膳食纖維在母豬營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用

徐立蛟 賀 喜 成廷水

(1.北京九州互聯(lián)農(nóng)牧科技有限公司，北京100029；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410000)

過去20年間，膳食纖維的使用在動(dòng)物和人類營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。最初動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家對(duì)膳食纖維的興趣與廉價(jià)食品副產(chǎn)物（如麥秸、燕麥殼、豆皮、甜菜渣、麥麩）的利用率有關(guān)。研究表明，纖維除了給動(dòng)物日糧提供營(yíng)養(yǎng)素外，還具有更廣泛的作用，如促進(jìn)腸道健康，改善動(dòng)物福利，減少動(dòng)物異常行為等。奧地利動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究中心的Klaus Neufeld教授說：“纖維供應(yīng)不足是造成MMA（無乳）、結(jié)腸炎、痢疾和便秘等疾病的誘因之一”。要獲得最好的健康和消化水平，動(dòng)物需要膳食性纖維。

1 膳食纖維的特性

膳食纖維的定義幾經(jīng)修改，到2000年5月，AACC在谷物世界的時(shí)代期刊專欄上公布了最終確定的膳食纖維定義：“膳食纖維是指不能被機(jī)體消化的可食碳水化合物及其類似物，這些物質(zhì)不能被小腸消化吸收，但在大腸中可全部或部分發(fā)酵。膳食纖維包括抗性淀粉、低聚糖、非淀粉多糖、木質(zhì)素或與之相締合的植物成分”。

植物纖維對(duì)于雜食性和肉食性動(dòng)物來說能值是相對(duì)較低的。然而膳食纖維較大的堆積性可以通過增加咀嚼時(shí)間和刺激胃腸道機(jī)械受體（特異飽足感）減少攝食驅(qū)動(dòng)力。由于其粗糙的結(jié)構(gòu)（如麥秸）或高度的持水性(如甜菜渣)使得各種纖維源都是體積比較大，密度比較輕的?？扇苄岳w維一般會(huì)增加腸道食糜的黏性，從而降低胃腸道排空速率，并延緩小腸內(nèi)養(yǎng)分的吸收。膳食纖維可以部分被腸道特別是大腸的微生物發(fā)酵。與不溶性纖維相比，可溶性纖維一般更容易完全且快速地發(fā)酵。發(fā)酵的終產(chǎn)物如短鏈脂肪酸（SCFA），如乳酸、丁酸、乙酸、丙酸可以作為豬的能量來源，SCFA可以提供達(dá)到28%生長(zhǎng)豬的維持能量需要，母豬更高（Bergman，1990；Noblet等，2001）。當(dāng)葡萄糖的吸收下降時(shí)，腸道末端可以利用SCFA（特別是乙酸）（Bergman，1990；Leeuwen等，2007），因此膳食纖維可以增強(qiáng)采食后幾個(gè)小時(shí)的飽足感?？砂l(fā)酵纖維在腸道發(fā)酵所產(chǎn)生的SCFA，除了部分滿足豬的能量需要外，這些SCFA對(duì)于腸道的發(fā)育、維持腸道完整性、調(diào)節(jié)腸道微生物區(qū)系等方面具有重要的作用。

膳食纖維雖然不直接提供營(yíng)養(yǎng)，但具有促進(jìn)健康的生理學(xué)特性，目前膳食纖維已被國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)專家視為“第七營(yíng)養(yǎng)素”。膳食纖維的生理學(xué)功能可以歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：①促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，減少便秘；②清道夫作用：減少病原菌從后腸向前腸轉(zhuǎn)移，膳食纖維的某些成分結(jié)構(gòu)還具有吸附毒素和病原菌的作用；③膳食纖維可以穩(wěn)定血糖濃度，降低血液膽固醇水平；④那些可溶的/易發(fā)酵的膳食纖維在結(jié)腸中被發(fā)酵，并為結(jié)腸中的微生物提供營(yíng)養(yǎng)，有利于穩(wěn)定腸道菌群平衡；⑤纖維發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸），反過來抑制病原菌的生長(zhǎng)。另外丁酸可以為結(jié)腸黏膜細(xì)胞提供能量，促進(jìn)上皮細(xì)胞的增殖，維持腸黏膜的完整性，從而有益于養(yǎng)分的吸收并預(yù)防腹瀉；⑥膳食纖維具有持水膨脹的特性，可以增強(qiáng)飽足感，減少動(dòng)物饑餓引起的異常行為的發(fā)生。

2 膳食纖維在母豬日糧中應(yīng)用效果

2.1 對(duì)母豬便秘的影響

集約化飼養(yǎng)的母豬，便秘問題經(jīng)常發(fā)生。母豬便秘對(duì)胎兒的發(fā)育、母豬精神狀況、母豬的采食等存在不利影響。母豬飼料纖維供給不足是導(dǎo)致母豬便秘的重要原因之一。Morz等（1986）試驗(yàn)了懷孕母豬基礎(chǔ)日糧添加不同比例的燕麥殼發(fā)現(xiàn)，隨著燕麥殼添加比例的提高，示蹤C(jī)r2O3的排泄速度加快。Timisoara（2007）在懷孕母豬和哺乳母豬飼料中分別添加3%和0.5%的木質(zhì)纖維（Opticell，萬利纖），跟蹤了整個(gè)階段糞便干物質(zhì)含量的變化，發(fā)現(xiàn)給母豬飼喂木質(zhì)纖維增加了母豬糞便的一致性，糞便水分太低導(dǎo)致便秘以及水分太高引起的稀便問題明顯減少（見圖1）?？梢娫黾幽肛i纖維的供給，可以促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，加快食糜的排空，減少母豬便秘的發(fā)生。

2.2 對(duì)母豬產(chǎn)仔性能的影響

2009年奧地利St.Florian農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究顯示，在懷孕母豬的飼料配方中添加一種益生木質(zhì)纖維（Eubiotic lignocellulose）直至產(chǎn)前3 d，顯著降低分娩時(shí)間(215 minVS 151 min)。分娩時(shí)間的縮短可以提高活產(chǎn)仔數(shù)，并能夠降低母豬和仔豬的應(yīng)激。據(jù)報(bào)道,通常飼養(yǎng)條件下，分娩時(shí)的死產(chǎn)仔豬達(dá)到8%(Van Di?jk等,2005),其中大約75%的死產(chǎn)是由于窒息死亡(Van Rens等，2004)。分娩時(shí)間縮短后，可以有利于新生仔豬盡早地吃到初乳，這對(duì)于仔豬的健康非常有利。Ti?misoara獸藥大學(xué)(2007)進(jìn)行的試驗(yàn)表明，對(duì)照組和飼喂益生纖維組的母豬的生產(chǎn)性能差異顯著，與對(duì)照組相比，添加益生纖維的母豬活產(chǎn)仔數(shù)提高7.8%。Wayne(2011)添加一種益生木質(zhì)纖維(Opticell，萬利纖)在懷孕后期母豬料中替代苜宿粉，發(fā)現(xiàn)每窩的活產(chǎn)仔數(shù)提高8.8%,且初生重平均提高5.2%(見表1)。Paul(2012)在菲律賓1 200頭母豬場(chǎng)做的試驗(yàn)表明，母豬飼喂木質(zhì)纖維Opticell可以顯著提高活產(chǎn)仔數(shù)，以及仔豬的均勻度，1 kg以下的弱仔的比例顯著降低。對(duì)人的研究發(fā)現(xiàn)，增加可溶性膳食纖維的攝入，可以增加外周組織對(duì)胰島素的敏感性，改善血糖的控制(Landin等，1992)。因此在前期提高膳食纖維的水平，可以增加血液胰島素的濃度,增加母豬的排卵率,從而提高母豬的產(chǎn)仔數(shù)。Grieshop等(2001)、Ewan等(1996)以及Everts(1991)研究報(bào)道，增加懷孕母豬日糧纖維的水平可以提高母豬的產(chǎn)仔數(shù)。Johnston等(2002)總結(jié)了幾個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)增加日糧NDF的水平，可以增加母豬的產(chǎn)仔數(shù)。Reese(1997)研究了NDF的日采食量520～1 010 g范圍對(duì)產(chǎn)仔數(shù)的影響后，推薦懷孕期368～515 g NDF日采食量以改善產(chǎn)仔數(shù)。

表1 懷孕母豬飼料添加益生木質(zhì)纖維對(duì)產(chǎn)仔性能的影響

2.3 對(duì)哺乳母豬性能的影響

Dourmed等(2009)研究了在懷孕期日糧中增加纖維的供給對(duì)母豬哺乳期生理學(xué)的影響發(fā)現(xiàn)，懷孕期添加纖維可以提高哺乳母豬的采食量(提高15%)，增加哺乳母豬泌乳激素的分泌量，減少血液中瘦素的水平(見圖2～圖4)。此研究暗示，母豬懷孕期添加纖維可以促進(jìn)母豬的采食，增加母豬哺乳期的泌乳量，并穩(wěn)定母豬的膘情，縮短斷奶-發(fā)情間隔。懷孕期飼喂高水平的膳食纖維，增加哺乳母豬采食量的機(jī)制，目前還沒有弄清，一種解釋可能是日糧加大的堆積性使母豬在哺乳期更能夠適應(yīng)采食量的快速增加(Matte等，1994；Danielsen等，2001)。Morz等(1986)試驗(yàn)了懷孕母豬基礎(chǔ)日糧添加不同比例的燕麥殼，研究處理對(duì)母豬奶水組成的影響發(fā)現(xiàn)，隨著燕麥殼混添比例的提高，母豬奶水干物質(zhì)含量增加，乳脂率及非脂固形物含量顯著提高。Oliviero等(2009)研究報(bào)道，增加母豬飼料纖維水平，可以增加母豬的飲水量。一些研究發(fā)現(xiàn)，泌乳量可以占到哺乳母豬飲水量的60%(Mroz等，1995)。Guillemet等(2007)研究了不同纖維水平懷孕母豬日糧哺乳仔豬生產(chǎn)性能的差異發(fā)現(xiàn)，高纖維(12.4%)日糧組哺乳仔豬的生長(zhǎng)速度顯著高于低纖維(3.2%)組，且仔豬斷奶時(shí)體重增加5.4%。后來，Dourmed等(2009)的研究也得出同樣的結(jié)論：增加懷孕母豬日糧纖維的水平，可以促進(jìn)哺乳仔豬的增重，提高斷奶體重。

2.4 對(duì)母豬抗病力的影響

Neufeld教授（2008）進(jìn)行了數(shù)次試驗(yàn)，旨在展示益生纖維降低沙門氏菌的作用。例如他在一家有嚴(yán)重沙門氏菌問題的德國(guó)農(nóng)場(chǎng)組飼料中添加1.5%的益生纖維(Opticell,萬利纖)。對(duì)受試豬取血樣,檢測(cè)沙門氏菌抗體含量，結(jié)果顯示纖維組中沙門氏菌陽性比率顯著減少(對(duì)照組50%,Opticell組少于20%)。另外Ti?misoara在獸藥大學(xué)(2007)進(jìn)行的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加益生纖維萬利纖可以顯著降低母豬MMA綜合征及乳房炎的發(fā)生率，并顯著降低應(yīng)激激素(尿皮質(zhì)酮)的分泌。采食纖維可以增加腸道黏液素的分泌(Montagne等，2003)。好的黏液層可以為腸道抵抗病原微生物的侵襲提供更好的保護(hù)作用，而且可以減少豬胃潰瘍的發(fā)生率（Lee等，1987）。

2.5 對(duì)母豬福利和行為的影響

近來，人們對(duì)母豬異常行為（Stereotipical behav?ior）的關(guān)注明顯增加。異常行為是指母豬沒有明確目的的重復(fù)行為，如咬欄（Bar-biting）、假咀嚼（Shamchewing）、過量飲水、狂叫及舔地板和料槽等。這些異常行為的發(fā)生被視為母豬福利的降低，是由于焦躁、饑渴等引起的生理反應(yīng)，這些異常行為在集約化飼養(yǎng)，特別是單欄飼養(yǎng)以及限飼的情況下發(fā)生非常普遍。這種異常行為可能對(duì)母豬的繁殖性能存在不利影響（Duane，1997）。

Brouns等（1994）研究了飼喂含50%甜菜渣日糧對(duì)采食后1.5 h母豬異常行為的影響發(fā)現(xiàn)，飼喂甜菜渣可以顯著減少母豬舔地板或料槽、咬欄以及假咀嚼的時(shí)間，可見飼喂甜菜渣可以減少母豬異常行為，使母豬更加安靜。Meunier-Salaun等（2001）研究發(fā)現(xiàn)懷孕母豬日糧添加纖維（不改變能量供給）可以減少由于限飼引起的異常行為。Paul（2012）在菲律賓農(nóng)場(chǎng)的試驗(yàn)也表明，給母豬添加2.5%的木質(zhì)纖維Opticell后，母豬表現(xiàn)更加安靜。飼喂膳食纖維可以減少母豬的異常行為可能與纖維吸水膨脹，增加了母豬的飽足感有關(guān)，也可能是纖維可以滿足母豬的某種先天性生理需要(如咀嚼)有關(guān)（Meunier-Salaun，2001）。Leeuw等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，與不可發(fā)酵纖維相比，高度可發(fā)酵纖維更能夠延長(zhǎng)母豬進(jìn)食后的飽足感。為了滿足母豬福利的要求，根據(jù)歐盟動(dòng)物福利法規(guī)（European Council,2001），要求為懷孕母豬、空懷母豬以及后備母豬提供足夠的高纖維飼料。

根據(jù)以上的研究結(jié)果，在母豬飼料中補(bǔ)充膳食纖維的效果可以歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：①促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，減少母豬便秘；②減少母豬MMA綜合征發(fā)生率，提高哺乳母豬的泌乳力，改善奶水質(zhì)量；③提高母豬產(chǎn)仔數(shù)（和/或初生重），提高仔豬斷奶體重；④提高哺乳母豬的采食量，維持母豬膘情，縮短母豬斷奶-發(fā)情間隔；⑤縮短產(chǎn)程，減少母豬和仔豬分娩時(shí)的應(yīng)激反應(yīng)；⑥改善母豬福利，減少母豬異常行為的發(fā)生。

3 母豬日糧適宜的纖維水平

目前關(guān)于母豬日糧纖維水平尚沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。歐盟國(guó)家出于動(dòng)物福利的考慮，推薦的母豬粗纖維水平較高，如荷蘭對(duì)懷孕母豬粗纖維的最低推薦水平為12%（張捷，2005）。傅浩等（1998）研究不同粗纖維水平飼料對(duì)大約克母豬繁殖性能的影響表明，妊娠母豬8%～10%粗纖維比較合適。錢利純等（2000）研究不同粗纖維水平的飼料對(duì)母豬繁殖性能的影響發(fā)現(xiàn)，6%粗纖維組與4%粗纖維組相比，前者顯著提高了母豬的產(chǎn)仔數(shù)。張虎等（2012）研究了日糧粗纖維水平對(duì)妊娠母豬繁殖性能的影響，結(jié)果表明，提高妊娠母豬飼料粗纖維水平能夠保持母豬體況，提高母豬繁殖性能，當(dāng)粗纖維水平達(dá)到9%時(shí)效果最顯著。關(guān)于日糧纖維需要水平，有些研究者還考慮中性洗滌纖維（NDF）的進(jìn)食量。如Reese（1997）報(bào)道，給妊娠母豬喂以添加350 g NDF日糧，連續(xù)飼喂110 d，與基礎(chǔ)玉米豆粕日糧相比，窩斷奶仔豬數(shù)有所提高。另外，母豬每天采食368 g NDF時(shí),每窩斷奶仔豬數(shù)比每天采食114 g NDF的玉米豆粕型飼糧的母豬高0.7頭（Mi?chcal，1999）；當(dāng)用玉米麩皮為母豬提供NDF 380 g/d時(shí)，母豬可獲得最佳的產(chǎn)仔數(shù)（武書庚等，2002）。馮冬冬等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，不同胎次的母豬纖維的需求不同，二胎妊娠母豬日糧NDF的需求高于初產(chǎn)母豬。盡管國(guó)內(nèi)外對(duì)母豬特別是懷孕母豬日糧纖維水平進(jìn)行了不少的研究，然而由于研究者所采用的纖維來源不同、衛(wèi)生等質(zhì)量差異、試驗(yàn)期長(zhǎng)短不同、母豬胎次不同等原因，研究結(jié)果不是很一致，況且不管是采用粗纖維指標(biāo)，還是NDF，均不能反映膳食纖維的全部。然而有一點(diǎn)可以肯定，提高母豬日糧纖維水平，對(duì)母豬的健康及繁殖性能是有益的。筆者調(diào)查了我國(guó)現(xiàn)行的商業(yè)母豬飼料和豬場(chǎng)自配料，發(fā)現(xiàn)纖維水平普遍偏低，粗纖維水平很少達(dá)到4%。而四川農(nóng)業(yè)大學(xué)吳德教授建議懷孕母豬的粗纖維水平為5%～7%。Ioan?nis Mavromichalis（2007）建議在限制飼喂的情況下，懷孕母豬的粗纖維水平應(yīng)該在6%～8%，如果是自由采食，粗纖維水平可以高達(dá)12%～15%。

4 膳食纖維的供給

為動(dòng)物日糧提供需要濃度的纖維，甜菜渣的應(yīng)用是非常普遍的。甜菜渣中可發(fā)酵膳食纖維的含量是比較高的。飼喂甜菜渣可以使糞便潮濕并具有油性(甜菜渣富含鉀)，對(duì)避免便秘是有利的，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生衛(wèi)生問題(糞便稀且黏，不易清掃)。另外飼喂甜菜渣會(huì)導(dǎo)致尿的pH值升高，增加尿道感染，從而導(dǎo)致MMA風(fēng)險(xiǎn)增加(Steffens，2005)。Van Der Peet-schwering等（2004）試驗(yàn)用高甜菜渣日糧隨機(jī)飼喂母豬3個(gè)繁殖周期，沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)母豬繁殖性能的不利影響。但另外的研究發(fā)現(xiàn)，增加來源于甜菜渣的可發(fā)酵非淀粉多糖，降低母豬的活動(dòng)和產(chǎn)熱，最終起到能量節(jié)省作用（Ri?jnen等，2003）。其他可能的纖維來源是麥麩、苜宿粉和豆皮。這些來源的纖維通常霉菌毒素污染的風(fēng)險(xiǎn)很大?？傮w來說，這些傳統(tǒng)來源的纖維，雖然價(jià)格便宜，但都存在以下缺點(diǎn)：①纖維含量低，占配方空間大，會(huì)稀釋營(yíng)養(yǎng)濃度；②霉菌毒素及病原菌污染程度高，容易引起母豬的疾病；③有些含有抗?fàn)I養(yǎng)因子，影響其他養(yǎng)分的利用；④大多數(shù)傳統(tǒng)纖維來源（除甜菜渣）可發(fā)酵纖維含量低，不具有益生作用；⑤礦物質(zhì)含量不平衡，容易引起稀糞及腿病。

最近，含木質(zhì)纖維（Lignocellulose）的產(chǎn)品成功地為動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)提供了優(yōu)質(zhì)的纖維來源。木質(zhì)纖維是木質(zhì)化的纖維素和半纖維素，商業(yè)化提供木質(zhì)纖維的產(chǎn)品來源于新鮮的木材，這些產(chǎn)品的好處包括：它們具有標(biāo)準(zhǔn)的高含量粗纖維；不會(huì)影響動(dòng)物電解質(zhì)的平衡；無霉菌毒素的污染且在生產(chǎn)過程中經(jīng)過幾道熱處理，不含病原微生物。

來自奧地利的Agromed公司最近推出一種濃縮的益生纖維（Opticell，萬利纖）。總的膳食纖維含量達(dá)到85%，粗纖維達(dá)到59%，少量添加就可以配制較高水平的日糧纖維。這種木質(zhì)纖維另一個(gè)重要的特點(diǎn)是其還有較高比例的可發(fā)酵纖維，且與其他可發(fā)酵纖維不同，Opticell非常有利于乳酸菌發(fā)酵。德國(guó)柏林大學(xué)Zentek(2006)體外試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，Opticell體外發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸的量是傳統(tǒng)木質(zhì)纖維(不可發(fā)酵)的30倍,是甜菜渣的4倍（見圖5）。在母豬、斷奶仔豬、肉雞和兔子的田間應(yīng)用結(jié)果表明可以改善生產(chǎn)性能和腸道健康（Neufeld等，2008），動(dòng)物具有較成型的糞便，沒有腹瀉和便秘的癥狀，且對(duì)豬的行為有積極的影響（Neufeld等，2006），是一個(gè)優(yōu)質(zhì)的膳食纖維來源。

5 結(jié)語

長(zhǎng)期以來，日糧纖維不像其他營(yíng)養(yǎng)素和日糧組分（如能量）是日糧固定的營(yíng)養(yǎng)參數(shù)，沒有推薦日糧纖維的水平，很多情況下只是為了配制最低成本的配方而使用，甚至限制日糧纖維的水平。這是對(duì)纖維極大的誤解。現(xiàn)代畜牧業(yè)一般按照高能量配方進(jìn)行飼喂以滿足動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)要求。但是高濃度配方卻不能滿足動(dòng)物的生理需求。盡管目前母豬營(yíng)養(yǎng)方面對(duì)纖維的供給已經(jīng)越來越多的受到重視，然而目前尚沒有關(guān)于日糧纖維的營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。由于不同纖維源的組分不同，生理功能也存在差異，因此不僅僅需要考慮纖維的水平，而且需要考慮纖維的組成，特別是纖維的可發(fā)酵特性，因?yàn)榭砂l(fā)酵纖維相比不可發(fā)酵纖維（不溶性纖維）具有更多有益的生理作用。另外在考慮纖維來源時(shí)，應(yīng)該注意纖維源的衛(wèi)生質(zhì)量（如霉菌毒素和病原菌的污染風(fēng)險(xiǎn)）及對(duì)母豬的其他不利影響（如礦物質(zhì)的平衡）等。