影響懷孕母豬對(duì)日糧纖維利用因素的研究進(jìn)展

廖 奇，江書(shū)忠，曹 霞，肖淑華，燕富永

（湖南九鼎科技集團(tuán)有限公司技術(shù)研究中心，長(zhǎng)沙 410000）

影響懷孕母豬對(duì)日糧纖維利用因素的研究進(jìn)展

廖 奇，江書(shū)忠，曹 霞，肖淑華，燕富永*

（湖南九鼎科技集團(tuán)有限公司技術(shù)研究中心，長(zhǎng)沙 410000）

日糧纖維被稱(chēng)為第七大營(yíng)養(yǎng)素，在自然界中來(lái)源廣泛，能夠有效緩解日糧危機(jī)，日糧纖維在懷孕母豬的應(yīng)用方面成為豬營(yíng)養(yǎng)研究的熱點(diǎn)之一。文章以懷孕母豬的生理階段、纖維來(lái)源、品種為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合繁殖性能、生長(zhǎng)性能和刻板行為等相關(guān)指標(biāo)，闡述影響懷孕母豬對(duì)日糧纖維利用效率的因素。

日糧纖維；懷孕母豬；生產(chǎn)性能；飼料配方

日糧纖維（DF）被定義為繼蛋白質(zhì)、脂肪、糖、水、礦物質(zhì)和維生素之后的“第七大營(yíng)養(yǎng)素”，其來(lái)源廣泛，且大多集中在非常規(guī)原料中[1]。2016年，中國(guó)生豬肉產(chǎn)量2 473萬(wàn)t，生豬存欄40 203萬(wàn)頭，母豬存欄4 531.16萬(wàn)頭，年生產(chǎn)豬料7 549萬(wàn)t，占全球豬料的27.7%，隨著規(guī)模化豬場(chǎng)擴(kuò)建及能繁母豬存欄量增加，豬料的需求將會(huì)進(jìn)一步增加[2-3]。鑒于節(jié)約成本和資源，纖維原料的合理利用成為關(guān)注的焦點(diǎn)，由于懷孕母豬的生理特征、限飼模式等優(yōu)勢(shì)，纖維原料如何在懷孕母豬階段充分利用引起研究者廣泛的興趣。大量研究以生產(chǎn)性能、繁殖性能和刻板行為作為參考指標(biāo)，衡量日糧纖維的應(yīng)用價(jià)值，證實(shí)了懷孕母豬對(duì)日糧纖維利用率的影響因素主要來(lái)自于生理階段、腸道微生物、纖維原料和豬品種[4-6]。因此，利用纖維原料的適應(yīng)機(jī)制不僅局限于品種，應(yīng)綜合考慮懷孕母豬的生理階段、原料來(lái)源，這種適應(yīng)機(jī)制將為懷孕母豬纖維原料的選擇及配方設(shè)計(jì)提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 懷孕母豬對(duì)日糧纖維的利用機(jī)制

日糧纖維被定義為不能在小腸內(nèi)消化吸收，但在大腸中可全部或部分發(fā)酵，聚合度＞3的聚合物[7]。Leeuw等對(duì)日糧纖維的組成和可發(fā)酵性進(jìn)行了詳細(xì)的歸納，主要包括4個(gè)組分：抗性淀粉、非消化性寡糖、非淀粉多糖和木質(zhì)素，其中非淀粉性多糖包括果膠、果聚糖和中性洗滌纖維，可發(fā)酵性隨著木質(zhì)化程度增大而降低，在日糧纖維中，可發(fā)酵強(qiáng)度從強(qiáng)到弱依次為抗性淀粉、非消化性寡糖、果膠、果聚糖、半纖維素、纖維素和木質(zhì)素[6]。懷孕母豬對(duì)日糧纖維的利用主要分為兩個(gè)階段：在第一階段是合成揮發(fā)性脂肪酸（VFA），日糧纖維大分子聚合物被腸道微生物分泌的纖維素復(fù)合酶水解成以二糖為主的低聚糖和少量單糖，這些小分子的低聚糖在微生物細(xì)胞中被轉(zhuǎn)化為VFA為主的末端產(chǎn)物，并分泌到細(xì)胞外[8]；第二階段是高效利用VFA，懷孕母豬大腸對(duì)VFA的利用效率非常高，僅1%隨糞便排出體外，研究表明，豬從VFA獲得的能量占提供能的10%～15%，占整個(gè)后腸所需能量的82.1%，其中9.9%的能量以蛋白質(zhì)的形式貯存，剩下接近72.2%的能量以脂肪沉積的形式貯存。此外，大量研究表明，日糧纖維可以刺激豬腸黏膜上皮細(xì)胞的發(fā)育和功能，改善微生物的內(nèi)環(huán)境，并且被證實(shí)這種營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)是通過(guò)VFA介導(dǎo)的[9]。

懷孕母豬利用VFA的效率取決于VFA的組成和各組分單體數(shù)量。在后腸，VFA大部分通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散、單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體和溶質(zhì)載體5家族被宿主腸道上皮細(xì)胞吸收[10]。丁酸被上皮細(xì)胞表面受體GPR41識(shí)別后，能夠通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）介導(dǎo)的信號(hào)途徑，促進(jìn)機(jī)體對(duì)炎癥的應(yīng)答反應(yīng)，調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞功能，增加結(jié)腸上皮組織緊密連接蛋白的表達(dá)[11]。在腸道中沒(méi)有被消化吸收的乙酸和丙酸進(jìn)入肝臟，丙酸經(jīng)過(guò)糖原異生作用以糖原的形式貯存，而乙酸通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)街窘M織和骨骼肌中合成脂肪酸以及被氧化生成ATP，日糧纖維在懷孕母豬后腸的生理消化機(jī)制為纖維原料的合理選擇和有效利用提供了理論依據(jù)。

2 影響懷孕母豬日糧纖維利用率的因素

2.1 纖維來(lái)源

懷孕母豬對(duì)不同來(lái)源的日糧纖維利用率差異較大，隨著日糧纖維組成成分、結(jié)構(gòu)類(lèi)型以及抗?fàn)I養(yǎng)因子的變化而變化。在Renteria-Floresd等試驗(yàn)研究中，試驗(yàn)組使用34.32%燕麥麩、11.64%小麥秸稈和15.92%甜菜渣替代玉米，與對(duì)照組可溶性纖維含量7.67%組相比，試驗(yàn)組分別為3.19%、3.4%和3%，結(jié)果表明，在哺乳期可溶性纖維較高組（甜菜渣）的日均采食量比對(duì)照組高0.5 kg，差異顯著（P＜0.05）?？赡苁鞘艿饺占Z中不溶性纖維的影響，不同來(lái)源的日糧纖維對(duì)母豬懷孕前期排卵、產(chǎn)仔數(shù)、后期的胚胎存活率、產(chǎn)活仔數(shù)沒(méi)有顯著影響，原因可能是試驗(yàn)組不溶性纖維的含量15%顯著高于對(duì)照組7.66%，影響懷孕前期母豬排卵率[12-13]。其次，甜菜渣組在懷孕期間（配種2～109 d）母豬體重增長(zhǎng)緩慢，體重增長(zhǎng)幅度比對(duì)照組低4.8%，并且明顯減少刻板行為，表明懷孕期添加高可溶性纖維可以增強(qiáng)母豬的飽感，與Leeuw等研究結(jié)果一致；另一方面，在哺乳期體重增加比對(duì)照組低2.4%，差異顯著（P＜0.05），表明高可溶性纖維（甜菜渣組）的適口性更好，在哺乳期對(duì)母豬的采食量更有利，對(duì)母豬的繁殖性能沒(méi)有影響，同樣在Leeuw等研究中得到證實(shí)[6]。但近年來(lái)有研究表明，和玉米-豆粕型日糧相比，添加小麥秸稈13.35%（CF為8.26%）母豬妊娠期增重、背膘厚的變化沒(méi)有顯著的差異，但窩均產(chǎn)仔數(shù)比對(duì)照組多0.51頭，表明高日糧纖維對(duì)改善懷孕母豬產(chǎn)仔性能是有效的，與馮冬冬的研究結(jié)果一致[14-15]。以上研究均表明，高日糧纖維飼料可能會(huì)提高母豬的繁殖性能，但是懷孕母豬的纖維耐受力是有限的，用苜蓿干草飼喂懷孕母豬時(shí)，飼喂中性洗滌纖維450 g·d-1，用玉米芯飼喂380 g·d-1，用麥秸時(shí)飼喂368 g·d-1時(shí)，消化效果最好，母豬的繁殖性能最佳。因此，在選擇纖維原料時(shí)，需充分考慮原料的營(yíng)養(yǎng)成分及含量，如甜菜渣富含可溶性纖維，并且大部分成分是果膠，但是甜菜渣中植酸的含量較高，可能會(huì)降低母豬組織中磷的利用效率，使得鈣磷比例不平衡，若是在使用甜菜渣原料的同時(shí)，添加部分植酸酶可能會(huì)得到更好的效果。

2.2 母豬品種

目前，我國(guó)的豬來(lái)源可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是地方品種，如高黎貢山豬，藏豬等；另一類(lèi)是外來(lái)品種，如杜洛克、約克夏等，與外來(lái)品種長(zhǎng)期飼喂高蛋白低纖維商品日糧相比，地方品種的日糧來(lái)源主要依賴(lài)本地牧草資源，粗纖維成分高。大量研究表明，與外來(lái)品種相比，地方品種對(duì)粗纖維類(lèi)飼料的耐受性更強(qiáng)[16-19]。Renteria-Flores等研究表明，飼料中1.5%和3%的纖維水平對(duì)長(zhǎng)白豬的繁殖性能沒(méi)有顯著影響[12]。李江凌等對(duì)長(zhǎng)白豬和藏豬的耐粗飼特性研究表明，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組用10%的菊苣替代基礎(chǔ)日糧后，長(zhǎng)白豬血液中的磷酸肌酸激酶（CPK）、乳酸脫氫酶（LDH）活性顯著高于藏豬，堿性磷酸酶（AKP）低于藏豬，藏豬對(duì)粗纖維的耐受力更強(qiáng)[17]。李美荃等研究表明，飼喂高纖維飼料7.04%可提高高黎貢山豬的生產(chǎn)性能，有利于小腸黏膜的發(fā)育，上調(diào)小腸黏膜MT1及組織mRNA的表達(dá)，增強(qiáng)免疫力；相反，飼喂低纖維日糧3.53%更適合杜洛克豬[19]。以上研究表明，地方品種對(duì)粗飼料的耐受性更強(qiáng)，這可能與地方品種長(zhǎng)期采食野草、野菜和少量自家的農(nóng)副產(chǎn)品等低營(yíng)養(yǎng)水平的日糧有關(guān)，使腸道中形成了穩(wěn)定的纖維素降解菌菌落體系，參與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在宿主體內(nèi)代謝，為宿主間接提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

2.3 生理階段

不同生理階段的母豬腸道容積、腸斷微生物多樣性和微生物對(duì)纖維的發(fā)酵能力差異較大，導(dǎo)致對(duì)纖維飼料的利用效率不同。與后備生長(zhǎng)母豬相比，經(jīng)產(chǎn)母豬對(duì)纖維的消化利用率更高，并且經(jīng)產(chǎn)母豬盲腸中纖維降解菌的數(shù)量隨著母豬胎次的增加而增加[5]。馮冬冬等研究表明，1胎母豬在懷孕期飼喂含有NDF 10.8%的日糧比飼喂NDF 15.8%日糧窩均產(chǎn)子數(shù)和窩產(chǎn)活子數(shù)分別高0.74和0.35頭（P＜0.05），但是2胎母豬飼喂含有NDF 10.8%的日糧能比飼喂NDF 15.8%日糧窩均產(chǎn)子數(shù)和窩產(chǎn)活子數(shù)低0.91和0.92頭（P＜0.05），1胎妊娠母豬飼糧NDF水平為10.8%，每日攝入NDF 222 g，第2胎妊娠母豬NDF水平為15.8%，每日攝入NDF 365 g可顯著改善母豬的繁殖性能[15]。研究表明，在懷孕前期，高纖維日糧通過(guò)微生物發(fā)酵可以產(chǎn)生更多的VFA，減少下丘腦——垂體的負(fù)反饋，降低妊娠母豬血漿雌二醇、孕酮含量，增加促黃體生成激素脈沖頻率，促進(jìn)卵母細(xì)胞的成熟，導(dǎo)致胚胎存活率增加，與尹國(guó)安的研究結(jié)論相同[20-21]。研究表明，成年母豬纖維降解菌的數(shù)量是生長(zhǎng)母豬的670%，主要集中在大腸，纖維在大腸中被微生物降解生成VFA，其中丁酸是盲腸的主要能源物質(zhì)來(lái)源，丙酸和乙酸能夠進(jìn)入肝臟代謝，為機(jī)體提供能量，其能值相當(dāng)于機(jī)體能量需求的10%～15%[22]。但朱偉云等研究表明，在豬小腸也存在少許的微生物，并且蛋氨酸、苯丙氨酸和賴(lài)氨酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的首過(guò)代謝很有可能是微生物完成的，這些微生物也可以分解少許纖維素[23]。懷孕母豬不同生理階段腸道微生物結(jié)構(gòu)與多樣性差異較大，影響母豬對(duì)日糧纖維的利用效率和生產(chǎn)性能，年齡越大的母豬腸道微生物越豐富，對(duì)纖維的利用率越大。

3 小 結(jié)

日糧纖維在懷孕母豬方面的應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)有兩個(gè)方面，一方面是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，即在后腸能夠被微生物利用轉(zhuǎn)化為VFA，為機(jī)體提供能量，以脂肪和蛋白質(zhì)的形式貯存；另一方面是非營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，即日糧纖維在后腸發(fā)酵所產(chǎn)生的VFA能夠刺激腸道上皮細(xì)胞表面的G蛋白偶聯(lián)受體GPR41和GPR43，誘導(dǎo)產(chǎn)生PYY，減少腸道傳遞時(shí)間，增加飽腹感，減少刻板行為[24]。適量的日糧纖維能夠改善懷孕母豬腸道微生物多樣性，改善腸道內(nèi)環(huán)境，抑制腸道致病性細(xì)菌的生長(zhǎng)，如沙門(mén)氏菌屬、大腸桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬的細(xì)菌。因此，如何使得日糧纖維的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和非營(yíng)養(yǎng)價(jià)值達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，使日糧纖維消化、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收、能量供應(yīng)、微生態(tài)穩(wěn)定和機(jī)體免疫有機(jī)結(jié)合成一個(gè)整體，共同調(diào)節(jié)宿主的生理代謝功能可能是今后研究的一個(gè)方向。微生物被公認(rèn)為第二基因組，發(fā)揮著重要的作用，若是能夠結(jié)合基于新一代測(cè)序平臺(tái)為基礎(chǔ)的宏基因組、宏轉(zhuǎn)錄組、宏蛋白組、代謝組等組學(xué)技術(shù)，分析不同纖維結(jié)構(gòu)來(lái)源及添加量對(duì)腸道微生物菌落結(jié)構(gòu)多樣性的影響，構(gòu)建微生物-纖維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)模型，構(gòu)建飼料纖維源料數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)今后合理選擇日糧纖維原料有重要的指導(dǎo)意義。

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Research Progress on the Factors Affecting Pregnant Saws Utilization of Dietary Fiber

LIAO Qi,JIANG Shuzhong,CAO Xia,XIAO Shuhua,YAN Fuyong*

（Technology Research Center of Hunan Jiuding Technology Group Co.,Ltd.,Changsha 410000,China）

Dietary fiber was a wide range of sources in nature and considered as the seventh largest nutrient, which can effectively relieve the world food crisis.This article based on the physiological stage,fiber source,variety of pregnant saws,and combined with reproductive performance,growth performance and stereotypic behavior to introducethefactorsaffectingpregnantsawsutilizationofdietaryfiber.

dietary fiber;pregnant saws;reproductive performance;feed formula

S816；S828

：A

：1001-0084（2017）07-0019-03

2017-06-22

廖奇（1989-），男，湖北赤壁人，碩士，主要從事母豬營(yíng)養(yǎng)研究。

*通訊作者：E-mail:353597352@qq.com。