張光磊 廖 奇 江書忠 燕富永
(湖南九鼎科技集團動物營養研究院,湖南長沙 410000)
近年來母豬妊娠期日糧纖維的應用成為熱點,養豬生產中提高母豬的繁殖性能是增加經濟效益的主要方式。在生產實踐中,多采用限飼的方式來控制妊娠母豬的體況,限飼所提供的飼料量僅占自由采食的60~80%,這就會引起母豬發生一系列異常行為,這些行為會導致母豬的繁殖性能低下。妊娠期纖維的攝入對妊娠母豬產仔性能、母豬產程、泌乳期采食量、胎盤效率及仔豬出生時間間隔等存在顯著影響,且日糧纖維能夠減少母豬消化道代謝紊亂,穩定血液循環中的激素,如胰島素水平,防止激素變化對母豬心理、行為學上的影響。提高日糧中粗纖維的水平,能夠減少由于妊娠限飼所引發的規癖行為,增加母豬的采食量,有效改善母豬的繁殖性能。
日糧纖維(dietary fiber,DF)是由碳水化合物組成并與其他非碳水化合物組分相雜的混合物。DF主要存在于植物的細胞壁中,由非淀粉多糖及蛋白質、木質素、蠟等組成。粗纖維主要存在于植物的細胞壁中,是構成細胞壁的主要成分。初生壁主要由纖維素及少量的果膠、半纖維素和木質素組成,細胞壁的間隔層主要由果膠組成,而次生壁則主要由纖維素、木質素和半纖維素組成。谷物、蔬菜、豆類、堅果、水果和種子中含有大量的粗纖維,是動物日糧中纖維的主要來源。
日糧纖維本身是不能被動物消化酶消化的日糧成分,具有調控動物能量攝入、激素分泌的營養功能。由于纖維本身的能量濃度偏低,在動物日糧中添加纖維會通過降低日糧中的能量濃度來減少能量攝入。另外,當食糜通過小腸時,可溶性纖維與水發生水合作用增加食糜的黏度,促使其形成一個不動水層,阻礙食糜與消化酶的接觸,進而降低營養物質的消化率。而不溶性纖維會增加食糜在整個消化道的流通速度,減少營養物質在消化道前段的消化,雖然后段發酵也可以提供一定的消化能,但整體上還是降低了營養物質的消化率。
大量的研究表明,大腸內微生物區系的結構會隨著日糧的組成的改變而發生相應的變化。當動物采食高纖維日糧時,其胃腸道中的纖維分解菌數目顯著增加。已有研究證明,日糧中的可溶性纖維會被結腸中的菌群所酵解,結腸還能夠與酵解產物相互作用,特別是短鏈脂肪酸,從而避免了纖維吸收水分增加糞便重量的結果;不可溶性纖維主要存在于谷類種子中,腸道中的微生物不能夠酵解這類纖維,但不可溶性纖維可以像海綿一樣吸收水分,增加糞便體積,還可以預防便秘的發生。因此,動物通過采食不同種類及比例的纖維,對改善機體的健康狀況可以產生良好的效果。
由于日糧中的粗纖維具有很強的陽離子交換能力,因而大量的礦物元素被交換吸附。據此,有人認為,機體內礦物元素利用率降低是因為纖維的交換吸附作用造成的;但是也有觀點認為,日糧中纖維的這種吸附作用能有效控制礦物元素的流失,能夠促進機體內礦物元素的平衡。Girard等的研究表明,母豬采食纖維日糧后,鈣、磷、銅、鋅的利用率下降。何錦風等認為纖維化學結構中的側鏈基團能與日糧中的礦物元素形成一種不溶性的纖維復合物,這種情況會導致機體對礦物元素的消化吸收。由此可知,當纖維素含量高時,陽離子的交換量并不高。
研究表明,提高豬日糧中CF水平,對于蛋白質、脂肪、淀粉和礦物質的回腸表觀消化率就會有所降低。Cherbut等研究指出,DF縮短了食糜在消化道內的停留時間,加快了流通速度,最終導致了營養物質的消化率降低。Ramonet等研究表明,DF可以延緩葡萄糖和氨基酸等養分在腸道內的吸收。Wenk等研究指出,DF加快了食糜通過消化道的流通速度,從而降低了幾乎所有養分和能量的表觀消化。Schulze等卻認為提高日糧中纖維的含量,是導致蛋白質消化率降低的重要原因。這些研究表明,影響單位動物利用纖維的因素有很多,如DF的來源、木質化程度、日糧中其它成分的性質、溶解性、腸道微生物組成及動物的體重和年齡等,其中影響單胃動物對DF利用的一個重要因素就是所采食纖維的溶解性。不同理化性質的纖維會對營養物質消化吸收產生不同的影響。
遺傳和環境因素相互作用共同決定了胎兒的生長發育。其中,母體環境、母體與胎盤的生理狀況又對胎兒環境起到決定性作用。營養是改變胎兒基因表達的主要子宮內環境,越來越多研究顯示,母源性營養狀況可以改變胎兒基因狀況及內分泌情況,從而永久地改變胎兒的結構、生理學特征和新陳代謝,對后代的成長發育及疾病情況產生長遠的影響。母體較差的營養供應會影響一系列器官和組織,如肝臟、胰臟、心臟、腎臟等,從而影響胎兒在重要階段的生長發育以及出生后的成長。
研究發現,妊娠期飼喂母豬高纖維日糧可提高新生仔豬的臟器指數,仔豬的臟器重量和臟器指數是其主要的生物學特性之一。器官指數的大小,從一定程度上也可說明其功能的強弱。纖維可以影響仔豬臟器指數。推測原因,可能是日糧高纖維水平可延緩養分如葡萄糖和氨基酸的吸收,穩定體內胰島素水平,使得母體-胎盤-胎兒營養分配向更有利于胎兒生長發育的方向進行。但具體作用機制尚不清楚,有待進一步研究。
母豬繁殖性能是一個重要的經濟性狀,直接影響規模化豬場的經濟效益。目前評價母豬繁殖性能的主要是母豬每胎提供的斷奶仔豬數、母豬每年提供的斷奶仔豬數和母豬在整個使用年限內產的斷奶仔豬數。這直接影響了豬場的經濟效益。妊娠期高纖維日糧的攝入可顯著改善母豬活產仔數和斷奶仔數。
母豬在妊娠期,激素水平的變化也會對其繁殖性能造成影響,當母豬分娩時體內激素會造成短時間的劇烈變化,會造成新生仔豬的窒息死亡,即使存活,也會影響后期的生長。張虎研究發現,母豬補飼一定量纖維素,可以提高妊娠后期催乳素濃度,整個妊娠期內雌二醇濃度隨著纖維素濃度的升高而降低。另一方面,大腸桿菌所產生的內毒素可以降低母豬體內催乳素濃度,高纖維日糧可以降低母豬腸道大腸桿菌數量,從而也可間接影響妊娠母豬體內催乳素含量。纖維素還具有吸附腸道內有害氣體、有害菌及內毒素等作用,減少有毒有害物質通過血液循環對胎兒及母豬的影響,確保母豬繁殖性能的優良。
高纖維日糧具有持續的營養供應,增強機體物質代謝能力,提高纖維素的消化利用率,避免母豬便秘作用,能顯著提高圍產期乳濃度,增強仔豬的生長性能。日糧纖維能夠降低母豬消化道代謝紊亂,提高胃內食物的體積,保護腸道正常結構,增強對營養物質吸收的能力,纖維素在腸道內發酵產生的揮發性脂肪酸具有維持結腸上皮細胞的形態及大腸功能的作用,此外,揮發性脂肪酸還具有影響水分吸收和抑制病原微生物的的作用,減少腸道腹瀉的發生。高纖維日糧還具有改善母豬腸道微生物結構、增加微生物的數量、增強微生物的活動等作用,是提高母豬腸道屏障功能,提升母豬的免疫力和營養消化能力重要手段。
當飼料中日糧纖維水平提高時,可以促進動物腸道微生態平衡,從而加強機體對營養物質的消化吸收,特別是在母豬妊娠階段,可以維持母豬體內激素水平穩定,加強胎兒存活率,促進繁殖性能的提高。