日糧纖維與豬腸道健康的相關(guān)性研究與應用

王懷禹

（南充職業(yè)技術(shù)學院， 四川 南充 637131）

在生豬產(chǎn)能恢復中，需要特別關(guān)注豬只腸道健康的問題。很多營養(yǎng)素與豬只的腸道健康密切相關(guān)，其中日糧纖維就是影響豬只腸道健康的重要營養(yǎng)素之一。學界甚至把纖維列在能量、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和微量礦物元素之后，號稱第六大營養(yǎng)元素。眾多研究揭示，日糧中適宜的纖維水平可改善豬只腸道微生物種群多樣性，調(diào)節(jié)菌群結(jié)構(gòu)組成，維持豬只腸道微生態(tài)平衡，提高飼料轉(zhuǎn)化率，具有促進豬只的生長發(fā)育以及預防疾病的功效。因此，一些學者提出日糧纖維可用來替代促生長劑。日糧纖維及其代謝產(chǎn)物與動物腸道的相關(guān)性已成為研究的熱點。

1 日糧纖維的構(gòu)成及營養(yǎng)學功能

日糧中的總膳食纖維主要由木質(zhì)素和不易被豬消化的非淀粉多糖（Non-starch polysaccharides，NSP）組成，NSP主要由纖維素、半纖維素、果膠、寡糖、抗性淀粉等組成，占比大于90%[1]，其中尤以纖維素、半纖維素、果膠含量最為豐富。日糧纖維的構(gòu)成、來源及其對豬代謝的影響見表1。

表1 日糧纖維構(gòu)成、來源及營養(yǎng)學功能

2 日糧纖維對豬腸道的作用機制

研究表明，日糧纖維不能被豬自身分泌的消化酶降解，因為豬自身不具備分泌降解纖維酶（如纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶）的能力。日糧纖維對豬腸道菌群的調(diào)控主要依賴于腸道微生物的發(fā)酵和非酶水解作用[2]。纖維對豬腸道的作用離不開腸道中微生物區(qū)系的作用，在豬腸道中存在大量不同種類的細菌，研究表明，在豬消化道的近端存在著比較穩(wěn)定的微生物菌群，主要為乳酸桿菌和鏈球菌[3]。生產(chǎn)中可以通過改變?nèi)占Z組成調(diào)控腸道微生物發(fā)酵過程，其發(fā)酵程度與日糧中酸性洗滌纖維水平呈負相關(guān)[4-5]。豬腸道微生物通過分泌能夠降解日糧纖維結(jié)構(gòu)中的β或α糖苷鍵的糖苷酶，分解產(chǎn)生可供微生物利用的單糖和寡糖[6]。研究同時發(fā)現(xiàn)，豬大腸內(nèi)降解纖維的菌群數(shù)量會隨著日齡的增加而增加[7]，如研究顯示，成年母豬大腸中的纖維分解菌數(shù)量是生長豬腸道內(nèi)纖維分解菌數(shù)量的八倍，前者約為8×108CFU/g，后者約為6×108CFU/g[8]。

另外，日糧纖維在豬小腸中不被消化吸收的NSP進入大腸后，被微生物發(fā)酵產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸（Short chain fatty acid，SCFA），絕大多數(shù)是乙酸、丙酸和丁酸，其他還有乳酸、琥珀酸、各種氣體（CO2、H2、CH4）和水。當SCFA濃度較高或pH較低時可被豬腸腔快速吸收[9]，絕大部分SCFA在到達直腸之前已被吸收，為豬代謝活動提供能源。SCFA對豬腸道的作用機制主要表現(xiàn)在：一是促進腸道上皮細胞的增殖，有利于腸道的生長發(fā)育；二是促進大腸對鈉和水的重吸收，以減少腹瀉發(fā)生率；三是腸道pH較低時，可選擇性抑制大腸桿菌、難辨梭菌等病原菌的生長[10]，維護腸道健康。

3 日糧纖維與豬腸道的相關(guān)性

3.1 日糧纖維對仔豬腸道微生態(tài)環(huán)境的影響

日糧纖維作用于仔豬腸道微生態(tài)環(huán)境的研究和運用并不多見，傳統(tǒng)的觀點認為如果仔豬飼糧中纖維含量增高會影響其生長性能。日糧纖維來源廣泛，日糧中添加纖維對仔豬腸道影響的研究結(jié)果并不一致，這與日糧纖維來源、理化性質(zhì)以及添加量均有密切的關(guān)系（見表2）。研究結(jié)果顯示，日糧中適量的纖維添加水平有利于改善仔豬腸道微生態(tài)環(huán)境，如增加腸道菌群的多樣性、增加有益菌的數(shù)量、抵制有害菌的產(chǎn)生及改變腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)等。需要關(guān)注的是，不同來源的同一類日糧纖維，由于其理化特性的差異性而產(chǎn)生不同的生物學功能。如同為海帶和酵母中的β-葡聚糖，前者是可溶性多糖，可提高仔豬盲腸總SCFA含量而降低回腸SCFA含量，誘導上皮細胞生成IL-8；后者為不溶性多糖，對仔豬腸道SCFA和上皮細胞的影響并不顯著。提示在生產(chǎn)中，仔豬日糧纖維的添加時應充分考慮其理化性質(zhì)。

表2 日糧中添加不同濃度的纖維水平對仔豬腸道的影響

3.2 日糧纖維對生長豬腸道微生態(tài)環(huán)境的影響

生長豬腸道內(nèi)纖維分解菌數(shù)量介于仔豬和成年豬之間，很多研究認為，日糧纖維能夠促進生長豬腸道絨毛生長，優(yōu)化腸道微生物區(qū)系。尤其是高發(fā)酵性能的日糧纖維對豬腸道的促進作用引起了人們的極大關(guān)注，可以說日糧纖維的營養(yǎng)學生理作用都可以不同程度地表現(xiàn)出來，促進豬腸道健康和生長發(fā)育。日糧中不同纖維來源及添加水平對豬腸道可能產(chǎn)生不同的影響（見表3）。

表3 飼糧中添加不同濃度的纖維水平對生長豬腸道的影響

3.3 日糧纖維對母豬腸道微生態(tài)環(huán)境的影響

日糧纖維能夠緩解母豬的便秘也是不爭的事實。母豬腸道微生態(tài)環(huán)境相對較穩(wěn)定，其纖維分解菌的數(shù)量比仔豬和生長豬要多。對于后備母豬而言，適宜水平的日糧纖維能夠改善腸道菌群組成，增加產(chǎn)SCFAs菌群的相對比例，進一步提高血清素的含量，從而抑制有腔卵泡的凋亡，提高后備母豬卵母細胞質(zhì)量，并有利于繁殖器官發(fā)育及胃腸道健康。對于妊娠母豬，適宜水平的纖維水平能夠增加母豬腸道內(nèi)纖維素分解菌的數(shù)量， 且能夠增加有益菌的數(shù)量，降低有害菌的數(shù)量。另，成傳尚[23]研究了功能性日糧纖維對妊娠母豬圍產(chǎn)期代謝綜合征的作用機制后發(fā)現(xiàn)，圍產(chǎn)期母豬因腸道菌群紊亂，降低了丁酸的產(chǎn)量，使腸道滲透性和血漿內(nèi)毒素水平增高，產(chǎn)生胰島素敏感性和炎癥。通過向妊娠母豬飼糧中添加適宜水平的功能性日糧纖維，可以提高丁酸菌-Oscillospira屬在妊娠母豬腸道中的含量，進一步提高腸道丁酸的豐度，從而降低母豬圍產(chǎn)期腸道滲透性和血漿內(nèi)毒素，進而改善母豬的圍產(chǎn)期代謝狀態(tài)，而且還可以改善仔豬腸道微生態(tài)環(huán)境，提高仔豬生長性能。同時研究還提示，妊娠后期母豬體況過肥會助推其腸道滲透性和炎癥，加劇圍產(chǎn)期代謝綜合征，降低母豬產(chǎn)活仔數(shù)和初生窩重，影響仔豬腸道健康。因此，在生產(chǎn)實踐中，妊娠后期應加強對母豬體況的監(jiān)測和調(diào)控。

4 結(jié)語

綜上所述，日糧纖維對豬腸道微生物多樣性、菌群結(jié)構(gòu)以及腸道形態(tài)等都有一定程度的影響，進而影響豬腸道健康。隨著養(yǎng)豬業(yè)的快速發(fā)展，對飼料原料的需求也越來越急迫，日糧纖維的應用備受關(guān)注。目前飼糧纖維對豬腸道影響的研究多集中在微生物區(qū)系及其代謝產(chǎn)物的調(diào)節(jié)方面，尚未進入到分子生物學水平，日糧纖維對豬只腸道的作用機制還未完全搞清楚，但這并不妨礙日糧纖維在豬生產(chǎn)中的應用。在養(yǎng)豬生產(chǎn)實踐中，合理開發(fā)利用日糧纖維，有效降低其對豬只的負面影響，對養(yǎng)豬業(yè)必將產(chǎn)生積極的促進作用，尤其是在目前生豬產(chǎn)能恢復時期，加快日糧纖維的研究與應用顯得更加迫切。