菊粉在动物生产上的应用

菊粉在动物生产上的应用摘要：菊粉是一种植物多糖，以糖类贮藏物的形式储存于多种植物中。如今，人们越来越重视饮食对自身健康水平的影响，菊粉作为功能性保健食品，具有很多良好的保健作用。菊粉可调节血糖代谢，降脂降压功效，促进矿物质吸收，调节体内菌群平衡，还能代替脂肪添加于多种食物中，促进人体健康。此外，菊粉还可促进生长、提高生产性能，增加机体自身免疫能力，增强抗氧化能力，对繁殖性能和肉品质也有影响，可运用到畜禽生产应用中，因此菊粉具有较大的应用价值和开发潜能。本文主要综述了菊粉在动物生产中的应用，为菊粉在生产中的利用研究提供理论基础。关键词：菊粉；断奶仔猪；生长肥育猪；母猪；肉鸡；产蛋鸡；小鼠；应用

ApplicationofinulininanimalproductionAbstract:Inulinisakindofplantpolysaccharide,whichisstoredinmanyplantsintheformofcarbohydratestorage.Nowadays,manypeoplepaymoreandmoreattentiontotheimpactofdietontheirownhealthlevel.Asafunctionalhealthfood,inulinhasalotofgoodhealthcareeffects.Itcannotonlyregulatebloodsugarmetabolism,reducefatpressure,promotemineralabsorptionandadjustthebalanceofbacteriainthebody,butalsoreplacefataddedtoavarietyoffoodsaswellaspromoteshumanhealth.Inaddition,inulincanalsopromotethegrowth,improvetheproductionperformance,increasethebody'sautoimmunecapacity,enhancetheantioxidantcapacity,andhaveanimpactonreproductiveperformanceandmeatquality,andcanbeusedintheproductionapplicationsoflivestockandpoultry.Therefore,inulinhasgreatapplicationvalueanddevelopmentpotential.Thispapermainlysummarizestheapplicationofinulininproduction,andprovidesatheoreticalbasisfortheresearchontheuseofinulininproduction.Keywords:Inulin;Weanedpiglets;Growing–FinishingPigs;Sow;broilers;Layinghens;rats;ApplicationI1引言菊粉（inulin），又称菊糖，作为天然的功能性多糖，以糖类贮藏物的形式储存于如菊芋（Helianthustuberosus）、菊苣（Cichoriumintybus）、洋蓟（Cynarascolymus）、天冬（Asparagusofficinalis）、洋葱（AlliumcepaL.）、蒲公英（Taraxacumofficinale）、韭菜（A.tuberosumRottl.exSpreng.）、大丽花（Dahliapinnata）、小麦（TriticumAestivum）等36000种植物中。目前我国菊粉的制备主要是从菊芋块茎和菊苣中提取，但也可以从某些细菌或真菌中获得，如芽孢杆菌、乳酸杆菌、链球菌等。菊芋块茎中菊粉的含量为14～19%，且菊粉的聚合度和含量在菊芋块茎的不同生长阶段都是先快速上升再稍微下降[1]。菊苣根中含有15%～20%的菊粉。作为水溶性膳食纤维和天然益生元，菊粉已被40个国家和地区批准添加到食品中。目前，对菊粉的研究已经取得了一些进展，主要是菊粉的理化性质、分离纯化的研究以及其在生产中的应用等。本文将结合近年来国内外的研究成果，对菊粉在动物生产中的应用进行综述，为菊粉的进一步应用和推广提供理论参考。2菊粉的化学结构和理化性质菊粉作为线性直链多糖，由D-呋喃果糖经β（1→2）糖苷键连接而成，且常有一个α-D-葡萄糖残基连接在末端，是低聚物和聚合物的混合物[1-5]。菊粉平均分子量约为5500，聚合度（DP）在2～60之间[3]。从植物中提取的菊粉包括短链菊粉和长链菊粉，平均聚合度DP≤9的菊粉为短链菊粉。一般常用GFn分子式来表示菊粉，G表示末端的葡萄糖，F表示结构中的果糖分子，n表示果糖数目[4]。干燥的菊粉为白色或乳白色无定形粉末。菊粉的溶解度主要受三个因素的影响：一受聚合度的直接影响，短链菊粉一般比长链菊粉更易溶于水；二受温度的影响，菊粉溶解度会随温度升高而明显增大；三受分子构象影响，菊粉有α-、β-和γ-三种分子构象，生物学活性、物理特性和溶解度因分子构象不同而不一样[5]。菊粉的粘度受含量的影响，当含量高于25%时，菊粉溶液粘度明显增加，而含量低于25%时，粘度较低且变化不明显。菊粉自身浓度对凝胶强度有影响，菊粉的成胶能力与含量成正比，随含量的增加而提高，成胶时间随含量增加而缩短，当含量高于35%才能全部形成凝胶[6]。PH值对菊粉水溶液成胶影响显著。由于不同pH值菊粉的酸水解程度不同，影响形成凝胶的网状结构，使得菊粉成胶能力随PH值减小而降低，成胶所需的时间延长，PH值为1时，即使60%质量分数的菊粉也不能成胶[7]。菊粉的甜度与聚合度有关。长链菊粉相较于蔗糖而言几乎没有甜味，普通菊粉甜度为蔗糖的10%左右，略带甜味，而短链菊粉因为其所含的单糖和双糖较多，甜度为蔗糖的30～50%左右[8]。3菊粉在动物上的应用3.1菊粉在猪生产上的应用研究进展禁止饲料中使用抗生素和激素迫使动物研究人员寻找一种替代饲料添加剂。菊粉具有多种生理作用，可添加到饲料中用于家畜业生产。目前，菊粉在猪生产上的应用主要在断奶仔猪、生长肥育猪和母猪上进行：3.1.1断奶仔猪在生长性能方面，菊粉可以提高动物平均日增重和采食量。王中华[9]等人在探讨菊粉对断奶仔猪生长性能的作用时，研究结果表明与对照组相比，添加有菊粉的试验组平均日增重显著提高，降低腹泻指数，说明菊粉可以提高断奶仔猪生产性能，且饲料中添加1.50%的菊粉效果最好。王剑峰[10]等人的研究结果表明在初始平均体重差异不显著的情况下添加低聚果糖和菊粉后，仔猪的日增重和采食量均比对照组明显增加。目前对于菊粉最适添加量的探讨还需进一步研究。在肠道健康方面，菊粉主要通过改善肠结构形态、改变肠道微生物群落来调节肠道健康。小肠的绒毛长度和隐窝深度可以作为衡量消化吸收功能的指标，两者的比值增加，说明肠有效吸收面积加大，吸收能力加强；反之，有效吸收面积减小，吸收能力减弱。吴伟达[11]等研究结果显示日粮添加菊粉增加了十二指肠和回肠的绒毛高度、降低隐窝深度，增加了两者比值，说明菊粉能够改善十二指肠和回肠的结构形态。张莉[12]研究结果表明日粮中添加5%发酵性好的菊粉，仔猪空肠绒毛高低会显著提高，回肠和结肠杯状细胞的数量明显增加，同时菊粉还具有改善肠道微生物群落和促进肠道健康的作用，这是通过提高后肠菌群相对丰度的结果。AwadWA[13]

等在研究日粮中添加菊粉对断奶仔猪小肠电生理特性的影响，以此作为葡萄糖的指标吸附和屏障功能，研究结果表明，日粮菊粉通过增加断奶仔猪空肠粘膜的肠通透性，增加葡萄糖转运，改变肠屏障，对断奶仔猪小肠葡萄糖吸收有积极的影响，为避免断奶仔猪胃肠道疾病的发生提供了一条有前途的途径。在免疫功能方面，菊粉能提高血清免疫球蛋白的含量，增强免疫能力。张雷[14]等研究发现0.20%菊粉可通过显著提高仔猪的血清中IgG抗体浓度来影响免疫功能，增强其免疫能力。吴伟[15]试验结果也同样表明低聚果糖可以通过提高断奶仔猪血中蛋白含量，如清球蛋白、清蛋白和总蛋白含量，达到加动物机体体液免疫功能、增强断奶仔猪抗病能力的目的。3.1.2生长肥育猪在生产性能方面，菊粉能促进生长，提高平均日增重、饲料转化率，降低料重比。张雷[16]等针对0.04%添加剂量的菊粉对肥育猪生产性能的作用展开研究，研究结果表明实验在进行到32～50天时，菊粉能提高肥育猪饲料转化率、增加日增重，显著促进肥育猪的生长，减少成本费用。SamolińskaW[17]等发现添加菊粉作为肥育饲料添加剂可提高日增重和最终体重，20g·kg-1日粮为最佳添加剂量，而标准菊糖对肥育猪最终体重的影响更为明显。李超[18]等研究结果表明在日粮中添加4.00%的菊粉，对育肥猪的平均日增重和饲料转化效率的作用效果较小，但2.00%的菊粉对平均日增重具有显著提高的效果，因此日粮中添加2.00%的菊粉为提高育肥猪生产性能的最适添加水平。WangW[19]等在日粮中添加菊粉发现，菊粉可改善生长肥育猪32～96天的平均日增重，提高胴体产量和屠宰率，认为这与血清IGF-I和胰岛素水平升高有关，这表明添加菊粉对生长肥育猪的生长性能和胴体性状有明显的改善作用，有利于菊粉在猪生产中的应用。在肉品质方面，有研究表明菊粉可以提高肉品质，影响肉品质感官性质。猪肉品质评定常用的指标包括pH、肉色、肌内蛋白质、嫩度和滴水损失等：若pH下降过快，蛋白质容易变性、肌肉失水、肉色变灰白，营养价值降低；若滴水损失越低，肉的持水性越好，肉品颜色越鲜艳、外观越光泽，肉质越鲜嫩[20]。菊粉进入大肠后被肠道中的微生物菌群发酵代谢生成乳酸和短链脂肪酸，使得肠道PH下降，导致肠道菌群降解、利用蛋白质的能力降低，代谢产生的色氨酸量减少，猪肉3-甲基吲哚的含量降低，不良异味减少，猪肉品质提高[21]。但李超[18]等研究结果表明，添加菊粉能显著降低宰后肌肉PH45min，显著提高滴水损失和剪切力，揭示了菊粉影响肉品质感官性状可能是通过增强糖酵解能力来提高肌肉PH下降速率，使得肌肉保水能力下降，也使肌浆蛋白质析出导致肉色苍白，影响肉品质。同时也有研究显示菊粉对肉质没有显著影响，WangW[19]等在日粮中添加菊粉，试验结果表明菊粉对肉质无显著影响，但MyHC-IIb基因的表达可改变肌纤维的类型分布。因此，菊粉对猪肉质的影响研究还需进一步深入探讨。3.1.3母猪在繁殖性能方面，菊粉可以缩短母猪产程，降低仔猪分娩间隔，降低母猪妊娠期体重和背膘的增加，提高繁殖性能。母猪的体重和背膘可以作为衡量母猪繁殖效率高低和营养沉积多少的指标[22]。王永生[23]研究认为菊粉可能通过降低母猪机体脂肪沉积进而抑制其妊娠体重和背膘的增加，同时有利于高失重母猪体储的恢复；认为菊粉的摄入可能会降低母猪对能量和蛋白的利用率，或可能降低肝脏脂肪合成，降低血液甘油三酯和胆固醇的含量，进而降低机体对油脂的摄取，降低脂肪代谢，最终表现为降低母猪妊娠体重和背膘的增加。周盼[24]研究发现菊粉添加对母猪产仔性能的影响较小，但对产程有显著缩短的影响，母猪在妊娠期的背膘沉积和体重会受菊粉的影响而降低，认为这可能与菊粉改善肠道微生物菌群结构、机体营养代谢和炎症反应有关。在抗氧化能力方面，菊粉可通过提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathioneperoxidase，GSH-Px）的活性，降低丙二醛（Malondialdehyde，MDA）的浓度来有效提高动物的抗氧化能力。抗氧化活性研究表明，机体的·OH可被羧甲基菊粉较好地清除，质量浓度越高清除作用越强[25]。WangYS[26]等人在高脂日粮中添加菊粉，研究显示母猪和仔猪血清GSH-Px、T-SOD活性增加，MDA含量下降，说明母猪和仔猪血液抗氧化能力增强。3.2菊粉在鸡生产上的应用研究进展我国是鸡肉生产、消费和贸易大国，鸡肉的消费量逐年上升，而我国鸡养殖水平低下、饲料添加剂和抗生素的不合理使用的问题，加上近年来爆出的诸多食品安全事件，使得食品安全问题越来越突出，越来越受人们关注，因此寻找新型饲料添加剂成为研究热点。菊粉作为一种天然益生元，可作为饲料添加剂添加到饲料中。目前，菊粉在鸡生产上的应用主要在肉鸡和产蛋鸡上进行：3.2.1肉鸡在生产性能方面，日粮中添加菊粉有助于增进动物的生长发育。Mohiti-AsliM[27]等结果表明，在日粮中添加菊粉或纤维素可改善肉鸡的生产性能。YangGQ[28]等给肉鸡饲喂基础饮食添加1.2g·kg-1菊粉，结果显示喂菊粉饮食可改善每日增重。李海英[29]等人研究结果表明菊粉可以达到与添加抗生素相当的效果，且在白羽肉鸡日粮中添加1.00%菊粉替代抗生素最佳。陈泽[30]等在白羽肉鸡饲粮中添加菊粉的研究结果显示，日粮中添加0.60%和0.80%两种水平的菊粉可以显著提高白羽肉鸡的平均日增质量、日均采食量和成活率等指标，建议白羽肉鸡生产中日粮添加0.60%～0.80%的菊粉以降低经济成本。而管倩侽[31]试验研究结果表明，饲粮中添加菊粉并没有显著的影响肉仔鸡的平均日采食量、平均日增重和料重比等，但是对这些生产性能的指标均有不同程度的提高作用。AlzuetaC[32]等人研究显示日粮中添加菊粉可提高蛋白质和脂肪的消化率，但对肉仔鸡的生产性能没有影响。目前不同的试验结果出现差异可能与试验对象本身的种类和健康情况、试验饲喂的条件和方法、菊粉的来源和添加量等不同有关。在肉品质方面，有研究表明菊粉有助于肉质的改善。王亚锴[33]研究结果表明日粮中添加菊芋提取物可降低胸肌腿肌含水量、系水力和滴水损失，增加胸肌腿肌PH，其中在肉鸡日粮中添加0.4%的菊芋提取物可最佳提高肉品质，但单纯的菊粉是否有提高肉品质的作用还有待进一步研究。GuaragniA[34]等人认为禽肉特别容易受到脂质过氧化的影响，这主要是因为不饱和脂肪酸含量较高，有利于其变质，而菊粉对降低感染介导的脂质过氧化作用有利于肉质的改善，但对这一结果的解释尚不清楚。因此，菊粉对肉品质的影响还需进一步研究。在肠道健康方面，菊粉可以改变肠道形态和微生物群落，通过提高免疫能力进而改善肠道健康的作用。LiB[35]等人发现菊粉可以改变肉鸡早期的肠道形态，对微生物群落具有较大影响。在菊粉的存在下，可能由于微生物生态系统和pH值的变化，引起L-色氨酸降解速率减慢，从而降低粪臭素和吲哚浓度，LiuHY[36]等人研究发现菊粉显著降低了吲哚和粪臭素的浓度、L-色氨酸降解的速度以及微生物群落丰富度，增加双歧杆菌、新疆乳酸菌和总细菌的数量。ShangHM[37]等人发现日粮中补充菊粉大肠菌群数量和盲肠PH值下降，双歧杆菌计数增加，2.00%菊粉组的大肠菌群计数和PH最低，且大肠杆菌的数量和PH值随日粮菊粉水平的增加而线性变化。XiaY[38]日粮中添加菊粉，在早期似乎降低了约翰逊乳杆菌和双歧杆菌的相对丰度，但随后显著增加了它们的相对丰度，这种增加与21天后肉鸡体重增加呈正相关，说明在幼年时添加菊粉、约翰逊氏菌和双歧杆菌有助于克服其对生长性能的早期负面影响。YangGQ[39]等人研究结果显示饲喂FOS日粮的肉鸡的排泄物中挥发性碱性氮、PH值、吲哚和粪臭素含量显著降低。菊粉还可以通过提高免疫能力进而影响肠道健康，SongJ[40]等人研究结果表明，菊粉通过直接降低致炎反应和增强黏膜免疫功能减轻沙门氏菌致肠损伤，同时菊粉作为重要的益生元，可能可用于影响鸡粘膜免疫反应和肠道感染的治疗。在矿物质吸收方面，菊粉可以促进肠道对矿物质的吸收。TakoE[41]等人发现试验期间，菊粉组的血红蛋白浓度和体内血红蛋白铁值高于对照组，铁的吸收率高于对照组，说明日粮添加菊粉改善了缺铁型肉鸡的铁状态。但SwiatkiewiczS[42]等人研究发现，在21d或42d龄时，低浓度Ca、P的饮食中补充菊粉或低聚果糖的日粮的肉鸡的性能与未补充日粮的肉鸡相似，对骨骼的生物力学和几何参数也没有统计学上的显著影响，说明Ca、P的低浓度饲喂的菊粉和低聚果糖，不会改善肉鸡的性能和骨质。3.2.1产蛋鸡在产蛋性能方面，菊粉可以提高鸡蛋的产量和质量，从而影响产蛋性能。蛋壳质量的差异可能是受菊粉增加机体矿物质和蛋白质吸收影响的结果，反映为钙和蛋白质在蛋壳中的沉积增加，表现为蛋壳的厚度和重量增加，改善鸡蛋质量[43]。赵姝娴[44]等试验发现，日粮中添加菊粉可以提高肠道健康和肠壁完整性，提高蛋鸡的产蛋性能和蛋壳质量。因为菊粉提高了骨的钙化，从而提高钙的沉积和蛋壳质量，降低破蛋率。农志坚[45]研究发现在广西三黄种鸡的饲料中添加FOS可以起到促进种鸡产蛋性能，提高产蛋率、蛋均重和种蛋合格率，提高合格种蛋的受精率及受精种蛋的孵化率，降低料蛋比，起到代替抗生素的作用。AnasA[46]等研究结果也同样表明菊粉可以提高蛋鸡生产后期的产蛋量、蛋壳厚度、蛋壳质量、壳钙，鸡蛋产量、鸡蛋重量、鸡蛋质量和饲料转化率均有所提高，说明用菊粉补充饲料，可以提高老年蛋鸡的蛋性能和蛋壳质量。ShangH[47]等研究结果表明膳食菊粉的补充，特别是在15g·kg-1的菊粉水平，提高了蛋的蛋壳厚度，主要是由于盲肠微生物群落的选择性调节和营养物质消化率的提高。在机体免疫方面，菊粉具有增殖双歧杆菌、提高血清免疫球蛋白水平、增强家禽抗病能力的作用。王中华等[48]发现饲料中添加菊粉可提高肉仔鸡胸腺指数、脾指数、血清IgA和IgG水平，从而提高了肉仔鸡的免疫机能。PratimaA[49]等对回肠标本进行免疫组织化学分析，发现随着FOS浓度的增加，增加回肠内IgA+细胞数，增加TLR-4和IFNγ等细胞因子基因表达，降低了盲肠SENAR（nalidxicacidresistantSalmonellaEnteritidis）和粪便SENAR的水平，结果表明FOS可以减少鸡被沙门氏菌感染的机率，同时调节肠道相关淋巴组织内的体液免疫，提高免疫能力。在抗氧化能力方面，菊粉对O2-·自由基具有高效的清除能力。魏轶男[50]发现，饲料中适量菊粉的添加能显著降低肉仔鸡肝脏和血清中的MDA含量和提高SOD和GSH-Px含量，说明可以提高肉鸡抗氧化能力，其中以质量分数为1.00%和1.50%添加效果最好。ShangHM[51]等在研究菊粉的体外和体内抗氧化活性时发现，菊粉在体外具有较弱的DPPH自由基清除活性、ABTS自由基清除活性，而在蛋鸡的体内，菊粉可提高SOD、CAT和GSH-Px的抗氧化酶和T-AOC的活性，降低蛋鸡血清中MDA浓度，显著改善蛋鸡的抗氧化状态。这表明菊粉有良好的维持或改善抗氧化作用，可作为家禽工业的潜在抗氧化剂使用。3.3菊粉在人上的应用研究进展3.3.1对糖代谢的影响从血糖调节的影响来看，菊粉可以降低血糖，可以作为食物替代品，减少摄食量，减缓体重增长。菊粉在经口腔、胃、小肠时不会被消化道所含的酶消化分解，到达结肠后被结肠微生物作为底物分解代谢并产生少量热量[52]。HelenL[53]等研究结果表明，菊苣中的菊糖型果聚糖可以通过部分替代血糖碳水化合物用于食品和饮料，导致餐后血糖反应明显降低。糖尿病是一组以高血糖为特征的疾病。于鸿悦[55]研究实验结果表明，与糖尿病组大鼠空腹血糖相比，菊粉干预后第5至6周后开始出现持续稳定降糖效果，提示菊粉对Ⅱ型糖尿病有降糖作用，能够缓解“糖毒性”对机体的损伤。SinghA[56]等人研究结果表明菊糖剂量依赖性地降低热量摄入和呼吸商，改善葡萄糖耐量，增加类杆菌和双歧杆菌的数量，减少梭状芽孢杆菌簇I和IV，增加丁酰辅酶A：盲肠乙酸辅酶A转移酶，上调肽YY，胆囊收缩素和前胰高血糖素在盲肠和结肠中转录，并增加血浆肽YY和胰高血糖素样肽-1的浓度，这些说明菊粉剂量依赖性地减少热量摄入，调节肠道微生物菌群，上调饱食激素，代谢效应在很大程度上独立于热量的限制。3.3.2对脂代谢的影响从血脂调节的影响来看，菊粉能够降低血总胆固醇和甘油三酯的水平，降低低密度脂蛋白浓度。刘国红[57]等通过模拟人体胃肠道不同PH环境，发现低聚果糖在PH3.0和PH7.0时对胆固醇吸附力最强，表明低聚果糖在胃和肠道均能减少脂类的吸收，此外，加入低聚果糖后高脂血症模型大鼠血清TC水平明显下降，TG水平较吸附前有所升高。高血糖往往是促使高脂血症发生的重要因素，于鸿悦[55]研究发现，同糖尿病模型组相比，菊粉干预组大鼠的TG、TC和低密度脂蛋白（LDL）水平降低，而高密度脂蛋白（HDL）水平增加，这揭示菊粉能调节糖尿病大鼠的血脂，逆转糖尿病大鼠血脂代谢紊乱。单新辉[58]研究结果也表明菊粉低聚糖具有良好的降脂功效，可有效降低高脂血症小鼠血清中TC、TG、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、载脂蛋白apoB及脂蛋白Lp(a)的含量，并升高高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和apoA1含量。王晨[59]等研究发现菊粉可增加肠道益生菌群在微生物菌群中的比例，减少肝脏损伤和脂肪堆积，缓解肥胖小鼠血脂紊乱和肥胖问题，且研究结果显示相较于长链菊粉，短链菊粉的效果更好。段怡諼[60]研究结果表明，菊粉降低机体食物摄取水平、肠道糖类物质吸收率，促进肠道微生物生产短链脂肪酸，进而抑制肝脂合成，认为这可能与与菊粉降脂减重的效果有关。3.3.3对血压的影响从血压调节来看，菊粉还具有降低生物体内血压的作用。曲丹[61]研究认为低聚果糖可能通过影响内脏脂肪分泌的炎性因子释放和脂肪聚积的减少，改善胰岛素抵抗，实现降低高血压大鼠的血压的作用；研究结果也表明低聚果糖同时降低机体收缩压和舒张压，且对收缩压的影响更大，对高血压前期人群具有一定程度的降血压作用。3.3.4对肠道健康的影响从肠道菌群调节来看，一些研究表明菊粉可以抑制有害菌生长，促进肠道中有益菌的增殖，具有保护肠道内环境健康的重要作用。张泽生[62]等以两种菊粉和蔗糖低聚果糖为碳源，发现两种低聚果糖均能促进双歧杆菌的体外增殖。一定范围内，菊粉添加量越多，有益菌数越多，有害菌数越少。王琪[63]研究发现肉仔鸡饲喂0.05%菊粉，直肠乳酸杆菌数量增加变化显著；0.15%菊粉显著降低盲肠、直肠总菌数量；0.50%菊粉显著増加盲肠、直肠双歧杆菌数量，显著降低直肠总菌和大肠杆菌数量，在促进有益菌增值的同时，也促进了直肠有害菌产气荚膜梭菌的生长，说明高水平的菊粉对控制有害菌的增长无有利作用。不同聚合度菊粉对肠道菌群结构的影响不同。刘冰[64]在小鼠菊粉干预实验中发现相较于高聚合度菊粉，低聚合度菊粉对肠道菌群结构的作用更明显。李贞贞[65]等研究发现抗生素处理后的小鼠肠道内有益菌乳酸杆菌、双歧杆菌和消化球菌含量明显减少，条件致病菌含量增大，经菊粉处理后，小鼠肠道菌群恢复加快，说明菊粉能有效调节抗生素引起的肠道菌群紊乱；还发现长链菊粉的调节作用相较于短链菊粉更佳，且高剂量更有效。从矿物质吸收调节来看，菊粉能促进矿物质及微量元素在骨骼中的沉积和在大肠中的吸收，进而促进矿物质的吸收。主要通过以下途径来实现：一是菊粉代谢产生的有机酸降低了肠道PH值，有利于矿物质的溶解，形成的离子化矿物质经被动扩散进入肠细胞。菊粉被结肠微生物群发酵产生代谢产物，如乳酸、短链脂肪酸和气体，肠道PH因产生的有机酸而降低，肠道酸性环境促进矿物质溶解，离子化形式的矿物质增加，离子化矿物质进入肠细胞速度加快[66]。二是菊粉代谢产生的短链脂肪酸对肠道粘膜具有一定程度的促进作用，更多的离子化矿物质因短链脂肪酸对肠道粘膜的刺激作用而加快通过肠道粘膜，最后进入体内循环[67]。三是肠粘膜上皮细胞能量可以由短链脂肪酸中的丁酸盐提供，丁酸盐还能改善肠绒毛结构，增加肠道对矿物质吸收的面积，来促进机体对矿物质的吸收[68]。deCássiaFreitasK[69]等实验研究表明，高效菊粉和低聚果糖可以提高Fe的生物降解性，增加盲肠重量，降低官腔PH值，增加大鼠肠道对Fe的吸收，有利于血红蛋白的再生，说明菊粉具有改善营养不良、促进生长发育等重要生理功能，将菊粉添加到某些食物中可以对矿物质的吸收代谢产生积极影响。孙雅文[66]等探讨FOS和植酸（PA）对小鼠矿物质吸收的影响及相互作用，发现FOS能增加盲肠壁和盲肠内容物重量，降低盲肠PH值，提高Ca、Mg和Fe的表观吸收率，提高肝中Zn和股骨中Mg的水平，并能解除PA对矿物质的抑制作用。从免疫调节来看，菊粉有着改善肠道功能，减少有害物质产生和有害细菌的繁殖，提高免疫功能的作用。杨小利[70]研究认为膳食菊粉可能能够通过提高小鼠肠道内丁酸盐的含量来降低肠道通透性，调节肠道菌群，抑制小鼠的炎症反应来改善酒精性肝病进展。宫强[71]等发现与对照组相比，400、600mg·kg-1剂量组小鼠的血清溶血素水平、γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）分泌水平、免疫器官指数显著增高，腹腔的巨噬细胞吞噬能力、脾的淋巴细胞增殖速度显著提高，这些表明菊粉具有较好的免疫增强作用。陈康[72]研究认为长链菊粉能够通过改善机体免疫能力，如系统性免疫、胰腺免疫、肠道免疫，改善肠道屏障和肠道微生物稳态来缓解小鼠炎症和发病进程。从抗氧化调节来看，菊粉具有天然抗氧化特性，机体超氧阴离子自由基（O2-·）、二苯代苦味酰基自由基（DPPH·）和羟自由基（·OH）可被菊粉不同程度地清除。人体中O2-·含量过多会导致细胞死亡，·OH能够诱导生物分子严重氧化性损伤，DPPH·是一个稳定氮中心的自由基，用于定量测定抗氧化能力，这三种自由基是反映药物抗氧化作用的重要指标。在氧化反应过程中，·OH的活泼氢与菊粉中每一个果糖基的活性羟基结合生成稳定的化合物水起到菊粉抗自由基的作用；另一方面，抗自由基氧化的作用还能通过活泼的O2-·与多糖中的活泼氢反应生成水，或电子转移直接给出电子来清除机体自由基来实现[73]。不同分子量范围的菊粉抗氧化活性不同，王亚云[3]实验发现浓度一定的情况下，分子量在4KDa～5KDa范围的菊粉对DPPH·和·OH有较高的清除作用，且抗氧化活性值最高、还原能力最强。作为抗氧化防御性功能酶，SOD、CAT、GSH-Px活力可以反映机体清除氧自由基的能力，细胞膜质过氧化作用会产生MDA代谢产物，其含量可以作为衡量机体组织细胞受自由基攻击程度的指标，能间接反映出自由基对细胞损伤的程度[50]。刘德萍[74]等通过测定菊糖对铁离子的还原能力、DPPH·清除能力及金属离子螯合能力，证实了菊糖具有一定的抗氧化活性，且菊粉质量浓度增大抗氧化活性增强；以Caco-2细胞为体外氧化损伤模型，探讨菊粉对H2O2诱导损伤细胞内抗氧化酶活力的调节，实验结果显示，菊粉可通过提高细胞内的CAT、谷胱甘肽还原酶（Glutathionereductase，GR）及GSH-Px活力，从而实现抗氧化保护作用。WuWT[22]等研究发现，在高脂无纤维日粮中添加5%（w/w）菊粉有利于降低结肠、肝脏MDA含量和血淋巴细胞DNA损伤，通过上调结肠粘膜谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶基因表达，以及肝脏超氧化物歧化酶和过氧化氢酶基因表达，增强抗氧化防御系统；此外，菊粉通过提高R-生育酚水平促进血液中抗氧化状态，这些结果表明，在体内使用菊糖可以刺激大鼠局部和全身抗氧化防御系统。4结语综上所述，菊粉作为一种饲料添加剂，提高生产性能、增加机体自身免疫能力、提高抗氧化能力等多种作用，可运用到畜禽生产应用中。但由于菊糖的作用机制复杂、多方向，可能因为它在家禽营养中的有效性受许多因素的影响，如菊粉的来源、含量，家禽的年龄，饲养环境等，导致目前尚未完全阐明其作用机制。此外，菊粉一种水溶性膳食纤维，还具有普通膳食纤维的保健功效，还具备普通膳食纤维所不具备的多种生理调节功能，具有良好的保健作用，可调节血糖代谢，降脂降压，促进矿物质吸收，调节肠道菌群平衡，还能添加于多种食物中，促进人体健康。近年来，菊粉被多个国家和地区批准作为营养补充剂，被运用于制药、保健食品和生产应用中。总之，菊粉具有巨大的开发潜能和应用价值，前景开阔。参考文献[1]李琬聪.菊芋中不同聚合度天然菊糖的分离纯化及生物活性研究[D].博士学位论文,烟台:中国科学院烟台海岸带研究所,2015.[2]BuclawM.Inulininpoultryproduction[J].CambridgeUniversityPressonbehalfofWorld'sPoultryScienceAssociation,2017,73(2).[3]王亚云.菊粉的分离纯化及抗氧化活性研究[D].硕士学位论文,太原:山西大学,2014.[4]陈佳亿,陈凤鸣,欧淑琦,等.菊粉的生理功能及其在畜禽生产中的应用[J].动物营养学报,2018,30(12):4792-4798.[5]张忠华.菊芋多糖的提取、分离、纯化及分析研究[D].硕士学位论文,长春:吉林大学,2015.[6]许威.菊粉物化特性的研究[D].硕士学位论文,洛阳:河南科技大学,2012.[7]罗登林,刘娟,许威，等.菊粉在酸性条件下的凝胶特性[J].农业机械学报,2014,45(05):185-190.[8]张春红,黄建,霍军生.菊粉的特性及在特殊医学用途配方食品中的应用前景[J].中国酿造,2017,36(01):19-23.[9]王中华,周德忠.菊粉对断奶仔猪生长性能和免疫功能的作用研究[J].饲料工业,2011,32(24):36-38.[10]王剑峰,杨宗照,张雷,等.低聚果糖对大长种猪生产性能及免疫抗体的影响试验[J].浙江畜牧兽医,2013,38(02):3-6.[11]吴维达,解竞静,张宏福.不同日粮纤维对生长猪养分消化率和肠道结构形态的影响[J].畜牧与兽医,2016,48(06):57-60.[12]张莉.日粮纤维对仔猪肠道屏障功能的影响及调控机制的研究[D].硕士学位论文,北京:中国农业科学院,2018.[13]AwadWA,GhareebK,PaßlackN,etal.Dietaryinulinalterstheintestinalabsorptiveandbarrierfunctionofpigletintestineafterweaning.[J].Pubmed,2013,95(1).[14]张雷,王剑锋,姚瑶,等.低聚果糖和菊粉对母猪及其哺乳仔猪的生产性能和肠道菌群的作用[A].中国畜牧兽医学会.中国猪业科技大会暨中国畜牧兽医学会2015年学术年会论文集[C].中国畜牧兽医学会:中国畜牧兽医学会,2015:1.[15]吴伟.低聚果糖、芽孢杆菌制剂对断奶仔猪生长性能及免疫功能的影响[D].硕士学位论文,洛阳:河南农业大学,2012.[16]张雷,章学东,王剑锋,等.低聚果糖和菊粉对大长肥育猪生产性能的影响[J].养猪,2013(02):53-54.[17]SamolińskaW,GrelaER.ComparativeEffectsofInulinwithDifferentPolymerizationDegreesonGrowthPerformance,BloodTraceMinerals,andErythrocyteIndicesinGrowing-FinishingPigs[J].BiologicalTraceElementResearch,2017,176(1).[18]李超,郭瑞萍.菊粉对育肥猪生产性能、血脂水平和胴体品质的影响[J].中国饲料,2014(20):19-21.[19]WangW,ChenD,YuB,etal.EffectofDietaryInulinSupplementationonGrowthPerformance,CarcassTraits,andMeatQua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