn)生。Garcia Mazcorro等[21]對成年狗飼喂0.45%的益生元時，糞便變形菌(Gammaproteobacteria)減少且維生素A的豐度增加，葡萄球菌增多：在飼喂3.1%的益生元時，糞便梭菌科(Clostridiaceae)減少，巨單胞菌(Megamonas)和韋榮球菌科(Veillonellaceae)增多。

添加含有SBOS的原料方面，1996年Zuo等[22]對5只T型回腸插管的成年雌性犬進行試驗，數(shù)據(jù)顯示，不同組的DM，OM，CP，脂肪和GE攝入量未受影響；豆粕(SBM)組有較高的淀粉攝入量和總膳食纖維(TDF)攝入量，37.1%SBM組的回腸CP消化率和淀粉消化率較高：總的來說，飼喂SBM后CP總消化率較高，低聚糖SBM組和常規(guī)SBM組在消化率方面沒有顯著差異，低低聚糖SBM組的水蘇糖和棉子糖攝入量低于常規(guī)SBM組，而低低聚糖SBM組的蔗糖攝入量較高，證實了低聚糖SBM和常規(guī)SBM均可用于狗飼料，但常規(guī)SBM的效果更好。Yamka等[23]對8只回腸插管的成年雜種雌犬進行試驗，得知LLM，SBM，LLB和WSB可以作為犬類食品蛋白質(zhì)的有效來源，具有很高的消化率，提出了當(dāng)使用含少量低低聚糖，低植酸鹽大豆配制飼料時，需要考慮色氨酸和組氨酸的小腸消化率差異。其他低聚糖做飼料添加劑方面，F(xiàn)lickinger等[24]在體外發(fā)酵試驗中證實了MD發(fā)酵產(chǎn)生的總短鏈脂肪酸(SCFA)含量高于GA(P<0.01)，GOS發(fā)酵產(chǎn)生的總SCFA含量與FOS、GG、GH和GA類似；其后對6只回腸插管的具有獵犬血統(tǒng)的成年雌性狗(年齡為3±1.5歲)進行試驗，得到GOS組和MD組的葡萄糖回腸消化率(P<0.05)和碳水化合物(CHO)消化率(P=0.08)較低，MD組的CHO和葡萄糖的總消化率較低(P<0.01)，GOS組和MD組的總糞便重量較高(P<0.01),且糞便中的雙歧桿菌濃度增加(分別為P=0.13和0.23)。Faber等[25]對6只具有獵犬血統(tǒng)的成年雌性狗(年齡3.4±0.0歲)進行飼喂，表明在犬日糧中追加一定量的GGMO可明顯增加日糧養(yǎng)分的消化率和糞樣評分分?jǐn)?shù)，但是日糧中CP的消化率有所下降，其中糞樣中吲哚和苯酚含量的增加說明日糧中添加GGMO可有效地促進大腸內(nèi)容物的發(fā)酵。

表2 成年犬飼料添加劑中選用功能性低聚糖的種類及用量Table 2 The types and dosages of functional oligosaccharides in adult dog feed additives

2.4 功能性低聚糖對老年犬生產(chǎn)的影響

國外有關(guān)于低聚糖作為老年犬飼料添加劑的研究報道較少，而國內(nèi)鮮見這方面的研究。老年犬飼料添加劑中選用功能性低聚糖的種類及用量見表3。在2002年，Beynen等[26]對4只老年犬(3只雄性比格犬，1只雌性比格犬，1只雄性雪納瑞犬)飼喂FOS，證實了添加FOS使老年犬對鎂和鈣的吸收增加，并且增加了糞便中雙歧桿菌、鏈球菌、梭桿菌和厭氧菌的數(shù)量，但對糞便pH、磷的吸收等無影響。2004年Grieshop等[27]對34只老年犬(波音達犬8～11歲，比格犬9～11歲)進行飼喂，得到了MOS和CM組(P=0.07)可以增加采食量；CH組增加脂肪消化率；CH和MOS組(P≤0.05)糞便雙歧桿菌濃度分別增加0.4，0.5 log10cfu/g;DM，MOS組(P<0.05)糞便大腸桿菌濃度降低；CH組和CM組(P=0.10)嗜中性粒細胞濃度增加；MOS組(P=0.06)和CM組(P<0.05)外周淋巴細胞濃度降低。

表3 老年犬飼料添加劑中選用功能性低聚糖的種類及用量Table 3 The types and dosages of functional oligosaccharides in senior dog feed additives

3 存在的問題

由于功能性低聚糖的作用獨特，在犬的生產(chǎn)應(yīng)用和飼料研究中受到廣泛關(guān)注，但是仍存在諸多問題。首先，犬飼料中低聚糖的營養(yǎng)評價標(biāo)準(zhǔn)不完善?，F(xiàn)在犬飼料中功能性低聚糖的添加量沒有可參考的標(biāo)準(zhǔn)，而許多常用低聚糖的安全劑量范圍已經(jīng)探明，因此要推廣該飼料添加劑，必須要完善犬飼料的營養(yǎng)評價標(biāo)準(zhǔn)。其次，要考慮低聚糖產(chǎn)品純度及價格問題?，F(xiàn)在功能性低聚糖的價格較高，且添加量又不能太少，這勢必會增加飼料成本，導(dǎo)致經(jīng)濟效益得不到提高。因此必須開發(fā)研究低成本高純度的功能性低聚糖和相配套的酶制劑，從而降低成本。第三，低聚糖的組分結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系尚不明了。國內(nèi)外學(xué)者雖然對功能性低聚糖的優(yōu)良生理功效(如其免疫機能作用)有深刻的認(rèn)識，但是還不能確認(rèn)其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，同時對其在組織細胞中的分布以及分子水平上的作用機理還不了解，需要設(shè)計良好、精細量化的評價體系來支持研究。同時，不同種類低聚糖作用效果差異的機理也尚待研究。第四，要考慮低聚糖在犬不同時期(種類、年齡、生理狀況)的特異性作用。不同種屬犬類在不同生理狀態(tài)下低聚糖的適宜添加量及添加方式都是不同的，因此在實際使用過程中就需要考慮功能性低聚糖添加量問題。若隨意添加，可能會引起腹瀉、采食量降低等不良反應(yīng)，導(dǎo)致經(jīng)濟效益不升反降。第五，要對功能性低聚糖與不同種類低聚糖及其他飼料添加劑的協(xié)同或拮抗作用進行研究?，F(xiàn)在仍不了解低聚糖與其他添加劑聯(lián)合使用會對動物免疫功能、功能性低聚糖的生理活性及穩(wěn)定性等造成什么影響。這就導(dǎo)致研究中通常處于對添加結(jié)果未知的情況下，就草率地確定配方，忽略了功能性低聚糖與其他成分的相互作用。因此，要從根本上了解低聚糖與其他因素的互作作用，從而為功能性低聚糖添加量增加依據(jù)。

4 前景展望

低聚糖是近年國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)的新型飼料添加劑，其作用效果類似益生素，但作用方法又與益生素不同。低聚糖為飼料中的天然成分，無毒、無污染，在動物營養(yǎng)上有良好的應(yīng)用前景，被營養(yǎng)學(xué)者稱為“probiotic(益生元)”類綠色添加劑。低聚糖的優(yōu)勢明顯，首先生產(chǎn)低聚糖的原料廣泛，可以變廢為寶并且減輕環(huán)境污染，其次低聚糖能提高動物機體的抗病潛力，可用于降低胃腸道疾病的發(fā)生率，防止腹瀉，增加動物生長速度，還有防衰老、抗氧化、預(yù)防癌癥以及抗齲齒等功能。同時低聚糖應(yīng)用到犬生產(chǎn)中也有增強抵抗力，改善犬的健康狀態(tài)，提高生產(chǎn)性能等作用。其中FOS可以使老年犬對鎂和鈣的吸收增加，并且可以增加腸道中有益菌群的數(shù)量，改善犬的小腸微生物群體的生態(tài)平衡，降低大腸中蛋白分解產(chǎn)物的濃度；而MOS可以增強局部和全身免疫系統(tǒng)，改善腸道微生物生態(tài)，與FOS同時使用可以降低糞便中腐敗化合物的濃度；當(dāng)LAC與FOS聯(lián)合飼喂時效果很好，能改善腸道微生物生態(tài)，提升腸道健康指數(shù)等。低聚糖的開發(fā)研制工作正在進行，相配套的酶制劑也已經(jīng)出現(xiàn)，使低聚糖更易生產(chǎn)、純度更高且成本降低，而隨著研究的進行低聚糖自身的理化特性逐步明確，有利于廠家選擇適合的低聚糖生產(chǎn)。低聚糖的安全性研究已有重大突破，多種常用低聚糖的最小中毒量已經(jīng)探明，使廠家或個人可以合理添加低聚糖。

目前，低聚糖的開發(fā)與利用已受到許多國家和地區(qū)重視，我國近年來一些學(xué)者和飼料生產(chǎn)廠家也開始了這方面的研究和應(yīng)用。我國犬類功能性低聚糖開發(fā)應(yīng)用的市場潛力還很大，需要填補的空白還很多，有待于廣大科研人員廣開思路，并結(jié)合本地區(qū)實際情況開發(fā)出更多、更好、更益于生產(chǎn)的功能性低聚糖產(chǎn)品。

參考文獻：

[1] 馬保臣, 于濤, 薛廷伍,等. 世界寵物食品的概況及中國寵物食品發(fā)展的思考[J]. 養(yǎng)犬, 2008(1):6-8.

[2] 李玫,高俊嶺,喻述武. 中外寵物食品市場現(xiàn)狀及前景[J]. 飼料廣角,2005(3):41-43.

[3] 朱欽龍. 犬營養(yǎng)學(xué)和飼料的現(xiàn)狀以及今后的展望[J]. 中國養(yǎng)犬雜志,1997(1):11-13.

[4] 劉花蘭,姜竹茂,劉云國,等. 功能性低聚糖的制備、功能及應(yīng)用研究進展[J]. 中國食品添加劑,2015(12):158-166.

[5] 郝林華,王曉濱,陳靠山,等. 功能性寡糖的研究進展與應(yīng)用[J]. 飼料工業(yè),2005(12):54-59.

[6] 岳振峰,趙謀明,彭志英. 功能性低聚糖研究進展[J]. 食品科學(xué),1999(9):21-25.

[7] 覃春富,孫鵬,張佩華,等. 功能性寡糖對動物免疫功能影響的研究進展[J]. 華北農(nóng)報,2012,27(S1):421-424.

[8] 孫志洪,唐志如,姚軍虎. 功能性寡糖在豬生產(chǎn)中應(yīng)用的研究進展[J]. 家畜生態(tài),2003,24(4):55-57.

[9] 李杰,方建強,萬九生,等. 仔犬飼養(yǎng)管理的技術(shù)措施[J]. 云南畜牧獸醫(yī),2005(1):22-23.

[10] 李冰巖,王洪斌,呂海航. 仔犬的飼養(yǎng)管理要點[J]. 黑龍江畜牧獸醫(yī),2010(22):114-115.

[11] 李紅. 不同濃度果寡糖添加劑在羅威納幼犬中使用效果對比試驗[J]. 畜牧與獸醫(yī),2012,44(3):111-112.

[12] 李川武,吳衍,陳文堅.“微多康”保健制劑對仔犬的促長作用[J]. 警犬,2004(4):7-9.

[13] GOUVEIA E M, SILVA I S, ONSELEM V J, et al. Use of mannanoligosacharides as an adjuvant treatment for gastrointestinal diseases and their effects on E.coli inactivated in dogs[J]. Acta Cirurgica Brasileira, 2006,21(S4):23.

[14] GAO Y, WANG Y, LI Y, et al. Repeated sub-chronic oral toxicity study of xylooligosaccharides (XOS) in dogs[J]. Regulatory Toxicology & Pharmacology Rtp, 2017, 86:379-385.

[15] WILLARD M D, SIMPSON R B, DELLES E K, et al. Effects of dietary supplementation of fructo-oligosaccharides on small intestinal bacterial overgrowth in dogs[J]. American Journal of Veterinary Research, 1994, 55(5):654-659.

[16] SWANSON K S, GRIESHOP C M, FLICKINGER E A, et al. Supplemental fructooligosaccharides and mannanoligosaccharides influence immune function, ileal and total tract nutrient digestibilities, microbial populations and concentrations of protein catabolites in the large bowel of dogs[J]. Journal of Nutrition, 2002, 132(5):980-989.

[17] SWANSON K S, GRIESHOP C M, FLICKINGER E A, et al. Effects of supplemental fructooligosaccharides and mannanoligosaccharides on colonic microbial populations, immune function and fecal odor components in the canine[J]. Journal of Nutrition, 2002, 132(6):1 717-1 719.

[18] SWANSON K S, GRIESHOP C M, FLICKINGER E A, et al. Fructooligosaccharides and Lactobacillus acidophilus modify gut microbial populations, total tract nutrient digestibilities and fecal protein catabolite concentrations in healthy adult dogs[J]. Journal of Nutrition, 2002, 132(12):3 721-3 731.

[19] MIDDELBOS I S, FASTINGER N D, Jr F G. Evaluation of fermentable oligosaccharides in diets fed to dogs in comparison to fiber standards[J]. Journal of Animal Science, 2007, 85(11):3 033-3 044.

[20] CARLO P, GIUDITTA V C, GIULIANO Z, et al. In vitro influence of dietary protein and fructooligosaccharides on metabolism of canine fecal microbiota[J]. Bmc Veterinary Research, 2016, 12(1):53-62.

[21] GARCIA-MAZCORRO J F, BARCENAS-WALLS J R, SUCHODOLSKI J S, et al. Molecular assessment of the fecal microbiota in healthy cats and dogs before and during supplementation with fructo-oligosaccharides (FOS) and inulin using high-throughput 454-pyrosequencing[J]. Peerj, 2017, 5:e3184.

[22] ZUO Y, JR F G, MERCHEN N R, et al. Digestion responses to low oligosaccharide soybean meal by ileally-cannulated dogs[J]. Journal of Animal Science, 1996, 74(10):2 441-2 449.

[23] YAMKA R M, HETZLER B M, HARMON D L. Evaluation of low-oligosaccharide, low-phytate whole soybeans and soybean meal in canine foods[J]. Journal of Animal Science, 2005, 83(2):393-399.

[24] FLICKINGER E A, WOLF B W, GARLEB K A, et al. Glucose-based oligosaccharides exhibit different in vitro fermentation patterns and affect in vivo apparent nutrient digestibility and microbial populations in dogs[J]. Journal of Nutrition, 2000, 130(5):1 267-1 273.

[25] FABER T A, HOPKINS A C, MIDDELBOS I S, et al. Galactoglucomannan oligosaccharide supplementation affects nutrient digestibility, fermentation end-product production, and large bowel microbiota of the dog[J]. Journal of Animal Science, 2011, 89(1):103-112.

[26] BEYNEN A C, BAAS J C, HOEKEMEIJER P E, et al. Faecal bacterial profile, nitrogen excretion and mineral absorption in healthy dogs fed supplemental oligofructose[J]. Journal of Animal Physiology & Animal Nutrition, 2010, 86(9-10):298-305.

[27] GRIESHOP C, FLICKINGER E, BRUCE K, et al. Gastrointestinal and immunological responses of senior dogs to chicory and mannan-oligosaccharides[J]. Archives of Animal Nutrition, 2004, 58(6):483-494.