第一節(jié) 甘露低聚糖的定義

甘露低聚糖又稱甘露寡聚糖、低聚甘露糖，是從酵母培養(yǎng)細(xì)胞壁中提取的一類新型抗原活性物質(zhì)，廣泛存在于魔芋粉、瓜兒豆膠、田菁膠及多種微生物細(xì)胞壁內(nèi)。由于它不僅具有低熱、穩(wěn)定、安全無毒等良好的理化性質(zhì)，還具有保護(hù)腸道和提高免疫力等作用，國外已將其作為飼料添加劑廣泛用于飼料工業(yè)（可行性 研究 報(bào)告）。
 

第二節(jié) 甘露低聚糖的制備技術(shù)

一、甘露聚糖酶液

菌種采用芽孢桿菌WY-45，為本實(shí)驗(yàn)室保存。培養(yǎng)基成分(質(zhì)量濃度，g/l)：魔芋精粉20，牛肉蛋白胨8，酵母提取物4，KH2P04 1，MgS04·7H20 0.5；自然pH值。每250ml三角瓶40ml培養(yǎng)基，50℃，200r/min，發(fā)酵96h后，離心去菌體所得上清液即為粗酶液。酶活測定采用DNS法，底物溶液為0.5%的槐豆膠(pH6.5，0.05mol/L磷酸鹽緩沖液配制)，50℃水浴中反應(yīng)10min。酶活測定為1100U/ml，4℃冷藏備用。

二、甘露聚糖酶解

取50.0g椰子殼甘露聚糖，加入1L去離子水，煮沸5min，冷卻至室溫后用0.1mol/L鹽酸調(diào)節(jié)pn值至6.0，加入25ml粗酶液(共含27500U甘露聚糖酶活)，50℃，150r/min，水解24h。用0.1mol/L鹽酸或NaOH溶液使系統(tǒng)pH值穩(wěn)定在5.8～6.2。水解結(jié)束后沸水浴10min滅酶終止反應(yīng)。酶解液過濾，濾餅用少量水洗，合并濾液。濾液50℃真空濃縮至約300ml。

三、分離和結(jié)晶

將活性炭柱用去離子水流速以105ml/h平衡12h后，取含糖量為16.2g的糖液定容至200ml，流速以105ml/h上樣。上樣結(jié)束后，開始進(jìn)行程序洗脫，洗脫速度為105ml/h，洗脫程序?yàn)槿ルx子水水洗約2L以洗凈單糖和鹽分后，5%～30%乙醇溶液(總體積8L)線性洗脫。洗脫液全部用自動部分收集器收集，1瓶/h。測定所收集樣品的總糖含量，并TLC檢測糖組成。合并含同一單組分的收集液55℃真空濃縮至過飽和糖漿之后，加入稍許相應(yīng)的低聚甘露糖的晶種，室溫靜置，等待結(jié)晶。

第三節(jié) 甘露低聚糖的應(yīng)用

一、養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用

（一）雞

β一甘露聚糖酶已被證實(shí)能提高玉米一豆粕型日糧雞的飼料轉(zhuǎn)化率，并促進(jìn)肉雞及火雞的日增重和飼料利用率，提高蛋雞的生產(chǎn)性能。Jackson等（1998） 研究 表明，在產(chǎn)蛋初期的前12周，在飼料中添加β－甘露聚糖酶，可增加雞蛋的重量約0．3g/只（P<0．05）；產(chǎn)蛋期的第 12周到第 24周，在飼料中添加β－甘露聚糖酶可使蛋雞的日產(chǎn)蛋量提高 0．7%～1.07%；24周以后添加，日產(chǎn)蛋量可增加約1．5%。 研究 也表明，β一甘露聚糖酶能增加產(chǎn)蛋初期雞蛋的重量，可延遲高峰后期的產(chǎn)蛋率的下降。肉雞的 研究 數(shù)據(jù)顯示，β一甘露聚糖酶促進(jìn)了肉雞的日增重和飼料利用率（Teves等，1998）。

（二）豬

Chen等（1998）試驗(yàn)表明，在飼料中添加β－甘露聚糖酶，可顯著提高豬的采食量、飼料利用率、日增重；日粗粗纖維含量相同時(shí)，在飼料中添加β一甘露聚糖酶可減少豬糞的排泄量。Pettey等（1999） 研究 表明，在仔豬階段，日糧添加β一甘露聚糖酶，能顯著提高仔豬的采食量，促進(jìn)飼料利用率，提高仔豬的生長速度和日增重，使豬的生長性能得到很大的提高。飼料中添加β一甘露聚糖酶能顯著提高豬對于物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物的消化能力，也可提高飼料的消化能。在豬的整個(gè)飼養(yǎng)階段日糧添加β－甘露聚糖酶，日飼料消耗量、料肉比、飼養(yǎng)周期都得到明顯的降低，平均日增重有了很大的提高。 5結(jié)語　 甘露聚糖是植物半纖維素的主要成分，β一甘露聚糖酶可降解半纖維素為甘露低聚糖被動物利用，不僅充分利用了飼料資源，同時(shí)也顯著提高了動物的生長性能和免疫力。β一甘露聚糖酶因其良好的水解半纖維素的能力，可生成品質(zhì)好的甘露低聚糖，正成為 研究 的熱點(diǎn)。

二、工業(yè)應(yīng)用

低聚甘露糖的生產(chǎn)方法有五種：

(1)從天然原料中抽提；

(2)利用轉(zhuǎn)移酶、水解酶之轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成；

(3)利用酸水解天然多糖生成；

(4)利用酶水解天然多糖生成；

(5)化學(xué)合成法生產(chǎn)。

但最具實(shí)用價(jià)值的是利用生物技術(shù)的酶法水解多糖方法米生產(chǎn)。酶法制取低聚甘露糖系采用微生物產(chǎn)生的B一甘露聚糖酶，水解含有甘露聚糖大分子的可食性植物膠制取低聚糖產(chǎn)晶。該技術(shù)的關(guān)鍵之一在于獲得一個(gè)優(yōu)良的B一甘露聚糖酶生產(chǎn)菌，要求該菌株不但產(chǎn)酶活性高、產(chǎn)酶穩(wěn)定，而且所產(chǎn)酶組分單一，糖菅酶活性低，最適溫度與pH適宜于工業(yè)化應(yīng)用。

酶解植物膠的水解液是由單糖和低聚糖等組成的混合物。要提高產(chǎn)品質(zhì)量，必須設(shè)法降低其中的單糖含量。為了消除低聚果糖生產(chǎn)中葡萄糖的抑制作用，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

低聚甘露糖的提取工藝也是項(xiàng)目實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的制約因素之一。水解液需經(jīng)過分離、濃縮、干燥后才能制成粉末狀產(chǎn)晶。下游加工工序繁雜，投資巨大，而且決定著產(chǎn)品的質(zhì)量。這有賴于高效、穩(wěn)定、易于工業(yè)化生產(chǎn)的生化分離手段的建立與完善。

第四節(jié) 甘露低聚糖的作用機(jī)制

一、調(diào)節(jié)免疫防御

近年來大量 研究 表明，腸相關(guān)淋巴組織（GALT）主要由機(jī)體免疫細(xì)胞和腸淋巴組織構(gòu)成，GALT在體內(nèi)具有非特異性免疫和特異性免疫作用。其中非特異性免疫是阻止病原菌侵入體內(nèi)的第一道防線，在非特異性免疫反應(yīng)初期，巨噬細(xì)胞在吞噬和殺滅入侵微生物過程中起著重要作用。最近 研究 表明，在體外系統(tǒng)中將巨噬細(xì)胞直接放入甘露低聚糖中，或?qū)⒏事兜途厶俏菇o大鼠時(shí)，均能激活巨噬細(xì)胞。胃腸道特異性免疫反應(yīng)的關(guān)鍵部分主要是抗體（lgA）系統(tǒng)，粘膜IgA能抑制入侵菌和毒素在腸上皮附著，通過抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用直接殺死細(xì)菌。　甘露低聚糖在激活免疫應(yīng)答上有一定作用。由于源自微生物的特殊多糖在加入疫苗時(shí)具有佐劑作用，因而添加適量的甘露低聚糖還可顯著提高抗體反應(yīng)能力，從而加強(qiáng)疫苗的保護(hù)效能。甘露低聚糖除具有輔劑和抗原特性之外，還有能刺激肝臟分泌甘露糖結(jié)合蛋白，從而影響免疫系統(tǒng)的作用。這種結(jié)合蛋白可結(jié)合細(xì)菌被囊，從而啟動免疫系統(tǒng)產(chǎn)生應(yīng)答反應(yīng)。

二、調(diào)節(jié)非免疫防御

胃腸道非免疫防御系統(tǒng)主要組成成分為內(nèi)源微生物群，而內(nèi)源微生物群又常分為有益微生物群（如雙歧桿菌屬、真桿菌屬、乳酸桿菌屬）和有害微生物群（如大腸桿菌屬。產(chǎn)氣夾膜梭菌屬、葡萄球菌屬），其中有益微生物菌群多覆蓋在胃腸道上皮，起著阻止病原微生物定植在腸粘膜組織上的作用。甘露低聚糖的作用機(jī)制主要是干擾腸道病原菌的定植。甘露低聚糖為細(xì)菌提供了豐富的甘露糖源，從而可避免細(xì)菌與腸壁的親和由于甘露低聚糖不會被消化酶降解并攜帶病原體通過腸道，因此可以起到防止病原菌定植于腸道的作用。病原菌不能利用甘露低聚糖作為供其生長的能量來源，而有益細(xì)菌可以被甘露低聚糖激活。這表明甘露低聚糖可促使有益菌成為腸道優(yōu)勢菌群。

三、吸附霉菌毒

素近年來大量 研究 表明，甘露低聚糖可通過物理吸附或直接結(jié)合霉菌毒素，消除毒素對機(jī)體的有害影響。 研究 發(fā)現(xiàn)，甘露低聚糖可結(jié)合玉米赤霉烯酮。Raju等（1998）模擬肉雞消化道體外試驗(yàn)表明，甘露低聚糖對黃曲霉毒素。玉米赤霉烯酮和豬曲霉毒素的結(jié)合率分別為82.5%、51.6%和26.4%，其中對黃曲霉毒素的結(jié)合能力主要取決于pH值、毒素的濃度及所用的甘露低聚糖的劑量。 研究 表明，結(jié)合力在pH值為6．8時(shí)比pH值4．5時(shí)要強(qiáng)，甘露低聚糖的添加量在500～1000 mg/kg飼料范圍內(nèi)結(jié)合力呈上升趨勢。

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