膳食纖維在母豬營養中的應用

徐立蛟 賀 喜 成廷水

(1.北京九州互聯農牧科技有限公司，北京100029；2.湖南農業大學動物科技學院，湖南長沙410000)

過去20年間，膳食纖維的使用在動物和人類營養領域受到越來越多的關注。最初動物營養學家對膳食纖維的興趣與廉價食品副產物（如麥秸、燕麥殼、豆皮、甜菜渣、麥麩）的利用率有關。研究表明，纖維除了給動物日糧提供營養素外，還具有更廣泛的作用，如促進腸道健康，改善動物福利，減少動物異常行為等。奧地利動物營養研究中心的Klaus Neufeld教授說：“纖維供應不足是造成MMA（無乳）、結腸炎、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修改，到2000年5月，AACC在谷物世界的時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體消化的可食碳水化合物及其類似物，這些物質不能被小腸消化吸收，但在大腸中可全部或部分發酵。膳食纖維包括抗性淀粉、低聚糖、非淀粉多糖、木質素或與之相締合的植物成分”。

植物纖維對于雜食性和肉食性動物來說能值是相對較低的。然而膳食纖維較大的堆積性可以通過增加咀嚼時間和刺激胃腸道機械受體（特異飽足感）減少攝食驅動力。由于其粗糙的結構（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。可溶性纖維一般會增加腸道食糜的黏性，從而降低胃腸道排空速率，并延緩小腸內養分的吸收。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酵。發酵的終產物如短鏈脂肪酸（SCFA），如乳酸、丁酸、乙酸、丙酸可以作為豬的能量來源，SCFA可以提供達到28%生長豬的維持能量需要，母豬更高（Bergman，1990；Noblet等，2001）。當葡萄糖的吸收下降時，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采食后幾個小時的飽足感?？砂l酵纖維在腸道發酵所產生的SCFA，除了部分滿足豬的能量需要外，這些SCFA對于腸道的發育、維持腸道完整性、調節腸道微生物區系等方面具有重要的作用。

膳食纖維雖然不直接提供營養，但具有促進健康的生理學特性，目前膳食纖維已被國內外醫學和營養學專家視為“第七營養素”。膳食纖維的生理學功能可以歸結為以下幾個方面：①促進胃腸蠕動，減少便秘；②清道夫作用：減少病原菌從后腸向前腸轉移，膳食纖維的某些成分結構還具有吸附毒素和病原菌的作用；③膳食纖維可以穩定血糖濃度，降低血液膽固醇水平；④那些可溶的/易發酵的膳食纖維在結腸中被發酵，并為結腸中的微生物提供營養，有利于穩定腸道菌群平衡；⑤纖維發酵產生的短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸），反過來抑制病原菌的生長。另外丁酸可以為結腸黏膜細胞提供能量，促進上皮細胞的增殖，維持腸黏膜的完整性，從而有益于養分的吸收并預防腹瀉；⑥膳食纖維具有持水膨脹的特性，可以增強飽足感，減少動物饑餓引起的異常行為的發生。

2 膳食纖維在母豬日糧中應用效果

2.1 對母豬便秘的影響

集約化飼養的母豬，便秘問題經常發生。母豬便秘對胎兒的發育、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致母豬便秘的重要原因之一。Morz等（1986）試驗了懷孕母豬基礎日糧添加不同比例的燕麥殼發現，隨著燕麥殼添加比例的提高，示蹤Cr2O3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%的木質纖維（Opticell，萬利纖），跟蹤了整個階段糞便干物質含量的變化，發現給母豬飼喂木質纖維增加了母豬糞便的一致性，糞便水分太低導致便秘以及水分太高引起的稀便問題明顯減少（見圖1）。可見增加母豬纖維的供給，可以促進胃腸蠕動，加快食糜的排空，減少母豬便秘的發生。

2.2 對母豬產仔性能的影響

2009年奧地利St.Florian農業大學的研究顯示，在懷孕母豬的飼料配方中添加一種益生木質纖維（Eubiotic lignocellulose）直至產前3 d，顯著降低分娩時間(215 minVS 151 min)。分娩時間的縮短可以提高活產仔數，并能夠降低母豬和仔豬的應激。據報道,通常飼養條件下，分娩時的死產仔豬達到8%(Van Di?jk等,2005),其中大約75%的死產是由于窒息死亡(Van Rens等，2004)。分娩時間縮短后，可以有利于新生仔豬盡早地吃到初乳，這對于仔豬的健康非常有利。Ti?misoara獸藥大學(2007)進行的試驗表明，對照組和飼喂益生纖維組的母豬的生產性能差異顯著，與對照組相比，添加益生纖維的母豬活產仔數提高7.8%。Wayne(2011)添加一種益生木質纖維(Opticell，萬利纖)在懷孕后期母豬料中替代苜宿粉，發現每窩的活產仔數提高8.8%,且初生重平均提高5.2%(見表1)。Paul(2012)在菲律賓1 200頭母豬場做的試驗表明，母豬飼喂木質纖維Opticell可以顯著提高活產仔數，以及仔豬的均勻度，1 kg以下的弱仔的比例顯著降低。對人的研究發現，增加可溶性膳食纖維的攝入，可以增加外周組織對胰島素的敏感性，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,從而提高母豬的產仔數。Grieshop等(2001)、Ewan等(1996)以及Everts(1991)研究報道，增加懷孕母豬日糧纖維的水平可以提高母豬的產仔數。Johnston等(2002)總結了幾個試驗結果，發現增加日糧NDF的水平，可以增加母豬的產仔數。Reese(1997)研究了NDF的日采食量520～1 010 g范圍對產仔數的影響后，推薦懷孕期368～515 g NDF日采食量以改善產仔數。

表1 懷孕母豬飼料添加益生木質纖維對產仔性能的影響

2.3 對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母豬哺乳期生理學的影響發現，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母豬的采食，增加母豬哺乳期的泌乳量，并穩定母豬的膘情，縮短斷奶-發情間隔。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采食量的快速增加(Matte等，1994；Danielsen等，2001)。Morz等(1986)試驗了懷孕母豬基礎日糧添加不同比例的燕麥殼，研究處理對母豬奶水組成的影響發現，隨著燕麥殼混添比例的提高，母豬奶水干物質含量增加，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。一些研究發現，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性能的差異發現，高纖維(12.4%)日糧組哺乳仔豬的生長速度顯著高于低纖維(3.2%)組，且仔豬斷奶時體重增加5.4%。后來，Dourmed等(2009)的研究也得出同樣的結論：增加懷孕母豬日糧纖維的水平，可以促進哺乳仔豬的增重，提高斷奶體重。

2.4 對母豬抗病力的影響

Neufeld教授（2008）進行了數次試驗，旨在展示益生纖維降低沙門氏菌的作用。例如他在一家有嚴重沙門氏菌問題的德國農場組飼料中添加1.5%的益生纖維(Opticell,萬利纖)。對受試豬取血樣,檢測沙門氏菌抗體含量，結果顯示纖維組中沙門氏菌陽性比率顯著減少(對照組50%,Opticell組少于20%)。另外Ti?misoara在獸藥大學(2007)進行的試驗發現，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生率，并顯著降低應激激素(尿皮質酮)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作用，而且可以減少豬胃潰瘍的發生率（Lee等，1987）。

2.5 對母豬福利和行為的影響

近來，人們對母豬異常行為（Stereotipical behav?ior）的關注明顯增加。異常行為是指母豬沒有明確目的的重復行為，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，這些異常行為在集約化飼養，特別是單欄飼養以及限飼的情況下發生非常普遍。這種異常行為可能對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%甜菜渣日糧對采食后1.5 h母豬異常行為的影響發現，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）研究發現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）在菲律賓農場的試驗也表明，給母豬添加2.5%的木質纖維Opticell后，母豬表現更加安靜。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，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（Meunier-Salaun，2001）。Leeuw等（2008）研究發現，與不可發酵纖維相比，高度可發酵纖維更能夠延長母豬進食后的飽足感。為了滿足母豬福利的要求，根據歐盟動物福利法規（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。

根據以上的研究結果，在母豬飼料中補充膳食纖維的效果可以歸結為以下幾個方面：①促進胃腸蠕動，減少母豬便秘；②減少母豬MMA綜合征發生率，提高哺乳母豬的泌乳力，改善奶水質量；③提高母豬產仔數（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-發情間隔；⑤縮短產程，減少母豬和仔豬分娩時的應激反應；⑥改善母豬福利，減少母豬異常行為的發生。

3 母豬日糧適宜的纖維水平

目前關于母豬日糧纖維水平尚沒有統一的標準。歐盟國家出于動物福利的考慮，推薦的母豬粗纖維水平較高，如荷蘭對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母豬繁殖性能的影響發現，6%粗纖維組與4%粗纖維組相比，前者顯著提高了母豬的產仔數。張虎等（2012）研究了日糧粗纖維水平對妊娠母豬繁殖性能的影響，結果表明，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，當粗纖維水平達到9%時效果最顯著。關于日糧纖維需要水平，有些研究者還考慮中性洗滌纖維（NDF）的進食量。如Reese（1997）報道，給妊娠母豬喂以添加350 g NDF日糧，連續飼喂110 d，與基礎玉米豆粕日糧相比，窩斷奶仔豬數有所提高。另外，母豬每天采食368 g NDF時,每窩斷奶仔豬數比每天采食114 g NDF的玉米豆粕型飼糧的母豬高0.7頭（Mi?chcal，1999）；當用玉米麩皮為母豬提供NDF 380 g/d時，母豬可獲得最佳的產仔數（武書庚等，2002）。馮冬冬等（2011）研究發現，不同胎次的母豬纖維的需求不同，二胎妊娠母豬日糧NDF的需求高于初產母豬。盡管國內外對母豬特別是懷孕母豬日糧纖維水平進行了不少的研究，然而由于研究者所采用的纖維來源不同、衛生等質量差異、試驗期長短不同、母豬胎次不同等原因，研究結果不是很一致，況且不管是采用粗纖維指標，還是NDF，均不能反映膳食纖維的全部。然而有一點可以肯定，提高母豬日糧纖維水平，對母豬的健康及繁殖性能是有益的。筆者調查了我國現行的商業母豬飼料和豬場自配料，發現纖維水平普遍偏低，粗纖維水平很少達到4%。而四川農業大學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該在6%～8%，如果是自由采食，粗纖維水平可以高達12%～15%。

4 膳食纖維的供給

為動物日糧提供需要濃度的纖維，甜菜渣的應用是非常普遍的。甜菜渣中可發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)，對避免便秘是有利的，但同時也會產生衛生問題(糞便稀且黏，不易清掃)。另外飼喂甜菜渣會導致尿的pH值升高，增加尿道感染，從而導致MMA風險增加(Steffens，2005)。Van Der Peet-schwering等（2004）試驗用高甜菜渣日糧隨機飼喂母豬3個繁殖周期，沒有發現對母豬繁殖性能的不利影響。但另外的研究發現，增加來源于甜菜渣的可發酵非淀粉多糖，降低母豬的活動和產熱，最終起到能量節省作用（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險很大。總體來說，這些傳統來源的纖維，雖然價格便宜，但都存在以下缺點：①纖維含量低，占配方空間大，會稀釋營養濃度；②霉菌毒素及病原菌污染程度高，容易引起母豬的疾病；③有些含有抗營養因子，影響其他養分的利用；④大多數傳統纖維來源（除甜菜渣）可發酵纖維含量低，不具有益生作用；⑤礦物質含量不平衡，容易引起稀糞及腿病。

最近，含木質纖維（Lignocellulose）的產品成功地為動物營養提供了優質的纖維來源。木質纖維是木質化的纖維素和半纖維素，商業化提供木質纖維的產品來源于新鮮的木材，這些產品的好處包括：它們具有標準的高含量粗纖維；不會影響動物電解質的平衡；無霉菌毒素的污染且在生產過程中經過幾道熱處理，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）?？偟纳攀忱w維含量達到85%，粗纖維達到59%，少量添加就可以配制較高水平的日糧纖維。這種木質纖維另一個重要的特點是其還有較高比例的可發酵纖維，且與其他可發酵纖維不同，Opticell非常有利于乳酸菌發酵。德國柏林大學Zentek(2006)體外試驗研究發現，Opticell體外發酵產生的乳酸的量是傳統木質纖維(不可發酵)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用結果表明可以改善生產性能和腸道健康（Neufeld等，2008），動物具有較成型的糞便，沒有腹瀉和便秘的癥狀，且對豬的行為有積極的影響（Neufeld等，2006），是一個優質的膳食纖維來源。

5 結語

長期以來，日糧纖維不像其他營養素和日糧組分（如能量）是日糧固定的營養參數，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。這是對纖維極大的誤解。現代畜牧業一般按照高能量配方進行飼喂以滿足動物營養要求。但是高濃度配方卻不能滿足動物的生理需求。盡管目前母豬營養方面對纖維的供給已經越來越多的受到重視，然而目前尚沒有關于日糧纖維的營養標準。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，特別是纖維的可發酵特性，因為可發酵纖維相比不可發酵纖維（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，應該注意纖維源的衛生質量（如霉菌毒素和病原菌的污染風險）及對母豬的其他不利影響（如礦物質的平衡）等。