菊粉是线型菊糖型果聚糖，天然的菊粉来源自菊科、龙胆科、紫草科、金虎尾科、半边莲科、报春花科等植物中，大丽花、菊苣、菊芋中菊粉含量最高[1]。从一些链球菌突变株中也能够提取到菊粉，这是人工菊粉生产的主要途径。将新鲜的菊苣、菊芋切丝，热浸提，除蛋白和杂质，脱色，去除金属离子，采用乙醇沉淀，将沉淀物干燥得菊粉[2]。但这种工艺产量不高，存在很多杂质。采用酶法、超声波法、微波法提取菊粉可以获得更高的产量和纯度[3]。在畜禽饲粮中添加菊粉，可以改善动物的肠道功能，促进营养物质的吸收代谢，提高机体免疫力，控制有害气体的排放[4-5]。文章基于菊粉的生理功能，对其在动物生产中的应用及对经济效益的影响进行论述，以期能够为菊粉在饲料中的合理、广泛应用提供参考。1菊粉的生理功能1.1调控肠道菌群及功能肠道是畜禽最大的消化器官，肠道的正常发育可以保证机体对营养物质充分地消化、吸收。菊粉作为可溶性膳食纤维，可以在盲肠发酵产生短链脂肪酸，为黏膜细胞提供能量。菊粉可以降低盲肠氨态氮水平，提高乙酸、丁酸、总挥发性脂肪酸的产量并降低盲肠pH值，改善肠道内环境[6]。卢军霞等[7]研究表明，断奶仔猪日粮中添加菊粉0.5%可以显著提高断奶仔猪回肠乳酸杆菌含量。肠道菌群平衡可以促进营养物质吸收，提高肠道免疫功能。1.2促进矿物质元素吸收菊粉可以促进畜禽对饲料中钙、磷、铜、铁、锌等矿物质元素的吸收和利用。菊粉在肠道发酵的过程中会产生大量挥发性脂肪酸，降低大肠中H+的浓度，减少H+与金属离子的交换从而提高矿物质元素的吸收。Chen等[8]研究表明，菊糖可显著提高蛋鸡的血钙水平和胫骨中的钙、磷含量。Ortiz等[9]研究表明，菊粉可使肉鸡的钙、锌和铜相对表观截留率分别提高18.4%、35.5%、46%，促进机体对矿物质元素的吸收。1.3调节脂类代谢菊粉在肠道内发酵产生的短链脂肪酸可以作为信号分子被特定的G蛋白偶联受体感知，参与到调节脂质和葡萄糖代谢中。郭添福[10]研究表明，菊粉能极显著降低肉鸡肝脏油脂含量，显著降低血清甘油三酯含量及低密度脂蛋白胆固醇含量。王娟等[11]研究表明，菊粉能显著降低大鼠体内的血脂、血糖和胰岛素含量，显著提高AMPK蛋白表达水平。Huang等[12]研究表明，菊粉可显著提高小鼠血清三酰甘油和低密度脂蛋白胆固醇水平，显著降低血清总胆固醇水平。1.4提高免疫力菊粉是一种很好的免疫增强剂，对畜禽的特异性免疫功能和非特异性免疫功能均有提高作用。宫强等[13]研究表明，菊粉能够极显著提高小鼠胸腺、脾脏指数，显著提高腹腔巨噬细胞吞噬能力，显著提高血清溶血素、脾淋巴细胞增殖和γ干扰素水平。黄兴成等[14]研究表明，菊粉能够极显著提高环磷酰胺灌胃小鼠的胸腺指数、脾脏指数，极显著提高肠道免疫球蛋白A和分泌型免疫球蛋白含量。花城等[15]研究表明，菊粉能够显著提高血清白细胞介素-2含量，从而增强免疫细胞的活性。1.5控制有害气体排放在畜禽生产中，不合理处理养殖场有害气体会造成环境污染，影响周围居民的生活环境。养殖场的有害气体主要来自肠道微生物分解有机废弃物。调节肠道微生物菌群是调控有害气体排放的重要途径。菊粉能够通过调节肠道菌群减少有害气体的排放。王琪等[16]研究表明，日粮中添加菊粉0.5%能够显著提高肉鸡排泄物的乳酸浓度，显著降低肉鸡排泄物中吲哚和粪臭素浓度，降低鸡舍臭味。研究表明，日粮添加菊粉12.5 g/kg可显著降低猪结肠粪臭素的浓度和鲜粪的臭味[17]。这是因为菊粉含有β糖苷键，不会被胃和小肠消化酶降解，可以直达大肠调节肠道菌群，降低肠道粪臭素的产生[18]。菊粉在肠道发酵的最终产物是挥发性脂肪酸、二氧化碳等气体以及短链脂肪酸，发酵产物可以降低肠道和粪尿pH值，减少其中氨气、硫化氢、吲哚等臭气的产生[19]。2菊粉在动物生产中的应用2.1菊粉在猪生产中的应用在猪饲粮中添加菊粉，可以通过调整肠道微生物区系、改善肠道形态来提高生产性能和免疫力。顾宪红等[20]研究表明，在断奶仔猪日粮中添加菊粉1%可以显著降低仔猪盲肠、结肠和直肠末端的内容物pH值，显著提高盲肠、结肠和直肠末端的乳酸杆菌和双歧杆菌数量。菊粉能够显著提高仔猪十二指肠和回肠的隐窝深度，显著提高空肠和回肠的绒毛高度[21]。王中华等[22]研究表明，在杜×长×大三元杂交断奶仔猪日粮中添加菊粉1.5%，可以显著提高仔猪平均日增重和平均日采食量，显著降低腹泻指数，显著提高脾脏指数、胸腺指数和血清免疫球蛋白A水平。菊粉能够调节脂类代谢，提高机体抗氧化水平，改善胴体性状和肉品质。周锡红等[21]在断奶仔猪饲粮中添加菊粉5%和刺五加0.1%，发现仔猪血清碱性磷酸酶、超氧化物歧化酶和还原性谷胱甘肽水平显著提高。李超等[23]研究表明，在长×大二元杂交育肥猪饲粮中添加菊粉4%能够显著降低育肥猪血清甘油三酯、总胆固醇和高密度脂蛋白水平，调节育肥猪的血脂水平，显著降低育肥猪平均背膘厚、宰后肌肉pH45 min值，显著提高肌肉滴水损失和剪切力，对屠宰率、眼肌面积、宰后肌肉蒸煮损失和肌内脂肪含量无显著影响，说明菊粉对肌肉保水力有不良影响。但刘彦等[24]研究表明，在生长育肥猪基础日粮中添加菊粉1%能够显著降低猪肉脂肪组织中的3-甲基吲哚含量，避免猪肉出现粪臭味，改善猪肉品质。菊粉能改善母猪繁殖性能，提高母猪免疫力。王永生[25]发现，菊粉可以显著缩短妊娠母猪产程，显著降低仔猪分娩间隔，缓解母猪妊娠失重。张雷等[26]发现，在哺乳期母猪饲粮中添加菊粉0.2%可以显著提高母猪和仔猪的血清免疫球蛋白G及母猪分泌型免疫球蛋白A水平。2.2菊粉在鸡生产中的应用在肉鸡生产中，菊粉能够调节肠道菌群，提高生产性能，提高免疫力和抗氧化水平。陈泽等[27]研究表明，在白羽肉鸡基础日粮中添加菊粉0.6%和0.8%可以显著提高日增重，显著降低料重比，显著增加盲肠乳酸杆菌和双歧杆菌浓度，显著降低盲肠大肠杆菌浓度。王中华等[28]研究表明，在艾维茵肉仔鸡日粮中添加菊粉0.9%可以显著提高肉鸡的胸腺指数和脾指数，显著提高血清免疫球蛋白A和免疫球蛋白G水平。魏轶男[29]研究表明，菊粉还可以显著提高血清白细胞介素-2、白细胞介素-6、白细胞介素-10和干扰素-γ水平，显著提高血清总超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶含量，显著降低血清丙二醛含量，以添加量为1.0%为宜。在蛋鸡生产中，菊粉能够提高生产性能和蛋品质，促进肠道健康，提高免疫功能。上官明军等[30]研究表明，在蛋雏鸡日粮中添加菊粉0.8%，能够显著提高日增重和成活率，显著降低料重比，显著提高胸腺、脾脏和法氏囊指数，显著提高血清免疫球蛋白A和免疫球蛋白G含量。赵姝娴等[31]发现，1 g/kg菊粉可以显著提高海兰褐壳蛋鸡产蛋率、蛋重、蛋壳厚度、蛋壳密度、蛋壳相对重量，显著降低料蛋比和破蛋率，显著降低粪和盲肠内容物pH值，显著提高十二指肠、回肠的绒毛高度，显著提高十二指肠、空肠、回肠的隐窝深度，显著提高回肠和盲肠的乳酸杆菌和双歧杆菌数量，显著降低回肠和盲肠的大肠杆菌数量。2.3菊粉在反刍动物生产中的应用在奶牛生产中，菊粉可以显著提高奶牛乳脂率，对乳汁酸度、乳蛋白浓度、非脂固形物含量和冰点值无显著影响，可以显著提高血清和乳中的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性，提高乳品质。菊粉对肉牛瘤胃发酵、菌群平衡和生长性能的提高有一定促进作用。田可[32]研究表明，菊粉可以显著提高西门塔尔×鲁西杂交牛的末重和日增重，极显著降低料重比，显著提高粗蛋白质和粗脂肪的表观消化率，显著提高瘤胃pH值和丙酸、丁酸、异丁酸浓度，极显著提高拟杆菌门的丰度，显著降低厚壁菌门和放线菌门的丰度，最适添加量为2%。这说明菊粉对反刍动物生长性能和产奶性能的促进作用主要是通过调节瘤胃代谢来实现的。菊粉还可以极显著提高小尾寒羊的体质量增长速度，显著提高体长生长速度，对干物质、氮、有机物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、钙、磷的消化率无显著影响[33]。2.4菊粉在水产动物生产中的应用菊粉可以提高水产动物的消化功能，调节抗氧化能力和免疫力。蒋飞等[34]研究表明，在暗纹东方鲀幼鱼日粮中添加菊粉0.5%，对幼鱼末重、相对增重率、特定生长率、饵料系数、蛋白质效率及成活率无显著影响，可以极显著提高肠道组织的胰蛋白酶活性，极显著提高肝组织谷胱甘肽过氧化物酶和总超氧化物歧化酶活性。李会峰[35]研究表明，日粮添加菊粉2%、4%能够显著提高凡纳滨对虾的增重率，显著提高肠道绒毛长度、凸起数量和淀粉酶活性，显著提高肝胰腺的抗氧化水平和酸性磷酸酶活性，显著提高肠道厚壁菌和蓝藻含量和芽孢杆菌、土芽孢杆菌、链球菌、乳球菌丰度，显著降低浮霉菌含量以及假单胞菌、纤维弧菌丰度。上述研究说明，菊粉能通过调节肠道菌群提高肝胰腺和肠道消化酶活力，增强对虾的抗氧化能力。梁超[36]在刺身基础日粮中添加菊粉1.0%，发现可以显著提高刺身特定生长率，显著提高刺参体腔细胞的超氧化物歧化酶和一氧化氮合酶活性，显著提高细胞吞噬活性及细胞内活性氧产量，抵抗灿烂弧菌感染。3菊粉及其主要提取原料对畜禽养殖经济效益的影响菊粉对畜禽养殖经济效益的影响见表1。菊粉的制作原料菊苣和菊芋价格低廉，但提取工艺尚不完善造成菊粉价格较高，影响养殖成本，但仍然可以获得较高的养殖经济收益。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.07.036.T001表1菊粉对畜禽养殖经济效益的影响来源动物种类添加量经济效益参考文献菊科植物提取菊粉大长二元肥育阉公猪0.04%耗料量降低2.67元/头、饲料价格增加0.05元/kg、50 d增重收益增加74.4元/头、毛利增加75.15元/头张雷等[37]市售菊粉去势公猪2%饲料成本增加0.56元/头鲍麒等[38]市售菊粉白羽肉鸡1.0%毛利润提高2.1%李海英等[39]市售菊粉白羽肉鸡0.6%、0.8%料重比降低5.74%、6.22%，利润增加3.20%和2.76%陈泽等[27]4展望菊粉作为饲料添加剂可以改善畜禽肠道内环境，调节肠道菌群，促进营养物质的吸收和利用，调节脂类代谢，提高免疫力和养殖经济效益，可以控制畜禽有害气体的排放，改善养殖环境，获得养殖效益和社会效益的双重提升。菊粉在具体应用中仍然存在很多问题，如不同植物中提取菊粉的营养物质含量差异不明确，菊粉的提取工艺不完善，价格偏高，在畜禽饲料中的具体添加量尚未明确，对畜禽养殖经济效益的研究不足等，这些问题都制约了菊粉在饲料工业中的广泛应用。随着研究的逐步深入，菊粉作为优质益生元定会在畜禽生产中得到充分利用，应用前景十分广阔。