随着人们对抗营养因子认识的不断加深，对抗营养因子的定义也在不断更新。Gontzea和Sutzescu（1968）将抗营养因子定义为：植物代谢产生的，并以不同机制对动物产生抗营养作用的物质。Huisman等（1990）指出，抗营养因子的抗营养作用主要表现为降低饲料中营养物质的利用率、动物的生长速度和动物的健康水平，并把具有这些抗营养作用的一类物质称为抗营养因子。现在，把对营养物质的消化、吸收和利用产生不利影响的物质以及影响畜禽健康和生产能力的物质，称为抗营养因子（Anti-nutritional factors，ANFs）。抗营养因子和毒素之间有时没有特别明确的界限。有些抗营养因子表现一些毒性作用，而有些毒素也表现一些抗营养作用。Cheeke等（1985）从抗营养因子的主要有毒作用为抗营养作用的观点出发，将饲料中的抗营养因子分为抑制蛋白质消化利用的物质；降低能量利用率的物质；降低矿物质和微量元素溶解性和利用率的物质；拮抗维生素，增加其需要量的物质以及其他具有抗营养作用的物质。饲料中影响蛋白质消化、吸收和代谢，即影响蛋白质转化的抗营养因子主要有：胰蛋白酶抑制剂、植物凝集素、游离棉酚、单宁、植酸、抗原蛋白和含羞草素、非淀粉多糖以及皂角苷等。本文就抗营养因子影响蛋白质转化的作用机理作一简述。
1 胰蛋白酶抑制剂（trypsin inhibitor, TI）
胰蛋白酶抑制剂或胰蛋白酶因子（antitrypsin），是大豆以及其他一些植物性饲料中存在的重要的抗营养因子。胰蛋白酶抑制剂广泛存在于豆类、谷类、油料作物等植物中，在这些作物的各部分均有分布。但主要存在于作物的种子中。胰蛋白酶抑制剂中又以Kunitz胰蛋白酶抑制剂（Kunitz soybean trysin inhibitor，STI）和Bowman-Birk胰蛋白酶抑制剂（Bowman-Birk proteinase inhibitor，BBI）最为重要。STI主要抑制胰蛋白酶，对糜蛋白酶作用较弱；BBI抑制胰蛋白酶和糜蛋白酶。胰蛋白酶抑制剂拮抗营养物质的动力学特点为：蛋白酶+抑制因子=蛋白酶与抑制因子复合物=蛋白酶+变性抑制因子（Gueguen，1993）。胰蛋白酶抑制剂对动物的作用机理如图1所示。胰蛋白酶抑制剂引起蛋白质利用率下降有以下两个方面的原因：
⑴胰蛋白酶抑制剂可和小肠中的胰蛋白酶和糜蛋白酶结合，生成无活性的复合物，降低胰蛋白酶的活性，导致蛋白质消化率和利用率下降，引起外源性氮的损失。
⑵引起动物体内蛋白质内源性消耗。Liner和Kakade（1980）发现即使以预先消化好的蛋白质和胰蛋白酶抑制剂一起饲喂小鼠也会引起生长抑制作用。由此说明胰蛋白酶抑制剂的抗营养作用不仅仅是由于胰蛋白酶抑制剂抑制胰蛋白酶的活性而产生。Gallaher和Schneeman（1986）指出，肠道中胰蛋白酶由于和胰蛋白酶抑制剂结合，通过粪便排出体外而数量减少，引起胰腺机能亢进，分泌更多的胰蛋白酶，补充至肠道中。而胰蛋白酶中含硫氨基酸特别丰富，故胰蛋白酶大量补充性分泌造成体内含硫氨基酸的内源性丢失，加剧豆类及其饼粕中含硫氨基酸短缺引起的体内氨基酸代谢不平衡，引起生长受阻或停滞。
图1 胰蛋白酶抑制剂作用机理
有研究认为，摄入含有蛋白酶抑制剂的日粮时，通过含硫氨基酸的内源性损失对机体氮平衡的影响，比通过日粮中氨基酸的损失（外源性损失）所致的影响要大（Barth等，1994）。关于胰蛋白酶抑制剂引起含硫氨基酸内源性损失的机理，一般认为，胰腺腺体细胞分泌蛋白质水解酶原（包括胰蛋白酶原、糜蛋白酶原等）是受胆囊收缩素-促胰酶素（Cholecystokinin-pancreozymin，缩写CCK-PZ）调节的。CCK-PZ是十二指肠和空肠粘膜的内分泌细胞（I细胞）分泌的一种肽类激素。CCK-PZ的分泌和小肠中胰蛋白酶及糜蛋白酶的数量之间存在负反馈性调节机制。当小肠中胰蛋白酶及糜蛋白酶和食入的胰蛋白酶抑制剂结合，在肠道内酶的含量降到一定程度时，CCK-PZ的分泌即增加，从而刺激胰腺分泌更多的胰蛋白酶原和糜蛋白酶原至肠道中。由于这些酶的大量分泌，因而造成体内含硫氨基酸的内源性损失。
2 植物凝集素（Lectin）
植物凝集素的全称为植物性红细胞凝集素（Phytohemagglutinnin，PHA）或称为红细胞凝集素。Stillmark（1888）首先发现植物凝集素，其主要存在于豆类籽粒及其饼粕中，在豆科植物与固氮菌之间的共生中起重要作用。Etzeltr（1986）报道植物凝集素也是一种蛋白质，多数是糖蛋白。Peumans和Van Damme（1995）提出了植物凝集素的新定义，即含有一个或多个可与单糖或寡聚糖特异可逆结合的非催化结构域的植物蛋白。植物凝集素一般为二聚体或四聚体结构，其分子由一个或多个亚基组成，每一个亚基有一个与糖分子特异结合的专一位点。植物凝集素在该位点对红细胞、淋巴细胞或小肠壁表面绒毛上的特定糖基加以识别而结合，使得绒毛产生病变和异常发育，进而干扰消化吸收过程。大多数植物凝集素在肠道中不被蛋白酶水解，因此可和小肠壁上皮细胞表面的特定受体（细胞外被多糖）结合，从而损坏小肠壁刷状缘粘膜结构，干扰刷状缘粘膜分泌多种酶（肠激酶、碱性磷酸酶、麦芽糖酶、淀粉酶、蔗糖酶、谷氨酰基和肽基转移酶等），使内源蛋白过度分泌，增加粘蛋白和血浆蛋白损失（Huisman和Tolman，1992），引起类IgG特定植物凝集素抗体的产生，内源存留N减少或腹泻，对肠道消化和吸收营养物质的能力产生严重的抑制，使蛋白质利用率下降，动物生长受阻甚至停滞。总之，这些都使蛋白质消化率降低，氮沉积减少，从而导致动物体增重下降和饲料效率降低。这是由于它的特殊寡糖与细胞表面结合（Oliveria等，1989），造成小肠绒毛脱落的结果（Schulze等，1995）。Pusztai等（1981）的研究表明，当给动物饲喂凝集素含量高的菜豆时，尿N排出量显著增加，这可能是因为凝集素能阻止体蛋白的合成，或使组织蛋白分解增加。
3 游离棉酚（Free gossypol）
游离棉酚是棉籽色腺的主要组成色素，为多酚类化合物，是细胞、血管及神经毒素。含活性醛基和活性羟基的游离棉酚可以和蛋白质结合成化合物，降低蛋白质的利用率。Rao和Prabhavathi（1982），Jansman等报道多酚类化合物的酚基或其氧化产物醌基和饲料中蛋白质残基的活性基团（如赖氨酸的ε-氨基，半胱氨酸的巯基）结合生成不溶性复合物，使结合的氨基酸不能吸收、利用，因而降低蛋白质的消化率。Marquardt（1989）报道多酚类化合物还可在消化道中和肠道分泌的蛋白水解酶（胰蛋白酶等）结合，抑制其活性从而也降低蛋白质的消化率。
4 单宁（Tannins）
单宁是植物生存的一种天然保护物质，广泛存在于农作物中，如高粱、油菜籽、棉籽、水果中的柿子、苹果、葡萄以及大多数牧草中。单宁是一大类多酚类化合物，也称草鞣质或草鞣酸，其分子量在2000～5000，含有糖苷键、儿茶素等，单宁通常分为水解性和凝集性单宁。随着植物的成熟单宁逐步由水解性转化为凝集性，单宁的含量与植物的生长阶段、环境温度、土壤酸碱度有关。植物因单宁含量高，其对人与动物的营养价值就受到抑制。单宁是多羟基酚物质，它含有4种化学键即氢键、共价键、离子键和疏水互作。这些不同的化学键可以沉淀食物和饲料中的蛋白质，降低消化基质的溶解度和可消化性；单宁进入体内还可以和消化酶、激素结合，使它们的活性降低，从而影响蛋白质的利用率。Mitjavila等（1977）报道单宁尚可和胃肠道粘膜蛋白质结合，在肠粘膜表面形成不溶性复合物，损害肠壁。据报道，仔鸡日粮中含高或低单宁的蚕豆时，蛋白质消化率分别为68.2%和82.6%。
5 植酸（Phytic acid）
植酸又称肌醇六磷酸酯，广泛存在于植物性饲料中，其中以禾本科及豆科籽实的含量最为丰富。植酸是植物性饲料中有机磷的主要存在形式，一般而言，以植酸磷形式存在的磷占总磷的1/2～2/3。植酸磷必须经过水解才能利用，猪消化道水解植酸磷的能力低，因此利用率低。Maga（1982） 报道植酸也可和蛋白质碱性残基相结合抑制胃蛋白酶、胰蛋白酶的活性，导致蛋白质利用率下降。
6 抗原蛋白（Antigenic protein）和含羞草素（Mimosine）
抗原蛋白是饲料中的大分子蛋白质或糖蛋白。大多数豆类及其饼粕饲料中含有抗原蛋白。当动物采食后会降低体液反应，所以又称为致敏因子。由于部分蛋白质作为完整的大分子蛋白质直接吸收，而不是氨基酸或多肽，因此，抗原蛋白可降低饲料蛋白质的利用，增加内源蛋白质的分泌，导致粪氮增加。同时，由于活化了免疫系统而提高了蛋白质维持需要。
和抗原蛋白相反，含羞草素是单个的氨基酸，但它是一种非蛋白质的氨基酸，又称含羞草素氨基酸，全称为β-N-（3-羟基-4-吡啶酮）-α-氨基丙酸。它能干扰酪氨酸和苯丙氨酸的代谢。含羞草素能与磷酸吡哆醛复合，从而影响需要该物质的酶，对氨基酸脱羧酶、胱硫醚酶等产生抑制作用，影响蛋氨酸转化为半胱氨酸。反刍动物瘤胃微生物可以将含羞草素降解为3-羟基-4-吡啶酮（DHP），DHP能抑制碘与酪氨酸有机有机合成甲状腺素，从而导致甲状腺肿大（Jones和Hegarty，1984）。含羞草素含量最高的饲料是银合欢。
7 非淀粉多糖（Non-starch polysoccharides，NSP）
非淀粉多糖是谷物饲料中的主要抗营养因子，其主要包括纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、果胶酶和甘露聚糖酶。非淀粉多糖的抗营养作用与其粘性及对消化道生理和微生物区系组成的影响有关。可溶性非淀粉多糖会增加肠内容物粘稠性，从而干扰消化酶与养分的充分混合及食糜微粒在肠腔中的流动，减慢食糜通过消化道的速度，从而影响氨基酸的吸收。
8 皂角苷（Saporins）
皂角苷广泛存在于植物中，系葡糖苷化合物。畜禽采食这种物质后会影响消化道粘度，增加小肠粘膜通透性，抑制养分主动运转，促进正常情况下不易通过肠粘膜成分的摄入。吸收到血液后，皂角苷溶解红细胞与固醇类，与红细胞血浆形成复合物。同时，动物采食量下降，影响动物健康和生产。
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