β-甘露聚糖是非淀粉多糖中的一種,它是以1, 4-β-D-吡喃甘露糖苷鍵連結的線狀多糖,如果主鏈某些殘基被葡萄糖取代,或半乳糖通過1,6-α-糖苷鍵與甘露糖殘基相連形成分支,則稱之為異甘露聚糖,主要有半乳甘露聚糖(galactomannan)、葡聚甘露聚糖(glucomannan)、半乳葡萄甘露聚糖(galactoglucomannan)(Elisabetta等,2000;Puls等,1993)。這些物質構成了植物半纖維素的第二大組分。大多數陸生植物細胞壁的半纖維素主要由木聚糖和甘露聚糖組成,需要很多酶系協同作用才能完全水解為可溶性糖(Biely等,1992;Hazlewood等,1998a)。
β-甘露聚糖及其衍生物是豆科植物細胞壁固有的組分之一,在豆科植物中的含量約為1.3%~1.6%(Jackson等,1999)。單胃動物腸道中不能分泌相關酶,因而β-甘露聚糖及其衍生物不能被消化酶分解,從而對動物生產性能造成負面影響。β-甘露聚糖對單胃動物的抗營養作用表現在以下幾個方面:
① β-甘露聚糖及其衍生物在單胃動物的消化道內溶于水后形成凝膠狀,使消化道內容物具有較強的粘性。食糜黏性的提高,一方面減少了動物消化酶與飼料中各種營養物質的接觸機會,同時使已經消化了的養分向小腸壁的擴散速度減慢,降低了已經消化養分的吸收;此外,食糜黏性的增加還可以造成畜禽糞便含水量和黏稠度增加,影響了畜禽舍和周圍的環境。
② β-甘露聚糖具有高的持水活性,可通過其網狀結構吸收超過自身重量數倍的水分,改變其物理特性,抵制腸道的蠕動,影響消化。
③ 高親水性的β-甘露聚糖與腸黏膜表面的脂類微團和多糖蛋白復合物相互作用,導致黏膜表面水層厚度增加,降低了養分的吸收(Johnson等,1981),表面水層厚度是養分吸收的限制因素。
④ β-甘露聚糖是表層帶負電荷的活性物質,在溶液中極易與帶相反電荷的養分物質結合,從而影響養分的吸收;β-甘露聚糖還能吸附Ca2+、Zn2+、Na+等金屬離子以及有機質,造成這些物質的代謝受阻(李劍芳等,2004);β-甘露聚糖與消化酶、膽鹽結合,可降低消化酶的活性,并使膽酸呈束縛狀態,導致膽固醇等脂類和類酯吸收減少,同時也影響脂類吸收微團的形成,影響了脂肪的消化吸收。
⑤ 未消化的β-甘露聚糖等非淀粉多糖可以與消化道后段微生物區系相互作用,造成厭氧發酵,產生大量的毒素(生孢梭菌等分泌的),抑制動物的生長;還可造成胃腸功能紊亂。
總之,β-甘露聚糖不僅阻礙了營養物質的消化吸收,還可以導致動物不同程度的腹瀉,最終影響畜禽生長和飼料利用率(Cherbut等,1995)。