日粮中粗纤维对猪生理功能的影响
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日粮纤维及其在生猪营养中的作用彭海龙田雯江书忠[湖南九鼎科技(集团)有限公司,湖南长沙410007]摘要:在人的营养中,膳食纤维(dietary fiber,DF)由于其突出的保健功能而被列为继蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物元素和水之后的第七大营养素,并成为研究的热点。
在动物营养中膳食纤维被称为日粮纤维,却没有包含在猪的营养标准中。
日粮纤维一直以来被认为无法被非反刍动物消化吸收,而且会降低其他养分消化率,从而产生负面影响,因此被归为“抗营养因子”一类。
但是这种观点认为的“纤维”是动物营养学一直以来沿用的粗纤维的概念。
随着动物营养学家对日粮纤维认识的不断深入,其在猪营养中的作用也逐渐被发掘。
当前,我国畜牧业发展面临的最大难题是饲料资源短缺,尤其是主要的饲料原料玉米和豆粕长期大量依赖进口,这对我国畜牧业发展和粮食安全造成的影响日益显著。
因此,在2021年3月15日农业农村部畜牧兽医局发布了关于推进玉米豆粕减量替代工作的通知。
响应通知号召,众多非常规原料、粮油和食品加工副产品等量大且价格相对低廉的原料,被越来越多地应用于猪日粮配方中。
但这类饲料原料通常纤维含量高,消化能较低,常导致日粮能量不足、生产性能下降。
挖掘日粮纤维潜在营养价值,对改善当前猪生产性能和节约饲料资源具有重要意义。
1日粮纤维定义日粮纤维是由碳水化合物聚合物组成,并与其他非碳水化合物组分相结合的复杂化合物,主要来源于植物性饲料原料的细胞壁。
从20世纪50年代开始,人们对日粮纤维的组分及分析方法进行了大量研究,但至今对其定义仍有争议。
植物纤维最早被认识是在19世纪初期,当时人们将其称为粗纤维(crude fiber,CF),包括纤维素、部分半纤维素和木质素。
由于粗纤维不能被人体消化吸收,因此认定其对人体无用。
直到1953年,Hipsley首次提出膳食纤维一词,将其定义为“不能被消化吸收的植物细胞壁成分”。
Trowell于1972年定义膳食纤维(dietary fiber, DF)为不能被消化酶消化的植物细胞壁残余物,又先后于1974年和1976年对膳食纤维的概念进行完善,认为“膳食纤维是指不能被人体消化吸收的多糖类碳水化合物和木质素”。
粗饲料是一种含有高质量纤维素或者木素的饲料。
粗饲料口感较硬,含有较多的粗纤维,其营养物质含量少,猪对其利用率低。
在粗饲料当中含有大量的木素,木素使得猪消化道当中的消化酶不易与这些纤维、半纤维等物质发生反应,从而使猪对这些粗饲料的消化吸收变得缓慢。
部分经营者在给猪喂食时,会加大粗饲料的投入量,以节省饲养费用,同时促进猪肠道内的蛋白、脂肪等物质可以有更多积累,从而提高猪肉质量。
在粗饲料中加入一定数量的真菌,能够调整猪肠道微生物系统加速其生长发育,极大地提升猪对食物的利用率。
经营者要认识到粗饲料的功能,并在养猪生产中正确使用粗饲料。
在现实的养殖过程中,对粗饲料应进行合理的利用,这样既能保证猪的生长,又能节约一笔可观的饲养费用,从而为养殖场带来更高的效益。
一、生猪饲养过程粗饲料的作用猪在饲养的过程中要按照不同的成长时期选择不同的饲料,以适应猪机体的生长发育。
由于精饲料的体积较小,并且具有较高的营养价值,所以在猪采食后,精饲料较易于被消化吸收。
然而,含有一些维生素或微量元素的精饲料如果存放很长的一段时间,会导致这些营养物质流失,从而会对猪健康成长造成不利的影响。
而粗饲料具有很高的纤维素或者木素,用粗饲料喂养可以让猪有一种饱腹感,使其得到充分的睡眠,同时也能减小互相撕咬的概率。
此外,粗饲料还能促进猪肠道的生长,促进饲料中其它养分的消化与吸收。
由于粗饲料中的纤维素含量较高,所以在被食用之后,猪很少会出现便秘的情况,特别是在妊娠母猪在生产之前,如果出现便秘将会导致难以生产和乳腺炎等情况,对仔猪的健康成长不利。
因此,在母猪生产之前,可以在一定程度上,适当加大粗饲料饲喂,让母猪更好地进行生产。
此外,有些粗饲料中,还包含了很多的维生素,它们的适口性好,易于被消化和吸收,特别适用于仔猪和泌乳母猪。
粗饲料还能够促进仔猪消化系统成长和发育,在母乳喂养期间,饲喂粗饲料,能提高母猪的产奶率,为小猪的健康成长打下坚实的基础!二、生猪养殖过程粗饲料的科学应用1、粗饲料对母猪繁殖性能的影响在生猪养殖过程中,由于高营养饲料喂食,怀孕的母猪常出现分娩困难和哺乳功能下降的现象。
在日粮中添加适量的粗纤维含量可增加养猪效益在集约化养猪的条件下,生猪吃的是以玉米、豆粕、鱼粉等原料为主的配合饲料。
日趋“精”化的饲料日粮,铁质含量十分低,导致去除生猪出现消化功能障碍、便秘等“富贵病”,影响了养猪效益的提高。
实际上,让生猪吃点“粗”粮,继续保持在日粮中保持适宜的粗纤维含量,对于降低放养成本、提高生猪生产性能作用特别示范作用明显。
调节营养水平粗纤维进入胃肠道后,其体积膨胀增大,可以扩充胃肠容积,而使生猪能忍耐饥饿。
同时,粗纤维可稀释能量、蛋白质等营养物质的浓度,达到合理善用饲料的目的。
降低饲料成本为提高饲料日粮的粗纤维含量,可通过用粗纤维较高但价格较低的饲料原料部分替代粗纤维含量较低但价格较高的饲料原料,这样在相同加速增长的情况下,单位饲料成本降低。
刺激胃肠蠕动粗纤维进入胃肠道后,能刺激胃肠道的排泄,有利于营养物质在胃肠道中的吸收,促进胆汁的正常排泄,减少胃肠道溃疡的发生。
控制脂肪沉积增加饲料中的脂质,可浓度降低血清总胆固醇和低密度脂蛋白的含量,因而可有效地调节脂肪代谢,控制脂肪在生猪掌控肝脏的沉积。
促进生猪健康粗纤维的可溶性部分对减少生猪胃酸的分泌起重要作用,并且能限制肠道内病原菌的生长,从而促进生猪健康。
提高母猪繁殖性能在妊娠母猪日粮生殖中添加纤维素可提高母猪的繁殖性能,即约每头母猪多生产仔猪1.5头,所产仔猪比不饲喂纤维素的母猪生长仔猪的所产速度要提高20%。
当然,日粮中酸度粗纤维过高也会对生猪的生长发育产生不良影响,只有适量地供应才能产生最优的效果。
同时,生猪不同的生理时期对木糖的不消化能力不一样,应根据不同的生理阶段及其生理特点,在日粮中加载合适的比例。
生猪不同生理引荐阶段日粮中粗纤维含量推荐如下:公猪6%~8%、空怀及怀孕母猪8%~12%、哺乳母猪7%、后备猪6.5%~8%、断奶仔猪3%~4%、育肥猪6%~7%。
粗纤维对肉猪的影响一、简介粗纤维是由许多碳水化物所组成的统称,因此随着过去学者认定的方法不同而产生范围大小不一的界定,然而依照不同的分析方法也会产生不同的定义方式。
相反的有些碳水化物因为其生化结构与粗纤维的生化结构相似,虽然不能被消化却也被认为是属於粗纤维的一种。
(一)粗纤维的定义由於植物细胞壁的生化组成有复杂与多变的性质以及代谢上所产生的影响不同,因此一直不容易下一个较完整的定义。
所以就广义而言"粗纤维是由木质素及不能被消化道内泌素所分解的多醣体的总称"(Trowell, 1976)。
而就实际应用於饲料而言,我们可以定义"粗纤维是木质素及非淀粉类多醣体的总称"(Cummings, 1981;Low, 1985)。
因此如纤维素、半纤维素、果胶、树胶及木质素都可以列为粗纤维之一类,相反的如表皮素蜡状质、蜡质、不可消化蛋白、脂质、不可溶性淀粉、矽酸盐、线形胺基及石炭酸类就不包含在粗纤维的范围中(Asp and Johansson, 1984)。
表一为常见高纤维饲料中各多醣体的含量。
(Englyst et al., 1983)(二)粗纤维的组成:植物细胞中纤维素及半纤维的含量分别介於25%-38%及13%-38%之间(乾基),视细胞部位及成熟度而定。
当细胞成熟度增加时,纤维素及木质素的含量就会增加而其他物质的含量减少。
在成熟谷类中,其中壳含有32%纤维素及35%半纤维素、糊粉粒层中含有56%纤维素及9%半纤维素。
(三)粗纤维的性质(1)保水性:由於粗纤维中受植物细胞的生化结构、消化液中的酸硷度及电解质浓度的影响,造成粗纤维的膨胀程度不一(Low,1985)。
而粗纤维的保水性愈高会增加粪便中水份含量(Cherbut,1988)并会影响肠道中的发酵及细菌的作用(Eastwood,1983)。
(2)黏着度:在粗纤维中果胶、半纤维素等在肠道中易形成胶状的黏稠物,会影响消化酵素与饲料的接触,同时也会减少养份由肠绒毛的吸收,因而降低饲料效率(陈,1994)。
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猪日粮粗纤维含量要适中
大家都知道,饲料中的粗纤维虽然不易被消化,但饲料中没有它还不行。
一是粗纤维可增加饲料的体积,在消化道中起填充容积的作用,能使猪等畜禽耐饥。
二是粗纤维能刺激胃肠蠕动,有利于粪便的排泄,从而增强食欲,促进代谢机能的加强。
那么,饲料中含粗纤维越多越好吗?
也不是,饲料中含粗纤维过多对猪等畜禽的生长发育和健康不利。
含粗纤维多的饲料一般质地粗糙,适口性差。
粗纤维不仅它本身难于消化分解,而且会阻碍其他营养物质与各种酶的接触,降低它们的消化利用率。
如果饲料中粗纤维含量为10%-20%时,有机物的消化率为72%;粗纤维增到40%-50%时,有机物的消化率则降到54%。
所以,猪的日粮中粗纤维含量过多,日粮容积是够了,但其他营养物质又减少了。
其结果是被消化吸收利用的营养不足,能量不够,造成猪生长发育不良,出现消瘦等。
在饲料中,没有粗纤维不行,含量过多也不行。
那么,在猪粮中含粗纤维多少才适当呢?据实践证明,猪的日粮中粗纤维含量不得超过15%-18%。
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农业工程技术·综合版 2022年5月刊86畜禽与水产工程日粮中纤维对猪群生长发育造成的不良影响主要取决于生猪的生长阶段。
生长阶段的猪群如果日粮中的纤维含量过高,将会影响能量获取;但对妊娠母猪的影响相对较小,能够大大提高妊娠母猪的饱腹感,妊娠后期适量增加纤维能够有效解决母猪过肥的问题。
与年龄较小的仔猪相比,成年猪群发育状态良好,消化纤维和分解纤维的能力更强。
二、日粮纤维对猪生长的影响1、日粮纤维对生猪生长性能的影响日粮当中的纤维一定程度上能够有效改善胃肠道功能,增强胃肠道的蠕动能力,间接影响猪群的饲料消化利用率。
如果饲料配方中高纤维饲料种类较多或添加量超标,会影响机体的正常生长发育。
日粮中的纤维在进入肠道后能够被大肠杆菌进一步发酵,在多种微生物的分解作用下,分解成多种脂肪酸被机体利用。
综合性把控粗纤维日粮的添加量,不仅不会对育肥猪的生长发育产生危害,而且能够大大提升瘦肉比率。
如果日粮中的纤维含量相对较多,通过适当延长饲料投喂时间能够保证猪群更好地适应饲料中的粗纤维。
进入育肥后期后,粗纤维能够阻碍体内脂肪的过量沉积,大大提升瘦肉率,减少饲料采食量,从而降低经济成本。
饲料的采食多少与日粮中能量饲料的添加量密切相关,添加适量粗纤维日粮,能够有效稀释改善能量浓度,保证能量饲料更好地被消化和利用。
2、日粮纤维对猪营养代谢的影响日粮纤维会影响蛋白质代谢、脂肪代谢以及矿物质代谢。
如果日粮中的纤维含量显著升高,会刺激消化道黏膜,加速胃肠道蠕动,有助于养分吸收。
但是,日粮纤维具有一定的吸水性,添加过多会影响到机体的消化功能,造成消化不良。
(1)影响蛋白质代谢生猪养殖不同阶段通过添加适量高纤维饲料,会对猪群体内蛋白质的分解利用产生一定影响。
如果高纤维饲料添加过多会导致肠道中的营养物质供给不足,猪群出现生长发育不良。
短时间内摄入大量高纤维饲料,会影响肠道上皮细胞的正常繁殖,使细胞大量脱落。
添加量超过一定标准后,还会影响机体对氨基酸的消化利用,要严格控制添加量。
日粮纤维在母猪营养中的应用(一)摘要本文主要介绍了日粮纤维的定义、理化特性及其对母猪的繁殖性能、行为和健康水平的有益作用、母猪的刻板行为及NDF摄入量和来源对母猪生产性能的影响。
关键词日粮纤维理化特性母猪繁殖性能刻板行为NDF20世纪60年代,英国科学家就推测,日粮(或膳食)中纤维含量不足或缺乏是导致发达国家“现代文明症”(肥胖症、高血脂、糖尿病、冠心病、恶性肿瘤等)的主要原因之一。
自此,日粮纤维(dietaryfiber,DF)的研究和开发利用,受到了各国研究者的高度重视,医学界、营养学界、食品工业界都对此进行了深入研究,并取得了一定的成效。
其中DF在妊娠母猪营养中的应用研究在现代养猪生产中具有重要的理论意义和实践意义,并可提高养猪生产的经济效益(Howie,1999)。
通常,为保证最佳的经济性状和健康水平,对繁殖母猪要限制饲养以保持其体况在整个繁殖周期中相对恒定(Dourmadetal.,1994;1996)。
限饲所提供的饲料水平仅占随意采食量的约0.40~0.60(PettigrewandBlackshaw,1989;Brounsetal.,1995),显然不能满足其行为,尤其是采食动机的需要。
饥饿和采食动机无法得到满足,从而导致刻板行为的发生,并增加群饲时的攻击性和争食现象(ApplebyandLawrence,1987;Terlouwetal.,1991;Edwards,1992;TerlouwandLawrence,1993;Spooler,1995);妊娠期严重限饲会降低仔猪初生重和成活率,母猪分娩和断奶时体脂沉积过少,还会延迟断奶后的发情,并降低受孕率,导致母猪的繁殖性能下降(Meunier-Salaünetal.,2001)。
在不改变日DE供给量的条件下,添加纤维以增加日粮的体积,可适当降低刻板行为的发生率(Meunier-Salaünetal.,2001),并在一定程度上提高母猪的繁殖性能(Reese,1997)和经济效益(Howie,1999),在养猪生产中具有重要的意义。
粗纤维在猪饲养中的作用
与其他家畜相比,猪利用粗纤维的能力较差。
在猪的饲养中,粗纤维的作用是:
营养作用:通过大肠微生物的发酵作用,分解产生挥发性脂肪酸,可提供生长猪维持能量需要的5%-30%,成年猪更高。
猪对粗纤维的消化率约为3%-36%,低于牛、羊、马、兔等,但高于鸡。
填充作用:粗纤维不易消化,吸水量大,起到填充胃肠道的作用,使猪产生饱感。
在养猪生产中,对妊娠期母猪的饲养,不希望猪太肥。
因此,既需要限制饲养水平,又要给猪饱感。
这就可以通过提高配方中的粗纤维水平,使饲料的容积增大来达到目的。
屏蔽作用:随着粗纤维水平增加,有机物消化率降低。
其原因是由于细胞壁物质的增加,对细胞内容物产生“屏蔽”作用,使消化液不能与细胞内容物充分接触。
另一方面,粗纤维能刺激肠黏膜,促进肠胃道的蠕动和排空,使饲料通过消化道的时间缩短。
如小麦麸的粗纤维每增加1%,则表现消化能降低3%。
日粮纤维对猪生理功能是一把双刃剑日粮纤维对单胃动物既有正面的营养作用,也有负面影响,因此充分了解纤维对单胃动物消化生理功能的影响以及单胃动物对粗饲料的利用特点,将有助于生产者在生产实践中有针对性地采取相应措施,消除或减轻纤维多糖的不利影响,充分利用其营养作用,提高饲料利用率。
1日粮粗纤维的概念粗纤维是植物细胞壁的主要成分,包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等成分。
常规饲料分析方法测定的粗纤维,是将饲料样品经1.25%稀酸、稀碱各煮沸30min后,所剩余的不溶解碳水化合物。
其中纤维素是由β-1,4-葡萄糖聚合而成的同种多糖;半纤维素是由葡萄糖、果糖、木糖、甘露糖和阿拉伯糖等聚合而成的异质多糖;木质素是一种苯丙基衍生物的聚合物,它是动物利用各种养分的主要限制因子,粗纤维中的木质素对动物没有营养价值。
反刍动物能较好的利用粗纤维中的纤维素和半纤维素,非反刍动物借助盲肠和大肠微生物的发酵作用,也可利用部分的纤维素和半纤维素。
各种动物利用粗纤维实际上是利用微生物酶的分解产物或微生物的代谢产物,由于微生物酶分解粗纤维的特异性,往往使粗纤维分解不彻底。
2猪对粗纤维的消化机理猪对粗纤维的主要消化部位在后肠,同反刍动物一样,也是通过挥发性脂肪酸(VFA)的形式。
消化过程主要分2步。
第1步,粗纤维(纤维素、半纤维素、果胶等)被微生物分泌的酶水解成短链的低聚糖,主要是二糖(纤维二糖、麦芽糖、木二糖),部分糖继续水解为单糖。
第2步,二糖和单糖被微生物摄取,在酶的作用下迅速的被降解为挥发性脂肪酸--乙酸、丙酸、丁酸。
VFA主要在盲肠内生成,大肠占整个消化道VFA产量的90%,盲肠VFA浓度比小肠高100倍。
日粮中粗纤维含量的增加可使乙酸比例增加,而降低丙酸比例。
3粗纤维对猪生理功能的影响3.1抗营养作用粗纤维的负面作用是众所周知的。
饲粮中粗纤维水平增高,加快食糜在消化道中的流通速度,降低动物对淀粉、蛋白质、脂肪和矿物质的回肠表观消化率,降低饲粮的可利用能值。
基金项目:青海省科学技术厅科技成果转化项目(2019-NK-102)作者简介:王朝风(1974-),女,青海互助人,动物医学;沈文娟(1996-),女,青海乐都人,动物遗传育种与繁殖专业通信作者:吴国芳(1983-),女,山东淄博人,副研究员,地方猪种遗传资源保护及利用,qhdxwuguofang@日粮纤维(Dietary Fiber, DF ),作为人体健康的“第七营养素”,是重要的营养成分,具有广泛的价值前景[1]。
在过去,DF 被人们当作一种抗营养因子,认为DF 不能被动物体所消化,且无营养价值,甚至在一定程度上还会降低饲料利用率。
一般来说,猪(单胃动物)体内消化酶无法降解纤维,摄入过多高纤维日粮可能对能量代谢和营养吸收产生负面影响。
然而,随着学日粮纤维对猪生长性能、营养代谢及肠道生理的影响沈文娟 1,王朝风 2,吴国芳 1*,王 磊 1,韩启春 1,薛星星 1,许发芳 3(1.青海大学青海省畜牧兽医科学院,青海 西宁 810016;2.青海省互助县畜牧兽医站,青海 海东 810599;3.青海省八眉猪原种育繁场,青海 海东 810599)摘 要:日粮纤维作为饲料的重要组成成分,对猪只的生产性能和健康状况都有积极作用,日粮纤维对猪只采食量、饲料利用率及肠道健康的研究已引起国内外广泛关注。
文章综述了日粮纤维对猪只生长性能、营养利用及肠道微生物的影响,为今后探究猪只对饲料中日粮纤维的利用提供参考。
关键词:日粮纤维;猪;生长性能;营养利用;肠道健康Effects of dietary fiber on growth performance, nutritional metabolism and intestinal physiology of pigsWenjuan Sen 1; Chaofeng Wang 2; Guofang Wu 1*; Lei Wang 1; Qichun Han 1; Xingxing Xue 1; Fafang Xu 3(1. Qinghai Academy of Animal Science and Veterinary Medicine, Qinghai University , Xining, Qinhai 810016, China; 2.Huzhu Animal Husbandry and Veterinary Station of Qinghai, Haidong, Qinghai 810599, China; 3.Qinghai Province Huzhu County Bamei Pig Seed Breeding Farm, Haidong, Qinghai 810599, China)Abstract: As an important component of feed, dietary fi ber has a positive eff ect on pig production performance and health status. Research on dietary fi ber on pig feed intake, feed utilization and intestinal health has attracted widespread attention at domestic and abroad. This article reviews the eff ects of dietary fi ber on pig growth performance, nutrient utilization and intestinal microbes, which provides reference for future research on utilization of dietary fi ber in pigs.Keywords: Dietary fi ber; Pig; Growth performance; Nutrient utilization; Intestinal health术界研究深入,现如今日粮纤维已经在猪饲料中得到了广泛应用,从业者们发现饲料中可溶性纤维在调节肠道菌群、调节饱腹感及短期和长期的采食量的机制中有重要意义,人们对日粮纤维作用的认知更加科学全面。
日粮纤维对生猪养殖及妊娠母猪的影响-种植技术随着人们对日粮纤维认识的深入,近年来有关妊娠母猪利用日粮纤维的研究已引起人们的极大学习。
下面就一起来具体来了解一下:日粮纤维对生猪养殖及妊娠母猪的影响。
1、日粮纤维的种类日粮纤维是结构性多糖、非结构性多糖、木质素,以及一部分细胞壁镶嵌蛋白质和矿物质等组成的不均一混合物,是非淀粉多糖(NSP)和木质素的总和。
NSP中的B一葡聚糖、阿拉伯木聚糖、果胶、甘露聚糖等以氢键松散地与纤维素、木质素及蛋白结合,溶于水,称水溶性非淀粉多糖或可溶性纤维,大多数NSP均为水溶性的淀粉多糖。
以酯键、酚键、阿魏酸、钙离子桥等共价键或离子键牢固的和其他成分结合称为不溶性非淀粉多糖,主要为纤维素。
碳水化合物中只有淀粉、二糖、戊糖和低聚糖可以被猪自身分泌的内源酶降解,NSP可以在猪的大肠被肠道微生物分解,而木质素在猪肠道内不可降解。
抗性淀粉和可溶性纤维( SF)可以被猪肠道微生物迅速分解,而不溶性纤维(IF)分解较慢。
2、猪利用日粮纤维的生理机制猪利用日粮纤维的生理基础是猪在长期生长发育进程中,为适应生存环境,形成了发达的大肠,尤其是结肠部分,并具有完整的微生物区系,包含所有的优势反刍纤维素分解菌。
猪的胃、小肠与其他单胃动物相似,主要是具有消化和吸收功能,但猪的大肠发达,具有类似瘤胃发酵罐的功能,这是猪的消化道结构的特点,也是优点。
猪大肠包含需氧微生物、厌氧微生物和兼氧微生物,其中专性厌氧微生物占优势。
其微生物区系包括高活性的反刍纤维分解菌属和半纤维素分解菌属,其中包括琥珀酸生成纤维菌、白瘤胃球菌、生黄瘤胃球菌、丁酸弧菌属及反刍类菌体,其中琥珀酸生成纤维菌和生黄瘤胃球菌属,在生长猪的大肠内也占优势地位。
猪的大肠内含有一种新型高活性的纤维分解菌属,即草食梭状芽胞杆菌,其降解细胞的能力相当或高于反刍纤维素分解菌。
初生猪的盲肠和结肠并无微生物存在,但随着开始采食植物性饲料,逐渐建立起微生物区系。
99PIGS TODAYMay 2021实践Practice饲料营养文 ⊙ 王晓佳 抚顺市农业特产学校广义上讲,膳食纤维是细胞壁化合物,不易被肠道酶水解的部分,例如纤维素、半纤维素、β-葡聚糖(βG)、果胶、树胶等。
非淀粉多糖、低聚糖和抗性淀粉也不被内源性酶水解,并可用作为肠中微生物发酵的基质,因此也属于可溶性膳食纤维。
本文从日粮中添加膳食纤维对母猪行为、繁殖性能、内分泌功能的影响等综述了膳食纤维的作用,为生产实践提供理论基础。
日粮中添加膳食纤维在母猪生产中的作用各种来源的膳食纤维是猪饲料的常见组成部分。
人们很早就认识到高纤维食物在产生饱腹感方面的价值。
饲粮中添加高纤维可以降低猪的采食量,这在生长猪或母猪哺乳期这类生产周期营养需求较高的阶段显然是有害的。
但最近研究表明添加膳食纤维可以改变肠道微生物群,从而减少对抗生素的需求,通过添加某些类型纤维还可以减少氮在环境中的残留,从而降低养猪生产的环境成本。
由此可见,膳食纤维可以增加养猪生产效益。
除此之外,膳食纤维浓缩物还具有特殊潜在价值能够作为“功能性”饲料添加剂,用以改善仔猪生长和福利,而提高母猪的繁殖效率则是应用高纤维饲料的最大优点。
1 日粮添加膳食纤维对母猪行为的影响膳食纤维作为饲料成分具有独特的理化特性,例如高膨胀性(SC)、粘度和水结合能力(WBC),对母猪行为和泌乳性能有长期影响,可减少母猪攻击性和相互斗殴。
攻击性的相互作用及其后果是导致仔猪福利不良的最重要原因。
在一些物种中,攻击行为可以被产前和分娩环境调节。
妊娠母猪经常受到食物限制,这可能会损害它们的福利。
高纤维饮食可以减轻饥饿感,可提高妊娠母猪福利和生产率,减少攻击性。
Huang S在不提供多余能量的情况下,在妊娠期母猪饲粮中添加膳食纤维是提高限制饲喂的母猪饱腹感和减少异常行为的一种方法。
研究表明妊娠期饲粮中添加5%膨胀性较大的抗性淀粉有利于提高母猪餐后饱腹感,缓解应激状态,减少异常行为,从而降低母猪死胎率。
日粮中粗纤维对猪生理功能的影响
猪对粗纤维的主要消化部位在后肠,同反刍动物一样,也是通过挥发性脂肪酸(VFA)的形式...
日粮纤维对单胃动物既有正面的营养作用,也有负面影响,因此充分了解纤维对单胃动物消化生理功能的影响以及单胃动物对粗饲
料的利用特点,将有助于生产者在生产实践中有针对性地采取相应措施,消除或减轻纤维多糖的不利影响,充分利用其营养作用,提高饲料利用率。
1日粮粗纤维的概念
粗纤维是植物细胞壁的主要成分,包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等成分。
常规饲料分析方法测定的粗纤维,是将饲料样品经1.25%稀酸、稀碱各煮沸30min后,所剩余的不溶解碳水化合物。
其中纤维素是由β-1,4-葡萄糖聚合而成的同种多糖;半纤维素是由葡萄糖、果糖、木糖、甘露糖和阿拉伯糖等聚合而成的异质多糖;木质素是一种苯丙基衍生物的聚合物,它是动物利用各种养分的主要限制因子,粗纤维中的木质素对动物没有营养价值。
反刍动物能较好的利用粗纤维中的纤维素和半纤维素,非反刍动物借助盲肠和大肠微生物的发酵作用,也可利用部分的纤维素和半纤维素。
各种动物利用粗纤维实际上是利用微生物酶的分解产物或微生物的代谢产物,由于微生物酶分解粗纤维的特异性,往往使粗纤维分解不彻底。
2猪对粗纤维的消化机理
猪对粗纤维的主要消化部位在后肠,同反刍动物一样,也是通过挥发性脂肪酸(VFA)的形式。
消化过程主要分2步。
第1步,粗纤
维(纤维素、半纤维素、果胶等)被微生物分泌的酶水解成短链的低聚糖,主要是二糖(纤维二糖、麦芽糖、木二糖),部分糖继续水解为单糖。
第2步,二糖和单糖被微生物摄取,在酶的作用下迅速的被降解为挥发性脂肪酸--乙酸、丙酸、丁酸。
VFA主要在盲肠内生成,大肠占整个消化道VFA产量的90%,盲肠VFA浓度比小肠高100倍。
日粮中粗纤维含量的增加可使乙酸比例增加,而降低丙酸比例。
3粗纤维对猪生理功能的影响
3.1抗营养作用
粗纤维的负面作用是众所周知的。
饲粮中粗纤维水平增高,加快食糜在消化道中的流通速度,降低动物对淀粉、蛋白质、脂肪和矿物质的回肠表观消化率,降低饲粮的可利用能值。
Chesson试验证明,由于粗纤维对消化液的稀释作用,消化酶对底物的作用受到限制,从而降低了淀粉消化率。
Roth Maier等报道,成年母猪日粮中添加果胶可降低饲料蛋白质的表观消化率,但其真消化率基本不变,可能是粪中微生物氮含量升高的结果。
Mosenthin等的试验也表明,日粮纤维可通过加速猪肠道黏膜脱落和提高消化液分泌量而增加内源性氮的分泌。
Schneeman等指出,不同来源的纤维均可使三酰甘油乳化后的乳糜微粒直径增大,降低胰脂肪酶活性。
麦麸、苜蓿粉纤维以及肠道内降解纤维多糖的微生物均可与胆汁酸紧密结合,降低脂肪乳化效果及其消化率。
张子仪等分析饲料粗纤维含量与猪消化能和鸡代谢能之间的关系得出,粗纤维含量与饲料有效能之间呈强负相关(y=-0.48-0.88)。
日粮中部分纤维多糖在适宜的酸碱环境下可被后肠消化道微生物发酵降解,以VFA(主要是短链脂肪酸SCFA)的形式为猪所吸收利用。
其中乙酸主要氧化供能,丙酸生成酯,而丁酸被大肠上皮细胞吸
收后迅速转化为乙酸或被氧化分解。
Jorgensen等报道,纤维多糖经猪后肠发酵所产生的消化能约占其总消化能吸收量的28.6%。
研究表明,饲粮中配入适量的易于发酵的高纤维饲料,如甜菜渣、大豆壳、麦麸、三叶草等,除可为母猪供能外,还可以提高初乳中脂肪含量,有利于初生仔猪的生长和成活。
3.3对胃肠道微生物区系的影响
胃肠道微生物群落的稳定性除了受胃肠道内的生态环境(包括氧化还原能力、养分可利用性、pH值以及微生物种群之间相互影响等)和外界环境条件(如温度和湿度,可以通过影响过路菌和固有菌的滋生而扰乱胃肠道固有的微生物群落)影响外,日粮成分的纤维含量也是一个不可忽视的重要因素。
改变日粮中的纤维数量可以调控胃肠道微生物群落结构。
如高纤维日粮能够显著增加动物胃肠道中的纤维分解菌数目。
日粮中的纤维按照可溶性纤维与不可溶性纤维来划分,它们在消化的过程中产生不同的结果。
其中,前者主要存在于谷类包括小麦、大麦和黑麦中,能够抵抗肠道中的微生物酵解,可以像海绵一样吸收水分,在增加粪便体积和预防便秘中具有良好的作用。
后者因为会被结肠菌群酵解而不能吸收水分和增加粪便重量,但由于结肠能够与可溶性纤维酵解产物特别是短链脂肪酸之间相互作用,通过添加不同种类及比例的纤维来改善机体的健康状况可以产生良好的效果,已引起人们的日益重视。
3.4刺激胃肠道发育
Pond等研究表明,饲喂高水平苜蓿粉日粮的成年猪的肝脏、胃、小肠、盲肠及结肠的相对重量(占体重的百分比)均增加。
Kass等用不同水平苜蓿粉喂猪,结果消化道重量随纤维水平的增加而增加。
日粮纤维促进消化道发育的机理在于饲料中加入纤维会降低日粮的能量浓度,
而动物具有较强的调节能力,它们会通过增加采食量来满足自身对能量的需求,从而刺激了消化道尤其是后肠部分的发育,以满足以后高产的采食量的需要。
更引人注意的是,在仔猪料中添加纤维,可以促进仔猪肠道发育,并且这种作用对猪的整个生长周期都会产生有益的影响。
通过观察纤维在仔猪大肠内的发酵过程,发现纤维促进仔猪肠道发育的部分原因。
在大肠内,可发酵的碳水化合物被细菌发酵产生挥发性脂肪酸如乙酸、丙酸和丁酸,其中丁酸是结肠上皮细胞生长的主要能源。
同时,这些发酵产物也会促进小肠内指状绒毛的发育,为吸收营养物质提供更大的表面积。
3.5维持肠胃正常蠕动
消化道的运动会影响食糜通过消化道的时间,从而影响食物在消化道内的消化吸收。
国内外的许多研究表明,日粮纤维会减少排空时间,提高排空速率。
Bueno和Guedon等发现,麸皮能够刺激结肠的蠕动加快。
Cherbut等研究则表明,非发酵纤维主要通过机械刺激对肠运动产生影响,发酵纤维则是通过机械刺激和发酵产物的共同作用来影响肠的运动。
3.6提高免疫力
正常微生物菌群尤其是胃肠道的菌群能刺激宿主建立完整的免疫系统。
随着猪生长发育的各个阶段不同,不同种类和数量的正常微生物群定植在胃肠道黏膜及胃肠道内容物中,形成胃肠道的动态微生态平衡,该平衡有效阻止致病细菌和病毒等外来微生物的入侵和繁殖。
在猪胃肠道中,厌氧菌占**优势(占90%以上),这些菌在代谢过程中产生挥发性脂肪酸和乳酸,降低生存环境内的pH值,从而抑制外来菌的生长繁殖。
同时,厌氧菌与胃肠道黏膜上皮细胞紧密结合,形成一层叫膜菌群的生物膜,这层膜对宿主起到了保护作用。
正常微生物不仅能刺激
机体免疫器官的发育,而且对增强机体特异性细胞和体液免疫是不可缺少的。
3.7纤维素的代谢效应
粗纤维可刺激胃液、胆汁、胰液的分泌。
饲粮纤维可吸附饲料和消化道中产生的有害物质,使其排除体外。
适量的饲粮纤维可在后肠发酵,可降低后肠内容物的pH,抑制大肠杆菌等病原菌的生长,防治仔猪腹泻的发生。
在肥育后期,饲粮中增加饲粮纤维,可减少脂肪沉积,提高胴体瘦肉率。
4小结
饲粮中粗纤维对猪既有正面作用,也有负面影响,在生产实践中,应当有针对性地采取相应措施,根据猪在不同生长阶段的特异性,合理搭配日粮,通过对日粮适当加工调制,降低日粮纤维的抗营养作用,提高饲料利用率。