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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(wú)毒等良好的理化性質(zhì)，還具有保護(hù)*和*等作用，國(guó)外已將其作為飼料添加劑廣泛用于飼料工業(yè)。

中文名

甘露低聚糖

又    稱

甘露寡聚糖

提取地點(diǎn)

從酵母培養(yǎng)細(xì)胞壁中

類    別

一類新型抗原活性物質(zhì) 

1簡(jiǎn)介

β－1，4一甘露聚糖酶簡(jiǎn)稱β－甘露聚糖酶，是一類能夠水解含β－l，4一甘露糖苷鍵的甘露寡糖、甘露多糖（包括甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖等）的水解內(nèi)切酶，屬于半纖維素酶類。

β－甘露聚糖酶能將廣泛存在于豆類籽實(shí)中的甘露聚精等多糖降解為葡萄糖、甘露寡糖等低聚糖，不僅*了甘露聚糖對(duì)單胃動(dòng)物各種營(yíng)養(yǎng)素的抗?fàn)I養(yǎng)作用，同時(shí)生成的甘露低聚糖在動(dòng)物生產(chǎn)中起著重要的作用。近年來(lái)隨著對(duì)自然界半纖維素資源的開發(fā)及其在飼料工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用，微生物β－甘露聚糖酶的開發(fā)和利用研究進(jìn)入了一個(gè)新階段。

2甘露低聚糖的作用機(jī)制

*防御

近年來(lái)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*和特異性免疫作用。其中*是阻止病原菌侵入體內(nèi)的第一道防線，在*反應(yīng)初期，*在吞噬和*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*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*。胃*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*的作用。這種結(jié)合蛋白可結(jié)合細(xì)菌被囊，從而啟動(dòng)*產(chǎn)生應(yīng)答反應(yīng)。

調(diào)節(jié)非免疫防御

胃*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*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*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(huì)被消化酶降解并攜帶病原體通過*，因此可以起到防止病原菌定植于*的作用。病原菌不能利用甘露低聚糖作為供其生長(zhǎng)的能量來(lái)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*優(yōu)勢(shì)菌群。

吸附霉菌毒

素近年來(lái)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，*毒素對(duì)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*體外試驗(yàn)表明，甘露低聚糖對(duì)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(duì)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(shì)。

β－甘露聚糖酶的作用方式及其水解產(chǎn)物

β一甘露聚糖酶是水解1，4－β－D一吡喃甘露糖為主鏈的內(nèi)切水解酶，作用底物主要是半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖以及甘露聚糖。不同來(lái)源的β一甘露聚糖酶對(duì)不同來(lái)源的底物作用深度及其水解產(chǎn)物是不相同的。β一甘露聚糖酶水解底物的方式和深度主要與α一半乳糖殘基和葡萄糖殘基在主鏈中的位置、含量、酯?；某潭扔嘘P(guān)。底物本身的物理狀態(tài)也會(huì)影響酶對(duì)底物的作用，如結(jié)晶狀態(tài)的甘露聚糖不易被降解。甘露聚糖經(jīng)β一甘露聚糖酶作用后，通過HPLC或紙層析方法分析，主要產(chǎn)物是低聚糖（一般2～10個(gè)殘基），產(chǎn)物聚合度的大小與酶和底物的來(lái)源有關(guān)，但相對(duì)來(lái)說(shuō)產(chǎn)生單糖（甘露糖）很少或根本不產(chǎn)生。

4β一甘露聚糖酶水解甘露聚糖的影響因素

甘露多糖對(duì)酶水解的影響

由于構(gòu)成多糖的單糖類型、聚合度、糖鍵連接及排列方式、糖基上羥基的取代情況等各異，導(dǎo)致不同的多糖在溶解度、粘度等性質(zhì)上存在著明顯的差別，這極大影響了β一甘露聚糖酶的水解。試驗(yàn)表明：難溶性的甘露多糖一般較可溶性的甘露多糖難水解；糖成分復(fù)雜的一般較成分簡(jiǎn)單的難水解；糖基上羥基被取代的一般較未取代的難水解；多分支側(cè)鏈的甘露多糖一般較線狀的水解慢；聚合度低的一般較聚合度高的水解慢。

不同來(lái)源的β一甘露聚糖酶對(duì)水解的影響

不同來(lái)源的β一甘露聚糖酶對(duì)β一甘露多糖具有不同的水解能力。研究表明：對(duì)于瓜膠半乳甘露聚糖，枯草桿菌K－50的β一甘露聚糖酶的水解率為5%，而源于黑曲霉的水解率為12%；對(duì)于咖啡豆半乳甘露聚糖，它們的水解率分別為36%和58%。

其他酶類對(duì)β－甘露聚糖酶水解的影響

其他一些糖苷水解酶類與β一甘露聚糖酶一起作用時(shí)，能有效地加快底物多糖的水解，提高多糖的水解率。如β甘露聚糖酶與α一半乳糖苷酶、β一甘露聚糖苷酶共同作用于半乳甘露聚糖時(shí)，水解會(huì)更加迅速、徹底。

5β－甘露聚糖酶在養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用

提高雞的生長(zhǎng)性能

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）。

提高豬的生長(zhǎng)性能

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(zhǎng)速度和日增重，使豬的生長(zhǎng)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(duì)于物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、無(wú)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(yǔ)  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(dòng)物利用，不僅充分利用了飼料資源，同時(shí)也顯著提高了動(dòng)物的生長(zhǎng)性能和*。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)。