非淀粉多糖与畜禽营养
一、NSP种类、结构及分布
NSP实际上包括纤维素、半纤维素和果胶，按溶解性通常又可将之分为可溶性NSP和不溶性NSP。纤维素是细胞的骨架，是含量较为稳定的结构多糖。半纤维素包括β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、葡萄甘露聚糖、半乳甘露聚糖等。果胶包括鼠李半乳醛缩聚糖Ⅰ、Ⅱ阿拉伯聚糖、半乳聚糖及阿拉伯半乳聚糖等。果胶主要存在于豆科植物中层和初生壁细胞中，谷物籽实中基本上没有。从动物营养的角度而言，NSP主要指半纤维素中的β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖；它们在饲料中的含量最高，具有明显的抗营养作用。
1．β-葡聚糖（β-glucan）
β-葡聚糖又称β-（1→3）（l→4）葡聚糖，其分子类似于纤维素分子，但其含有β-（1→3）键；故而主链呈不规则形。可以阻止β-葡聚糖分子紧密联结在一起，而水分可以渗入分子束之中，从而造成β-葡聚糖易溶于水的特性。β-葡聚糖又称β-（1→3）键与β-（1→4）键比例在1∶2～3左右，作物种类不同，比例亦存在差异。β-葡聚糖主要存在于大麦和燕麦中（2％～10％）。
2．阿拉伯木聚糖（arabinoxylans）
阿拉伯木聚糖又称戊聚糖，主键为β-（→4）木聚糖，侧键为α-（l→2，3）对阿拉伯糖。其侧键的数量和分布是可变的。木聚糖与阿拉伯糖比例为1∶0.65～0.75。阿拉伯木聚精主要存在于小麦、黑麦的初生壁细胞中。
3．NSP在饲料中的分布参见下表。
表NSP在饲料中的含量
| 谷物 | β-葡聚糖（％，DM） | 阿拉伯木聚糖（％，M） |
| 小麦 | 0.6～0.7 | 5.7～8.2 |
| 黑麦 | 2.3～2.6 | 8.1～9.9 |
| 大麦 | 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:大多数多糖溶于水后变成有粘性的溶液。NSP在低浓度时，与水分子相互作用而增加溶液的粘度。随着其浓度的增加，则由于本身分子互相作用，缠绕形成网状结构；当相互作用极大时可能会形成凝胶。粘性的大小取决于其分子大小、空间结构、带不带分支、电荷基团以及本身的浓度等。
2．持水性:NSP，尤其是β-葡聚糖具有很高的吸水膨胀力和持水性。其分子结构形成的网状结构，可以吸收自身数倍重量的水分，如同海绵；从而增加对肠道蠕动的抵抗力。
3．表面活性:NSP表面具有电荷，并有弱的条水性和疏水性，在溶液中易与其它分子相结合。在饲料消化中，其可能与肠道中饲料颗粒表面、脂肪、蛋白质表面结合而影响它们的消化吸收。
4.吸附能力:NSP有一定的吸附能力，能吸附钙、钠、锌等离子和有机质，从而影响这些物质的代谢。
三、NSP的抗营养特性
1．降低饲料表现消化能: Annison（1991）研究表明，在小麦中NSP（β-葡聚糖+阿拉伯木聚糖）含量与饲料表观消化能呈负相关。各种谷物中NSP含量与能量代谢率也呈现出负相关；另有研究表明，高粱口粮中加入3％的NSP，肉用仔鸡表观消化能下降9．9％。
2．降低养分消化率:饲料NSP显著降低饲料干物质消化率。高粱日粮中加入阿拉伯木聚糖，显著降低脂肪和氨基酸的消化率。此外还会降低日粮中蛋白质和一些矿物元素的表现消化率。
3．降低畜禽生产性能:饲料中NSP含量增加，畜禽生产性能、对饲料的利用能力都明显下降。口粮中添加NSP，肉用仔鸡日增重、产蛋鸡产蛋量显著下降。
4．污染环境:日粮中NSP含量增加使畜禽粪便干物质相对含量降低。粘性粪便不仅降低垫草质量、产生脏蛋，还会污染养殖环境、增加发病率。
四、NSP抗营养机理
1．物理阻碍作用:NSP主要位于细胞壁中，其本身难以被畜禽消化吸收，使细胞内的养分无法与消化道内的消化酶充分结合；从而引起养分释放受阻，饲料利用率下降。
2．增加食糜粘性:NSP具有高度粘性，干扰食糜在胸腔内流动，使之移动减慢，因而显著增加食糜在肠道内停留时间。小肠内容物粘度的增加，降低消化酶及其底物的扩散速度，阻碍它们的有效结合。高粘性阻碍被消化的养分接近小肠粘膜表面，使吸收下降。Bedror（1996）研究表明，用阿拉伯木聚糖使溶液粘度从1cps升至5cps，一种分子量为1000的小肽扩散速度下降60％。此外，有报道认为，肠道的粘性增加使消化酶活性显著下降。
3．消化道形态生理变化:NSP使消化器官代偿性增大，蛋白质、脂类、电解质内源分泌增加，降低了其在机体内的存留。研究显示，饲喂β-葡聚精使猪的胰腺增大；发酵的增加使后肠空重明显上升。
4．NSP与生理活性物质结合:NSP在消化道内可结合消化酶，降低其活性；同时还会与胆汁盐、脂类、胆固醇结合，影响脂肪代谢。
5．肠道微生物变化:日粮中NSP在肠道上部不被消化，进入后段之后被压氧微生物发酵利用。微生物一方面竞争性消耗大量营养物质，另一方面，发酵产生大量毒素，抑制畜禽生长发育。此外，消化道内微生物数量增多刺激肠道，使肠道增厚，不利于养分的吸收。
五、处理方法
1．水处理:Adam和Naber（1969）研究认为，用水浸的方法可以减轻小麦和大麦中的NSP的抗营养作用，但对于玉米而言，效果不理想。这种方法对工业化生产来说，很难有效地得以应用，而且效果也不太稳定。
2．添加抗菌素:添加抗菌素的作用主要体现在单胃动物，利用抗菌素调控消化道微生物区系，以消除NSP带来的危害。随生产水平的逐步提高，抗菌素在饲料中的使用受到越来越严格的限制，因而这种处理方式面临很大的困境。
3．添加酶制剂:这是近年来研究最多的一个方面。对NSP而言，酶制剂的作用意义不在于提高饲料中β-葡聚精、阿拉伯木聚糖的利用率，而是消除其降解所带来的内容物特性所导致的内源酶、微生物区系等不利变化。酶制剂主要从以下几个方面作用。
酶制剂使NSP分解成小分子片段寡糖或二糖，降低肠道食糜粘度。NSP酶补充机体内源酶不足或提高内源酶的活性、降低胆汁盐的早期游离，将营养物质转到肠道内进行消化，提高了机体对饲料的消化利用能力。NSP酶作用于饲料细胞壁，可以增加细胞的通透性，使养分更易暴露、释放，从而为机体所利用。此外，NSP酶还可以降低因粘度引起的营养物质在肠道内的蓄积，减少有害菌群在肠道内的数量，从而降低其对肠壁的损伤，改善养分吸收。NSP酶制剂一般是从动植物、微生物中提取的纯酶或粗酶，目前常用的有木聚精酶、β-葡聚精酶。木聚糖酶主要用来水解木糖苷键，可分为β-1，4木聚糖酶与β-1，3木聚糖酶两类。β-葡聚精酶可能是饲料工业中首次广泛使用的一种酶。这两类酶可以水解阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖，明显降低谷物饲料中的抗营养碳水化合物的粘稠度，改善大部分营养物质的消化率和吸收率，尤其是脂肪和蛋白质，进而改善饲粮的能值和适口性，提高增重和饲料利用率。
大量文献报道，在大麦饲粮中使用葡聚精酶、木聚糖酶可提高雏鸡、生长鸡、肉仔鸡、产蛋鸡、仔猪和生长猪的生产性能并减少下痢，使大麦饲粮的饲养效果达到玉米饲粮水平，同时降低饲养成本。
六、结语
NSP的抗营养作用近年来一直是研究的热点之一，对其抗营养效果及消除方法等都取得了很大进展但对其机理的研究尚处于一个探索过程之中，有待于进一步的深入研究。