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益生元在龟鳖养殖中的研究

来源：萌宠菠菠乐园时间：2026-02-01 09:37

1、什么是益生元？

益生元（Prebiotics）（冉陆，1999），不同的学者给以不同的名称，如化学益生素（刘亚力，2000）、原生素（浙江大学动物科学院，1999）、前生素（卢义成高宗章，1999），实际上是低聚糖，又称寡聚糖、寡糖（Oligosachride）。是指能够选择地刺激肠内一种或几种有益菌生长繁殖，而且不被宿主消化的物质。Patrich Charton教授将益生元更确切地比作生命的浮桥，病原菌粘附在寡聚糖底物上而不与动物肠道上皮细胞相接触，因而病原菌无法在肠道中固定下来，也就失去了对动物的危害。益生元与益生素异曲同工，二者的目的都是控制消化道的菌群，但益生素是外源增加的有益菌，而益生元则不同，它主要是维持动物体内已建立的而且是健康的消化道菌群（卢建军，1999）。益生元应具备以下四个条件：

（1）在胃肠道的上部既不能水解，也不能被吸收。

（2）能选择性对肠内有益菌（双歧杆菌等）有刺激生长繁殖和激活代谢功能的作用。

（3）能够提高有益于肠内健康优势菌群的构成和数量。

（4）能起到增强宿主机体健康的作用。

低聚糖是2~10个单糖以糖苷键连接的结合物，11个单糖以上的结合物则称为大糖类，100~200个单糖结合物称为多糖类。由于单糖分子种类、分子结合位置和结合类型不同，低聚糖种类繁多，在自然界达千种以上（徐秀容等，1999），其中一部分低聚糖有特殊性，它不能被人和单胃动物自身分泌的酶水解，但到达后段肠道内，能被其中的有益菌利用，从而促进肠道有益菌的增殖。依据单糖分子多少，有二糖、三糖、四糖、五糖、六糖、七糖以至十糖。例如：以淀粉为原料的两个葡萄糖分子以α-1，4糖苷键连接起来的成直链的麦芽糖、3~7个葡萄糖分子形成麦芽三至七糖，或两个葡萄糖分子以α-1，6糖苷键连接起来的分支的异麦芽糖，3~4个葡萄糖分子形成异麦芽三糖、异麦芽四糖等。又如以蔗糖为原料，经一种β-呋喃果糖苷酶转化为果糖低聚糖（以β-1，2糖苷键连接），日本明治制果公司不仅用于食品工业，还大量用于饲料工业。这类低聚糖都能促进人和单胃动物肠道内双歧杆菌等有益菌群的迅速增殖，有害菌不能利用它们，使有益菌占绝对优势。最先作为人的保健品而进入市场，近年来，日本、欧洲、美国等国家相继将其开发为饲料添加剂，在台湾地区，葡聚糖以增强免疫功能为目的被添加到龟饲料中上市。

2 、益生元的作用机理

益生元作为龟体营养调节型饲料添加剂的机理，杨曙明（1999）研究认为其主要表现在三个方面：促进机体肠道内健康微生物菌相的形成；结合、吸收外源性病原菌；调节机体的免疫系统。

益生元作为肠道内有益寄生菌的营养基质，Kohmoto等（1991）发现，α-GOS（α-Glucoolicosaccharides，α-寡葡萄糖）作为营养物被双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌等代谢，而梭状芽苞杆菌、真细菌、肠杆菌等细菌对α-GOS的代谢利用率低。Wada（1990）比较以FOS（Fructooligosaccharides,寡果糖）、XOS（Xylooligosaccharides，寡木糖）及葡萄糖为营养基质，体外培养由消化道内分离出的不同细菌时，也得到相似的结果。因此，NDO（非消化性寡糖）能够被消化道后部寄生的微生物有选择性的作为营养基质，这种被肠道微生物有选择性的利用，正是近十几年来被营养学界研究的热点，已开发出许多产品供应市场，近年来水产界已关注益生元，只是不这么称，而是定名为原生素（浙江大学）、生物活性剂（无锡）、葡聚糖免疫配方（台湾）等，用原生素替代抗生素，并已投入生产（如上海众望饲料集团公司），应用后取得显著效果。

Mitsuoka（1986）报道，成人每天食入8g寡果糖后1~2周，粪中双歧杆菌数增加十倍，其比例从2.5%到23%；Suntory（1992）在成人每天食入3.5g寡木糖1周后，粪中双歧杆菌比例从10.6%增到21.7%。这两个实验提示，加入寡糖可增加人肠道内双歧杆菌含量。

使用寡糖后菌相也将发生变化。Nurmi和Rantala（1973）首次发现单胃动物肠道内微生物对外源性病原菌的竞争性排阻作用（Competitive Exclusion，CE）。1992年Fuller把CE作用归为3个方面：细菌的相互抑制；阻止外源菌于肠道停留和繁殖；竞争性排泄。Nurmi（1991）等发现机体CE的能力与以双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌等为优势菌而梭状芽苞杆菌、真细菌、大肠杆菌比例较少的菌相有高度相关。因此，这种菌相称为理想肠道寄生微生物菌相，而这正是益生元所能影响的稳定肠道微生物菌相。Oyofo等（1992）对含有沙门氏菌（108/g）雏鸡饮水中加2.5%的寡果糖或寡木糖，鸡群中沙门氏菌从53%降到27%，盲肠中沙门氏菌下降3个菌落形成单位（CFU）。

对益生元结合、吸收外源性病原菌的研究。Beachey（1981）等认为：微生物病原性的第一步是结合在消化道肠粘膜表面，由于外源性病原菌在肠道内大量繁殖后直接作用或产生毒素而导致发病。Pusztai（1991）究明用特定的糖来结合细菌的植物凝血素或用特定的植物凝血素来结合肠粘膜上皮细胞表面糖脂或糖蛋白的糖残基，都可达到阻止细菌与肠粘膜的结合。当肠道内存在一定量的寡甘露糖等寡糖时，植物凝血素可与寡甘露糖等结合，而减少了与肠粘膜上皮细胞结合的机会，甚至将已与植物凝血素结合的肠粘膜上皮细胞的糖基部分置换下来。

益生元调节机体免疫系统的机理：Sharon和Lis（1993）证实，益生元不仅能连接到细菌上，而且也能与一定的毒素、病毒、真核细胞的表面结合，益生元作为这些外源抗原的助剂（Adjuvants），能减缓抗原的吸收，增加抗原的效价。这种助剂的作用有提高机体细胞免疫和体液免疫的这两方面的功能。Janeway（1993）认为，外源性病原菌进入动物机体后，巨嗜细胞释放介质-6，随后介质-6由血液进入肝脏并促使其产生甘露糖结合蛋白，由此触发机体多级免疫功能。寡甘露糖等也能促进细胞分泌含甘露糖基的糖蛋白，这些糖蛋白可结合侵入机体的细菌（杨曙明，1999）。

3 、益生元的应用

90年代以来，我国对益生元在动物营养与防疫中的应用这一领域进行了探索，取得了一系列成果，最早开发成功和通过鉴定并投放市场的“果聚寡糖”（百福素）饲料添加剂，该产品是运用酶工程技术合成，它是由葡萄糖和果糖以β-2，3糖苷键连接而成，该产品不被胃、小肠的酶消化而完整地到达大肠，被肠内双歧杆菌专一地利用，提高双歧杆菌数量达10多倍，并产生大量的乙酸和丁酸，降低肠道pH值，抑制腐败菌、致病菌以及氨、酚、吲哚等腐败物的产生、调节动物肠道微生态环境，提高机体非特异性免疫力，其添加量仅为0.1%~0.2%。用这种益生元替代抗生素饲养试验，仔猪的日增重幅度提高6.4%，饲料转化率提高10%，降低防疫成本1/5~1/4，而且对试验动物无残留和副作用。浙江一家有名的饲料企业在鳖饲料中添加百福素，结果饲料系数降到1.3以下，效果十分显著。

无锡正大与江苏省微生物研究所合作生产的利康素，主要成分为异麦芽寡糖。该产品属于“九五”国家科技攻关项目成果，1997年获国家科技进步三等奖。目前已应用于养龟生产，用量为每千克饲料添加2g。

主要特点及功效：

（1）运用酶工程技术研制而成；

（2）采用先进的CSEP色谱分离技术，使异麦芽寡糖等功能因子含量达90%，在技术水平和产品性能远远领先于目前市场上的同类产品

（3）利康素选择性刺激龟肠道双歧杆菌等有益菌的增殖，抑制有害菌的繁殖，形成肠道最佳微生态区系，促进微生态平衡；

（4）增加龟体免疫功能和抗病能力；

（5）高效的抗病、抑菌、保健促长的生物学功能，完全替代抗生素和促生长药物，消除药物残留。2000年，作者使用利康素（异麦芽糖，益生元中的一种），对杭州3个温室24500只鳖进行保健防病试验，在鳖饲料中添加利康素，连续服用2个月，其中2个温室的鳖未发生任何疾病，另1个温室仅少数鳖发生呼吸道疾病，后用阿莫西林泼洒治疗，很快得到控制，3个温室的鳖均未发生消化系统疾病，生长良好，初步达到健康养鳖的目的。

益生元在龟饲料中的应用。益生元的研究在我国台湾被重视并已开发应用到养龟水族。如台湾研制的乌龟大餐――添加葡聚糖免疫配方，具有九大特色：免疫、PBS、增食、嗜口、成长、健胃、解毒、整肠、除臭。开发的“AZOO9合1”小乌龟饲料和“AZOO9合1”乌龟饲料具有免疫功能的条状饲料，依据乌龟的口器及特殊食性特别研制出乌龟口器所适合的尺寸，并精选富含钙质的原料制成，适合乌龟每日的营养主食。

目前，研究开发和推广应用成本低、效果好、无害化添加剂（如益生元）替代抗生素，对于加快养龟业的发展至关重要，应引起有关部门、科研院所和饲料生产厂家的高度重视。益生元在中国大陆养龟业中应用前景看好。作者推荐在龟饲料中添加益生元的用量为：α-寡葡萄糖（α-GOS，也称异麦芽寡糖）1~2g/kg；寡果糖（FOS）1~2 g/kg；寡乳糖（GAS）1~2g/kg；寡甘露糖（MOS）0.5~1 g/kg。

生物活性物质还有很多。如无锡正大公司研制的最新高科技产品“生物活性铬”，实际是一种酵母细胞壁，采用破壁技术生产。主要成分为GTF，活性寡肽，寡核苷酸。该产品特点及功效：（1）选育活性高效酵母菌种，利用高密度发酵技术，最大限度地把无机铬转化成有机态GTF；（2）GTF通过促进胰岛素的功能，提高饲料转化率和生产性能，充分调节蛋白质和脂肪代谢，使脂肪层变薄，增加肌肉分布，改善龟的品质；（3）利用酶工程技术使酵母内优质蛋白质转化为活性寡肽，核糖核酸转化为寡核苷酸，为龟提供营养并促进其免疫功能；（4）采用最新高科技破壁技术，解除了细胞壁对酵母营养精华的束缚，使之真正彻底被吸收利用；（5）纯天然发酵产品，无毒副作用，无停药期。龟用剂量为每千克饲料添加生物活性铬0.5克，长期口服。

作者认为，要提高龟类免疫力率和养殖效益，应大力研究开发和推广应用无残留天然龟类微生态促进剂替代抗生素，因为龟类是人类健康需要的高级滋补品和中药，又是人们寄予厚望的绿色食品，为避免走养鳖业从追求数量到强调质量漫长过程中的弯路，养龟业从一开始就注重品质，可采取各种措施来实现，其中包括应用益生元、益生素、合生素和酶制剂等微生态制剂，尽量不用抗生素。对于饲料中常用的抗生素、合成抗菌剂药物残留、耐药性等问题，将威胁到人类的身体健康，日渐引起人们的普遍关注。德国已注意到这一问题，限制在动物体内使用抗生素。欧盟从1999年7月1日起停用4种抗生素（维吉尼亚霉素、磷酸泰乐菌素、螺旋霉素、杆菌肽锌）。美国科�B汉森有限公司生产的白奥美R益生元经农业部1999年7月14日第104号公告批准，进入我国。故益生菌、益生元、合生素、酶制剂、中草药等饲料添加剂的科研开发和推广应用受到国内外业界的广泛重视。

目前生产益生元的方法很多，比如用生物技术将蔗糖原料转化为果聚寡糖，从魔芋中提取生物活性成分――魔芋葡甘聚糖，还可将低聚果糖与异麦芽低聚糖复合，均可用于调整龟类肠道微生物环境，达到与抗生素同样甚至更好的防疫效果。

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