饒淵
摘要：高纖維日糧在動物產生飽腹感上的價值早已得到認可。然而在仔豬生長期和哺乳期等營養需求高的階段，添加纖維會降低營養濃度，抑制動物生長。日糧纖維可以改善腸道微生物菌群，減少抗生素需求和氮排放，從而降低豬生產的環保成本。闡述了飼喂高纖維日糧對豬各階段生產性能的影響，重點是評估日糧纖維在提高豬繁殖性能上的作用以及可能的影響機制。
關鍵詞：日糧纖維;豬;生產性能;影響機制
中圖分類號：S816.5 文獻標識碼：B 文章編號：1007-273X（2020）06-0021-02
日糧纖維是由多種天然成分組成的化合物，存在於包括穀類（如大麥、小麥、燕麥等）、塊莖以及麩皮、米糠、酒糟、椰子粉、棕櫚仁和餅粕類等工農業副產品在內的所有植物性飼料原料中。纖維是豬日糧中普遍存在的營養組分，隨著日糧中原料如米糠、牧草等的增加而成比例增加。纖維可以在消化道中結合類固醇激素，影響肝腸循環、改變類固醇排泄物之間的平衡以及循環濃度。纖維在豬日糧中通過直接提供能量和間接改善腸道健康及提高免疫功能而發揮其正面的營養作用，但由於其對養分利用的負面影響，一直被認為是一種抗營養因子。近年來由於日糧纖維在改善豬等單胃動物腸道健康方面的功能價值而受到特別關注。各種類型的纖維飼料原料被常規性添加到豬日糧中，在使用的過程中，要注意到不同來源纖維的營養特性存在差異。
1 纖維在豬日糧中的應用
在世界範圍內，多種富含纖維的原料添加到豬的日糧中，包括麥麩、 燕麥殼、玉米麩、黑麥麩、甜菜渣、玉米芯、酒糟、油菜子、豆皮和菊苣等。纖維作物副產品、牧草、木薯、柑橘渣、魔芋粉和紅薯在亞熱帶和熱帶國家常用。儘管這些日糧並不能最大限度地提高豬的生產性能，但其可經濟有效地利用本地種植的飼料原料，有助於可持續產品的生產。在豬的日糧中加入纖維有時是有限的，因為它們具有抗營養特性，包括降低日糧中能量和蛋白質的消化率，導致胺基酸特別是蘇氨酸吸收不足。人們提出各種方法來降低纖維的抗營養特性，包括降低顆粒大小以提高消化率，去殼或打碎以降低單寧含量，以及通過熱處理降低熱敏性抗營養因子含量。纖維的消化係數為0.40～0.60，而其他營養素（蛋白質、脂肪、糖或澱粉）的消化係數大於0.80。日糧纖維消化率的變異性取決於纖維來源，例如麥秸由於木質素的存在而不易消化，而甜菜渣由於果膠的存在而更易消化。在豬上，纖維日糧的相對利弊取決於其所處的生長階段，例如添加纖維對動物的影響取決於採食這種日糧的動物的發育成熟度。日糧中的纖維可能影響生長豬獲得足夠的能量，但其對肥育豬的能量維持影響較小，通常用於提高懷孕母豬的飽腹感。與小豬相比，成年豬有更好的發育狀態、更強大的胃腸道及更少的消化時間和更強的纖維素分解能力。
2 纖維對豬消化道和腸道健康的影響
豬胃腸道適應高纖維日糧可能需要幾周。通過大量豬消化道消化率和糞便排泄試驗結果，推測生長豬的胃腸道需要5周才能適應高纖維水平日糧。因此，持續飼喂高纖維日糧會改變消化道。根據定義，日糧纖維是小腸內源酶不能水解的而在大腸內可利用的纖維。日糧纖維可以顯著改善腸道內的微生物平衡，對動物健康造成正面還是負面影響，主要取決於纖維的來源及豬的生理狀態。例如，在生長豬日糧中添加瓜爾膠或纖維素，其迴腸菌群中雙歧桿菌和腸桿菌數量增加。某項以豬為模型研究人類飲食對腸道微生物影響的研究顯示，基於麥麩的高纖維日糧增加了包括乳酸桿菌和雙歧桿菌在內的有益菌數量，而低纖維日糧則培養了對腸道健康有負面影響的細菌群。腸道細菌水解纖維並代謝為糖，生成用於基礎代謝和生長的ATP。微生物發酵纖維的初級終產物是短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸和正丁酸）和氣體（二氧化碳、硫化氫和甲烷），其產生的短鏈脂肪酸的比例取決於纖維的類型。張玲等[1]研究表明飼喂可溶性和不可溶性纖維飼糧可以明顯改變生長豬的後腸微生物區系和短鏈小分子脂肪酸濃度。通過發酵，厭氧菌分解纖維並釋放短鏈脂肪酸，有助於動物的能量供應、調節腸道上皮細胞的生長和腸道菌群的組成。在酸性環境中，短鏈脂肪酸能抑制腸道細菌性病原體的繁殖。後腸發酵產生的能量取決於碳水化合物的含量，而纖維對豬能量的貢獻取決於豬的發育成熟度。據估計，發酵產物對生長肥育豬和母豬的貢獻分別為0.15和0.30。不考慮纖維來源和動物的成熟度，纖維發酵生成的短鏈脂肪酸所產生的能量對動物總能量的貢獻稍低於等量攝入葡萄糖和可消化澱粉所產生的能量。
日糧纖維和纖維消化而產生的短鏈脂肪酸會影響腸道的結構和功能。顏桂花等[2]在仔豬日糧中添加了可溶性玉米纖維進行動物試驗，研究發現可溶性玉米纖維可以改變仔豬盲腸微生物菌群分布，降低腸道滲透率，提高有機小分子酸濃度，改善仔豬的腸道健康。在豬上，這些變化包括胃腸道質量增加、絨毛高度和隱窩深度、杯狀細胞數和抗氧化能力增加。添加丁酸鹽可以提高豬小腸細胞增殖、提高仔豬消化吸收能力。對比不同纖維類型對抗道細胞分化的影響後，發現在豬的育肥階段，與對照組相比，富含麥秸或玉米、酒糟的飼糧可增加含杯狀細胞的黏膜區並改變營養受體和轉運蛋白表達。
3 日糧纖維對豬生產性能的影響
3.1 行為與福利
在現代生產系統中，母豬妊娠期間通常限制飼喂以避免體重增加過多、產仔困難和運動問題，但這會導致妊娠母豬產生飢餓感，這也是動物福利所擔心的。此外，傳統日糧在投喂後的幾分鐘內被吃完，而母豬仍具有很高的採食慾望。日糧含大量纖維可增加餐後飽腹感，使腸道充盈、延遲胃排空，釋放引起飽腹感的腸肽、提高短鏈脂肪酸在遠端腸道利用及降低餐後葡萄糖的吸收。高纖維日糧可以同時降低豬的餐後活動，包括非進食性口腔疾病的發生率和其他刻板行為。因此，高纖維日糧建議作為促進營養飽腹感的手段來減少明顯的攝食行為，從而改善妊娠期間限飼所引起的母豬的福利。然而，另一些研究表明高纖維日糧對唾液皮質醇濃度、刻板行為或採食動機沒有影響。日糧中纖維的類型會影響飽腹程度，發酵速度慢、丁酸產量高的纖維如木薯澱粉是最令人滿意的。陸東東等[3]研究表明飼糧中添加一定量的膳食纖維可以降低母豬的刻板行為，改善母豬便秘的同時，還可以增加母豬妊娠期的飽腹感，減少飢餓應激帶來的負面影響。
3.2 氮素排泄和環境影響
日糧纖維是減輕養豬生產中環境負擔過重的方法之一。對大鼠的研究表明，日糧增加纖維有利於尿素從血液向大腸的轉移。結果顯示，尿氮排泄減少而糞便氮輸出增加。糞便中的蛋白質分解需要數周甚至數月，而尿素降解為氨和二氧化碳則只需要數小時。事實上大量試驗報道豬日糧纖維減少了豬養殖過程中氨氣的排放。有研究顯示，果膠和半纖維素含量高的飼料，例如柑橘渣和甜菜渣是減少糞便中氮損失的最有效的纖維來源，使用預測方程指出在配種之前採用基於甜菜渣的高纖維日糧，對環境的影響降低約6%（甲烷和一氧化二氮的溫室氣體排放量減少6.34%，滲漏到地下水的硝酸鹽降低6.23%）。
3.3 繁殖
使用高纖維飼料飼喂豬的最大優勢可能是改善其繁殖性能。即便是每年每頭母豬斷奶仔豬數量的小幅增加，也具有相當大的商業價值。大量研究評估了不同水平纖維日糧對豬生殖周期各個階段生育能力的影響，最有前景的結果似乎是在配種前飼喂高纖維飼料。吳志娟等[4]研究表明妊娠母豬日糧中谷糠添加量為17%時，母豬的窩產仔豬數、斷奶成活率和總產活仔數等繁殖性能指標為最佳。對生長育肥豬而言，纖維水平設置的高低也對豬的生長性能影響較大。王怡丹等[5]研究表明日糧中添加3.5%纖維水平適宜杜長大小豬生長階段，在育肥階段可以把日糧纖維水平提高到5.5%為宜。
4 小結
飼喂高纖維日糧能有效提高母豬繁殖表現，可能是因為高纖維日糧提高了卵母細胞質量，有助於形成有活力的胚胎，可能通過表觀遺傳機制，在整個妊娠期和仔豬期都能更好地存活下來。生產上需要確定最有效的纖維種類、飼喂高纖維日糧最有益的時期和最佳持續時間。
參考文獻：
[1] 張 玲，李 華，趙 瑤，等.短期飼喂兩種類型纖維對生長豬後腸菌群結構和主要代謝產物的影響[J].四川農業大學學報，2019， 37（1）：70-77.
[2] 顏桂花，邢恆濤，劉 強，等.可溶性玉米纖維對仔豬盲腸微生物多樣性的影響[J].南京農業大學學報，2020，43（3）：505-513.
[3] 陸東東，鄧 琳，倪冬姣，等.復合膳食纖維「上上纖」對妊娠母豬刻板行為及糞便形態的影響[J].養豬，2019（2）：20-22.
[4] 吳志娟，焦福林，李文剛，等.不同粗纖維水平對母豬繁殖性能的影響[J].中國豬業，2019，14（6）：16-18，21.
[5] 王怡丹，車立濤，姚麗媛，等.不同纖維水平對DLY生長育肥豬生產性能、養分消化率和血清理化指標的影響[J].西南農業學報，2020，33（2）：436-440.
收稿日期：2020-04-07
作者簡介：饒 淵（1987-），男，江西南豐人，助理畜牧獸醫師，碩士，主要從事畜禽健康養殖研究工作。
摘要：高纖維日糧在動物產生飽腹感上的價值早已得到認可。然而在仔豬生長期和哺乳期等營養需求高的階段，添加纖維會降低營養濃度，抑制動物生長。日糧纖維可以改善腸道微生物菌群，減少抗生素需求和氮排放，從而降低豬生產的環保成本。闡述了飼喂高纖維日糧對豬各階段生產性能的影響，重點是評估日糧纖維在提高豬繁殖性能上的作用以及可能的影響機制。
關鍵詞：日糧纖維;豬;生產性能;影響機制
中圖分類號：S816.5 文獻標識碼：B 文章編號：1007-273X（2020）06-0021-02
日糧纖維是由多種天然成分組成的化合物，存在於包括穀類（如大麥、小麥、燕麥等）、塊莖以及麩皮、米糠、酒糟、椰子粉、棕櫚仁和餅粕類等工農業副產品在內的所有植物性飼料原料中。纖維是豬日糧中普遍存在的營養組分，隨著日糧中原料如米糠、牧草等的增加而成比例增加。纖維可以在消化道中結合類固醇激素，影響肝腸循環、改變類固醇排泄物之間的平衡以及循環濃度。纖維在豬日糧中通過直接提供能量和間接改善腸道健康及提高免疫功能而發揮其正面的營養作用，但由於其對養分利用的負面影響，一直被認為是一種抗營養因子。近年來由於日糧纖維在改善豬等單胃動物腸道健康方面的功能價值而受到特別關注。各種類型的纖維飼料原料被常規性添加到豬日糧中，在使用的過程中，要注意到不同來源纖維的營養特性存在差異。
1 纖維在豬日糧中的應用
在世界範圍內，多種富含纖維的原料添加到豬的日糧中，包括麥麩、 燕麥殼、玉米麩、黑麥麩、甜菜渣、玉米芯、酒糟、油菜子、豆皮和菊苣等。纖維作物副產品、牧草、木薯、柑橘渣、魔芋粉和紅薯在亞熱帶和熱帶國家常用。儘管這些日糧並不能最大限度地提高豬的生產性能，但其可經濟有效地利用本地種植的飼料原料，有助於可持續產品的生產。在豬的日糧中加入纖維有時是有限的，因為它們具有抗營養特性，包括降低日糧中能量和蛋白質的消化率，導致胺基酸特別是蘇氨酸吸收不足。人們提出各種方法來降低纖維的抗營養特性，包括降低顆粒大小以提高消化率，去殼或打碎以降低單寧含量，以及通過熱處理降低熱敏性抗營養因子含量。纖維的消化係數為0.40～0.60，而其他營養素（蛋白質、脂肪、糖或澱粉）的消化係數大於0.80。日糧纖維消化率的變異性取決於纖維來源，例如麥秸由於木質素的存在而不易消化，而甜菜渣由於果膠的存在而更易消化。在豬上，纖維日糧的相對利弊取決於其所處的生長階段，例如添加纖維對動物的影響取決於採食這種日糧的動物的發育成熟度。日糧中的纖維可能影響生長豬獲得足夠的能量，但其對肥育豬的能量維持影響較小，通常用於提高懷孕母豬的飽腹感。與小豬相比，成年豬有更好的發育狀態、更強大的胃腸道及更少的消化時間和更強的纖維素分解能力。
2 纖維對豬消化道和腸道健康的影響
豬胃腸道適應高纖維日糧可能需要幾周。通過大量豬消化道消化率和糞便排泄試驗結果，推測生長豬的胃腸道需要5周才能適應高纖維水平日糧。因此，持續飼喂高纖維日糧會改變消化道。根據定義，日糧纖維是小腸內源酶不能水解的而在大腸內可利用的纖維。日糧纖維可以顯著改善腸道內的微生物平衡，對動物健康造成正面還是負面影響，主要取決於纖維的來源及豬的生理狀態。例如，在生長豬日糧中添加瓜爾膠或纖維素，其迴腸菌群中雙歧桿菌和腸桿菌數量增加。某項以豬為模型研究人類飲食對腸道微生物影響的研究顯示，基於麥麩的高纖維日糧增加了包括乳酸桿菌和雙歧桿菌在內的有益菌數量，而低纖維日糧則培養了對腸道健康有負面影響的細菌群。腸道細菌水解纖維並代謝為糖，生成用於基礎代謝和生長的ATP。微生物發酵纖維的初級終產物是短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸和正丁酸）和氣體（二氧化碳、硫化氫和甲烷），其產生的短鏈脂肪酸的比例取決於纖維的類型。張玲等[1]研究表明飼喂可溶性和不可溶性纖維飼糧可以明顯改變生長豬的後腸微生物區系和短鏈小分子脂肪酸濃度。通過發酵，厭氧菌分解纖維並釋放短鏈脂肪酸，有助於動物的能量供應、調節腸道上皮細胞的生長和腸道菌群的組成。在酸性環境中，短鏈脂肪酸能抑制腸道細菌性病原體的繁殖。後腸發酵產生的能量取決於碳水化合物的含量，而纖維對豬能量的貢獻取決於豬的發育成熟度。據估計，發酵產物對生長肥育豬和母豬的貢獻分別為0.15和0.30。不考慮纖維來源和動物的成熟度，纖維發酵生成的短鏈脂肪酸所產生的能量對動物總能量的貢獻稍低於等量攝入葡萄糖和可消化澱粉所產生的能量。
日糧纖維和纖維消化而產生的短鏈脂肪酸會影響腸道的結構和功能。顏桂花等[2]在仔豬日糧中添加了可溶性玉米纖維進行動物試驗，研究發現可溶性玉米纖維可以改變仔豬盲腸微生物菌群分布，降低腸道滲透率，提高有機小分子酸濃度，改善仔豬的腸道健康。在豬上，這些變化包括胃腸道質量增加、絨毛高度和隱窩深度、杯狀細胞數和抗氧化能力增加。添加丁酸鹽可以提高豬小腸細胞增殖、提高仔豬消化吸收能力。對比不同纖維類型對抗道細胞分化的影響後，發現在豬的育肥階段，與對照組相比，富含麥秸或玉米、酒糟的飼糧可增加含杯狀細胞的黏膜區並改變營養受體和轉運蛋白表達。
3 日糧纖維對豬生產性能的影響
3.1 行為與福利
在現代生產系統中，母豬妊娠期間通常限制飼喂以避免體重增加過多、產仔困難和運動問題，但這會導致妊娠母豬產生飢餓感，這也是動物福利所擔心的。此外，傳統日糧在投喂後的幾分鐘內被吃完，而母豬仍具有很高的採食慾望。日糧含大量纖維可增加餐後飽腹感，使腸道充盈、延遲胃排空，釋放引起飽腹感的腸肽、提高短鏈脂肪酸在遠端腸道利用及降低餐後葡萄糖的吸收。高纖維日糧可以同時降低豬的餐後活動，包括非進食性口腔疾病的發生率和其他刻板行為。因此，高纖維日糧建議作為促進營養飽腹感的手段來減少明顯的攝食行為，從而改善妊娠期間限飼所引起的母豬的福利。然而，另一些研究表明高纖維日糧對唾液皮質醇濃度、刻板行為或採食動機沒有影響。日糧中纖維的類型會影響飽腹程度，發酵速度慢、丁酸產量高的纖維如木薯澱粉是最令人滿意的。陸東東等[3]研究表明飼糧中添加一定量的膳食纖維可以降低母豬的刻板行為，改善母豬便秘的同時，還可以增加母豬妊娠期的飽腹感，減少飢餓應激帶來的負面影響。
3.2 氮素排泄和環境影響
日糧纖維是減輕養豬生產中環境負擔過重的方法之一。對大鼠的研究表明，日糧增加纖維有利於尿素從血液向大腸的轉移。結果顯示，尿氮排泄減少而糞便氮輸出增加。糞便中的蛋白質分解需要數周甚至數月，而尿素降解為氨和二氧化碳則只需要數小時。事實上大量試驗報道豬日糧纖維減少了豬養殖過程中氨氣的排放。有研究顯示，果膠和半纖維素含量高的飼料，例如柑橘渣和甜菜渣是減少糞便中氮損失的最有效的纖維來源，使用預測方程指出在配種之前採用基於甜菜渣的高纖維日糧，對環境的影響降低約6%（甲烷和一氧化二氮的溫室氣體排放量減少6.34%，滲漏到地下水的硝酸鹽降低6.23%）。
3.3 繁殖
使用高纖維飼料飼喂豬的最大優勢可能是改善其繁殖性能。即便是每年每頭母豬斷奶仔豬數量的小幅增加，也具有相當大的商業價值。大量研究評估了不同水平纖維日糧對豬生殖周期各個階段生育能力的影響，最有前景的結果似乎是在配種前飼喂高纖維飼料。吳志娟等[4]研究表明妊娠母豬日糧中谷糠添加量為17%時，母豬的窩產仔豬數、斷奶成活率和總產活仔數等繁殖性能指標為最佳。對生長育肥豬而言，纖維水平設置的高低也對豬的生長性能影響較大。王怡丹等[5]研究表明日糧中添加3.5%纖維水平適宜杜長大小豬生長階段，在育肥階段可以把日糧纖維水平提高到5.5%為宜。
4 小結
飼喂高纖維日糧能有效提高母豬繁殖表現，可能是因為高纖維日糧提高了卵母細胞質量，有助於形成有活力的胚胎，可能通過表觀遺傳機制，在整個妊娠期和仔豬期都能更好地存活下來。生產上需要確定最有效的纖維種類、飼喂高纖維日糧最有益的時期和最佳持續時間。
參考文獻：
[1] 張 玲，李 華，趙 瑤，等.短期飼喂兩種類型纖維對生長豬後腸菌群結構和主要代謝產物的影響[J].四川農業大學學報，2019， 37（1）：70-77.
[2] 顏桂花，邢恆濤，劉 強，等.可溶性玉米纖維對仔豬盲腸微生物多樣性的影響[J].南京農業大學學報，2020，43（3）：505-513.
[3] 陸東東，鄧 琳，倪冬姣，等.復合膳食纖維「上上纖」對妊娠母豬刻板行為及糞便形態的影響[J].養豬，2019（2）：20-22.
[4] 吳志娟，焦福林，李文剛，等.不同粗纖維水平對母豬繁殖性能的影響[J].中國豬業，2019，14（6）：16-18，21.
[5] 王怡丹，車立濤，姚麗媛，等.不同纖維水平對DLY生長育肥豬生產性能、養分消化率和血清理化指標的影響[J].西南農業學報，2020，33（2）：436-440.
收稿日期：2020-04-07
作者簡介：饒 淵（1987-），男，江西南豐人，助理畜牧獸醫師，碩士，主要從事畜禽健康養殖研究工作。
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