Целлюлоза представляет собой сложный полисахарид, состоящий из 3000 или более β- (1->4) связанных звеньев D-глюкозы (рисунок 4). Эта связь обычно делает целлюлозу непереваримой для животных с однокамерным желудком, у которых отсутствует фермент целлюлаза в пищеварительном тракте. Целлюлоза является основным структурным компонентом стенок растительных клеток и составляет около 33% всего растительного сырья. Это самое распространенное из всех встречающихся в природе органических соединений, составляющее более 50% всего углерода в растениях [7].

Гетероксилан характеризуется базальной структурой, состоящей из линейной цепи β-(1-4) -D-ксилопиранозы. Ксилоза обычно составляет более 50% полимера. Эта основная цепь может быть замещена различными компонентами, которые включают арабинофуранозил с феруловой кислотой или без нее, α-глюкуроновую кислоту и различные короткие боковые цепи, состоящие из звеньев ксилозы, арабинозы и галактозы. Структура гетероксилана варьирует в зависимости от вида злаков. Гетероксиланы кукурузы более замещены (80%) и содержат больше глюкуроновой кислоты (8,3%), чем гетероксиланы пшеницы (70%; 2,6%). Упрощенная структура гетероксилана представлена на рисунке 5.

Арабиноксиланы были обнаружены в различных тканях основных злаков: пшенице, ржи, ячмене, овсе, рисе, сорго. Хотя эти полисахариды являются второстепенными компонентами цельного зерна злаков, они составляют важную часть тонких клеточных стенок растений, которые окружают клетки крахмалистого эндосперма и алейроновый слой в большинстве злаков, и состоят преимущественно из арабиноксиланов (60–70%); исключение составляют стенки клеток эндосперма ячменя (20%) и риса (40%). Неэндоспермические ткани пшеницы, особенно околоплодник и семенник, также имеют очень высокое содержание арабиноксилана (64%). Структуры арабиноксиланов злаков состоят преимущественно из двух пентоз, арабинозы и ксилозы. Их молекулярная структура - линейная основная цепь из β- (1-4) связанных звеньев ксилозы, к которым заместители присоединены через атомы О-2 и О-3 ксилозильных остатков [7] (рисунок 6).

Содержание и структура полимеров арабиноксилана сильно различаются между сортами зерновых культур, что влияет на конечное использование и питательные качества зерна [5]. Разные степени замещения цепи ксилана, состоящей в основном из арабинозы и фенольных соединений, коррелируют с вязкостью и усвояемостью углеводов зерновой культуры [6].

Смешанно-связанные β–глюканы также известны как β-глюканы злаков и располагаются в субалейроновом слое и стенках эндоспермических клеток, где они связываются с целлюлозными микрофибриллами во время роста клеток [7]. Они представляют собой линейную цепь глюкозных единиц, связанных как β-(1-4), так и β-(1-3) связями (рисунок 7). Содержание связей (1-4) и (1-3) в молекуле различается в зависимости от зерна [5]. Смешанный β -глюкан может быть водорастворимым или нерастворимым в воде.


Пектиновые вещества включают рамногалактуронаны, арабинаны, галактаны и арабиногалактаны. Чистые арабинаны и галактаны присутствуют в клеточной стенке растений, но в очень небольшом количестве [7]. Наиболее важными пектинами в рационах моногастричных животных, являются рамногалактуронаны и арабиногалактаны [5]. Пектиновые полисахариды являются основными NSP, присутствующими в семядолях бобовых [7].

Рассмотрим локализацию основных NSP в зернах злаков. В защитных тканях зерен злаков (околоплодник или оболочка зерна) основными NSP являются гетероксилан и целлюлоза (таблица 3). В этих тканях представлены только нерастворимые в воде NSP. Тогда как в эндосперме представлены водорастворимые и нерастворимые в воде NSP. Основными NSP пшеницы, кукурузы, ржи и ячменя являются арабиноксиланы и β-глюканы. В этих тканях целлюлоза составляет небольшую часть NSP, за исключением риса, который содержит большое количество целлюлозы в эндосперме и очень небольшое количество в околоплоднике.

Все корма содержат примерно одинаковое количество целлюлозы (от 1,5 до 3,9%). Целлюлоза – это главный NSP сорго, второй NSP для пшеницы, ржи, кукурузы и третий NSP для ячменя. Основными NSP пшеницы, ржи и кукурузы являются пентозаны (гетероксиланы, арабиноксиланы, арабиногалактаны), растворимые или нерастворимые для пшеницы и ржи, и в основном нерастворимые для кукурузы. В то время как рожь и пшеница имеют одинаковое содержание пентозанов, рожь содержит больше растворимых пентозанов, чем пшеница. Пшеница и рожь также содержат небольшое количество β-глюканов и их β-глюканы нерастворимые. Кукуруза не содержит ни растворимого, ни нерастворимого β-глюкана. Ячмень богат β-глюканами, и его β-глюканы по большей части растворимые. Он также содержит пентозаны, и его пентозаны в основном нерастворимые.

Антипитательные свойства NSP разнообразны и зависят от природы NSP. Если антипитательные свойства водорастворимых NSP в настоящее время хорошо известны, физиологические свойства нерастворимых в воде NSP не так хорошо изучены.