日粮纤维在猪生产中的应用研宄

黄祥祥++张石蕊
摘要:近年来,人们对日粮纤维在猪生产中的作用效果进行了大量研究。结果表明,日粮纤维在保障猪身体健康和提高其生产性能方面起着关键作用。本文主要就日粮纤维在仔猪、生长育肥猪、母猪生产中的影响作一简要综述。
关键词:日粮纤维;猪
随着畜牧业的快速发展,饲料资源缺乏将是养殖业面临的一大难题。所以,近年来人们对于日粮纤维在单胃动物和反刍动物上的研究越来越深入,特别是猪对日粮纤维利用情况的研究,逐渐成为一个热点。对于猪日粮中纤维作用的研究主要集中在以下四个方面。第一,日粮纤维预防断奶仔猪腹泻和断奶应激综合症的研究;第二,日粮纤维对生长肥育猪生产性能、营养物质消化率的影响;第三,日粮纤维改善育肥猪胴体组成和肉品质的研究;第四,日粮纤维对母猪繁殖性能和行为的影响。
1 日粮纤维
日粮纤维最早被定义为植物细胞成分中能抵抗人类消化酶水解作用的结构成分。但是,这个定义并不包括作为食物添加剂成分的多糖,也就是指植物胶质、变性的纤维素和淀粉部分。随后,日粮纤维的定义被扩大为包括所有不能被人类消化道内源酶降解的多糖和木质素。从化学的角度,日粮纤维则被认为是非淀粉多糖(NSP)和木质素(lignin)的总和。在此基础上建立的分析方法已实施多年,但究竟何种成分属于“纤维”仍是值得讨论的问题。
根据卢德勋(1998)的研究,日粮纤维的定义应该包括以下4层含义。首先,日粮纤维是日粮内一种具有特殊营养生理作用的复合成分,而不是一种化学组成相当一致的饲料或日粮成分,日粮内组成纤维的单个成分的营养作用并不等于是纤维整体的营养生理作用。其次,应该突出日粮纤维的组成,由结构性和非结构性成分两部分构成,结构成分主要有纤维素、半纤维素、果胶物质、木质素,非结构成分包括多种来源的多糖类,如植物储备的非消化多糖、树胶类、植物粘胶、藻类多糖等,以及纤维紧密联系的物质:植酸、植酸盐、表皮层物质、细胞壁蛋白质(主要是羟脯拟酸)、部分维生素、芳香物质和非代谢糖类(棉籽糖)等。再次,应该反映出日粮纤维的品质,即使用可利用指标来取代原来的粗指标,并且对于单胃动物和反刍家畜的可利用纤维指标应予以区分。另外,日粮纤维的分析方法应以全面反映日粮纤维定义的上述三层含义为原则,并具有操作简便、易行、快速、重复性强的特点。彭建(1999)指出,从营养学方面来看,所有抵抗消化道内源酶消化的饲料组分都应该包含在日粮纤维的定义中,即细胞壁镶嵌蛋白、半乳糖聚糖、阿拉伯半乳蛋白、果聚糖、抗性淀粉、美拉德反应产物及与细胞壁连接的矿物质等都属于日粮纤维。2001年,美国化学家协会进行了粮纤维最新定义,即日粮纤维是指能抗动小肠吸收,在动物大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相似物质的总和,包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物性物质。
2 日粮纤维发挥作用的机制
猪对日粮纤维的利用分为两个阶段。首先,粗纤维被微生物分泌的酶水解成短链的低聚糖,主要是二糖,部分二糖继续水解为单糖;然后,二糖和单糖被微生物利用,在一系列酶的作用下迅速的被降解为挥发脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸)而被机体吸收利用。
目前,研究认为日粮纤维发挥作用的机制主要有以下四点。第一,日粮纤维作为一种填充剂,可减少食糜通过消化道的时间.并与机体内潜在的有害物质结合,减少有害物质与肠道粘膜细胞接触的机会。第二,日粮纤维发酵后产生的挥发性脂肪酸可降低肠道内环境,这样就抑制了有害菌群的增长,促进肠道健康。第三,日粮纤维进入大肠后被微生物发酵成挥发性脂肪酸、气体等,而发酵产物中的丁酸是肠道粘膜的生长因子,促进肠道生长发育。第四,大肠近端部分日粮纤维发酵可能会降低蛋白质的发酵程度,从而减少了潜在的有害蛋白质发酵产物,如氨、吲哚类及酚类化合物。
3 日粮纤维在猪生产中的影响
3.1 日粮纤维对仔猪腹泻率的影响
多年来,仔猪腹泻问题一直是困扰养猪业的一大难题,因为直接影响到仔猪的成活率,所以给养猪业造成极大的经济损失。Madec(1999)等研究结果表明.营养问题是断奶仔猪腹泻的根本原因,而断奶仔猪腹泻的继发性原因则是病原微生物感染。因此,解决仔猪腹泻的根本措施是从营养角度来预防。McDonald(1999)等试验表明,含低水平的可溶性非淀粉多糖和抗性淀粉的日粮能完全保护猪免受试验性致病菌的侵染。大豆皮和柑橘渣能够明显的影响免疫球蛋白A (IgA)的浓度,从而降低了仔猪的腹泻发生率。不同来源(女Ⅱ燕麦、小麦、大麦)的日粮纤维可抑制大肠杆菌增殖,从而降低仔猪的腹泻率。杨玉芬(2001)等认为,断奶仔猪日粮纤维水平适量提高能有效预防断奶仔猪的腹泻和结肠炎,结果表明,在仔猪日粮中添加5.3%的粗纤维并不影响仔猪的增重,但可有效防止仔猪的营养性腹泻。因此,在仔猪日粮中添加适量的品质好、容易被肠道降解利用的纤维对降低仔猪腹泻率还是有必要的。
日粮纤维预防腹泻的能力受以下几个因素的影响。首先,日粮纤维的类型。麦麸纤维和豌豆纤维的抗腹泻效果好于玉米纤维和豆粕纤维。其次,日粮纤维的水平。Mateos(2006)认为适宜水平的日粮纤维会降低仔猪腹泻,但日粮纤维水平过高,会降低营养素的消化率,未消化的营养素进入后肠,引起发酵过度,反会导致腹泻。再次,日粮蛋白水平。蛋白和纤维水平对腹泻程度有显著的互作作用,Hermes(2009)报道当日粮蛋白含量为16%时加入纤维会加剧仔猪腹泻的严重程度,而当日粮蛋白含量为20%时加入相同水平和来源的纤维,就会降低腹泻程度。最后,仔猪的日龄和环境卫生。用适量的不溶性纤维日粮饲喂断奶两周后健康的仔猪,对其肠道健康有促进作用,促进胃肠道的成熟,调节肠道菌群阻止病原菌在肠黏膜的黏附,防止腹泻。
由此可见,日粮纤维可缓解仔猪断奶腹泻,对生长性能无负作用,其机制可能在于日粮纤维能促进胃肠道发育,通过调节微生态平衡和免疫系统来维持肠道健康。
3.2 日粮纤维对猪肠道微生态平衡的影响
日粮中的纤维水平能够影响肠道的菌群数量。顾宪红(2005)等研究表明,饲料中添加1%菊粉可促进断奶仔猪盲肠内乳酸杆菌生长,增加断奶仔猪回肠后段、盲肠和直肠后段双歧杆菌数量,但对回肠后段、盲肠、结肠、直肠后段内容物和粪便中的大肠杆菌和总细菌数量无显著影响。Molist(2010)等研究也表明,给断奶仔猪饲喂8%麦麸,粪中大肠杆菌的数量有降低趋势,乳酸杆菌的数量无显著变化。Gerritsen(2012)研究显示,在谷物基础日粮中加入燕麦壳和小麦秆显著降低了断奶仔猪回肠和结肠食糜的大肠杆菌数量,但对乳酸杆菌数量无影响。
通常认为肠道菌群多样性越高,肠道微生态平衡则越稳定。研究表明,日粮纤维可影响肠道菌群多样性。Konstantinov(2003)应用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术检测了甜菜渣和果寡糖对断奶仔猪粪中微生物群落的影响,结果表明与基础日粮组相比,仔猪饲喂可发酵碳水化合物后对增加微生物多样性,13条主要的DGGE条带与球形梭菌属的梭菌亚属的序列相似度达到91%-97%,饲喂甜菜渣和果寡糖日粮的仔猪DGGE指纹图谱中发现了瘤胃球菌属样的菌种,而饲喂基础日粮组的仔猪则未发现差异性。
3.3 日粮纤维对生长猪生产性能和肉品质的影响
人们一直认为断奶仔猪的肠道还未发育成熟,正常的肠道菌群不够完善,猪的生长性能会因为日粮中的纤维性物质而降低,所以,在断奶仔猪的日粮配方中粗纤维的含量很少。但通过进一步的研究,人们发现在断奶仔猪日粮中添加适量水平的纤维性物质,不仅可以促进仔猪消化系统的发育,预防仔猪腹泻和防止断奶应激综合症的发生,还能提高大肠的消化代谢功能。
猪肉作为人类膳食中重要的组成部分,猪肉产品的安全和品质愈来愈受到人们的重视,人们已不仅仅满足于猪肉产品数量的增加,对优质猪肉的需求也逐渐增加,所以猪肉品质是人们近几年来改善的重点。
猪在肥育后期增加饲粮纤维,虽然动物的饲料转化率降低,但往往伴随着动物脂肪沉积减少,胴体瘦肉率提高的效果。Kass(1985)报道,粗纤维水平在生长猪日粮中达到7~10%时,一方面,会对猪的生长产生抑制作用;但另一方面,这种抑制作用常常会降低猪的胴体含脂率、提高猪的瘦肉率。翁润(2007)用甜菜渣和苜蓿草粉作为主要纤维源来提高生长猪日粮中的粗纤维水平,发现提高饲粮中的粗纤维水平,对屠宰率没有显著的影响,但有降低猪的平均背膘厚、腹脂率和脂肪率的趋势。戎婧等研究了不同粗纤维水平饲粮对肥育淮猪肉质的影响,研究表明,饲粮中粗纤维含量为10.71%时显著提高了淮猪肌肉的嫩度,对肌肉PH、肉色、失水率、肌内脂肪含量和肌苷酸含量无显著影响,提高了淮猪的肉质。
但是,由于受到纤维性饲料的来源、性质、加工方法以及动物本身等因素的影响,生长育肥猪饲粮中纤维原料的最佳比例还没有定论,有待进一步研究。
3.4 日粮纤维对母猪繁殖性能和行为的影响
与生长猪相比,成年的母猪的后肠发酵能力更强,在纤维消化方面更具有优势,尤其是妊娠母猪非常适宜饲喂高纤维日粮.能从高纤维饲粮中获得较多的能量。纤维的摄入对母猪的产仔性能、断奶后的发情间隔以及泌乳期采食量等均有影响,同时还能减少母猪的消化道代谢紊乱,稳定血液中激素水平,防止激素变化对母猪心理以及行为上的影响,还能减少规癖行为,最终提高其繁殖性能。
尹安国(2012)研究了不同粗纤维水平日粮对妊娠母猪生殖激素水平的影响,结果表明,提高日粮粗纤维水平降低了妊娠各阶段母猪的雌二醇浓度,但是增加了妊娠后期孕酮以及催乳素的浓度。
在母猪妊娠期间饲喂较高纤维含量的日粮可以有效减少母猪规癖行为(如咬栏、空口咀嚼和过度饮水等)的发生,从而有效地改善动物的福利。葛德军(2009)经研究证明饲粮中纤维含量可以有效的减少妊娠母猪异常行为的发生。
4 总结与展望
综上所述,日粮纤维在仔猪、生长育肥猪、母猪生产中发挥了很大的作用。仔猪对日粮纤维有很大的代谢适应性,日粮纤维能维持仔猪正常的生长性能,能够改善动物肠道环境、刺激胃肠道发育,减少腹泻率,提高饲料报酬。纤维原料在育肥猪生产上的使用,可以减少饲料用粮的比例,缓解人畜争粮的危机,有利于我国畜牧业的可持续发展。母猪粮中添加适量水平的的粮纤维,在母猪日粮中适量添加纤维可起到改善其健康和繁殖性能的作用,会使母猪的采食量和乳脂率提高,异常行为降低,初生仔猪的生长得到改善。
但是,日粮纤维的来源、添加水平、日粮组成等因素均会影响其作用效果。因此在使用过程中应根据猪的不同生长阶段,选择合适的纤维源,按照一定的比例添加才能发挥更有益的作用。