非淀粉多糖與畜禽營養
一、NSP種類、結構及分布
NSP實際上包括纖維素、半纖維素和果膠，按溶解性通常又可將之分為可溶性NSP和不溶性NSP。纖維素是細胞的骨架，是含量較為穩定的結構多糖。半纖維素包括β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳甘露聚糖等。果膠包括鼠李半乳醛縮聚糖Ⅰ、Ⅱ阿拉伯聚糖、半乳聚糖及阿拉伯半乳聚糖等。果膠主要存在于豆科植物中層和初生壁細胞中，谷物籽實中基本上沒有。從動物營養的角度而言，NSP主要指半纖維素中的β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖；它們在飼料中的含量最高，具有明顯的抗營養作用。
1．β-葡聚糖（β-glucan）
β-葡聚糖又稱β-（1→3）（l→4）葡聚糖，其分子類似于纖維素分子，但其含有β-（1→3）鍵；故而主鏈呈不規則形。可以阻止β-葡聚糖分子緊密聯結在一起，而水分可以滲入分子束之中，從而造成β-葡聚糖易溶于水的特性。β-葡聚糖又稱β-（1→3）鍵與β-（1→4）鍵比例在1∶2～3左右，作物種類不同，比例亦存在差異。β-葡聚糖主要存在于大麥和燕麥中（2％～10％）。
2．阿拉伯木聚糖（arabinoxylans）
阿拉伯木聚糖又稱戊聚糖，主鍵為β-（→4）木聚糖，側鍵為α-（l→2，3）對阿拉伯糖。其側鍵的數量和分布是可變的。木聚糖與阿拉伯糖比例為1∶0.65～0.75。阿拉伯木聚精主要存在于小麥、黑麥的初生壁細胞中。
3．NSP在飼料中的分布參見下表。
表NSP在飼料中的含量
| 谷物 | β-葡聚糖（％，DM） | 阿拉伯木聚糖（％，M） |
| 小麥 | 0.6～0.7 | 5.7～8.2 |
| 黑麥 | 2.3～2.6 | 8.1～9.9 |
| 大麥 | 3.9～4.5 | 6.6～6.9 |
| 高梁 | － | 2.1 |
| 玉米 | 0.1 | 4.3 |
| 大米 | － | 1.0～1.4 |
二、NSP的物理特性
1．粘度:大多數多糖溶于水后變成有粘性的溶液。NSP在低濃度時，與水分子相互作用而增加溶液的粘度。隨著其濃度的增加，則由于本身分子互相作用，纏繞形成網狀結構；當相互作用極大時可能會形成凝膠。粘性的大小取決于其分子大小、空間結構、帶不帶分支、電荷基團以及本身的濃度等。
2．持水性:NSP，尤其是β-葡聚糖具有很高的吸水膨脹力和持水性。其分子結構形成的網狀結構，可以吸收自身數倍重量的水分，如同海綿；從而增加對腸道蠕動的抵抗力。
3．表面活性:NSP表面具有電荷，并有弱的條水性和疏水性，在溶液中易與其它分子相結合。在飼料消化中，其可能與腸道中飼料顆粒表面、脂肪、蛋白質表面結合而影響它們的消化吸收。
4.吸附能力:NSP有一定的吸附能力，能吸附鈣、鈉、鋅等離子和有機質，從而影響這些物質的代謝。
三、NSP的抗營養特性
1．降低飼料表現消化能: Annison（1991）研究表明，在小麥中NSP（β-葡聚糖+阿拉伯木聚糖）含量與飼料表觀消化能呈負相關。各種谷物中NSP含量與能量代謝率也呈現出負相關；另有研究表明，高粱口糧中加入3％的NSP，肉用仔雞表觀消化能下降9．9％。
2．降低養分消化率:飼料NSP顯著降低飼料干物質消化率。高粱日糧中加入阿拉伯木聚糖，顯著降低脂肪和氨基酸的消化率。此外還會降低日糧中蛋白質和一些礦物元素的表現消化率。
3．降低畜禽生產性能:飼料中NSP含量增加，畜禽生產性能、對飼料的利用能力都明顯下降。口糧中添加NSP，肉用仔雞日增重、產蛋雞產蛋量顯著下降。
4．污染環境:日糧中NSP含量增加使畜禽糞便干物質相對含量降低。粘性糞便不僅降低墊草質量、產生臟蛋，還會污染養殖環境、增加發病率。
四、NSP抗營養機理
1．物理阻礙作用:NSP主要位于細胞壁中，其本身難以被畜禽消化吸收，使細胞內的養分無法與消化道內的消化酶充分結合；從而引起養分釋放受阻，飼料利用率下降。
2．增加食糜粘性:NSP具有高度粘性，干擾食糜在胸腔內流動，使之移動減慢，因而顯著增加食糜在腸道內停留時間。小腸內容物粘度的增加，降低消化酶及其底物的擴散速度，阻礙它們的有效結合。高粘性阻礙被消化的養分接近小腸粘膜表面，使吸收下降。Bedror（1996）研究表明，用阿拉伯木聚糖使溶液粘度從1cps升至5cps，一種分子量為1000的小肽擴散速度下降60％。此外，有報道認為，腸道的粘性增加使消化酶活性顯著下降。
3．消化道形態生理變化:NSP使消化器官代償性增大，蛋白質、脂類、電解質內源分泌增加，降低了其在機體內的存留。研究顯示，飼喂β-葡聚精使豬的胰腺增大；發酵的增加使后腸空重明顯上升。
4．NSP與生理活性物質結合:NSP在消化道內可結合消化酶，降低其活性；同時還會與膽汁鹽、脂類、膽固醇結合，影響脂肪代謝。
5．腸道微生物變化:日糧中NSP在腸道上部不被消化，進入后段之后被壓氧微生物發酵利用。微生物一方面競爭性消耗大量營養物質，另一方面，發酵產生大量毒素，抑制畜禽生長發育。此外，消化道內微生物數量增多刺激腸道，使腸道增厚，不利于養分的吸收。
五、處理方法
1．水處理:Adam和Naber（1969）研究認為，用水浸的方法可以減輕小麥和大麥中的NSP的抗營養作用，但對于玉米而言，效果不理想。這種方法對工業化生產來說，很難有效地得以應用，而且效果也不太穩定。
2．添加抗菌素:添加抗菌素的作用主要體現在單胃動物，利用抗菌素調控消化道微生物區系，以消除NSP帶來的危害。隨生產水平的逐步提高，抗菌素在飼料中的使用受到越來越嚴格的限制，因而這種處理方式面臨很大的困境。
3．添加酶制劑:這是近年來研究最多的一個方面。對NSP而言，酶制劑的作用意義不在于提高飼料中β-葡聚精、阿拉伯木聚糖的利用率，而是消除其降解所帶來的內容物特性所導致的內源酶、微生物區系等不利變化。酶制劑主要從以下幾個方面作用。
酶制劑使NSP分解成小分子片段寡糖或二糖，降低腸道食糜粘度。NSP酶補充機體內源酶不足或提高內源酶的活性、降低膽汁鹽的早期游離，將營養物質轉到腸道內進行消化，提高了機體對飼料的消化利用能力。NSP酶作用于飼料細胞壁，可以增加細胞的通透性，使養分更易暴露、釋放，從而為機體所利用。此外，NSP酶還可以降低因粘度引起的營養物質在腸道內的蓄積，減少有害菌群在腸道內的數量，從而降低其對腸壁的損傷，改善養分吸收。NSP酶制劑一般是從動植物、微生物中提取的純酶或粗酶，目前常用的有木聚精酶、β-葡聚精酶。木聚糖酶主要用來水解木糖苷鍵，可分為β-1，4木聚糖酶與β-1，3木聚糖酶兩類。β-葡聚精酶可能是飼料工業中首次廣泛使用的一種酶。這兩類酶可以水解阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖，明顯降低谷物飼料中的抗營養碳水化合物的粘稠度，改善大部分營養物質的消化率和吸收率，尤其是脂肪和蛋白質，進而改善飼糧的能值和適口性，提高增重和飼料利用率。
大量文獻報道，在大麥飼糧中使用葡聚精酶、木聚糖酶可提高雛雞、生長雞、肉仔雞、產蛋雞、仔豬和生長豬的生產性能并減少下痢，使大麥飼糧的飼養效果達到玉米飼糧水平，同時降低飼養成本。
六、結語
NSP的抗營養作用近年來一直是研究的熱點之一，對其抗營養效果及消除方法等都取得了很大進展但對其機理的研究尚處于一個探索過程之中，有待于進一步的深入研究。