菊苣粕在动物生产中的应用进展

侯磊，梁代华，杨运玲，刘文峰

（谷实农牧集团股份有限公司）

资源开发利用

菊苣粕在动物生产中的应用进展

侯磊，梁代华，杨运玲，刘文峰

（谷实农牧集团股份有限公司）

菊苣粕为菊苣根提取菊糖后的粕类副产品。为更好地开发菊苣粕这种非常规饲料资源，本文就菊苣粕的营养价值和生产应用等问题进行了综述。

菊苣粕；果胶；菊糖；中性洗涤纤维

菊苣（Cichorium intybus L.）别名蓝菊、欧洲菊苣或法国苣荬菜，为菊科菊苣属多年生草本植物，原产于西亚、中亚、欧洲和北美洲等地区。菊苣于1997年由全国牧草品种审定委员会审定通过为引进牧草新品种（李惠兰，1997），目前在我国华北、西北及东北地区分布广泛。菊苣因含有丰富的菊糖（约占其块根干重的70%以上），常作为菊糖、低聚果糖及高果糖的生产原料（Waes等，1998）。菊苣粕（CRP）为菊苣根提取菊糖后的粕类副产品。本文就菊苣粕的营养价值、生理学功能及其在养殖生产中的应用作一综述。

1 菊苣粕定义及营养特性

菊苣粕是菊苣根在提取菊糖过程中，经清洗除杂、切丝、连续渗出后的粕类副产品。菊苣粕约含干物质87%，粗蛋白质8.8%，中性洗涤纤维32%，酸性洗涤纤维24%，木质素2.0%（Maertens等，2014）。另外，菊苣粕和甜菜粕一样均含有较高的可溶性纤维，且菊苣粕至少约含7%的菊糖和27%的果胶（Maertens等，2014）。

1.1 果胶果胶主要由半乳糖醛酸以α-（1，4）糖苷键连接形成直链多聚物，也可能含有鼠李糖、半乳糖和阿拉伯糖的侧链（Cummings等，2007）。果胶是一类复杂的聚合物，其半乳糖醛酸含量，中性糖含量，糖苷键组成，甲酯化和乙酰化，酰胺含量和分子质量不尽相同（Voragen等，2001）。这些分子内结构对部分理化性质，如食糜的溶解性和黏度有显著的影响（Eastwood等，1992）。果胶虽不是细胞壁组成成分，但被认为是非淀粉多糖（NSP）的碳水化合物之一。非淀粉多糖是被称为膳食纤维的一类碳水化合物，主要指那些在小肠内不能被消化酶消化或消化率很低，但是却能被肠道微生物部分或全部发酵的碳水化合物（Devries，2004）。根据非淀粉多糖的水溶性，可分为水溶性非淀粉多糖（SNSP）和不溶性非淀粉多糖（INSP）。

水溶性非淀粉多糖松散地与纤维素、木质素、蛋白质等结合，故可溶于水，在植物中含量低；而不溶性非淀粉多糖是以酯键、酚键、阿魏酸、钙离子桥等共价键或离子键较牢固地和其他成分结合，故难溶于水或不溶于水，在植物性饲料中含量高。最常见的非淀粉多糖纤维素属不溶性非淀粉多糖，而果胶属于可溶性非淀粉多糖。

Ramasamy等（2013）研究发现，菊苣粕含细胞壁多糖（CWPs）（58%），这其中，果胶含量最高（62%），其次是纤维素（27%）和半纤维素（11%）。同时发现菊苣粕中果胶主要是同型半乳糖醛酸聚糖（65%），其次是阿拉伯糖（19%）和半乳聚糖（11%），而半纤维素多糖主要是木葡聚糖。

1.2 菊糖菊糖是天然果聚糖类碳水化合物，它由果糖分子通过β-（2，1）糖苷键连接。菊糖的链长度为2~60不等，聚合度平均为12（Roberfroid，2005）。菊糖易溶于水，不能被胃和小肠消化吸收，但可以被后肠完全发酵利用产生挥发性脂肪酸（VFA）、气体和有机酸。菊糖具有膳食纤维及益生素的生理功能，是人类一种品质优良的功能性食品基料，并可以作为一种脂肪的替代物加以使用（Clevenger等，1998；Delzenne等，1994）。菊糖在畜禽日粮中也具有积极的作用，可调节肠道平衡、改善动物脂肪代谢、促进钙吸收、促进动物生长、提高免疫、提高饲料利用率等（Ortiz等，2009；张艳等，2004；Demigné等，1995）。Ramasamy等（2013）研究发现，菊苣粕除富含细胞壁多糖（58%）外，还含菊糖（6%），作为储存多糖。

1.3 中性洗涤纤维中性洗涤纤维（NDF）主要包括纤维素、半纤维素和木质素等成分，代表饲料中结构性碳水化合物，是饲料中被动物缓慢消化或不被消化的成分。NDF在反刍动物日粮中具有重要作用，日粮中含有一定量的中性洗涤纤维能够保证反刍动物唾液分泌、反刍行为及瘤胃内环境的正常和稳定，对反刍动物的采食量、营养物质消化率及其生产性能具有一定的调控作用（Tjardes等，2002）。研究表明，在日粮中添加中性洗涤纤维，能提高仔猪肠道短链脂肪酸含量，降低粪便埃希氏菌属大肠杆菌数量，提高生长性能，并可显著提高妊娠母猪产仔性能，影响母猪血浆激素水平（冯冬冬，2010；Hermes等，2009）。Maertens等（2014）研究发现，菊苣粕含中性洗涤纤维32%，酸性洗涤纤维24%。

2 菊苣粕在动物生产中的应用

2.1 在猪生产中的应用在现代养猪生产中，很多高纤维原料被用于生猪饲养中，以改善肠道健康和动物福利（Presto等，2009；Wenk，2001）。高纤维日粮的不足可降低养分利用率和能值。研究发现，猪对日粮纤维的消化率却表现出相当大的变异性，这与构成植物细胞壁的多糖化学组成相关（Laar等，2000；Chabeauti等，1991）。多糖结构对非淀粉多糖消化率有显著的影响，其中水溶性非淀粉多糖，如果胶，几乎可完全在猪后肠消化，而木质素和不溶性非淀粉多糖如纤维素和木聚糖，几乎不被消化（Noblet等，2001）。因此，使用具有较高水平的可溶性非淀粉多糖和较低水平的木质素的高纤维原料可以将养分利用率的负面影响降到最低。

Ivarsson等（2012）研究了菊苣作为纤维源，分别对断奶仔猪和生长猪消化率、肠道微生物和生长性能的影响。果胶、阿拉伯木聚糖和菊糖分别是试验日粮非淀粉多糖的主要成分。研究结果表明，生长性能并未因菊苣的添加受到影响，消化率仅略微下降；而菊苣和甜菜粕均可影响肠道微生物，具有更高的乳酸菌:大肠菌比值；饲喂富含阿拉伯木聚糖的小麦和大麦日粮，主要增加动物回肠食糜丁酸水平，而饲喂富含果胶的菊苣和甜菜粕日粮，由于其果胶分子质量分布不同，菊苣主要增加的是乙酸水平；甜菜粕主要增加的是丙酸水平。这说明非淀粉多糖源和微生物及有机酸的产生之间存在极强的相关性。Bach Knudsen（2001）研究也发现非淀粉多糖源是决定日粮膳食纤维利用率的一个重要因素。Wellock等（2008）研究发现菊苣菊糖能够降低断奶腹泻。Shim等（2007）研究了不同菊糖类型（纯品、菊苣根、菊苣粕）的低聚果糖体外发酵对仔猪粪便微生物活性的影响。结果发现，缓慢发酵（高聚合度）和快速发酵（低聚合度）的果聚糖组合应用可能比单一类型的低聚果糖更有益于仔猪的肠道微生态系统健康。Liu等（2011）研究表明，肉仔鸡能够适应高水平的菊苣，并无任何消化紊乱的迹象，因此认为菊苣对肉仔鸡来说是一种适口性较好的富含纤维的饲料原料。这进一步表明菊苣的可溶性非淀粉多糖部分不会引起黏度问题。

Byrne等（2008）研究了菊苣根及菊糖活性成分对减少公猪异味的影响，发现菊苣能够潜在降低公猪猪肉膻味。Aluwé等（2011）研究了在公猪日粮中添加菊苣粕和菊苣根对公猪异味及肉品质的影响，发现其能极显著降低脂肪中粪臭素的浓度（P＜0.001），并增加吲哚浓度（P=0.001），但雄甾烯酮浓度不受影响（P=0.803），并且猪肉的pH终值显著高于对照组（P＜0.001）。Hansen等（1998）研究发现，菊苣菊糖能够有效降低结肠、直肠、血浆和背膘中粪臭素水平。

2.2 在反刍动物生产中的应用Rush等（1999）在阉牛日粮中用湿菊苣粕（湿菊苣粕干物质10.3%，日粮干物质26.1%）或湿甜菜粕（湿甜菜粕干物质24.7%，日粮干物质45.6%）替代玉米青贮（日粮干物质49.0%）时发现，湿菊苣粕组干物质摄入量极显著低于其他两组（P<0.01），分析可能是由于湿菊苣粕的适口性差或水分含量过高引起。与湿甜菜粕组相比，湿菊苣粕组日增重无差异，料重比显著降低（P<0.05）。Sun等（2008）在体外研究了瘤胃纤维分解细菌对新鲜菊苣降解的容易程度及对细胞壁多糖果胶的影响。研究发现，菊苣主要是由毛螺菌和产琥珀酸丝状杆菌降解，而不是由生黄瘤胃球菌和丁酸弧菌降解。95%果胶由毛螺菌降解为糖醛酸，中性糖阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖。产琥珀酸丝状杆菌也能降解果胶，但速率要较毛螺菌慢。研究还发现，菊苣能在瘤胃中快速分解成小颗粒，主要原因可能是反刍动物采食新鲜菊苣后反刍时间缩短和采食量增加（Hoskin等，1995；Barry，1998）。

2.3 在兔生产中的应用众所周知，膳食纤维对兔消化问题的预防起着重要作用。Trocino等（2013）曾定义和讨论了总膳食纤维，不溶性纤维和可溶性纤维及其在兔的营养和消化健康方面的相关性。可溶性纤维为总膳食纤维的一部分，由非淀粉和非中性洗涤纤维的多糖组成，包括果胶，β-葡聚糖，果聚糖和树胶（HALL，2003）。研究表明，不溶性和低消化纤维分（半纤维素，纤维素和木质素）影响食糜的排空时间（Gidenne等，1994)，而可溶性和高消化纤维（半纤维素和果胶）促进盲肠微生物的活动（Gidenne等，2004），并且不溶性纤维和可溶性纤维之间的良好平衡有利于肠道健康（Nicodemus等，2006）。

目前，在兔日粮中，主要的可溶性纤维源为甜菜粕、苹果渣和柑橘渣。Maertens等（2014）在研究菊苣粕是否可作为生长兔的可溶性纤维源时，将试验分为对照组、甜菜粕组（添加量13.5%）、菊苣粕10组（添加量10%）和菊苣粕20组（添加量20%）。各组日粮粗蛋白质（15.5%）和中性洗涤纤维（33.7%~34.9%）一样。对照组日粮可溶性纤维含量最低（7.3%），菊苣粕10组（9.9%）和甜菜粕组（10.6%）相近，菊苣粕20组（13.7%）最高。研究发现，菊苣粕富含可溶性纤维34%，使用量可高达20%，对生长兔的日增重、采食量和屠宰产量无不良影响，和甜菜粕一样均可显著降低料重比，可作为甜菜粕的替代物。

研究表明，菊糖型果聚糖是家畜的饲料重要组成部分（Flickinger等，2003)。给家兔饲喂含菊糖型果聚糖的日粮有利于盲肠微生物活动和家兔的生长性能（Maertens等，2004)。但果聚糖商品纯品较贵，实际应用较为困难，因此富含果聚糖的植物来源原料，如菊苣根值得研究（含菊糖70%以上）。Volek等（2011）研究发现，与对照组相比，家兔日粮中添加10%干菊苣根，淀粉全消化道表观消化率极显著降低（P<0.001），而果聚糖全消化道表观消化率极显著提高（P<0.001），盲肠重量及内容物乳酸量显著提高（P<0.05），盲肠内容物pH值显著降低（P<0.05）。因此，推断菊苣根可作为家兔日粮天然菊糖型果聚糖来源之一，对盲肠发酵活动非常有利。Castellini（2007）研究发现，新鲜菊苣可提高断奶前幼兔的盲肠内容物的生化特性：低NH3、低pH和高挥发性脂肪酸，表明肠道微生物处于一个良好的发酵平衡；而断奶后饲喂新鲜菊苣可提高生长兔日采食量和日增重，但对屠宰重和料重比无影响。研究认为采食菊苣后，果寡糖和菊糖的最终代谢物为短链脂肪酸，主要是丙酸和丁酸，这有利于提高挥发性脂肪酸和降低pH值。

3 小结

综上所述，菊苣粕作为非常规原料，由于富含果胶、菊糖、中性洗涤纤维等营养成分，在动物生产中具有广阔的应用前景，但有必要对其主要活性成分的作用机理进行进一步的深入研究。

[1]冯冬冬.日粮纤维水平对妊娠母猪繁殖性能的影响：[硕士学位论文][D].雅安：四川农业大学，2010.

[2]李惠兰.1997年度审定的牧草品种[J].中国牧业通讯，1998，2：33.

[3]张艳，黄仁录，刘彦.菊粉在动物营养中的研究进展[J].动物科学与动物医学，2004，21（2）：48~49.

[4]AluwéM，M illet S，Langendries K C M，et al.Chicory in boar feed：effect on boar taint and meat quality[J].57th International Congressof M eat Science and Technology，Ghent-Belgium，2011.

[5]Bach Knudsen K E，J o/rgensen H，Lindberg JE，et al.Intestinal degradation of dietary carbohydrates-from birth to maturity[A].Lindberg JE，Ogle B.Digestive physiology of pigs[C].Proceedingsof the 8th symposium，Wallingford，UK：CABIPublishing，2001.109~120.

[6]Barry T N.The feeding value of chicory（Cichoriumintybus)for rum inant livestock[J].The Journal of Agricultural Science，1998，131（3）：251~257.

[7]Byrne D V，Thamsborg SM，Hansen L L.A sensory description of boar taint and the effects of crude and dried chicory roots（Cichoriumintybus L.) and inulin feeding in male and female pork[J].Meat Science，2008，79（2）：252~269.

[8]Castellini C，Cardinali R，Rebollar P G，et al.Feeding fresh chicory（Chicoriaintybus)to young rabbits:performance，development of gastro-intestinal tract and immune functions of appendix and Peyer's patch[J].Animal feed science and technology，2007，134（1）：56~65.

[9]Chabeauti E，Noblet J，Carre B.Digestion of plant-cellwalls from 4 different sources ingrow ing pigs[J].Animal Feed Science and Technology，1991，32：207~213.

[10]Clevenger M A，Turnbull D，InoueH，et al.Toxicological evaluation of neosuger:genotoxicity，carcinogencity，and chronictoxicity[J].International Journalof Toxicology，1988，7（5）：643~662.

[11]Cumm ings JH，Stephen A M.Carbohydrate term inology and classification [J].European Journal of Clinical Nutrition，2007，61：S5~18.

[12]Delzenne N M，Roberfroid M R.Physiological effects of non-digestible oligosaccarides[J].Lebensmittel-W issenschaft und-Technologie，1994，27（1）：1~6.

[13]Dem ignéC，Levrat MA，Younes H，et al.Interactionsbetween large intestine fermentation and dietary calcium[J].European Journal of Clinical Nutrition，1995，49（3）：235~238.

[14]DevriesJW.Dietary fiber：the influence of definition on analysisand regulation[J].Journal of Aoac International，2004，87（3）：682~706.

[15]Eastwood M A，MorrisE R.Physical-propertiesof dietary fiber that influencephysiologicalfunction：amodel for polymers along the gastrointestinaltract [J].American Journal of Clinical Nutrition，1992，55（2）：436~442.

[16]Flickinger E A，Loo JV，Fahey G C.Nutritional responses to the presence of inulin and oligofructose in the diets of domesticated animals：A review[J]. Critical reviews in food science and nutrition，2002，43（1）：19~60.

[17]Gidenne T，M irabito L，Jehl N，et al.Impact of replacing starch by digestible fibre，at two levelsof lignocellulose on digestion，grow th and digestive health of the rabbit[J].Journal of Animal Science，2004，78：389~398.

[18]Gidenne T，Perez JM，Lapanouse A，et al.Apports de lignineset alimentation du lapin en croissance.I.Conséquencessur la digestion et le transit[J].Ann. Zootech，1994，43：313~322.

[19]Hall M B.Challenges w ith nonfiber carbohydrate methods[J].Journal of Animal Science，2003，81（12）：3226~3232.

[20]Hansen L L，M ejer H，Thamsborg SM，et al.Influence of chicory roots（Cichoriumintybus L）on boar taint in entiremale and female pigs[J].The Journalof Agricultural Science，1998，131（3）：251~257.

[21]Hermes R G，M olist F，Ywazaki M，et al.Effect of level of protein and fiber on the productive performance and health statusof piglet[J].Journal of animal science，2009，87：3769~3577.

[22]Hoskin SO，Stafford K J，Barry T N.Digestion，rumen fermentation and chew ing behaviour of red deer fed fresh chicory and perennial ryegrass[J].The Journalof Agricultural Science，1995，124（2）：289~295.

[23]IvarssonE.Chicory（Cichoriumintybus L)As Fibre Source in Pig Diets [DoctoralThesis][D].Uppsala：Swedish University ofAgriculturalSciences，2012.

[24]Ivarsson E，Andersson R，Lindberg JE.M olecular weight distribution of soluble fiber fractionsand short chain fatty acids in ilealdigesta of grow ing pigs [J].Journalof Animal Science，2012，904（S4）：65~67.

[25]Laar H V，Tamminga S，W illiams B A，et al.Fermentation of theendosperm cell walls ofmonocotyledon and dicotyledon plant species by faecal m icrobesfrom pigs the relationship between cell wall characteristics and fermentability[J].Animal Feed Science and Technology，2000，88：13~30.

[26]Liu HY，Ivarsson E，JёOnsson L，et al.Grow th performance，digestibility，and gut development of broiler chickens on diets w ith inclusion of chicory（Cichoriumintybus L.)[J].Poultry Science，2011，90（4）：815~823.

[27]M aertens L，Aerts JM，De Boever J.Degradation of dietary oligofructose and inulin in the gastro-intestinal tract of the rabbit and the effects on caecal pH and volatile fatty acids[J].W orld Rabbit Science，2010，12（4）：235~246.

[28]M aertens L，Guermah H，Trocino A.Dehydrated chicory pulp as an alternative soluble fibre source in diets for grow ing rabbits[J].W orld Rabbit Science，2014，22（2）：97~104.

[29]N icodemusN，García J，Caraban~o R，et al.Effect of a reduction of dietary particle size by substituting am ixture of fibrous by-products for lucerne hay on performance and digestion of grow ing rabbits and lactating does[J].Livestock Science，2006，100（2）：242~250.

[30]Noblet J，Goff G L.Effect of dietary fibre on the energy value of feeds for pigs[J].Animal Feed Science and Technology，2001，90（1~2）：35~52.

[31]O rtizL T，Rodriguez M L，Alzueta C，et al..Effect of inulin on grow th performance，intestinal tract sizes，m ineral retention and tibial bonem ineralisation in broiler chickens[J].British Poultry Science，2009，50（3）：325~332.

[32]Presto MH，AlgersB，Persson E，et al.Different roughages to organicgrowing/finishing pigs influence on activity behaviour and social interactions[J]. Livestock Science，2009，123（1）：55~62.

[33]Ramasamy U S，Gruppen H，Schols H A.Structural and water-holding characteristicsof untreated and ensiled chicory root pulp[J].Journal of Agricultural and Food Chem istry，2013，61（25）：6077~6085.

[34]Roberfroid M B.Introducing inulin-type fructans[J].British Journal of Nutrition，2005，93（4）：13~25.

[35]Rush I G，Pelt B V.Performance of Yearling Steers Fed Beet Pulp or Chicory Pulp Rations[R].Nebraska Beef Cattle Reports.1999.419.

[36]Shim SB，Jmaj V，PellikaanW F，etal.Differencesin M icrobialActivitiesof Faeces from W eaned and Unweaned Pigs in Relation to In vitro Fermentation of Different Sourcesof Inulin-type O ligofructose and Pig Feed Ingredients[J]. Asian Australasian Journalof AnimalSciences，2007，20（9）：1444~1452.

[37]SunXZ，JoblinKN，Andrew IG，et al.Degradation of forage chicory by rum inalfibrolytic bacteria[J].Journal of Applied M icrobiology，2008，105（5）：1286 ~1297.

[38]Tjardes K E，Buskirk D D，Allen M S，et al.Neutral detergent fiber concentration of corn silage and rumen inert bulk influencesdry matter intake and rum inaldigesta kineticsof grow ing steers[J].Journal of Animal Science，2002，80（3）：833~840.

[39]Trocino A，García J，Caraba?o R，et al.A meta-analysison the role of soluble fibre in diets for grow ing rabbits[J].World Rabbit Science，2013，21（1）：1 ~15.

[40]Volek Z，M arounek M.Dried chicory root（Cichoriumintybus L.)as a natural fructan source in rabbit diet：effects on grow th performance，digestion and caecaland carcass traits[J].W orld Rabbit Science，2011，19（3）：143~150. [41]Voragen F，Beldman G，Schols H.Advanced dietary fibretechnology[M]. Oxford（UK）：Blackwell Science，2001.379~398.

[42]W aes C V，BaertJ，CarlierL，et al.Arapiddeterm inationofthetotalsugarcontentandtheaverageinulinchainlengthin rootsofchicory（Cichoriumintybus L)[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，1998，76（1）：107~110.

[43]W ellock I J，FortomarisP D，HoudijkJG M，et al.The consequences of non-starch polysaccharide solubility and inclusion levelon the health and performance of weaned pigs challenged w ith enterotoxigenic Escherichia coli[J]. British Journal of Nutrition，2008，99（3）：520~530.

[44]W enk C.The role of dietary fibre in the digestive physiology of the pig[J]. Animal Feed Science and Technology，2001，90（1~2）：21~23.

Chicory rootpulp（CRP）is the dried and ground productobtained from the chicory rootshreds after partial extraction of inulin by diffusion.In this paper，the nutritionalvalue and the application ofchicory rootpulp are reviewed.

chicory root pulp；pectin；inulin；neutral-detergent fiber

S816.46

A

1004-3314（2017）06-0035-04

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20170608