β-甘露聚糖是非淀粉多糖中的一种,它是以1, 4-β-D-吡喃甘露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1,6-α-糖苷键与甘露糖残基相连形成分支,则称之为异甘露聚糖,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)。这些物质构成了植物半纤维素的第二大组分。大多数陆生植物细胞壁的半纤维素主要由木聚糖和甘露聚糖组成,需要很多酶系协同作用才能完全水解为可溶性糖(Biely等,1992;Hazlewood等,1998a)。
β-甘露聚糖及其衍生物是豆科植物细胞壁固有的组分之一,在豆科植物中的含量约为1.3%~1.6%(Jackson等,1999)。单胃动物肠道中不能分泌相关酶,因而β-甘露聚糖及其衍生物不能被消化酶分解,从而对动物生产性能造成负面影响。β-甘露聚糖对单胃动物的抗营养作用表现在以下几个方面:
① 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,一方面减少了动物消化酶与饲料中各种营养物质的接触机会,同时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;此外,食糜黏性的增加还可以造成畜禽粪便含水量和黏稠度增加,影响了畜禽舍和周围的环境。
② β-甘露聚糖具有高的持水活性,可通过其网状结构吸收超过自身重量数倍的水分,改变其物理特性,抵制肠道的蠕动,影响消化。
③ 高亲水性的β-甘露聚糖与肠黏膜表面的脂类微团和多糖蛋白复合物相互作用,导致黏膜表面水层厚度增加,降低了养分的吸收(Johnson等,1981),表面水层厚度是养分吸收的限制因素。
④ β-甘露聚糖是表层带负电荷的活性物质,在溶液中极易与带相反电荷的养分物质结合,从而影响养分的吸收;β-甘露聚糖还能吸附Ca2+、Zn2+、Na+等金属离子以及有机质,造成这些物质的代谢受阻(李剑芳等,2004);β-甘露聚糖与消化酶、胆盐结合,可降低消化酶的活性,并使胆酸呈束缚状态,导致胆固醇等脂类和类酯吸收减少,同时也影响脂类吸收微团的形成,影响了脂肪的消化吸收。
⑤ 未消化的β-甘露聚糖等非淀粉多糖可以与消化道后段微生物区系相互作用,造成厌氧发酵,产生大量的毒素(生孢梭菌等分泌的),抑制动物的生长;还可造成胃肠功能紊乱。
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(Cherbut等,1995)。