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日期20020616名称非淀粉多糖
副类别天然有毒有害物质
类别饲料卫生
数据来源中国饲料数据库中心
正文 非淀粉多糖

(一)概况

谷物中的多糖从化学上分为两种类型,贮存多糖和结构多糖。后者通常又称为非淀粉多糖(Non-starch polysaccharides,NSP)。NSP是细胞壁的重要组成部分,具有十分复杂的结构和理化性质。Bailey(1973)把NSP分成3个主要部分,即纤维素、半纤维素和果胶多糖。纤维素构成细胞壁的骨架;半纤维素为细胞壁间质的组成部分,包括阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖等;果胶多糖为细胞间黏接物,包括聚半乳糖醛酸等。Selven-dran等(1987)指出,半纤维素溶于水、稀碱、强碱或碱性硼酸盐,果胶多糖溶于水、草酸铵或EDTA。Hoffmann(1991)指出,阿拉伯木聚糖主要由阿拉伯糖和木糖构成,分子主链为直链的(1-4)-木聚糖,通过木糖残基上的O2和O3,原子和其他取代基团相连接,主要取代基团为阿拉伯呋喃残基,次要取代基为己糖和己糖醛酸。Fincher等(1986)指出,β-葡聚糖为带有β-(1-3)和β-(1-4)糖苷键的直链葡萄糖聚合物。果胶多糖则由聚-(1-4)-半乳糖醛酸主链组成,有时主链中插入(1-2)-L-鼠李糖残基。
Perlin等(1952)用超离心法和渗透法测定谷物籽实中阿拉伯木聚糖的分子量为20 000~170 000,聚合度为150~1500;用凝胶过滤色谱法测定的谷物阿拉伯木聚糖分子量则高达80 000~1 000 000。β-葡聚糖约含70%的β-(1-4)键和30%的β-(1-3)键,用超离心法测定β-葡聚糖的分子量为200 000~300 000,聚合度为1200~1850;用凝胶过滤法测定的分子量则高达4×107。Mares等(1973)指出,在谷物籽实中阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖并非简单地、机械地嵌合在细胞壁中,而是通过酯状交联固定在细胞壁中,故仅少量溶于水。水溶性阿拉伯木聚糖可形成高度黏性的水溶液,可吸收约10倍于本身重量的水。
(二)谷物中非淀粉多糖含量

谷物中的NSP主要由阿拉伯聚糖和葡聚糖组成。大麦和燕麦中β-葡聚糖含量较高,小麦、黑麦中阿拉伯木聚糖含量较高,其中阿拉伯糖与木聚糖之比分别为1:0.55,1:0.41,1:0.15和1:0.76。谷物中阿拉伯木聚糖和葡聚糖的含量见表谷物籽实阿拉伯木聚糖和水溶性葡聚糖含量。
谷物籽实阿拉伯木聚糖和水溶性葡聚糖含量(%)

(三)非淀粉多糖对家禽的抗营养作用

1.β-葡聚糖的抗营养作用 用大麦日粮喂鸡,生长缓慢并经常有水状和黏稠粪便。White (1981)等在每千克肉鸡玉米基础日粮中加入10g由大麦提取的β-葡聚糖,肉鸡食糜上清液相对黏度从2.16增加到6.27,因而指出β-葡聚糖是导致大麦对肉鸡营养价值降低的主要因素。燕麦中β-葡聚糖含量也较高,燕麦日粮喂鸡也排泄黏稠粪便,但程度较轻。
2.阿拉伯木聚糖的抗营养作用 小麦在欧洲、北美和澳大利亚是家禽饲料的主要原料之一。Payne(1977)报道,澳大利亚家禽日粮中某些小麦占5%以上时,代谢能值较低。小麦中含有6%~10%的NSP,主要为阿拉伯木聚糖。Annison(1991)对13种小麦中水溶性和非水溶性的含量进行了测定,指出代谢能值与水溶性非淀粉多糖含量呈高度负相关,而与非水溶性非淀粉多糖含量无关,因而证明水溶性非淀粉多糖是导致肉鸡小麦基础日粮代谢能值降低的主要原因。肉鸡高水平黑麦日粮使日增重和饲料转化率明显下降,并引起佝偻病,骨灰分减少和氨基酸、脂肪存留率降低。蛋鸡高水平黑麦日粮则引起产蛋量显著下降、生长抑制和黏性粪便。Antoniou (1980) 报道,在日粮中加入3.4%的从黑麦中提取的阿拉伯木聚糖,使生长速度、饲料转化率和采食量分别下降50%、33%和34%,脂肪和氨基酸的消化率也明显下降。
(四)家禽日粮中抗营养作用的机制
Smits等(1996)指出,NSP的溶解度与其抗营养活性关系十分密切。阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖一旦溶解,便能形成具有高度黏性的溶液。Ikegami(1990)等指出,小肠内容物黏度的增加可使消化酶及其底物的扩散速率下降,从而阻止它们在黏膜表面相互作用和养分的吸收。NSP还可能直接与消化酶结合而降低消化酶的活性,,
(五)抗营养作用的消除
1.添加酶制剂 近年来在小麦基础日粮中添加酶制剂已相当普遍。目前英国90%~95%的肉鸡日粮中均添加NSP酶制剂。Classen等(1988)在9种不同品种大麦基础试验日粮中加入β-葡聚糖酶和阿拉伯木聚糖酶制剂,使肉鸡体重平均增加12.3%,饲料转化率平均增加5.5%。Edney等(1989)报道,添加NSP酶制剂也可提高燕麦、小黑麦和玉米的营养价值。chesson等(1987)指出,酶制剂之所以能改进饲养效果,并非由于它能把多糖水解成单糖,增加单糖的吸收,而是由于它能把黏性多糖降解成较小的聚合物,因而改变了多糖形成黏性溶液和抑制养分扩散的性质。
2.水处理 Ward等(1988)报道,饲喂经水处理的黑麦,可显著提高鸡的增重、饲料转化率和脂肪吸收率,其原因可能是除去了水溶性NSP和活化了能降解这些多糖的内源酶.
3.γ-射线照射 Patel等(1980)报道,γ-射线照射可使NSP降解,从而提高黑麦、大麦和小麦日粮的消化率及饲用价值。
负责人熊本海博士



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