生長(zhǎng)育肥豬日糧中纖維營(yíng)養(yǎng)的研究進(jìn)展

羅佳捷等

摘要：纖維原料是能量原料的重要替代品。文章對(duì)纖維原料的定義和化學(xué)組分、發(fā)酵途徑和產(chǎn)物、飼喂價(jià)值及其對(duì)生長(zhǎng)育肥豬的影響進(jìn)行了綜述，并對(duì)如何合理使用纖維日糧提出了建議。

關(guān)鍵詞：生長(zhǎng)育肥豬；日糧；纖維

能量和蛋白質(zhì)飼料資源的嚴(yán)重匱是困擾我國(guó)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要難題。一些國(guó)家通過(guò)種草養(yǎng)豬的方法來(lái)解決當(dāng)今畜牧業(yè)存在的嚴(yán)重問(wèn)題。粗纖維具有很多營(yíng)養(yǎng)和非營(yíng)養(yǎng)的作用，其營(yíng)養(yǎng)性功能的生物學(xué)基礎(chǔ)就是日糧纖維在豬大腸內(nèi)微生物發(fā)酵的最終產(chǎn)物是氣體（H2、CO2、CH4）和揮發(fā)性脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸等），丁酸能供給結(jié)腸細(xì)胞所需能量的70%，并影響基因表達(dá)和細(xì)胞生長(zhǎng)，而揮發(fā)性脂肪酸除了能提供能量以外，還能通過(guò)影響水分吸收和抑制病原微生物的生長(zhǎng)起到抗腹瀉的作用；其非營(yíng)養(yǎng)作用主要表現(xiàn)為纖維通過(guò)消化道后段微生物作用，產(chǎn)生生物蛋白，減少尿氮的排出，增加糞氮的排泄，從而減少氨的釋放，減少臭味。

1 日糧纖維的定義和化學(xué)組成成分

日糧纖維通常被定義為植物多糖和木質(zhì)素，它們不易被消化道分泌物水解，這種定義通常適用于包括豬在內(nèi)的所有非反芻動(dòng)物。日糧纖維屬于非淀粉多糖類(lèi)（NSP）碳水化合物，涵蓋范圍較廣，包括果膠、纖維素、半纖維素、β-葡聚糖和果聚糖，寡糖和抗性淀粉也屬于日糧纖維。這些碳水化合物水解后都會(huì)產(chǎn)生戊糖、己糖、脫氧葡萄糖和糖醛酸。NSP的生理特點(diǎn)和發(fā)酵能力是無(wú)法通過(guò)其單體組分來(lái)預(yù)測(cè)的，因?yàn)檫@些特性與它們的溶解度、粘度、物理結(jié)構(gòu)和持水能力關(guān)系較為緊密。淀粉易被唾液和胰腺酶水解，但是這種水解是不完全的。一部分淀粉，即"抗性淀粉"，由于難接近特性、晶體結(jié)構(gòu)或直鏈淀粉熟化后凝沉，使它們可以逃過(guò)小腸的消化而直接進(jìn)入大腸。因此，抗性淀粉也被看作是一種日糧纖維。

2 日糧纖維的發(fā)酵途徑和產(chǎn)物

腸道細(xì)菌水解構(gòu)成纖維的多糖，并且通過(guò)一系列厭氧產(chǎn)能反應(yīng)分解纖維的糖組分，產(chǎn)生ATP以滿(mǎn)足細(xì)菌的基礎(chǔ)和生長(zhǎng)代謝所需。除了雙歧桿菌以外，大腸中大多數(shù)厭氧菌都通過(guò)葡萄糖六磷酸將葡萄糖降解為丙酮酸的糖酵解途徑進(jìn)行碳水化合物發(fā)酵。由戊糖和果膠組成的多糖首先通過(guò)戊糖磷酸途徑進(jìn)行代謝，起始反應(yīng)是通過(guò)木酮糖-5-磷酸將戊糖轉(zhuǎn)化為果糖-6磷酸和甘油三磷酸，之后的步驟包括由H2和CO2或甲酸生成甲烷、由乙酰輔酶A還原生成乙酸或生成丁酸和乙醇，以及經(jīng)丙烯酸途徑或琥珀酸脫羧作用生成丙酸。短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸和正丁酸）以及氣體（CO2、H2和CH4）是腸道內(nèi)容物發(fā)酵的終產(chǎn)物。

3 富含纖維日糧的飼喂價(jià)值

提高日糧纖維水平會(huì)導(dǎo)致飼料的可代謝能量含量下降。就與纖維飼料的吸收和排出有關(guān)的熱產(chǎn)量而言，其總體的能量?jī)r(jià)值是很小的，然而，除了未發(fā)酵的纖維以外，由日糧纖維引起的能量損失主要源自發(fā)酵所產(chǎn)生的氣體（CO2、H2和CH4）、發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的熱量以及由于短鏈脂肪酸代謝利用過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量。以糞便細(xì)菌生物量的形式流失的能量也占據(jù)相當(dāng)大的比例。盡管這一部分的損失還沒(méi)有明確量化過(guò)，但據(jù)估計(jì)占NDF所含能量的20%或可消化NDF所含能量的50%。飼料在腸道后端發(fā)酵所產(chǎn)生的能量占全部可利用能量的7-17%不等，這取決于日糧中可發(fā)酵碳水化合物的含量，發(fā)酵產(chǎn)物可向生長(zhǎng)-肥育豬提供15%的維持代謝能。日糧纖維貢獻(xiàn)的能量是由宿主細(xì)胞吸收和代謝利用短鏈脂肪酸決定的。丙酸是一種極高效的生糖底物，乙酸不太容易被肝臟利用，它在肝臟中會(huì)促進(jìn)脂肪生成。與丙酸和乙酸不同，丁酸不能通過(guò)血液進(jìn)行傳遞，而是直接被大腸細(xì)胞所代謝。總之，在纖維發(fā)酵產(chǎn)物之中只有短鏈脂肪酸能為動(dòng)物提供能量，特別是用于脂肪合成，但與葡萄糖相比其利用率較低。然而，作為腸上皮細(xì)胞主要能源物質(zhì)的丁酸卻改善了腸道健康。

纖維的消化率在40-60%之間不等，相比較而言，其他養(yǎng)分（如蛋白、脂肪、糖和淀粉）的消化率在80%以上。纖維發(fā)酵能力也存著較大的差異，因?yàn)楦鲉误w的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵種類(lèi)繁多。因此，由于纖維來(lái)源的不同，能量消化率的下降程度也有所不同，同時(shí)日糧中纖維的總含量不適合作為預(yù)測(cè)能量消化率的判斷標(biāo)準(zhǔn)。日糧纖維的膨化能力可降低整個(gè)胃腸道的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間以及日糧中其他養(yǎng)分的消化率。提高日糧的纖維含量可降低消化糜在小腸和大腸中的存留時(shí)間，進(jìn)而減少了日糧與宿主動(dòng)物消化酶的接觸時(shí)間。豬喂給含高濃度纖維的日糧后，其盲腸末端的食糜數(shù)量大于采食低水平纖維日糧的豬。與小腸中的情況不同，當(dāng)日糧含有纖維時(shí)其在胃內(nèi)的存留時(shí)間會(huì)延長(zhǎng)，導(dǎo)致因胃壁的伸長(zhǎng)而使動(dòng)物更早地獲得飽感。胃排空速度變慢是日糧纖維持水能力導(dǎo)致的結(jié)果。因此，可溶性日糧纖維能有效地延長(zhǎng)動(dòng)物的飽感，然而不溶性纖維對(duì)動(dòng)物飽感的作用較小。日糧纖維消化率的下降程度不同也與纖維的含量和類(lèi)型有關(guān)，因?yàn)轲つけ砻嫔纤拗鲃?dòng)物所分泌的酶向日糧中的擴(kuò)散速率以及可溶性組分（如糖類(lèi)和多肽）的擴(kuò)散受腸道內(nèi)容物黏度的影響而降低，而腸道內(nèi)容物的黏度由日糧纖維的持水力所決定?？傊呃w維型日糧較低的能量含量以及它們對(duì)動(dòng)物飽感的影響會(huì)降低動(dòng)物的生產(chǎn)性能。

4 日糧纖維對(duì)生長(zhǎng)育肥豬的影響

4.1 不同纖維水平對(duì)生長(zhǎng)育肥豬的影響

姜建兵等研究不同日糧粗纖維水平對(duì)育肥淮豬豬肉常規(guī)化學(xué)組成、背最長(zhǎng)肌及背部皮下脂肪的脂肪酸含量的影響。結(jié)果表明，粗纖維水平8.60%組和10.71%組豬背最長(zhǎng)肌粗蛋白質(zhì)含量顯著提高，粗纖維水平7.30%組、8.60%組和10.71%組豬背最長(zhǎng)肌C18：3n-3含量顯著降低，粗纖維水平7.30%組和8.60%組豬背部皮下脂肪C20：1n-9含量顯著提高，育肥淮豬日糧適宜的粗纖維水平為8.60%；王彥平等研究了粗纖維水平分別為3%、6%、9%和12%的日糧對(duì)萊蕪豬氮代謝的影響，發(fā)現(xiàn)與3%粗纖維水平的日糧相比，6%、9%和12%粗纖維水平日糧的食入氮、尿氮、可消化氮、沉積氮、氮表觀消化率均顯著降低，糞氮顯著升高，6%粗纖維水平日糧的表觀生物學(xué)價(jià)值略升高，而9%和12%粗纖維水平日糧顯著升高；此外，楊玉芬等的研究表明，日糧中粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%時(shí)，育肥豬可以獲得較為理想的生產(chǎn)性能，且對(duì)胴體品質(zhì)沒(méi)有不良影響，當(dāng)粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到8%時(shí)，豬表現(xiàn)為生產(chǎn)性能低下，屠宰率顯著降低，背最長(zhǎng)肌肌內(nèi)脂肪的含量顯著降低，背膘中糞臭素的含量顯著提高。

翁潤(rùn)等的研究表明，將杜長(zhǎng)大生長(zhǎng)豬日糧中粗纖維含量由3%提高到6%，對(duì)豬的日增重和日采食量沒(méi)有產(chǎn)生顯著的影響，但顯著降低了料重比，而將生長(zhǎng)豬日糧中粗纖維含量由3%提高到8%，日增重和日采食量出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，料重比有所升高。提高日糧中的纖維含量對(duì)屠宰率沒(méi)有顯著影響，平均背膘厚、腹脂率、脂肪率隨纖維含量的提高呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而瘦肉率有所提高，但差異不顯著；蘇衍菁等研究了不同纖維水平日糧對(duì)育肥淮豬營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率和腸道形態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)與粗纖維水平為5.40%組相比，7.30%、8.60%和10.71%組豬的干物質(zhì)、粗纖維、粗脂肪的表觀消化率顯著降低，結(jié)腸腺窩深度顯著增大，粗纖維7.30%組豬的大腸與體長(zhǎng)長(zhǎng)度比顯著高于其他組，日糧纖維對(duì)消化器官的重量和小腸長(zhǎng)度均無(wú)顯著影響；此外，胡旭進(jìn)等給金華豬生長(zhǎng)豬飼喂粗纖維水平分別為3.63%、4.93%、7.31%和9.52%的日糧，結(jié)果粗纖維水平為4.93%組豬的平均日增重最大，而粗纖維水平為9.52%組豬的平均日增重最小，飼糧粗纖維含量7.31%組經(jīng)濟(jì)效益最高，每千克增重成本最低為8.67元，頭均毛收入為399元，分別比飼糧粗纖維含量3.63%、4.93%和9.52%組高出5.28%、1.27%和24.30%。

喬建國(guó)等研究了粗纖維含量分別為3%、6%和8%的日糧對(duì)杜長(zhǎng)大生長(zhǎng)豬營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化率、消化道發(fā)育和消化酶活性的影響，發(fā)現(xiàn)日糧中總能、干物質(zhì)、粗蛋白和中性洗滌纖維隨纖維含量的提高而呈現(xiàn)顯著的下降趨勢(shì)，粗纖維水平為8%的日糧顯著促進(jìn)了胰臟和結(jié)腸的發(fā)育，并顯著增加了十二指腸中的總水解蛋白酶、胰蛋白酶和胰糜蛋白酶的活性；李新建等研究表明，飼糧中添加粗纖維會(huì)使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率下降，但通過(guò)適量比例的粗纖維和賴(lài)氨酸的合理添加，對(duì)飼糧中能量、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、Ca和P的表觀消化率無(wú)顯著影響。并指出，30-60 kg生長(zhǎng)期豫南黑豬的飼糧適宜粗纖維水平和賴(lài)氨酸水平分別為7%和0.75%；此外，何若剛等研究了陸川豬的耐粗飼性能，發(fā)現(xiàn)將陸川豬閹公豬日糧中粗纖維含量由6.5%提高到10.5%，除對(duì)陸川豬閹公豬的胴體重量、大理石紋評(píng)分影響顯著外，其他指標(biāo)的差異均不顯著。

4.2 不同來(lái)源纖維對(duì)生長(zhǎng)育肥豬的影響

楊玉芬等對(duì)大麥、麩皮、菜籽粕、苜蓿草粉、甜菜渣和礱糠的纖維品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)苜蓿草粉和甜菜渣的纖維發(fā)酵率較高，礱糠纖維的發(fā)酵率最低，每種纖維在6h、12h的發(fā)酵率相近，在24h有一個(gè)顯著的升高，仔豬在6h和12h對(duì)纖維的發(fā)酵率與生長(zhǎng)豬和肥育豬相近，在24h對(duì)纖維的發(fā)酵率高于生長(zhǎng)豬和肥育豬；尹佳在生長(zhǎng)豬及肥育豬日糧中分別添加10%、20%和30%水平不同來(lái)源的纖維，發(fā)現(xiàn)玉米纖維和小麥麩纖維對(duì)改善豬的生長(zhǎng)性能、養(yǎng)分消化率、胴體組成和肉品質(zhì)無(wú)明顯作用，大豆纖維雖然提高了養(yǎng)分消化率，但仍會(huì)降低豬的生長(zhǎng)性能，豌豆纖維則可以提高養(yǎng)分消化率，降低豬的背膘厚和滴水損失，提高背最長(zhǎng)肌的pH24h和粗蛋白含量；馮平給肥育豬分別飼喂含麩皮、大豆皮和玉米皮的高纖維半純合日糧，發(fā)現(xiàn)大豆皮NDF、ADF、纖維素和半纖維素的消化率均顯著高于麩皮和玉米皮，大豆皮組木聚糖酶和纖維素酶活性均顯著高于對(duì)照組，大豆皮組結(jié)腸pH要顯著低于麩皮組和玉米皮組，且大豆皮組結(jié)腸和直腸總VFA含量均顯著高于麩皮組和玉米皮組；此外，龐華靜等研究發(fā)現(xiàn)，用大豆皮替代10%的基礎(chǔ)日糧不會(huì)對(duì)煙臺(tái)黑豬和魯能2號(hào)的消化率及氮平衡產(chǎn)生顯著影響。

5 小結(jié)

由于能量原料的缺乏，豬對(duì)日糧纖維的利用成為目前研究的熱點(diǎn)。一些研究也表明日糧纖維經(jīng)過(guò)豬大腸微生物產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸提供的能量占生長(zhǎng)豬和肥育豬消化能的15-24%，其比例隨著纖維含量比例的增加而增加。綜上所述，如何合理地運(yùn)用粗纖維原料取代能量原料，必需對(duì)豬的生理階段、豬的品種以及粗纖維的類(lèi)型進(jìn)行綜合考慮。

參考文獻(xiàn)（略）