新型綠色飼料添加劑――果寡糖
果寡糖(Fructooligosaccharide?FOS),又稱為低聚果糖、藤果三糖族低聚糖,分子式為G-F-Fn(G為葡萄糖,F為果糖,n=13),是在蔗糖分子上以β-1,2-糖苷鍵結合數個D-果糖初所形成的一組低聚糖的總稱.果寡糖廣泛存在於香蕉、大麥、大蒜、洋蔥、黑麥、馬鈴薯、洋薑、小麥、出小麥等植物小,但提取較為困難,且難以批量生產,商品果寡糖製劑主要是利用微生物和植物中具有果糖基轉移活性酶作用於蔗糖得到的。作為添加劑應用於飼料中主要是寡果三糖(GF2;)、寡果四糖(GF3)和寡果五糖(GF4。)。它們具有低熱、穩定、安全無毒良的的理化性能,大部分不能被動物本身的消化酶所消化,但到達腸道後可作作為有益微生物的底物,但卻不能被病原微生物利用,從而促進有益微生物的繁殖和抑製有害微生物。
果寡糖飼料添加劑的開發背景及研究曆史???自從1950年Stockstad報道,在飼料中添加抗生素可以促進動物生長以來,抗生素在預防和控製畜禽疫病,促進動物生長,提高畜禽產量等方麵起到了很大的作用。但隨著發展,人們逐漸發現了抗生素的致命弱點,它的作用機理是抑製或殺死腸道微生物(包括病原微生物和二重感染,病菌產生抗藥性,機動物內源性感染和二重感染,病菌產生抗藥性,機體免疫力下降,藥物藥殘留,因此通過食物鏈而影響人類健康和破壞生態平衡,因此許多國家們相繼頒布法令,禁止或限製抗生素在飼料中的應用。例如,歐共體1970年允許使用的抗生素為13仲,1985年為7種,1999年6月隻允許4種使用。在這種消況下,人們積極尋找一種無汙染、無染留?、多功能的新型天然促生長劑代替抗生素。基於這種背景,果寡糖才被作為一種飼料添加劑被開發出來,並逐漸應用於飼料工業。
1950年?Bacon、Edemlan、Bhanchard和?Albon在研究酵母轉化酶時發現,該酶除廠具有水解活性外,還具有轉移活性,生成一些低聚糖,被命名為蔗果三糖族低聚精。8O年代以來,人們逐漸發現了果寡糖的優良生理特征。1982年日本明治製果株式會社,首次工業化產果寡糖。產品的商品命名為"Neosrgar"。??1983年.??Hidaka采用一般的食品組為生產工藝分離和研製了果寡糖。1988年,Hirayalma等研究了黑黴。並采用聚焦色譜法測定了該酶的性質,分離提純了該酶,並采用聚焦色譜法測定了該酶的純度和等電點。1990年,Fujta得到了β-呋喃果糖苷酶的3個同功酶。而目前,果寡糖的生產已從原來的液體深層發酵轉向采用固定化酶法。
2????果寡糖的理化特性
固體的果寡糖為無色粉末,溶解性好,溶液呈無色透明。其溶液的熱穩定性受酸堿度影響較大,當PH值為中性時,120℃條件下還相當穩定,但在酸性條件下(pH值=3)時,溫度達到70℃以後極易分解。純度為55%~60%的果寡糖甜度約為蔗糖的60%,純度為96%的果寡糖甜度約為蔗糖的30%,但較蔗糖甜味清爽。在OC℃~7O℃範圍內,果寡糖的粘度隨溫度的上升而下降,另外,它的防毒性能好,可以延長飼料保存期;其吸濕性低,可減緩飼料因吸濕而發黴、變酸。
3????果寡糖的作用機理
果寡糖的作用主要是通過調節動物腸道中微生物區係平衡而實現的。動物體內分泌的α-澱粉酶、蔗寡酶、麥芽糖酶不能水解以β-1,2-糖苷鍵相連的果寡糖,因此果寡糖大都能順利通過胃和小腸而不被降解利用,但大腸中的乳酸杆菌,雙岐杆菌,梭狀芽孢杆菌可產生一係列果糖苷酶,使這些有益菌得到養分而增殖。而有害菌個能分泌此酶,同時有益菌增殖後,會通過各種途徑抑製有害菌,從而使腸道微生態係統調整到正常狀態。
3.1??有益菌的增殖因子
果寡糖進入腸道後,不能被病原菌(如大腸沙門氏菌)利用,隻能被有益微生物(如乳酸杆菌,雙歧杆菌)分解利用,產生CO2和揮發性脂肪酸,促進有益菌大量繁殖的同時,使腸道PH值下降,這樣一方麵直接抑製(酶抑製和種間競爭抑製)病原菌的生長;另一方麵使腸道還原電勢(Eh)降低,具有調節腸道正常蠕動的作用,間接阻止病原菌在腸道中定植,從而起到有益菌的增殖因子的作用。
3.2????直接吸附病原菌
病原菌的細胞表麵或絨毛會有一類丁質的結構,能夠識別並結合到腸壁上的一種寡聚糖結構受體,從而引起病原菌在腸壁上發育繁殖,導致腸道疾病的發生。而有一些果寡糖,其結構與腸壁上寡聚糖結構受體相似,。以競爭性地結合病原菌,使病原菌從腸道上脫離,從而起到"清洗"腸壁肝病原菌的作用。另外,某些果富寡糖還有吸附和消除某些黴菌素的作用。