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　　低聚果糖（Fructoolygosaccharidl）又稱寡果糖、果寡低聚糖、蔗果三糖族低聚糖等，分子式為G-F-Fn(G葡萄糖，果糖，n=l～3)，是在蔗糖分子上以β-l,2糖節鍵結合數個D果糖所形成的一組低聚糖總稱，廣泛存在于香蕉、大麥、小麥、大蒜，洋蔥、黑麥、馬鈴薯、洋姜、萵苣、菊芋等植物及酵母中，但提取較為困難，且難以批量生產，高品位FOS制劑主要是利用微生物和植物中具有的果糖轉移活性酶（β-吠喃果糖苷酶、果糖轉移酶)作用于蔗糖，經脫色、過濾、脫鹽及濃縮精制而成，主要含GFn型，其產品是GF2、GF3 、GF4、蔗糖、葡萄糖與果糖的混合物，其中含GFn57%、葡萄糖與果糖33%、蔗糖10%。植物中的FOS存在形式多種多樣，而作為添加劑應用于飼料中的主要為寡果三糖(GF2)、寡果四糖(GF3)和寡果五糖(GF4)。
　　1  FOS的理化特性
　　固體的FOS為無色粉末，溶解性好，溶液無色透明，其溶液的熱穩定性受酸堿度影響較大。當pH為中性時，12O℃條件下相當穩定，但在酸性條件下（pH=3）時，溫度達到70℃以后極易分解。甜度較高，比蔗糖甜味清爽，所含熱值較低，體內測定的FOS能量僅為6.28J/g 。0～70℃范圍內，FOS的粘度隨溫度上升而降低。FOS的吸濕性差，添加于飼料中可緩解飼料因吸濕而發霉、變酸，防霉性能好，可延長飼料保存期。
　　2  FOS的作用機理
　　2.l  FOS與腸道微生態  FOS對腸道微生態具有調節作用。動物體內分泌的α-淀粉酶、蔗糖酶、麥芽糖酶不能水解以β-1,2-糖甘鍵相連的FOS，因此FOS大都能順利通過胃和小腸而不被降解利用，而大腸中的乳酸桿菌、雙歧桿菌、梭狀芽孢桿菌可產生一系列的果糖苦酶，因此這些有益菌可利用FOS而大量增殖，而有害菌如大腸桿菌、沙門氏菌則不能分泌果糖苷酶，不能利用FOS。同時有益菌增殖后，會通過各種途徑抑制有害菌，從而使腸道微生態系統調整到正常狀態。Bailey（1991）報道，雙歧桿菌、消化道鏈球菌與克雷伯氏桿菌可利用FOS，而梭狀芽抱桿菌、大腸桿菌和沙門氏菌不能利用FOS，所測試驗的20種血清型沙門氏菌中，無一能在以FOS為惟一碳源的培養基上生長；當在雞飲水中加入2%F0S時，沙門氏菌數減少，這是因為FOS改變了腸道微生物區系的組成，從而降低了雞對沙門氏菌感染的敏感性。Oyarzabal等(1995)研究了13種直接飼喂的微生物和6種血清型沙門氏菌在添加FOS或以FOS為惟一碳源的培養基上生長及抑制情況，結果表明，兩種雙歧桿菌、糞鏈球菌、兩種乳酸桿菌和片球菌明顯抑制了6種血清型沙門氏菌的生長;糞鏈球菌、乳酸桿菌和片球菌可在添加有FOS或以FOS為惟一碳源的培養基上生長；6種沙門氏菌可在添加有FOS的培養基上生長，而沒有一種沙門氏菌可在以FOS為惟一碳源的培養基上生長。埃希氏大腸桿菌等多種致病菌不能利用FOS，體外試驗表明，FOS能被雙歧桿菌和某些乳酸桿菌、擬桿菌、鏈球菌及腸細菌所利用。雙歧桿菌和乳酸桿菌可將腸道內的FOS發酵生成有機酸，從而降低pH值，可以抑制包括很多革蘭氏陰性菌在內的病源菌的繁殖，并產生可以抑制有害菌的細菌素、過氧化氫等。同時還可在動物腸道中合成蛋白質及B族和K族維生素。Oyarzabal等(1994)在培養基中加入1%mFOS，經6h培養可使pH值從6.52降至5.1O,pH值的降低是片球菌具有抑制效應的主要原因。Gibson(1994)報道了8種雙歧桿菌對沙門氏菌及其他病源菌的抑制效應，在pH7.0時雙歧仟菌培養物中的甲醇、丙醇提取物對病源菌同樣具有抑制效應，這表明產生有機酸并不是抑制效應的惟一原因。雙歧桿菌也可產生抗微生物物質而具有抑制效應，雙歧桿菌數量的增加，可抑制有害菌的生長。此外雙歧桿菌也具有較強的免疫活性，可提高機體免疫力和延緩機體衰老。
　　2.2 FOS與腸道生理FOS可以促進動物腸道發育。Tokunaga(1986)發現，FOS增加了大鼠的盲腸與結腸濕重。Howard(1993)發現了FOS增加大鼠盲腸壁的重量，促進了盲腸上皮細胞的增殖；新生仔豬補飼FOS后，盲腸上皮粘膜細胞密度及標記細胞數增加；結腸近端上皮粘膜隱窩深度、標記細胞高度、標記細胞數、增殖區細胞數、標記指數及細胞密度增加；結腸遠端上皮細胞粘膜隱窩深度、標記細胞高度、細胞密度、標記細胞、增殖區細胞及橋記指數增加。lto(1993)認為，FOS對腸道內源糖分解酶具有抗性，可完整地通過腸道而到達后腸，在后腸被發酵，其發酵的產物丁酸是結腸粘膜的主要能源物質，并可刺激上皮細胞的生長。日糧中添加FOS后，盲腸丁酸濃度含量上升，短鏈脂肪酸上升，pH值降低，盲腸總重及盲腸壁重增加，但對結腸壁沒有影響;盲腸中雙歧桿菌及總厭氧菌數增加，好氧菌數減少。日糧中的FOS被代謝后產生短鏈脂肪酸，降低了pH值及促進雙歧桿菌的增殖而改善了腸道健康。結腸細胞生長的營養物質，主要來源于細胞發酵產生的短鏈脂肪酸，而丁酸氧化提供了人結腸組織生長所需能量的70%，大鼠結腸粘膜可優先利用丁酸作為能源物質。Ohta用FOS飼喂大鼠，結果使大腸、小腸粘膜重及其總蛋白含量都得到增加。因此FOS可通過腸道細菌發酵產生的短鏈脂肪酸，而促進粘膜細胞的增殖。飼喂FOS促進了丁酸水平的提高，結腸細胞優先利用丁酸，從而促進結腸細胞增生。FOS增加了盲腸總重及盲腸壁重，是因為FOS通過發酵產生丁酸提供能源而增加了隱窩深度及細胞密度。
　　2.3  FOS與脂質、蛋白質、礦物質代謝 FOS具有降脂效應。高血脂病人和糖尿病人服用Fos后，脂質代謝可得到改善。日糧中加入FOS后，大鼠腸道微生物發酵產生的乙酸減少，而丙酸與丁酸的量上升，乙酸極少被利用，而丁酸則從肝臟中被清除掉。因此FOS在大鼠肝臟中主要代謝形式為丙酸，丙酸通過門靜脈到達肝臟后，對膽固醇的合成進行調控，從而改善脂質代謝。
　　FOS對動物的糞氮代謝與尿氮代謝具有調節作用。用菊粉飼喂大鼠，促進了盲腸的擴張與盲腸內容物的酸化。菊粉對凈氮平衡沒有影響，但明顯抑制了氮消化率，這表明氮排泄由腎臟轉向腸道。尿素氮轉移(血漿－盲腸)與氨態氮轉移(盲腸血漿)間的平衡為正，表明菊粉使盲腸中的尿素氮沉積為正。飼喂菊粉(含45%酪蛋白)日糧，尿素氮轉移量高，但大部分都以氨的形式被重新吸收，這表明細菌對其利用率很低。菊粉提高了盲腸中游離氨基酸的濃度，但盲腸對氨基酸的重吸收很少，因此菊粉顯著增加了糞氮排泄而抑制了尿氮排泄，但對蛋自質的總利用率沒有影響。菊粉之所以能有效地促進尿素氮向腸道轉移，是因為菊粉對小腸滲透壓產生影響，從而增加回腸末端尿素的量，或者菊粉通過促進尿素分解菌的繁殖或通過促進尿素氮的擴散，而增加了尿素的分解。
　　FOS可促進鈣、鎂、鐵等礦物質的吸收。Ohta（1993、1994、1995)報道，日糧中補充5%F0S使大鼠對鈣、鎂的吸收率分別增加28%和41%。0hta(1998a)報道，大腸中鈣的吸收率與鈣結合蛋目的相對含量呈正相關，而小腸中鈣的吸收率與鈣結合蛋白D9K的相對含量呈負相關，補充FOS后增加了大腸中而減少了小腸中鈣結合蛋白D9K的水平，這表明FOS可能通過轉細胞途徑刺激了大腸中鈣的吸收。Ohta(1997)證實,FOS促進鈣吸收的主要途徑是大腸－盲腸、結腸、直腸。FOS可完整地經過小腸而進入大腸，被腸腔中的細菌發酵產生有機酸如乙酸、丙酸和丁酸，這些有機酸可溶解腸腔內容物中的不溶性鈣鹽，并通過旁細胞途徑促進了鈣的吸收。另據報道，雞腎細胞培養物中加入丁酸鈉促進了1,25-VD3受體活性及鈣結合蛋白D28K的量增加，而FOS經發酵可產生丁酸，因而飼喂FOS通過產生丁酸以類似的機制刺激了大腸粘膜細胞中鈣結合蛋白D9K產生。Ohta(1995、1997、1998b)報道，大鼠胃切除后導致貧血及骨質減少，而攝人FOS可增加鐵的吸收，并促進貧血的恢復，盲腸內容物可溶性提取物中鐵的濃度升高，這表明，鐵不僅在小腸內吸收，還可以在大腸內吸收。FOS促進鐵吸收的主要機制:1)FOS可使蛋白質的組成發生改變從而增加鐵在小腸內的吸收增加；2）FOS所致的鈣吸收，也增加了鐵的吸收；3)FOS代謝所產生的丙酸，可刺激血紅素的合成。
　　2.4  FOS與機體免疫  在20世紀60年代，FOS就被認為是一種免疫促進劑，可提高動物的免疫功能，主要是通過以下幾方面來實現:
　　2.4.1  促進雙歧桿菌增殖及增強動物免疫機能試驗證明，攝入雙歧桿菌活西域死菌均可提高機體的抗體水平，激活巨噬細胞的吞噬活性，這對提高機體的抗感染能力，預防、抑制和殺死腫瘤細胞有重要作用，而胃腸道中乳酸桿菌、雙歧桿菌在腸壁的定植，可激發機體發生特異免疫反應。
　　2.4.2  有免疫佐劑和抗原特性 FOS具有免疫佐劑及免疫調節作用。FOS對脂多糖有輔助作用，從而增強細胞和體液免疫功能，此外FOS還具有抗原作用，可引起直接的抗體應答。
　　2.4.3  激活機體體液免疫和細胞免疫。
　　3  FOs在飼料中的應用
　　3.1  FOS在豬日糧中的應用  Farnworth等(1992)報道，斷奶仔豬日糧中添加寡果三糖、寡果四糖和寡果五糖的混合物(比例為7:15:37)，添加量為l.5%，結果日增重顯著提高。盧福莊等(1999)在仔豬日糧中添加FOS發現，仔豬日增重提高6.4%，單位增重的飼料消耗下降11.7%，飼料效率提高10%。Russe1等(1996)報道，給斷奶仔豬每天補充0.1gF0S，促進了仔豬結腸中有益微生物的增殖，而阻止病原微生物的定植，并改善了斷奶后的生長性能，但Krngay(l992)則認為，FOS對仔豬生長性能沒有影響。Aoudijk(1998)認為，仔豬對FOS具有一段適應期，且飼喂FOS具有補償生長效應。王亞軍等(2000)報道，仔豬日糧中添加0.1%的FOS，提高了斷奶仔豬的日增重19.88%(P＜0.01)，提高采食量18.04%(P＞0.05)，降低料重比2.2%(P＞0.05)，降低斷奶仔豬腹瀉發病率46.7%。日本北里大學報道,FOS可提高母豬泌乳量，同時末成熟胎兒發生率降低10%，母豬從斷奶至發情的時間間隔從10d縮短至7d。日本農場長期使用FOS后發現，母豬產仔數平均增加0.7頭，公豬精子密度提高20%-25%，受胎率提高，母豬便秘減少，斷奶仔豬體重從5.4kg提高到6.3kg，腹瀉大幅下降，亦可改善夏季采食量下降對豬造成的不利影響。Howard等(1993)在乳豬日糧中添加0.3%FOS，新生仔豬(36h～15d)盲腸上皮粘膜、細胞密度、標記細胞數、結腸上皮粘膜、隱窩深度、標記細胞高度、邊緣、增值區均上升。
　　3.2  F0S在雞日糧中的應用  吳天星(1998)將200只15日齡狄高雞隨機分為4組，日糧中FOS添加量分別為0、0.25%、0.50%和1.00%，飼養至56日齡，試驗結果見表l。

添加水平（％）	存活率（％）	體增重（g）	料重比	腹瀉率（％）
0	86	1407	2057	15.61
0.25	96	1452	2.40	4.90
0.50	96	1511	2.24	1.50
1.00	92	1454	2.38	10.20

	FOS含量（％）	超媽重（g）	平均體重（g）
	FOS含量（％）	超媽重（g）	2周	4周	6周	8周
對照組
	0	50	64	81.9	104.9	134.2
	0.005	50	67	80.5	103.2	136
	0.01	50	64	83.2	108.1	140.5
試驗組
	0.1	50	60	85	118	145.1
	1	50	65.6	84.3	118	145.1
	10	50	68	82	107.7	140.1
	15	50	60	82	106.6	135.4

畜牧人