β－甘露聚糖酶的作用機理

β-1,4-甘露聚糖酶簡稱β-甘露聚糖酶，是一類能夠水解含β-1,4-甘露糖苷鍵的甘露寡糖和甘露多糖（包括甘露聚糖、半乳甘露聚糖、葡萄甘露聚糖等）的內切水解酶，屬于半纖維素酶類。β-甘露聚糖酶能將廣泛存在于豆類籽實中的甘露聚糖等多糖降解為甘露寡糖等低聚糖，不僅消除了甘露聚糖對單胃動物各種營養素的抗營養作用，同時生成的甘露低聚糖在動物腸道中起著重要的調節作用。近年來隨著對自然界半纖維素資源的開發應用，微生物β-甘露聚糖酶的開發和研究進入了一個新階段。研究表明，在富含β-甘露聚糖的動物飼糧中添加外源β-甘露聚糖酶可以有效消除β-甘露聚糖的抗營養作用，從而提高動物的生長性能（Jackson，2001）。針對β-甘露聚糖的抗營養作用，β-甘露聚糖酶的作用機理主要表現在以下幾個方面：
① 降低消化道內容物黏度。甘露聚糖在β-甘露聚糖酶的作用下降解為甘露寡糖等低聚糖，大大減少了β-甘露聚糖與水分子的相互作用，從而降低腸道內容物的黏度，有利于營養物質的進一步消化吸收。
② 破壞植物性飼料細胞壁結構，使營養物質與消化酶充分接觸。植物細胞中淀粉和蛋白質等營養物質被細胞壁包裹，細胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠等組成的一種復雜化合物，單胃動物不能很好地消化這一類物質。飼料中適當地添加能夠分解這類物質的酶，可以破壞飼料中存在的植物細胞壁，使營養物質釋放出來，提高飼料的營養價值。β-甘露聚糖是半纖維素的主要組成成分之一，添加β－甘露聚糖酶可起到降解細胞壁的作用。
③ 改善腸道微生物菌群和保護腸黏膜的完整性。甘露聚糖的降解產物為甘露低聚糖(MOS)，它能減少病原菌在腸道的定植，調節動物的免疫反應，保護腸黏膜的完整性，顯著地促進動物腸道內以雙歧桿菌(Bifidobacterium)為代表的有益菌的增殖，最終提高動物的生產性能(毛勝勇，2000)。甘露寡糖作為一種綠色飼料添加劑已經在飼料工業中得到較廣泛的應用，甘露寡糖可選擇性地抑制有害微生物在腸道中的增殖。微生物病原菌致病時，第一步是結合在消化道腸黏膜表面，這種結合是特異性的，其機理為細菌細胞壁表面蛋白，如植物凝血素(lectin)與動物腸道黏膜上皮細胞表面糖脂或糖蛋白的糖殘基結合。但當腸道內存在一定量的MOS等寡糖時可結合細菌的植物凝血素，而減少了細菌與腸黏膜上皮細胞結合的機會，這樣外源病菌就會被排出體外，根據競爭性排阻作用，促進有益菌在腸道中增殖。MOS 等類寡糖能促進細胞分泌含甘露糖基的糖蛋白，這些糖蛋白可結合侵入機體的細菌，從而調節機體的多級免疫反應，提高動物對抗疾病的能力。長期使用甘露低聚糖還可防止沙門氏菌、肉梭狀芽孢桿菌等致病菌的感染及其在腸道的繁殖和定植，減少抗生素的添加量(Jackson，2001)。