动物营养

加工工艺和酶技术对猪鸡高纤维日粮消化率的影响

日期：10-31 作者：张秋城- 小 + 大

2.2 非淀粉多糖的抗营养特性
非淀粉多糖能直接或间接地影响其他营养素的消化和吸收。首先，细胞壁中非淀粉多糖的结构排列会影响结构性非淀粉多糖自身的消化率，也会影响被包裹在细胞内的其他营养素的消化率，从而限制了消化酶对这些营养素的可触性。非淀粉多糖的表面活性可使其在进食后与饲料颗粒表面结合，降低饲料对营养物质的可及性和吸收；其次，非淀粉多糖对消化道黏度和水化特性等物理特性具有促进作用，从而影响内容物在消化道停留时间、膨化特性、微生物活性及内源性酶损失，降低营养物质的消化和吸收。这些抗营养特性对养分消化的影响相当大，如在家禽中添加小麦和黑麦中分离的可溶性非淀粉多糖后，淀粉和蛋白质的消化率降低了14%，脂肪消化率降低了24%。

3 加工工艺对非淀粉多糖原料消化率的改善作用

3.1 加工工艺对非淀粉多糖理化特性的影响

饲料的加工工艺是基于机械、热力或化学的改性。机械力(压力或剪切力)可引起颗粒磨损和破碎，从而破坏种皮细胞壁，降低颗粒大小和纤维长度，使细胞壁结构打开。加热过程可以破坏多糖之间的弱键和多糖内的糖苷键，富含淀粉的饲料在一定水分条件下也会促进淀粉糊化，导致细胞膨胀和破裂，从而增加细胞的表面积、破坏细胞壁的完整性。然而，加热也会引起营养物质之间的交联，如通过美拉德反应，尤其是在干热过程中。无论是在酸性或碱性条件下，热处理都会使部分非淀粉多糖水解。
3.1.1 颗粒大小
饲料粒径决定饲料在消化道中与消化酶接触的表面积，从而影响其降解，同时也影响饲料的水化特性。在动物饲料生产中使用的许多加工技术对颗粒大小有影响，粉碎效果是主要影响因素，大多数热处理是次要影响因素。由于不同的原料在颗粒大小、结晶度和脆性等方面存在差异，因此，不同的粉碎条件和设备决定了不同的产品粒度的还原程度、变形类型和颗粒的均匀性。在不同工艺和产品中，加热过程对颗粒大小的影响差别很大。蒸汽、红外线加热等过程破坏了籽粒表面和胚乳，使籽粒保持完整的同时增加了表面积，而膨化和挤压过程剪切力大，使籽粒结构完全破坏。在大多数研究中，热处理应用于全谷物结果已破坏的粉碎产品，因此，结果不太依赖于晶粒结构，并受加工过程中产品的纹理或脆性变化所导致的粉碎性能变化的影响。温和的水热过程，如蒸汽会导致细粉的原料颗粒尺寸增大，而对粗粉原料没有效果或颗粒尺寸减小；高剪切力(如膨胀机加工和挤压蒸煮)导致颗粒尺寸减小，粗粉原料的剪切效应大于细粉原料，制粒会引起小颗粒团聚，表现为制粒后粒径增大。
3.1.2 溶解度
非淀粉多糖在细胞壁的溶解度受各种多糖与其他细胞壁组分之间共价和非共价交联的阻碍。非淀粉多糖在加工过程中溶解度的变化主要取决于交联的类型，β-葡聚糖，特别是薄壁组织的葡聚糖易溶于水，含有较多这种多糖的作物(如大麦)经粉碎和温和热处理后，非淀粉多糖馏分的溶解度有中度到较大的增加。从实质组织中提取的阿拉伯木聚糖易溶于水，而从次生细胞壁组织中提取的阿拉伯木聚糖(如燕麦、大麦壳和麦麸中含量丰富)需要挤压等更为严格的加工工艺。纤维素从细胞壁脱离，特别是在木质化组织中需要进行严格的物理和化学处理，以破坏其晶体结构，并修饰或除去木质素。另一方面，粉碎也被证明可以分解纤维素的晶体结构。
3.1.3 黏度
在加工过程中，溶解、降解和侧链的降低会影响非淀粉多糖的黏滞性能，进而影响调质过程的流变性能。由于黏度与分子量有关，可以预期非淀粉多糖降解后黏度会降低，在一般情况下是粉碎后观察到的。然而，在热加工过程中，细胞壁结构可能会被破坏，导致溶解性增加，而聚合物却没有实际降解，往往会导致黏度增加，特别是可溶性葡聚糖和阿拉伯木聚糖的黏度很高，在加热过程中黏度增加，而纤维素对非淀粉多糖组分的黏度贡献很小。因此，对富含β- 葡聚糖和阿拉伯木聚糖的饲料进行热处理可以提高其黏度，同时机械力越强的工艺(如挤压蒸煮)对黏度影响越大，在一些研究中，热处理增加了小肠消化黏度，尤其是在雏鸡和仔猪中。同样，对含有果胶的产品进行热处理也会增加消化液黏度，因为果胶具有高黏度，在特定条件下具有凝胶能力，高甲基酯化果胶在潮湿的酸性条件下，特别是热处理后，在糖的存在下能形成凝胶，而低甲基酯化果胶只在二价阳离子的存在下形成凝胶。

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