养猪业忽视的营养素——日粮纤维

Dick Ziggers

(黄小燕译自AllAboutFeed《Dietary fibre,the missing nutrient in pig production》)

猪肠道是维持健康和保证生长性能的关键因素。“肠道健康”是一个被低估了的因素。因为肠道不但是消化器官，也是重要的免疫器官。肠道是猪最大的器官系统，表面积可达到几百平方米（大约两个网球场区域那么大），它是有机体和环境之间最大的接触面，是包括了能量消耗和新陈代谢的高活性组织。

现代家畜动物的特点是依靠饲喂高浓度养分的日粮来满足其营养需要。然而，往往高浓度养分的日粮却不能满足其生理需要。因为动物需要适量的日粮纤维来维持机体的健康和消化。奥地利动物营养研究中心的Klaus Neufeld教授提出：“纤维补充不足是引发MMA（子宫炎、乳房炎和无乳综合症）、慢性结肠炎、痢疾和便秘等疾病的诱因”。在菲律宾宿务由A-gromed公司主办的猪饲料质量会议上，Klaus Neufeld教授（2011）还做了题为“对养猪业有益的Eubiotic纤维——一种缺失的养分”报告。

饲料养分浓度越高，所含的纤维就越少，这样就会导致肠道健康紊乱。最低限量的纤维水平是理想营养和成分代谢的前提条件。日粮纤维是由具有不同生理学效应的不同成分组成的。在小肠中纤维不能被消化，但是在后肠和盲肠(依赖于动物种类)可被发酵。

日粮中粗纤维的含量并不等于总日粮纤维的量。纤维是由一些不完全熟知的特性的组分组成的混合物。日粮纤维被认为是由其不能被消化的植物细胞壁构成。尽管大多数植物细胞壁是由纤维素、木质素和半纤维素组成，但日粮纤维也包含可溶性的多糖（例如果胶、植物树胶和黏胶)。另外，纤维并不是完全不可用，因为有部分日粮纤维在动物肠道被代谢并转化成挥发性的脂肪酸。

1 粗纤维的缺点

传统观点认为，粗纤维主要起到负面的作用，而本文论述与其相反。粗纤维组成的分析基本上测定的是酸和碱水解后的残留量（Weender分析）。此方法测得的纤维素占50%～80%,木质素占10%～50%和20%半纤维素。很明显，由于植物细胞壁基础组分的含量不同，粗纤维与日粮纤维之间没有固定的关系。

不可溶/非发酵日粮纤维在肠道中具有重要的功能。因为它的高水结合能力使消化食糜体积扩大，促进肠道的蠕动，加快结肠运输从而防止便秘。相反，可溶的高度发酵的日粮纤维在结肠中发酵，可为结肠微生物提供营养。例如短链脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸），能稳定结肠菌群和降低细菌易位的风险。丁酸能为结肠黏膜细胞提供能量，有利于水分的吸收，进而防止腹泻。

长期以来，日粮纤维被认为是一种不好的物质：“降低消化率、稀释日粮养分含量和降低动物的生长性能”。但是这并不代表所有的纤维源都无积极作用。例如配方中需要添加10%的麦麸或米糠使日粮中的粗纤维含量达到1%，为了使粗纤维含量达到这个水平，也可以添加5.5%的甜菜渣和1.7%的益生木质纤维素(OptiCell,一种来自Agromed的益生菌,用来调节肠道微生物),益生木质纤维素比传统的木质纤维素、甜菜渣或柑橘渣纤维的益生菌(发酵生成乳酸)效果更好。表1列出了不同的纤维素来源的木质素和相应的日粮纤维含量。益生纤维(eubiotic fibre)和传统纤维的区别是益生纤维的粗纤维含量首次未包含可发酵纤维。

表1 不同纤维素来源中的木质素和粗纤维的含量(g/kg DM)

2 饲养试验

益生纤维除了发挥益生菌效应外（如提供乳酸菌），还可抑制致病菌（如沙门氏菌）。Neufeld教授通过几个试验来解释益生纤维的作用。例如2008年在德国一个发生沙门氏菌感染问题的农场进行试验，试验选用106头生长育肥猪，体重30～105 kg，随机分为2个处理，即没有添加纤维的对照组和添加了1.5%Opticell的处理组。采血样测试沙门氏菌抗体，试验结果发现，加纤维组显著降低猪沙门氏菌含量（对照组50%呈阳性，OptiCell组呈阳性反应量小于20%）。

2007年,在罗马尼亚的蒂米什瓦拉兽医大学,一个在母猪上的试验可以明显地看出对照组和益生纤维组母猪生产性能和行为的不同。添加益生纤维组对母猪无乳综合症MMA、生产性能、粪便质量、动物行为应激激素和血液葡萄糖水平都有积极的效应(见表2)。

表2 益生木质纤维素对母猪生长性能的影响

2009年在奥地利St Florian农业学院的一个试验发现，在妊娠母猪从妊娠到产仔前3 d，日粮中添加益生纤维显著地缩短产程（215 min VS 151 min）。较短的产程降低了母猪的产仔应激，同样对仔猪也带来了好处。2009年在荷兰的有关仔猪试验证明，在断奶料中添加1.5%和保育料中添加1%的益生纤维替代大麦，从整个饲养试验结果看，益生纤维组表现出更好的优势（见表3）。

表3 断奶仔猪饲喂纤维的试验研究结果

3 纤维作为一种功能性营养素

功能性营养素是一种对生理学过程、健康或者肉品质有影响的营养素或组分，以及超出这些营养功能评估的养分。Robert博士讲到，功能性营养素必须与环境、日粮、生产阶段等相匹配，并且它们的使用要求具备相关机理的知识。当营养素提纯分离出来时，常常不具有在原料中原有的优势。如从猪肉中获取的硒与从鱼油ω-3脂肪酸中获取的硒对于人类所发挥的作用是不同的。

Van Barnrveld博士认为，纤维源及其成分显著地影响猪的适应性。外源性酶的补充是可变的，很难预测和使可溶性和不可溶性非淀粉多糖达到稳定水平，这一效应制约了营养效率的发挥。NSP高水平添加时，尤其是来自豆类的NSP，就会产生负效应。

随着对猪营养的研究，我们的目标是帮助改善胃肠道功能形态和发育,即对营养物质的消化和吸收,避免致病菌的入侵。因此，我们的目的是通过致病菌的竞争性排斥和推动固有免疫的发育来调控菌群从而维持肠道健康，某些饲料添加剂可达到此目的。但纤维几乎未被考虑到。功能性纤维可能扮演了一个重要的角色。它可能在断奶后对肠腔营养、细胞更新和分化、先天性免疫起到积极的作用，显示出益生素的效用。肠腔营养是指食物存在于内腔或者营养流向肠道，从而刺激胃肠道的发育。营养缺失的结果导致细胞分化和更新比率减少，不能维持肠黏膜细胞的结构和功能，绒毛高度可能被降低，而饲料摄入与绒毛高度呈正相关关系。

4 纤维和肠道修复

Van Barneveld指出，饲料中添加纤维时必须要谨慎，因为纤维也有好差之分。纤维的黏度、发酵和污染物影响其质量。一种类型的日粮纤维为菊粉（低聚果糖）类，主要是来自菊苣根或者雪莲果根。菊粉是一种深度发酵的碳水化合物，主要提供能量。它主要是通过改变肠道菌群结构和增加丙酸浓度，产生有机物和推动双歧杆菌选择性生长，抑制致病微生物，从而起到保护肠道的作用。

试验表明，菊粉能减少猪痢疾，但是高水平纤维的摄入对苏氨酸的需要量产生负作用。胃肠道分泌物中苏氨酸的浓度较高，它的功能是保护肠道黏膜免受蛋白酶的消化，阻止细胞膜脱水和保护肠道细胞壁免受病原入侵。当黏蛋白分泌增加时，苏氨酸的需要量增加。摄入的苏氨酸55%可被仔猪肠道利用，即每100 g蛋白质需要3.4～3.7 g氨基酸。

Van Barneveld研究表明，功能性纤维在生长动物中的作用是有限的。纤维可以优化营养效率，可以调控营养素转运时间，但养分供应并不同步。生长动物对不同特异性形式纤维的反应并不一致。

在分娩前的母猪日粮中纤维的使用量最多，它对乳房水肿/浮肿及无乳综合症有帮助，对于监测粪便预防便秘起到非常重要的作用。纤维影响食糜排空时间，帮助维持健康的肠道菌群。母猪日粮中纤维的使用非常普遍，它使母猪产生饱感，防止母猪过肥。表4阐述了上面的观点，同时给出了不同来源纤维持水能力的数据。

表4 不同纤维源持水力(WHC)和自由采食时的摄入量（对照为9.16 kg）

添加低水平的高质量纤维稀释母猪摄入的能量是不可能的，但是它可以加快食糜的转移。母猪的消化道比生长猪的发酵能力更强，尤其是粗纤维。它们能摄入更多，并且很容易被补偿，尤其是在认识时期。

Van Barneveld解释到在配方中准确确定纤维的含量是非常困难的，因为它并不是一种真正的营养素。使用粗纤维时，在仔猪日粮中的添加量要小于2.5%（低粗纤维成分），母猪日粮为4%～6%（纤维来源于普通的小麦麸和L-酪氨酸）。日粮纤维的使用缺乏对其成分的分析，包括抗性淀粉。大多数研究都是与人类的营养和健康相关，因此在猪上很难推断。