寡糖知识问答

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1．        什么是功能性寡糖？
寡糖或称低聚糖（oligosaccharides）是由2-8个单糖通过糖苷键连接形成的具有直链或支链的低度聚合糖类的总称，分子量约300~2000。它分为功能性低聚糖和普通低聚糖两大类。蔗糖、麦芽糖、乳糖、海澡糖、环湖糖及麦芽低聚糖等属于普通低聚糖，它们可被机体消化吸收，产生能量。
功能性低聚糖是指具有特殊的生物学功能，不能被机体消化吸收，特别能促进动物肠道内双歧杆菌等有益菌快速增殖，有益于人和动物健康的一类低聚糖，学界通称为双歧因子。
2．常见的功能性寡糖有哪些品种？
功能性低聚糖作为双歧杆菌生长促进因子，是20世纪70年代日本东京大学光罔教授首先从低聚果糖中发现的。之后，在不断的研究中发现，很多低聚糖都具有良好的双歧菌生长促进作用，并广泛使用在食品与饲料生产中。在日本和欧美，以功能性低聚糖开发的食品多达四五百种。日本生产的40%的生猪饲料中都添加了各种低聚糖。据1996年报道世界上各种低聚糖的生产量约85000吨。目前市场最常见的低聚糖有十几种，主要是：低聚半乳糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚木糖、大豆低聚糖、甘露寡糖、低聚壳聚糖、帕拉金糖等。国内饲料工业上应用较多是低聚木糖、低聚果糖和低聚异麦芽糖。
3．什么是低聚木糖？       
低聚木糖（xylo- oligosaccharides）是由2-7个木糖以β-1，4-糖苷键连接而成的功能性低聚糖。
4．低聚木糖的物理、化学性质是什么？
低聚木糖为黄色或浅褐色粉末，具有焦香甜味，它的甜味性质几乎与砂糖相同，纯净的低聚木糖的甜度为砂糖的40%左右，易溶于水。低聚木糖的粘度较低，在70℃时，其粘度为98/mPa’s，不易吸湿返潮，粘糊、流为性好，操作使用很方便。
低聚木糖的酸稳定性和热稳定较好。在pH2.5-8.0条件下，加热1h几乎没有破坏，在120℃加热1h仍然很稳定。同时它的储存稳定性亦较好。在pH2.5-8.0的条件下，37℃存放2个月，几乎没有破坏和损失。5．低聚木糖的主要质量指标有哪些？
主要质量指标：
A．        含量≥35.0%（干基）
B．        平均聚合度 1.9~3.2
C．        水分≤10.0%
D．        木聚糖≤40.0%
E．        砷（以As计）≤2.0mg/kg
F．        铅（以Pb计）≤5.0mg/kg
G．        黄曲霉素B1≤0.02mg/kg
6．低聚木糖的各有效组分在有效含量中的所占权重是多少？
低聚木糖的有效组分是木二糖至木五糖。在40±2℃、相对湿度为75±5%的条件下静置六个月进行加速试验，其检测结果如下：
放置时间(月)        性状        主要成份(%,干基)        降解产物
                木二糖        木三糖        木四糖        木五糖        低聚木糖(合计)       
6        黄色粉末        19.1        9.3        3.3        3.3        35        未检出
7．低聚木糖的生产工艺是什么？
本公司低聚木糖以天然植物为原料，采用生物技术和现代分离技术精制而成，由预处理、酶的定向制备、修饰改造、分离精制等十二道工序组成，拥有3项国家发明专利。生产技术经欧阳平凯院士和宋湛谦院士为首的专家委员会鉴定达到国际先进核心技术居国际领先水平，并荣获2006年度国家技术发明二等奖。
8．酶法生产低聚木糖所用的酶是什么？
酶法生产低聚木糖所用的酶是在生化反应器中采用特定的菌种和特定的培养基配方并控制一定的反应条件，定向合成能降解木聚糖的木聚糖酶，并对酶进行浓缩和酶系结构的纯化。
9．低聚木糖具有什么样的独特性能？
（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：

低聚木糖和麦芽糖试验后的残留率（%、w/w）
消化液        低聚木糖        麦芽糖
唾液        100        75
胃液        99.9        99
胰液        99.8        75
小肠粘膜液        99.6        2

（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，每人每天1.4g效果非常显著，连续服用三周,双歧杆菌的比例由9.3%提高到37.4%。
（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。
（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）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。
10.  低聚木糖其他重要功能。
（1）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%。
（2）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。
（3）保护肝脏功能。摄入低聚木糖，可减少有毒代谢产物的形成，大大减轻肝脏分解毒素的负担。
（4）能促使机体生成多种营养物质。摄入低聚木糖可促使动物体内增殖的双歧杆菌合成生成维生素B1、B2、B6和B12、烟酸和叶酸等，并能将各种蛋白质分解成氨基酸和肽，使动物更易吸收。
11．低聚木糖的作用机理是什么？
动物内源分泌的酶只能分解α-1，4糖苷键，低聚木糖的β-1，4-糖苷键不能被动物胃肠道消化酶所分解，同时也不为有害微生物所利用，可直接到达小肠末端及大肠，唯一为双歧杆菌等有益菌提供营养基质，促进其大量增殖，其作用机理如下：
（1）双歧杆菌的菌群增加，可以竞争性阻止条件致病菌的入侵与定植，产生广谱抗菌物质，控制内毒素的释放，达到抗病的目的。
（2）低聚木糖可作为病原菌的“假受体”与病原菌细胞表面的植物凝集素（或糖结合蛋白）配体结合，减少病原菌与肠粘膜上皮细胞受体结合的机会，使其因饥饿而死亡，达到抑制有害菌生长的目的。
（3）低聚木糖的屏障作用使致病菌无法在宿主细胞上定植而呈游离态存在，使之对抗生素的耐受性大大降低，从而提高抗生素对病原菌的杀灭和抑制作用。
（4）低聚木糖能诱生动物免疫系统中的多种细胞因子，促进干扰素的生成，激活巨噬细胞和T、B淋巴细胞，提高天然杀伤细胞（NK）的杀伤力，促进抗体产生，从而增强动物免疫功能。
（5）低聚木糖进入动物微生态区系，高选择地大量增殖双歧杆菌等有益菌，双歧杆菌能天然合成B族维生素、氨基酸或菌体蛋白为小肠吸收利用，能显著增强动物体内消化酶的活力，提高动物对蛋白质的消化吸收能力，同时双歧杆菌的发酵产物，能产生丙酸、丁酸、醋酸等有机酸，降低肠道pH值，增加矿物质的溶解度，促进矿物质的吸收，从而改善畜禽生产性能和健康状态，提高饲料转化率。
（6）低聚木糖进入动物大肠后，具有可溶性膳食纤维的基本特性，减少有毒代谢物，能促进肠道蠕动，增强消化机制，提高血液中激素水平，促进机体的合成代谢，刺激动物免疫机能，通过免疫途径发挥营养作用。
12．低聚木糖为什么能提高动物对蛋白质的消化吸收？
低聚木糖进入动物体内，在消化道内几乎不被消化和降解，直接进入动物的大肠，高选择性供双歧杆菌发酵利用并大量增殖双歧杆菌，而双歧杆菌能将各种蛋白质分解成氨基酸和小肽，更易使动物消化吸收。经南京农业大学、湖南农业大学、中国科学院海洋研究所等专家教授的试验证明，动物摄入低聚木糖后，体内的蛋白酶活力可提高15%~20%，蛋白质消化率可提高3.7%~6.5%。
13．低聚木糖为什么能提高动物对矿物质的吸收？
低聚木糖具有膳食纤维结合金属离子如Ca2+、Zn2+、Cu2+的作用。在胃肠中形成“低聚木糖+矿物质络合物”，但到达大肠后，随低聚木糖被双歧杆菌等微生物发酵分解，也同时释放出矿物质使之更易被肠道微生物吸收。同时，低聚木糖分解产生的短链脂肪酸降低了肠道的pH值，在酸性环境中，许多矿物质溶解度增加，其生物有效性也得到很大提高（如磷酸钙），此外，短链脂肪酸（特别是丁酸盐），还能刺激膜细胞生长，因而提高肠粘膜对矿物质的吸收能力。
14．低聚木糖为什么能提高动物生长性能？
低聚木糖可有效调节畜禽肠道微生态环境，促进有益菌群优势的形成。双歧杆菌、乳酸菌等有益菌可提供多种B族维生素、氨基酸，
和菌体蛋白为小肠吸收利用，并能降低肠道PH值，促进矿物质吸收，提高饲料转化率，促进动物生长。同时抑制腐败菌生长，减少肠道内有害物质的产生。低聚木糖亦能促进肠道蠕动，增强消化机能，提高血液中的激素水平，促进机体的合成代谢。刺激动物免疫机能，通过免疫途径发挥营养作用，保证畜禽健康生长。
15．低聚木糖为什么能提高动物的抗病能力？
低聚木糖进入动物体肠道后，被双歧杆菌、乳酸菌等肠道有益菌充分利用，并快速大量增殖双歧杆菌等有益菌，这些有益菌群的增加，可以竞争性阻止条件致病菌的入侵与定植，产生广谱抗菌物质，抑制有害菌生长，控制内毒素的释放，而达到抗病的目的。
16．低聚木糖为什么能提高动物的免疫能力。
低聚木糖通过增殖双歧杆菌，其细胞壁和分泌物可产生大量免疫物质，如S-TGA免疫蛋白。其阻止细菌附着于宿主的肠粘膜组织的能力，是其他免疫球蛋白的7-10倍，并能对肠道免疫细胞产生强烈刺激，促进干扰素生成，增加机体细胞的数量，激活巨噬细胞的活性和T.B淋巴细胞，提高NK的杀伤力，强化动物免疫体系。
17．低聚木糖为什么能替代或部分替代饲用抗生素？
低聚木糖可作为病原菌的“假受体”与病原菌细胞表面的植物凝集素（或糖结合蛋白）配体结合减少病原菌与宿主肠粘膜上皮细胞受体结合的机会，使其得不到营养而饿死，从而丢失致病能力。同时，低聚木糖的屏障作用使致病菌无法在宿主细胞上定植而呈游离态存在于肠道中。一方面随粪便排出体外，另一方面由于得不到营养，使之对抗生素的耐受力大大降低。少量的抗生素即能将其杀死。
18．低聚木糖为什么没有配伍禁忌？
低聚木糖具有极高的酸稳定性和热稳定性。在酸性环境中，加热到120℃其有效成份没有任何影响，也不被饲料中的任何成份所影响。因此，在饲料中添加低聚木糖无需考虑配伍禁忌问题。
19．低聚木糖为什么能改善养殖环境，减少氨气排放？
由于难消化的低聚木糖进入动物体内后，直接进入小肠末端和大肠，为大肠中的有益菌双歧杆菌利用，并促使其大量增殖，而双歧杆菌分泌的各种酶能分解有害菌产生的亚硝胺、硫化氢等有毒有害物质，同时由于蛋白质转化率的提高，多余蛋白质随粪便排出体外相应减少，改善养殖环境。
20．低聚木糖为什么具有安全排毒功能？
低聚木糖的排毒功能与药物刺激作用机理完全不同。药物通过对肠粘膜组织脱水造成直肠排便反射，而低聚木糖则是保持肠壁水分，并增加肠腔内容物水分和酸度，同时增殖双歧杆菌，肠壁形成菌膜保护屏障，从而加快肠腔蠕动产生排便反射。其次，低聚木糖进入动物大肠后，具有可溶性膳食纤维的基本属性，吸附有毒有害物质，随粪便一同排出体外。因此低聚木糖是没有任何毒附作用的安全排毒方式。排毒功效显著而稳定持久。
21．低聚木糖对蛋、肉禽的应用效果如何？
低聚木糖经长期的生产应用，实践证明：在蛋肉禽每吨全价料中添加35%低聚木糖100g-150g，产蛋率提高5.7%-6.47%，蛋重增加5.4%-6.97%，料蛋比下降5.71-8.62%，成禽死亡率下降8%-11%，由大肠杆菌引起的群禽发病率下降70%左右，每千只蛋鸡年增加毛收益2500-3000元。同时鸡蛋的品质得到提高，各种营养物质及微量元素明显提高。鸡蛋中胆固醇的含量可下降15%-30%，蛋黄色泽鲜艳均匀，蛋白增稠，蛋壳清洁光亮。沙皮蛋、破损蛋下降80%以上。在肉禽中添加低聚木糖，可使肉禽日增重提高8.54%~9.2%，料肉比下降7.2%~9.4%，死亡率下降48%~55%，全程每只肉禽可少用药费0.2元~0.4元。全程每只肉禽可增加毛利0.5元~0.8元。
22．低聚木糖对生猪的应用效果如何？
低聚木糖在乳仔猪阶段应用具有显著的促生长和抑制腹泻的效果。在仔猪全价料中添加低聚木糖200g-250g，平均日增重提高10.44%~17.27%，料肉比下降5.75~13.85%，腹泻发病率降低60.7%~80.3%，腹泻频率降低77.88%~90.3%，仔猪直肠大肠杆菌下降10.7%，双歧杆菌增长8.73%，平均每公斤增重饲料成本节约8%。综合毛收益每头仔猪可增加25元~35元。
对中大猪使用日增重可提高8.75%~14.1%，料肉比降低7.5%~9.3%，发病率降低71.6~100%，平均每公斤增重饲料成本节约4.46%~6.82%，综合毛收益每头猪可增加20元~30元。
23．低聚木糖对水产动物的应用效果如何？
在水产饲料中（虾、蟹、海水鱼、淡水鱼等）每吨添加200g-400g 35%低聚木糖，可显著改善水体的质量，COD指标明显降低。水产类动物蛋白质消化酶活力提高15%-17%，蛋白质效率提高6.2~7.5%，特定生长率提高9%-12%，增重率提高73%-81.6%，饲料系数下降5.4%~6.9%，存活率提高11.76%，同时也提高了水产动物抗缺氧的能力。
24．低聚木糖对特种皮毛动物的应用效果如何？
在狐狸、水貂、长毛兔等特种皮毛动物饲料中添加35%的低聚木糖200g-250g，可极显著抑制幼仔的腹泻。腹泻率下降65%~78%，成活率提高12.78%~18.7%，断奶重提高9.35%~12.43%，全程使用能显著降低发病率，体壮毛亮。
25．低聚木糖与益生素的区别是什么？
益生素是在体外培养的有益菌通过添加来增加动物体内有益菌总量。低聚木糖则是动物体内固有有益菌的营养基质，通过高选择性的增殖有益菌，形成群体优势。在使用过程中，益生素不能与免疫药制抗生素联用。而低聚木糖不但可以与抗生素联用，而且还对免疫药剂和抗生素具有增效的作用。其次，益生素在高温状态下很容易灭活，尤其是生产颗粒饲料时大部分益生素已被灭活而失去了作用，而低聚木糖具有很好的热稳定性，高温制粒不会对其有任何影响。
26．低聚木糖与酶制剂的区别是什么？
酶制剂是由酶（高效的生物催化剂）、载体及包被物质等组成的饲料添加剂，它主要是弥补动物本身消化酶的不足，较早获得消化功能，提高饲料利用率，促进生长。但由于酶本身具有专一性和不耐高温的特点，在使用过程中虽然进行复合和包被处理，但对高温制粒和夏季的高温贮存都是难以克服的障碍。而低聚木糖是进入动物体内后，通过增殖双歧杆菌，其代谢产物能激活体内各种酶的活力，从而提高对动物营养的消化吸收能力。
27．低聚木糖与其他功能性寡糖的区别是什么？
低聚木糖在动物消化道中几乎不消化而直接进入大肠，极少量的低聚木糖就达到了大量增殖有益菌的目的。根据日本在人体上所做试验。其每日摄取的有效剂量为：
低聚木糖        0.7~1.4g
低聚果糖        5.0~15.0g
低聚半乳糖      8.0~10.0g
乳酮糖          3.0~5.0g
大豆低聚糖      3.0~10.0g
低聚异麦芽糖    15.0~20.0g
由此可以看出，低聚木糖生物性价比高，被业界公认为超强双歧因子。其次，酸、热稳定性好，低聚果糖等其他一些低聚糖在pH值为5时即开始分解，当PH值在3时，其残留率仅有5%，而低聚木糖在PH值为2时，残留率为98%。因此，低聚果糖在经过强胃酸的环境时，很大部分被分解掉了，只有加大剂量来满足其效果，但添加成本却很高。
28．低聚木糖为什么会是最为安全、有效、不污染环境的新型绿色饲料添加剂？
    低聚木糖对动物肠道内的双歧杆菌等有益菌有高选择性的增殖效果，能改善肠道微生物菌群平衡、竞争性排斥大肠杆菌、沙门氏菌，从而抑制致病菌生长，提高动物非特异性免疫能力，增强机体对病原菌的抵抗力；激活体内各种酶的活力，提高饲料的消化吸收能力；分解有毒有害物质，产生有机酸等有益物质，减轻粪便的臭味，改善饲养环境；无残留，无任何毒附作用；添加量少，成本低，不但能提高
动物防病抗病的能力，而且能大幅度提高动物生产性能，完全符合绿色、安全、环保的要求

李业明

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