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体外模拟消化法优化生长猪饲粮非淀粉多糖酶谱导读非淀粉多糖(NSP)作为一种抗营养因子，常影响畜禽饲粮营养物质的消化。
NSP 酶由于可降低NSP 的抗营养作用，越来越受到关注。
许多研究表明，NSP 酶能够降低NSP 的抗营养作用，提高营养物质利用率，改善肠道健康。
但是也有研究发现，NSP 酶对猪生产性能、营养物质利用率没有影响。
由于不同饲粮中NSP的含量和组成差异较大，而NSP 酶作为生物反应的催化剂，对底物具有专一性，因此，NSP 酶的合理配伍是充分发挥其对饲粮中NSP 降解作用的关键。
但是针对不同的饲粮，通过动物试验方法来筛选与之相适应的NSP 酶的配伍，不但工作量巨大，而且结果变异比较大，不能满足实际需求。
近年来，一些研究者通过体外模拟消化的方法来研究饲粮中添加NSP 酶的效果，为高效、快速的优化NSP 酶的配伍提供了一个可行的途径。
王恩玲等和何科林等使用胃蛋白酶-胰液素的体外2 步模拟消化法对NSP 酶在家禽饲粮中的作用效果进行了体外评定，取得了良好的促生产效果。
Narasimha 等使用体外消化法成功筛选出了纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶在几种饲料原料中的最佳组合。
但是，使用体外模拟消化法优化生长猪不同饲粮NSP 酶谱的研究目前还没有报道。
此外，胰液素是含有多种消化酶的复合物，不同批次之间组成有所不同，无法实现模拟肠液的重复以及测试重演性的需求。
本实验室前期在研究生长猪小肠液组成的基础上开发了猪模拟小肠液，并在猪饲粮的体外模拟消化上取得了较好的效果。
因此，本试验使用基于生长猪生理消化液组成依据的体外三角瓶2 步消化法，在玉米-豆粕型和玉米-杂粕型2 种不同类型的生长猪饲粮中使用6 种NSP 酶，探讨NSP 酶对不同类型饲粮的作用效果，探索优化猪饲粮中NSP酶配伍的方法，为NSP 酶在猪饲粮中的高效使用提供依据。
1材料与方法1.1 NSP 酶及酶活性测定选用纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶和果胶酶6 种NSP酶。
饲粮中添加外源酶在促进生长和提高饲料利用效率方面的价值已得到家禽养殖业的广泛认可。
虽然家禽的胃肠道也会产生酶来帮助消化日粮的营养物质，但是其体内没有足够的酶来完全消化粗纤维，所以需要一些外源性酶来帮助消化。
很多饲料作物中都富含非淀粉多糖(non-starch polysaccharides,NSPs)，其含量与饲料的营养价值成反比。
在饲粮中添加非淀粉多糖酶可提高可溶性非淀粉多糖含量高的作物的营养价值。
非淀粉多糖酶是一种由蛋白质、氨基酸和矿物质、维生素组成的生物催化剂。
因为非淀粉多糖在家禽中的消化率很低，大部分通过排泄物排出。
在家禽饲料中使用非淀粉多糖酶可提高肉鸡生产性能和饲料利用率，从而降低养分的排泄量，特别是氮、磷、锌和铜的过量排泄，最大限度地减少粪中养分流失而造成的环境污染。
已有大量研究表明，与玉米-大豆饲粮相比，在小麦、大麦、高粱或小黑麦饲粮中添加外源非淀粉多糖酶可以提高家禽的生产性能。
非淀粉多糖能够结合大量的水，使食糜粘度增加，肠道黏度越高，粘滴量就越高，进而可能会对碳水化合物、蛋白质和脂肪的消化中引起一些问题。
这些问题都可以通过在家禽饲粮中添加非淀粉多糖酶来解决。
从营养、经济、健康和环境的多重角度日粮中添加非淀粉多糖酶对肉鸡生产的作用王晓佳(抚顺市农业特产学校，抚顺113123)摘要：非淀粉多糖(NSP)是一种抗营养因子，在小麦、大麦、葵花籽粉、菜籽粕等谷物饲料原料中大量存在，由于家禽缺乏消化这些原料所必需的内源性酶，因此对生产性能产生不利影响，也限制了粗纤维含量高的饲料原料在家禽中的应用。
解决这一问题的方法之一是添加非淀粉多糖酶，使其能够水解非淀粉多糖，进而使家禽能够利用这些非淀粉多糖，并提高营养价值和利用率。
文章从肉鸡肠道，营养物质消化和生产性能等方面综述了非淀粉多糖酶的作用，为实际生产提供理论基础。
关键词：肉鸡;非淀粉多糖;生产性能;消化率中图分类号：S816.7文献标识码：A文章编号：2096-8515（2021）05-0040-04来看，非淀粉多糖酶在肉鸡生产中的使用将逐渐增加[1]。
抗营养作用摘要：非淀粉多糖(NSP)是饲料纤维的主要成分，这些纤维将饲料营养物质包围在细胞壁里面，部分纤维可溶解于水并产生粘性物质。
这些粘性物质抑制动物的正常消化功能，妨碍动物吸收营养。
如将这些NSP去除，营养物质就能从细胞壁里释放出来，从而提高代谢能和蛋白质的利用率。
玉米、小麦中均含有大量的NSP，许多植物蛋白源，如大豆粕，同样含有NSP。
在饲料中添加酶制剂，可将这些NSP 去除，如大豆粕中被细胞结构包围的淀粉和蛋白就可释放，从而提高了大豆粕的代谢能和蛋白质的利用率。
关键字：非淀粉多糖抗营养作用饲料消化营养1. 非淀粉多糖(NSP)的概念和分类非淀粉多糖(non- starch polysaccarides, NSP)是由若干单糖通过糖苷键连接成的多聚体，包括除α-葡聚糖以外的大部分多糖分子。
NSP最初是根据提取和分离多糖所采用的方法进行分类的。
细胞壁经一系列碱提取后剩余的不溶物叫纤维素，溶在碱液中的物质称为半纤维素。
考虑到非淀粉多糖的化学结构及生物功能，人们发现依据其溶解度分类有失精准。
通常非淀粉多糖一般分为3大类，即纤维素、非纤维多糖(半纤维素性聚合体)和果胶聚糖。
其中非纤维多糖又包括木聚糖、β-葡聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖等。
按照水溶性的不同，非淀粉多糖又可分为可溶性非淀粉多糖(SNSP)和不可溶性非淀粉多糖(INSP)，这是因为在谷物细胞壁中，一些非淀粉多糖以氢键松散地与纤维素、木质素、蛋白质结合，故溶于水，称为可溶性非淀粉多糖。
2. NSP 的物理特性NSP 对畜禽生产性能的影响大多是由可溶性多糖引起的。
多糖在溶液中将会呈现许多特性,而这些特性可能会影响消化过程。
2.1 粘度[1],其粘度依赖于许多因素,包括多糖分子的大小、是分枝结构还是直链结构、荷电基团的存在以及多糖的浓度。
一般来说,NSP 的分子量愈大、分子愈复杂,对消化道中液体的粘稠度的增加愈明显,对畜禽的抗营养作用也更加突出。
多糖在低浓度时,因与水分子直接互作而增加了溶液的粘度[2] 。
随着多糖浓度的增加,多糖分子本身相互作用,从而缠绕成网状结构,这种作用过程的相互作用极大时,可能会形成凝胶。
研究表明,肉用仔鸡采食阿拉伯木聚糖,增加了消化物的粘度。
Choct 等(1992) [3] 对大麦β- 葡聚糖的研究,亦得出了相似的结果。
2.2 表面活性多糖的表面具有电荷(一般是负电荷) ,并有弱的亲水性与疏水性,因此多糖在溶液中趋于与其他物质表面相结合。
在饲料消化时,多糖可以与肠道中的饲料颗粒表面,脂类微团表面及多糖- 蛋白质复合物表面相结合。
2.3 持水性无论是SNSP 还是INSP 都具有持水性。
INSP如纤维素,具有海绵样的功能,而SNSP 则通过网状结构的形成而吸收水分子。
这在多糖浓度较高时变得尤其显著,因为此时可以形成凝胶。
这些效应能根本上改变消化物的物理特性,并从而改变肠道的生理机能,即增强对肠蠕动的抵抗力。
2.4 离子和小分子与NSP 的结合除了阳离子与一些NSP 中带负电基团结合外,多糖的立体结构也使多糖与离子发生螯合作用。
事实上,阳离子能在NSP 分子间形成离子桥,这将大大影响其粘度和凝胶的形成特性。
小分子通过疏水键与亲水键的相互作用,也可能与多糖发生微弱的结合。
2.5 溶解度大小的影响因素NSP 溶解度大小除与NSP 和细胞壁其他成分结合的化学键类型有关外,还取决于下列各种因素: (1)分子中侧链的多少,侧链越多,越易溶解; (2) 溶液中是否有某种离子螯合NSP ,而使之不溶; (3) 溶液温度愈高,愈易溶解; (4) 溶解极性的大小,如水溶液中加入80 %乙醇使极性降低,SNSP 则变为沉淀而不溶; (5)NSP 分子量大小,分子量愈小,愈易溶解。
3.非淀粉多糖的抗营养作用麦类饲料中一般含有较多的可溶性非淀粉多糖，主要包括阿拉伯木聚糖、β葡聚糖、α-半乳糖苷、果胶聚糖等，其中前两者占SNSP的30%。
单胃动物不能分解SNSP，所以它不具备营养作用。
而且因为SNSP本身能结合大量的水，使采食动物消化道的食糜体积增大，黏度增加，并形成凝胶，这会干扰消化酶的功能和吸收作用，影响食糜在小肠中的滞留时间，引起微生物异常繁殖，造成动物生长受阻，降低饲料消化率和代谢能，所以它不仅是一种非营养因子，还是一种抗营养因子。
3.1 使食糜黏稠度升高麦类饲粮中所含有的可溶性非淀粉多糖(小麦、黑麦、麦麸中主要是木聚糖；大麦、燕麦中主要是β-葡聚糖)进入畜禽消化道后会部分溶解，吸水膨胀，极大地增加了消化道内容物的黏稠度，从而导致一系列负面效应：①肠内容物黏稠度升高，导致养分溶出速度减缓，养分和内源消化酶的扩散速度减慢，肠道机械混合食糜的能力减弱，因而内源消化酶对养分的消化作用减弱，养分消化率降低；②黏稠度升高使已消化的养分向肠黏膜扩散的速度减缓，加之黏性的SNSP使肠黏膜上不动水层加厚，这样使已消化的养分通过肠黏膜时受阻，降低了养分的吸收率和利用率；③黏稠度升高显著增加食糜在肠道中停留的时间，降低了单位时间内养分的同化作用。
3.2 使内源酶活性降低非淀粉多糖与消化酶或消化酶必需的其他成分(如胆汁酸、无机离子)结合会影响内源酶活性。
大量试验证明，SNSP在体外和体内均可降低脂肪酶、淀粉酶和胰蛋白酶的活性。
3.3 改变肠道微生物菌群非淀粉多糖在上部肠道不被消化，进入下部肠道成为厌氧微生物发酵繁殖的碳源，故在后肠道产生大量生孢梭菌等厌氧微生物。
其中某些生孢梭菌会产生毒素，从而影响动物的健康，抑制动物生长。
另外，非淀粉多糖能使食糜在消化道内停留的时间延长，减缓食糜在消化道中的排空速度，这也直接导致了有害微生物的大量繁殖。
3.4 形成物理屏障植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素构成。
SNSP就是半纤维素的重要组分，含有阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖的细胞壁会对动物内源消化酶产生屏蔽作用，包裹着蛋白质、淀粉等内容物，阻止其与消化酶相互作用，从而形成坚固的物理屏障，降低饲料消化率及利用率。
对脂肪消化吸收的不良影响养分的分子量越大，黏稠度效应对其影响也越大，尤其是脂肪。
黏稠度增加阻碍了肠道内容物的机械混合，减缓了乳化作用，阻止了脂肪形成脂肪微粒。
另外，SNSP表面带有的负电荷能与脂类、胆固醇和胆盐结合，使胆酸的粪便损失率增加，同时也增加了来自胆固醇的胆酸肝脏合成物。
胆酸和脂类的持续排泄和粪酸及中性固醇的快速消除最终可能影响到脂类和胆固醇在小肠的消化吸收。
4. 降低饲料中非淀粉多糖含量的方法4.1 添加酶制剂降低饲料NSP 含量目前最行之有效的方法是在饲料中添加酶制剂如木聚糖内切酶或β- 葡聚糖内切酶,以破坏NSP 的大分子结构降低其粘度[4] 。
许多实验证明,日粮中添加这类酶制剂可明显改善大麦、小麦等饲料对畜禽生长的不利影响。
大麦日粮中添加酶制剂饲喂肉鸡,其生产性能可同玉米日粮相比[5] 。
Juin 等(1995) 研究显示,小麦加酶日粮的肉鸡生长或饲料转化率与玉米相同,甚至超过玉米日粮[6] 。
在肉鸡和蛋鸡上的实验也证实,日粮添加酶制剂可改善饲料转化率[7] 。
4.2 水处理Fermandez 等(1973b) 报道饲喂水处理的黑麦比未经处理的黑麦显著提高鸡的生长速度和饲料转化率[8] 。
Ward 和Marquarkt (1988) [9]报道饲喂水处理的黑麦提高鸡的增重4.3 添加抗生素MacAuliffe 等(1971) [10] 、Misir 等(1978a ,b) [11～12]在黑麦基础日粮中添加抗生素显著提高鸡的生长速度、饲料转化率、采食量和所有养分存留率。
添加抗生素的效果和日粮的组成,特别是和日粮蛋白质的质量有关,对黑麦日粮的效果往往比对小麦日粮的效果大4.4 磨碎、碾压、冷制粒和辐射Lawrenence 等(1970) 报道,磨碎大麦喂猪的饲养效果超过整粒大麦18 %。
碾压与冷制粒可改善猪对大麦蛋白质和能量的消化率。
辐射可部分降解大麦中的NSP , 提高大麦的营养价值( Tomas 等,[13] 。
由于NSP 的抗营养作用主要来自可溶性NSP即非淀粉多糖(如阿拉伯木聚糖、β- 葡聚糖、甘露聚糖等) 和果胶多糖(半乳糖醛酸聚合物) 。
从现有情况来看,我国大约每年有100 万麸皮和次粉,,其中均含有不同含量的可溶性NSP ,消除其抗营养作用意义重大。
因此,开展对不同饲料中NSP 定量定性研究以及NSP 的抗营养机制的深入研究,进而找到一些消除NSP 抗营养作用的有效途径, 是营养学家们今后要努力的方向。
5. NSP 酶制剂的作用5.1 分解抗营养因子，降低肠道食糜黏度NSP的黏度与其分子量有很大的关系，分子量越大其黏性就越高。
日粮中添加酶制剂后，分子量大于5万Da的葡聚糖组分明显减少，而小分子量的阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖的黏性和水溶性大大降低，降低了对肠道的副作用，使食糜在消化道内更易于转运和消化吸收。
5.2 激活内源酶的分泌，提高饲料利用率在富含NSP的饲粮中添加一定量的NSP酶制剂，能激活内源酶的分泌，提高内源消化酶的活性，从而促进了养分的消化吸收。
研究表明，高麦麸日粮中添加NSP酶制剂，十二指肠内容物中总蛋白水解酶和α-淀粉酶活性分别提高了20.96%和5.66%，饲料粗蛋白质、粗脂肪和粗纤维的表观消化率分别提高了10.49%、30.83%和66.13%。
5.3 减少有害菌的繁殖，改善肠道结构NSP酶制剂的添加，降低了肠道内容物的黏性，促进养分的消化吸收，从而改变了肠道微生物生长繁殖的环境，减少了病原微生物的数量，降低了对养分的竞争性吸收。
另外，NSP酶制剂的添加减少了NSP对肠道的副作用，改善肠道结构，促进肠绒毛的生长。
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