酵母细胞壁的外层是分支状的甘露聚糖,内层是葡聚糖,中间夹有一层结合蛋白,另外还含有少量的脂类和几丁质。甘露聚糖也被作为酵母水解物的强制标识项目之一。
看到这里,大家或许有个疑问:甘露聚糖不是抗营养因子吗?怎么还要标注这个指标的含量呢?此甘露聚糖非彼甘露聚糖。
一、结构的区别:
酵母细胞壁中存在的甘露寡糖(MOS),又称为甘露低聚糖,占酵母细胞壁干重的30%,主链以α-1,6糖苷键结合,支链以α-1,2或α-1,3糖苷键结合。而抗营养因子(NSP)中是β-甘露聚糖,以β-1,4糖苷键连结的线状多糖。如果主链某些残基被葡萄糖取代,或半乳糖通过1,-α-糖苷键与甘露糖残基相连形成分枝,则称之为异甘露聚糖,主要有半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖、半乳葡甘露聚糖。上述物质构成了植物半纤维素的第二大组份,特别是β-半乳甘露聚糖和B一葡甘露聚糖是所有豆科(如豆粕和菜籽粕)植物细胞壁的组成成分,尤其在豆粕中含量最高(15~18g/kg),是抗营养因子。
二、能否被消化利用
动物分泌的消化酶如淀粉酶只能消化α-1,4糖苷键,对于其它的键几乎不起作用。甘露寡聚糖MOS由于含有极少量的α-1,4糖苷键,因而不被动物本身利用,而只被有益菌选择性地利用,属于益生素。
三、功能的区别:
(一)酵母细胞壁甘露聚糖MOS的作用:
1.促进肠道内有益菌群优势相的形成,由于甘露寡聚糖在益生菌的作用下被消化分解产生的丙酸、丁酸等VFA明显增加,降低了肠道内的pH值,从而抑制了对酸度敏感的大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌的生长,促进肠道内有益菌群优势相的形成。
2.降低病原菌的致病力;
由于病原菌的的结合受体具有特异性,因此,当肠道中存在一定量的与这些病原菌结合受体结构相识的MOS时,MOS会竞争性地与病原菌结合,而减少病原菌与肠粘膜上皮细胞结合的机会,使其得不到所需的营养而饥饿,甚至引起死亡,从而失去致病力。Mirelman(1980)进行了MOS截取病原菌的试验,用MOS可以截取50%以上的致病菌。
3.结合吸收外源性病原菌,MOS可与外源凝集素结合,从而破坏细胞的识别,进而使病原菌不致于吸附到肠壁上;MOS又有不被消化道内源酶分解的特点,因此,MOS可携病原菌通过肠道,防止病原菌在肠道内繁殖。Oyofo(1989)报道,MOS同病原菌外源凝集素上的活性域结合后,它们就会失活,从而失去同肠粘膜上的MOS受体位点结合能力。Ofek(1977)报道,外加的MOS可同时与上皮细胞的MOS受体结合,当MOS达一定浓度时,可使肠道上皮的MOS受体位点饱和,即使病原菌已附在肠粘膜上皮上,MOS也可将它吸附下来,即MOS可竞争吸附病原菌。
4.调节机体免疫系统,提高动物免疫力。Lotter(1996)报道,口服甘露寡糖能显著提高哺乳仔猪植物凝集素和淋巴细胞的转化率、白细胞的吞噬能力。Cotter等(1997)观察到日粮中添加甘露寡聚糖后,鸡肉垂对PHA的反应显著加强,并显著提高鸡血清SOD和GSH-Px活性;Spring 等(1998)和Carra(1998)分别报道,甘露寡聚糖可增强仔猪和狗的细胞免疫和体液免疫功能。
(二)NSP中β-甘露聚糖的抗营养作用:
1.增加食糜粘度,β-甘露聚糖及其衍生物在单胃动物的消化道内溶于水后形成凝胶状,使消化道内容物具有较强的粘性。食糜黏性的提高,减缓了肠内食糜通过消化道的速度从而降低了畜禽的采食量,使已经消化了的养分向小肠壁的扩散速度减慢,降低了已经消化养分的吸收,高粘度会使畜禽的饮水量增加,粪便水分含量随之提高,从而养分排出量也增加,这就意味着养分消耗增加。
2.降低饲料能量,β-甘露聚糖可通过2个方面降低饲料能量。一是β-甘露聚糖直接起营养稀释剂作用,直接影响饲料的表观消化能值,而且β-甘露聚糖含量越高则表观代谢能值越低,几乎呈线性变化。二是由于各种养分消化率降低,间接引起能量下降。
另外,研究表明,即使是低浓度的β-甘露聚糖也可通过干扰胰岛素分泌和胰岛素样生长因子(IGF)生成而降低从肠道中吸收葡萄糖的速率和碳水化合物的代谢过程(Nunes和Malmlof,1992)。β-甘露聚糖在畜禽肠道细胞发育不完全,或在应激环境下,会过度刺激免疫反应,造成对生长性能的的伤害,引起不良免疫反应,摄食量下降,生长更加迟缓,造成体重轻的数量增加,群体均匀度变差。
总之,β-甘露聚糖不仅阻碍了营养物质的消化吸收,还可以导致动物不同程度的腹泻,最终影响畜禽生长和饲料利用率。