日糧纖維營養(yǎng)及米糠在豬飼料中的應(yīng)用潛力

張吉鹍，吳樟強

（福建中農(nóng)牧生物藥業(yè)有限公司，福建 廈門 361022）

1 日糧纖維及其定義

1.1 對日糧纖維價值的重新認識

日糧纖維（Dietary Fibre, DF）是由多種天然成分組成的化合物，存在于包括谷類（如大麥、小麥、燕麥等）、塊莖以及麩皮、米糠、酒糟、餅粕類等工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品在內(nèi)的所有植物性飼料原料中。DF 是豬日糧中的一個普遍存在的日糧營養(yǎng)組分，隨著日糧中非糧飼料如米糠、牧草等的增加而成比例增加。DF 在豬日糧中通過直接提供能量和間接改善腸道健康與提高免疫功能而發(fā)揮其正面的營養(yǎng)作用，但由于其對養(yǎng)分利用的負面影響（Annison, 1993），一直被認為是一種抗營養(yǎng)因子。近年來由于DF 在改善豬只等單胃動物腸道健康方面的功能價值而受到特別關(guān)注。

1.2 日糧纖維定義的復(fù)雜性

DF 的定義復(fù)雜、多樣，有基于化學(xué)成分進行定義的，有基于生理功能進行定義的，也有從營養(yǎng)學(xué)家的觀點進行定義的。例如，基于化學(xué)成分，DF可概括為非淀粉多糖（Non-Starch Polysaccharides, NSP）與木質(zhì)素（ Lignin）的總和；基于營養(yǎng)學(xué)家的觀點，DF 可以簡單地定義為內(nèi)源性消化酶（Endogenous Dig estive Enzymes, EDE）所不能消化的碳水化合物（Carbohydrate）。一般來說，DF 應(yīng)包括構(gòu)成細胞壁組分的纖維素（ Cellulose）、半纖維素（Hemicellulose）等結(jié)構(gòu)性碳水化合物（Structural Carbohydrates,SC）以及其他如菊粉（Inulin）、β- 葡 聚 糖（Beta Glucan）、 果 膠（Pectin）、幾丁質(zhì)（Chitin）、低聚糖（Oligosaccharide）、抗性 淀 粉（Resistant Starch, RS）等非結(jié)構(gòu)碳水化合物（Nonstructural Carbohydr ate, NSC）?？傊?，關(guān)于DF 的定義比較復(fù)雜，各種定義都不很準確，張吉鹍[1-2]對各種定義進行了比較分析。不管如何定義DF，為更好地闡述其營養(yǎng)功能，要突出其組成。有關(guān)DF 成分的細分，國內(nèi)外2 位著名動物營養(yǎng)學(xué)家的劃分具有典型意義。

1.2.1 國外學(xué)者對日糧纖維化學(xué)組成成分的細分

Annison（1993）從營養(yǎng)學(xué)觀點詳細劃分了日糧纖維的化學(xué)成分，見表1。

1.2.2 國內(nèi)學(xué)者對日糧纖維組成的劃分

盧德勛教授（1998）認為，日糧纖維的定義應(yīng)該包括以下四層含義：第一，日糧纖維是日糧內(nèi)一種具有特殊營養(yǎng)生理作用的復(fù)合成分，而不是一種化學(xué)組成相當一致的飼料或日糧成分，日糧內(nèi)組成纖維的單個成分的營養(yǎng)作用并不等于是日糧纖維整體的營養(yǎng)生理作用。第二，應(yīng)該突出日糧纖維的組成，即由結(jié)構(gòu)性成分和非結(jié)構(gòu)性成分兩部分構(gòu)成。其具體成分如表2 所示。第三，應(yīng)該反映出日糧纖維的品質(zhì)，即使用可利用指標來取代原來的粗指標。并且對于單胃動物和反芻家畜的可利用纖維指標應(yīng)予以區(qū)分。第四，日糧纖維的分析方法應(yīng)以全面反映日糧纖維定義的上述三層含義為原則，并具有操作簡便、易行、快速、重復(fù)性強的特點。

1.3 日糧纖維的發(fā)酵特征

1.3.1 不同類型、不同品質(zhì)的日糧纖維在豬腸道中的發(fā)酵特性不同

豬近端小腸分泌的內(nèi)源消化酶不能消化日糧中的DF，但寄居在遠端小腸，尤其是大腸中的微生物，卻能以這些DF 為發(fā)酵基質(zhì)進行發(fā)酵。所發(fā)酵的代謝產(chǎn)物就包括能夠促進腸道益生菌增殖、維持腸道上皮完整、提高腸道免疫功能的短鏈脂肪酸（Short Chain Fatty Acids, SCFA）[3-4]。由于DF 的類型、形式、理化性質(zhì)及其所含的組分不同，其發(fā)酵特性及其對腸道健康的有益影響亦存在著較大的差異，這就為營養(yǎng)學(xué)家運用DF，調(diào)控豬只生產(chǎn)提供了操作空間。因此，查明不同類型、不同品質(zhì)的DF 及其在優(yōu)化豬只腸道健康中的功能與作用機制就顯得尤為重要。

表1 從營養(yǎng)學(xué)觀點劃分的日糧纖維的化學(xué)成分

表2 日糧纖維的化學(xué)組成成分

1.3.2 運用DF 調(diào)控腸道健康時，必須充分了解日糧纖維的組成特點及其營養(yǎng)、生理作用

豬對DF 的利用取決于日糧中DF 的品質(zhì)與含量、大腸微生物發(fā)酵程度、SCFA 等代謝產(chǎn)物的吸收程度以及其他因素[5]。豬腸道微生物能夠快速發(fā)酵豬日糧中的可溶性纖維（Soluble Fibre, SF），增加食糜的黏度，降低食糜通過腸道的速率，從而增加豬只的飽腹感，降低采食量，這對妊娠母豬的限飼具有特別重要的意義[6-7]。然而，由于豬等單胃動物不像牛、羊等反芻動物那樣具有較強的發(fā)酵不溶性纖維（Insoluble Fiber, IF）的能力，使得IF 未經(jīng)消化而基本完整地通過腸道，從而增加了腸道的通過速率與糞便的膨脹度，這對解決妊娠母豬便秘同樣具有重要意義[6-7]。故在運用DF 調(diào)控腸道健康時，必須充分了解DF 的組成特點及其在豬體內(nèi)的營養(yǎng)、生理作用，特別是要掌控好日糧中SF 與IF 的比例。

2 腸道健康及日糧纖維維持腸道健康的意義

2.1 有關(guān)腸道健康須把握的要點

胃腸道（Gastrointestinal Tract, GIT）不僅是豬日糧營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的重要場所，而且是為豬只提供保護，使其免受病原與毒素侵害的免疫器官。這是因為GIT 內(nèi)不僅含有大量微生物菌群，而且是豬只體內(nèi)擁有強大腸道黏膜免疫系統(tǒng)（GIT含有約70%的全身免疫細胞）的最大器官群。因此，腸道健康對豬只整體健康及其遺傳潛力的充分發(fā)揮至關(guān)重要。盡管腸道健康已經(jīng)成為最近20 年來的研究熱點與豬只健康養(yǎng)殖的關(guān)注焦點，然而迄今為止，尚無有關(guān)腸道健康的確切定義。就作者的理解，腸道健康至少應(yīng)該涉及能夠提供足夠且均衡營養(yǎng)的日糧、腸黏膜與免疫系統(tǒng)完整性的維持以及GIT 內(nèi)微生物菌群的平衡等4 個方面的內(nèi)容[8]，并從整體上把握其間的互作。如：1）先天性、獲得性免疫系統(tǒng)與GIT 微生物菌群的互作與動態(tài)平衡，而這種免疫系統(tǒng)或微生物菌群的任何失衡都會導(dǎo)致生物失調(diào)，從而增加豬只對各種疾病的易感性。2）腸黏膜由上皮、腸相關(guān)淋巴組織（Gut-Associated Lymphoid Tissue, GALT）與覆蓋上皮的黏液組成。腸黏膜通過上皮細胞、細胞間的緊密連接、黏液組成的物理屏障與腸道的酸性環(huán)境、蛋白水解酶、溶菌酶、抗菌蛋白組成的化學(xué)屏障共同維持腸道的整體屏障功能[9]，再加上皮細胞分泌的細胞因子（Cytokine）與趨化因子（Chemotactic Factor, CF）所調(diào)節(jié)的免疫細胞趨化性在防止腸道微生物菌群失調(diào)、活化腸道系統(tǒng)免疫方面所發(fā)揮的重要作用。黏膜中的上皮細胞、GALT、黏液同微生物菌群的互作，在GIT 內(nèi)形成脆弱的動態(tài)平衡，這種動態(tài)平衡對維持豬只的消化系統(tǒng)的正常消化吸收功能極為重要，一旦被打破，同樣會增加豬只對各種疾病的易感性。

2.2 日糧纖維在改善豬只腸道健康方面，是抗生素促生長劑的有效替代方案之一

在豬日糧中應(yīng)用已逾60 年之久的抗生素（Antibiotics），作為生長促進劑（Antibiotic Growth Promo ters, AGP）曾在維持、促進豬只腸道健康與提高生產(chǎn)性能方面，發(fā)揮過極其重要的作用。由于其潛在的公共衛(wèi)生風(fēng)險（超級耐藥細菌的產(chǎn)生、藥物殘留引發(fā)的食品安全等），我國將于2020 年全面禁止其在包括豬飼料在內(nèi)的所有飼料中添加使用。隨著無抗日糧（Antibiotic Free Diet, AFD）在豬飼料中的實施，為克服禁抗（Ban AGP）對豬只健康與生產(chǎn)力的負面影響，營養(yǎng)學(xué)家們從營養(yǎng)管理方面，提出并試驗了多種替代方案，典型的就是在豬日糧中添加營養(yǎng)活性物質(zhì)（Nutricines）。目前，在生產(chǎn)中應(yīng)用較多的營養(yǎng)活性物質(zhì)主要有：一是有植物源抗生素之稱的植物提取物[10]（Plant Extracts），如植物精油（Plant Essential Oils, PEO）、糖萜素（Saccharicterpenin, SI）；二是中草藥（Chinese Herbal Medicine, CHM）[11]；三是微生物培養(yǎng)物及發(fā)酵產(chǎn)品（Microbial Cultures & Fermented Product,MCFP）。由于DF 在改善豬只腸道健康方面的功能價值，被認為是AGP的有效替代方案之一。

3 米糠飼料及其豬飼料中的應(yīng)用

3.1 米糠飼料及其營養(yǎng)特點

稻谷外殼（礱糠）占稻谷總重量的約20%，米糠約占10%，出米率約為70%。米糠（Rice Bran, RB）是稻谷加工的副產(chǎn)品，是稻谷脫殼精加工后由果皮層、種皮層及胚芽組成的混合物，只能用作飼料。RB 的 組 成 因 加 工RB 的 原料及所采用的加工技術(shù)的不同而異。通常干物質(zhì)（ Dry Matter, DM）為87% 的 米 糠， 含 粗 蛋 白（Crude Protein, CP）13% ～15%，含 粗 脂 肪（Ether Extract, EE）10% ～22%。 能 值 在 糠 麩 類 飼料（Bran Fodder, BF）中也是較高的，約為12.51 MJ/kg，是很好的豬用飼料原料。RB 的營養(yǎng)特點：1）RB 中的脂肪多為不飽和脂肪酸（Unsaturated Fatty Acid, UFA）。優(yōu)點是易為豬只吸收、利用，缺點是易氧化酸敗變質(zhì)、貯藏性差，保質(zhì)期短，以致生產(chǎn)中只能使用新鮮RB，從而限制了RB 在豬飼料中的廣泛使用。2）RB 中的植酸鹽（Phytate）與胰蛋白酶抑制因子（Trypsin Inhibitor, TI） 含 量 較 高，會影響到豬只對粗蛋白的吸收、利用，降低豬只的生長速度，從而限制了其在豬飼料的用量。例如，仔豬日糧中添加過多RB，會引起仔豬腹瀉。因此，開始用的時候，量宜少，待豬只適應(yīng)后逐漸增加用量。此外，盡管RB 在育肥豬的用量，最大可占到日糧的35%，雖未對豬的生長速度造成影響，但會因形成軟脂而影響到豬的肉質(zhì)。

3.2 過去使用米糠飼料的錯誤觀點

由于RB 含有較多不穩(wěn)定的UFA，易分解，導(dǎo)致RB 酸敗變質(zhì)。所以RB 的存貯時間不宜過長，室溫下，最好不要超過兩周，水分含量高的更不能久放，最好現(xiàn)購現(xiàn)配現(xiàn)用。為延長存貯時間，經(jīng)浸提或壓榨脫脂處理的RB，存貯時間大大延長。過去使用RB，主要是以降低成本為目的，而非以利用其潛在的營養(yǎng)價值為目的。例如，過去常參照次粉（Wheat Middling, WM）的價格決定是否在豬只日糧中添加RB。

3.3 對米糠營養(yǎng)價值的重新認識

經(jīng)膨化工藝處理后的RB，更加穩(wěn)定，不易變質(zhì)，容易保存和利用，故稱為穩(wěn)定化米糠（Stabilized Rice Bran, SRB）。SRB的酸價在10 以內(nèi)，存貯時間高達半年。其顯著特點是1）抗氧化性強，適口性好，適合在豬的預(yù)混料與濃縮料中使用；2）素有“天賜營養(yǎng)源”之稱的SRB，不僅含有大量的營養(yǎng)活性物質(zhì)與適量的纖維，而且所含蛋白的抗原性低（ Low Antigenicity, LA），適合在母豬與仔豬飼料中增量使用。SRB 是一種未充分利用，具有極高營養(yǎng)價值的豬用非糧飼料。

3.3.1 營養(yǎng)價值豐富

S R B 的營養(yǎng)價值較普通R B的高：水分（Water）10%也就是干物質(zhì)（ Dry Matter, DM）90%，碳水化合物（Carbohydrate）51%，脂肪（Lipid）18%，蛋白質(zhì)（ Protein）13%，灰分（Ash）8%。每100 g DM含量90%的SRB，其所含的總?cè)占Z纖維（Total Dietary Fiber, TDF）2 9 . 0 g 、可溶性膳食纖維（Soluble Dietary Fiber, SDF）4.0 g、肌醇（Inositol）1.5 g、谷維素（Oryzanol） 245.15 mg、植物甾醇（Phytosterol）302.00 mg、維生素 E （Vitamin E）25.61 mg、維生素B（Vitamin B）56.95 mg。

3.3.2 米糠蛋白質(zhì)氨基酸的組成及其與魚粉蛋白氨基酸含量的比較

RB 蛋白是一種低過敏性（Hypoallergenic）、生物效價（Protein Efficiency Ratio, PER）高的優(yōu)質(zhì)植物蛋白質(zhì)（Vegetable Protein, VP）。其質(zhì)量主要取決于其氨基酸的組成與比例，尤其是必需氨基酸（Essential Amino Acid, EAA） 的 組成與比例。

3.3.2.1 米糠蛋白的氨基酸組成與營養(yǎng)特點

1）EAA 齊全，接近大米蛋白EAA 的組成模式； 2）RB 蛋白的氨基酸組成更接近 FAO /WHO 的推薦模式；3）米糠的PER 高，在2.0 ～2.5之間，接近牛奶中酪蛋白的PER（2.5）；4）RB 蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值與雞蛋蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值相似，消化率均在90%以上；5）RB 蛋白的過敏性低，這是其他VP 所不具備的，是RB 蛋白的一個顯著特點。

3.3.2.2 米糠蛋白氨基酸含量及其與魚粉蛋白相應(yīng)氨基酸含量的比較

RB 蛋白的EAA 含量及其與魚粉蛋白相應(yīng)EAA 含量的比較（%）：蛋 氨 酸（Methionine, Met）1.51 vs 2.53 ； 異 亮 氨 酸（Isoleucine, Ile）3.65 vs 4.17；蘇氨酸（Threonine, Thr）4.36 vs 4.20；苯 丙 氨 酸（Phenylalanine, Phe）4.75 vs 3.96；纈氨酸（Valine, Val）5.78 vs 5.62；賴氨酸（Lysine, Lys）6.58 vs 7.78；亮氨酸（Leucine, Leu）7.37 vs 7.68。RB 蛋白總EAA 含量較魚粉蛋白總EAA 含量略低，少1.94 個百分點（34 vs 35.94）。

RB 蛋白的非必需氨基酸（Nonessential Amino Acid, NEAA）含量及其與魚粉蛋白相應(yīng)NEAA含量的比較（%）：半胱氨酸（ Cysteine, Cys）1.51 vs 6.67；酪氨酸（Tyrosine, Tyr）3.01 vs 3.84；組氨 酸（Histidine, His）3.25 vs 2.88；脯氨酸（Proline, Pro）4.83 vs 5.18；絲氨酸（Serine, Ser）4.99 vs 5.01；甘氨酸（Glycine, Gly）6.26 vs 7.09；丙氨酸（Alanine, Ala）7.13 vs 6.11；精氨酸（Arginine, Arg）9.03 vs 5.89；天 冬 氨 酸（ Aspartic acid, Asp）1 0.3 0 v s 8.8 4 ； 谷 氨 酸（Glutamic acid, Glu）15.69 vs 12.54。RB 蛋白總NEAA 含量較魚粉蛋白的高1.94 個百分點（66.00 vs 64.06）。

3.3.2.3 米糠蛋白的呈味氨基酸含量高

蛋白質(zhì)的鮮味與適口性取決于其所含呈味氨基酸（Delicious Amino Acid, DAA） 所占氨基酸總量的百分比。RB 蛋白的DAA 含量高，表現(xiàn)在：1）對甜味有著顯著貢獻、對鮮味具有影響的Asp，RB 蛋白的含量較魚粉蛋白的高1.46 個百分點（10.30 vs 8.84）。2）對酸味有著顯著貢獻、對鮮味具有明顯影響的Glu，RB 蛋白的含量較魚粉蛋白的高3.15 個百分 點（15.69 vs 12.54）。3） 對 苦味有著顯著貢獻的Arg，RB 蛋白的含量較魚粉蛋白的高3.14 個百分 點（9.03 vs 5.89）。4） 對 甜 味有著顯著貢獻的Ala，RB 蛋白的含量較魚粉蛋白的高1.02 個百分點（7.13 vs 6.11）。RB 蛋白只有一個DAA 即對甜味有著顯著貢獻的Gly，其含量較魚粉蛋白的含量少0.83 個 百 分 點（6.26 vs 7.09）。就DAA 總量而言，RB 蛋白較魚粉蛋白高7.93 個百分點（48.41 vs 40.48）。

3.3.2.4 米糠蛋白的酸性氨基酸含量高

酸性氨基酸（Acidic Amino Acid, AAA）是Glu 與Asp 的 統(tǒng) 稱。BR 蛋 白AAA 的含量較魚粉蛋白的要高4.61個 百 分 點（25.99 vs 21.38）。AAA具有重要的營養(yǎng)調(diào)控功能。第一，AAA 是小腸上皮細胞的重要供能物質(zhì)之一。小腸吸收代謝過程中，是Glu 與Asp 而不是葡萄糖產(chǎn)生能量，釋放出二氧化碳，表明Glu 與Asp 可作為功能性氨基酸（Functional Amino Acids, FAA），用于改善豬腸道健康。第二，AAA 可通過脫羧基或轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他營養(yǎng)物質(zhì)，從而在維持腸道正常功能、營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收與代謝、激素的分泌、抗氧化、神經(jīng)調(diào)節(jié)以及免疫力等方面發(fā)揮重要的作用。第三，AAA 通過多種途徑全面提高母豬的泌乳繁殖性能，不但可以改變腸道微生物組成，增加腸道有益菌群的數(shù)量，促進胃腸道發(fā)育，提高其功能，從而改善母豬的健康，而且可以改善卵母細胞質(zhì)量，還能提高早期胚胎的存活率；提高新生仔豬的活力與均勻度；提高泌乳力與斷奶重。第四，AAA 能夠螯合金屬離子，從而可以顯著降低金屬離子對脂質(zhì)過氧化的促進作用，抑制脂質(zhì)的氧化。

3.3.3 米糠油及其所含的（兼性）營養(yǎng)活性物質(zhì)

RB油的必需脂肪酸（ Essential Fatty Acid, EFA）含量高達 80%以上。其中油酸（Oleinic Acid, OA）含量 4 0 % ～5 2 %，亞油酸（Linoleic Acid, LOA）含量29%～42%，亞麻酸（Linolenic Acid, LA）為0.5%～1.8%。且R B 油富含維生素E（Vitamin E, VE）、谷維素（Oryzanol）、植物甾醇（Phytosterin）、角鯊烯（Squalene）等物質(zhì)。VE是一種脂溶性維生素，其水解產(chǎn)物為生育酚，是最主要的抗氧化劑之一。谷維素系阿魏酸與植物甾醇的結(jié)合脂，有特異香味，具有改善植物神經(jīng)功能、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌與抗氧化作用。植物甾醇具有良好的抗氧性，可用作豬只的生長促進劑，用于增進豬只健康、促進豬只生長。角鯊烯是一種脂質(zhì)不皂化物（Unsaponifiables），易為動物機體所吸收，具有生物氧化還原作用（Biological Redox），能夠提高體內(nèi)超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）的活性、增強機體免疫力、提高能量的利用率、改善性功能，同時還具有滲透、擴散、殺菌作用，以及促進新陳代謝，發(fā)揮抗腫瘤、抗衰老的作用。

3.3.4 米糠多糖的生物學(xué)功能

米糠多糖（Rice Bran Polysaccharide,RBP）主要是葡萄糖（ Glucose）、半乳糖（Galactose）、木糖（Xylose）與阿拉伯糖（Arabinose）。多糖作為生命物質(zhì)的組成成分之一，廣泛參與細胞的各種生命活動及其生理活性的調(diào)節(jié)，具有多種生物學(xué)功能，體現(xiàn)在：1）抗炎、抗氧化、提高免疫力；2）降脂、降血糖；3）抗菌、抗病毒、 抗腫瘤。

3.3.5 米糠中植酸鹽的正面作用

RB 中的植酸鹽等物質(zhì)對豬只營養(yǎng)不完全是負面的，還具有正面作用。體現(xiàn)在能有效降低尿鈣，減少尿結(jié)石的發(fā)生。經(jīng)穩(wěn)定化處理后的SRB，其植酸鹽有所降低，可溶性纖維則有所提高，容重增加。

3.4 總結(jié)

第一，BR 是生產(chǎn)白米中的副產(chǎn)品，含有抗氧化劑、生育酚、B族維生素及其他營養(yǎng)成分。BR 含有約18%～20%的脂肪，在BR 所含的脂肪酶的作用下，會很快使得這些脂肪氧化酸敗，因而不能久存，要現(xiàn)配現(xiàn)用，且愈新鮮愈好。

第二，通過膨化工藝將BR 中的脂肪酶滅活，防止其變質(zhì)，從而延長其保質(zhì)期，使BR 成為可廣泛使用的SRB。需特別指出的是，通過膨化（摩擦產(chǎn)生的熱）將脂肪酶滅活較之用己烷浸提取BR 中的脂肪來長期保存BR，因為沒有使用任何化學(xué)組分而更環(huán)保，更具可持續(xù)性。

第三，SRB 對斷奶仔豬具有益生元的營養(yǎng)效果，在無抗仔豬料中添加SRB，能夠增加仔豬腸道有益菌群的數(shù)量，改善無抗仔豬料中營養(yǎng)素的利用率，從而促進仔豬的生長，可使仔豬的生長速度增加10%。

第四，SRB 是生產(chǎn)仔豬料飼料重要原料，具有潛在的開發(fā)應(yīng)用價值，尤其是在豬場受非洲豬瘟潛在侵害的背景下，推廣使用SRB 非常必要。充分利用這一曾經(jīng)被浪費的資源，不僅可以展示其開發(fā)利用的經(jīng)濟價值，而且展示其環(huán)保的社會價值。