酵母細(xì)胞壁的外層是分支狀的甘露聚糖,內(nèi)層是葡聚糖,中間夾有一層結(jié)合蛋白,另外還含有少量的脂類和幾丁質(zhì)。甘露聚糖也被作為酵母水解物的強(qiáng)制標(biāo)識項目之一。
看到這里,大家或許有個疑問:甘露聚糖不是抗?fàn)I養(yǎng)因子嗎?怎么還要標(biāo)注這個指標(biāo)的含量呢?此甘露聚糖非彼甘露聚糖。
一、結(jié)構(gòu)的區(qū)別:
酵母細(xì)胞壁中存在的甘露寡糖(MOS),又稱為甘露低聚糖,占酵母細(xì)胞壁干重的30%,主鏈以α-1,6糖苷鍵結(jié)合,支鏈以α-1,2或α-1,3糖苷鍵結(jié)合。而抗?fàn)I養(yǎng)因子(NSP)中是β-甘露聚糖,以β-1,4糖苷鍵連結(jié)的線狀多糖。如果主鏈某些殘基被葡萄糖取代,或半乳糖通過1,-α-糖苷鍵與甘露糖殘基相連形成分枝,則稱之為異甘露聚糖,主要有半乳甘露聚糖、葡甘露聚糖、半乳葡甘露聚糖。上述物質(zhì)構(gòu)成了植物半纖維素的第二大組份,特別是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)植物細(xì)胞壁的組成成分,尤其在豆粕中含量最高(15~18g/kg),是抗?fàn)I養(yǎng)因子。
二、能否被消化利用
動物分泌的消化酶如淀粉酶只能消化α-1,4糖苷鍵,對于其它的鍵幾乎不起作用。甘露寡聚糖MOS由于含有極少量的α-1,4糖苷鍵,因而不被動物本身利用,而只被有益菌選擇性地利用,屬于益生素。
三、功能的區(qū)別:
(一)酵母細(xì)胞壁甘露聚糖MOS的作用:
1.促進(jìn)腸道內(nèi)有益菌群優(yōu)勢相的形成,由于甘露寡聚糖在益生菌的作用下被消化分解產(chǎn)生的丙酸、丁酸等VFA明顯增加,降低了腸道內(nèi)的pH值,從而抑制了對酸度敏感的大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌的生長,促進(jìn)腸道內(nèi)有益菌群優(yōu)勢相的形成。
2.降低病原菌的致病力;
由于病原菌的的結(jié)合受體具有特異性,因此,當(dāng)腸道中存在一定量的與這些病原菌結(jié)合受體結(jié)構(gòu)相識的MOS時,MOS會競爭性地與病原菌結(jié)合,而減少病原菌與腸粘膜上皮細(xì)胞結(jié)合的機(jī)會,使其得不到所需的營養(yǎng)而饑餓,甚至引起死亡,從而失去致病力。Mirelman(1980)進(jìn)行了MOS截取病原菌的試驗,用MOS可以截取50%以上的致病菌。
3.結(jié)合吸收外源性病原菌,MOS可與外源凝集素結(jié)合,從而破壞細(xì)胞的識別,進(jìn)而使病原菌不致于吸附到腸壁上;MOS又有不被消化道內(nèi)源酶分解的特點(diǎn),因此,MOS可攜病原菌通過腸道,防止病原菌在腸道內(nèi)繁殖。Oyofo(1989)報道,MOS同病原菌外源凝集素上的活性域結(jié)合后,它們就會失活,從而失去同腸粘膜上的MOS受體位點(diǎn)結(jié)合能力。Ofek(1977)報道,外加的MOS可同時與上皮細(xì)胞的MOS受體結(jié)合,當(dāng)MOS達(dá)一定濃度時,可使腸道上皮的MOS受體位點(diǎn)飽和,即使病原菌已附在腸粘膜上皮上,MOS也可將它吸附下來,即MOS可競爭吸附病原菌。
4.調(diào)節(jié)機(jī)體免疫系統(tǒng),提高動物免疫力。Lotter(1996)報道,口服甘露寡糖能顯著提高哺乳仔豬植物凝集素和淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率、白細(xì)胞的吞噬能力。Cotter等(1997)觀察到日糧中添加甘露寡聚糖后,雞肉垂對PHA的反應(yīng)顯著加強(qiáng),并顯著提高雞血清SOD和GSH-Px活性;Spring 等(1998)和Carra(1998)分別報道,甘露寡聚糖可增強(qiáng)仔豬和狗的細(xì)胞免疫和體液免疫功能。
(二)NSP中β-甘露聚糖的抗?fàn)I養(yǎng)作用:
1.增加食糜粘度,β-甘露聚糖及其衍生物在單胃動物的消化道內(nèi)溶于水后形成凝膠狀,使消化道內(nèi)容物具有較強(qiáng)的粘性。食糜黏性的提高,減緩了腸內(nèi)食糜通過消化道的速度從而降低了畜禽的采食量,使已經(jīng)消化了的養(yǎng)分向小腸壁的擴(kuò)散速度減慢,降低了已經(jīng)消化養(yǎng)分的吸收,高粘度會使畜禽的飲水量增加,糞便水分含量隨之提高,從而養(yǎng)分排出量也增加,這就意味著養(yǎng)分消耗增加。
2.降低飼料能量,β-甘露聚糖可通過2個方面降低飼料能量。一是β-甘露聚糖直接起營養(yǎng)稀釋劑作用,直接影響飼料的表觀消化能值,而且β-甘露聚糖含量越高則表觀代謝能值越低,幾乎呈線性變化。二是由于各種養(yǎng)分消化率降低,間接引起能量下降。
另外,研究表明,即使是低濃度的β-甘露聚糖也可通過干擾胰島素分泌和胰島素樣生長因子(IGF)生成而降低從腸道中吸收葡萄糖的速率和碳水化合物的代謝過程(Nunes和Malmlof,1992)。β-甘露聚糖在畜禽腸道細(xì)胞發(fā)育不完全,或在應(yīng)激環(huán)境下,會過度刺激免疫反應(yīng),造成對生長性能的的傷害,引起不良免疫反應(yīng),攝食量下降,生長更加遲緩,造成體重輕的數(shù)量增加,群體均勻度變差。
總之,β-甘露聚糖不僅阻礙了營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,還可以導(dǎo)致動物不同程度的腹瀉,最終影響畜禽生長和飼料利用率。