代發文, 仁真央金, 劉 輝, 黃 霞,2, 石曉琳, 楊瑤君,2
(1.樂山師范學院,四川樂山61400;2.竹類病蟲防控與資源開發四川省重點實驗室,四川樂山 614000;3.北京大偉嘉生物技術股份有限公司,北京 100085)
膳食纖維是一類不能被胃和小腸內源酶所消化而主要在后腸道被微生物發酵的非淀粉多糖物質,包括纖維素、半纖維素、木質素、果膠、抗性淀粉等。根據溶水性的不同,一般可分為可溶性膳食纖維(SDF)和不可溶性膳食纖維(IDF)。不同溶水特性的纖維原料在調控機體腸道健康、營養代謝和生長發育等方面存在一定差異。研究發現,斷奶仔豬飼糧中添加小麥殼和燕麥殼(以IDF為主)可降低食糜中大腸桿菌數量以及提高胃器官指數,顯著改善斷奶后1周平均日采食量和平均日增重(Gerritsen等,2012)。菊粉(以SDF為主)可通過發酵產生丁酸使腸黏膜上皮細胞中緊密蛋白表達增加,進而發揮改善腸道健康作用(Uerlings等,2020)。通過蛋白質組學研究也發現,生長豬飼糧中添加3%菊粉可上調維持腸道黏膜完整性和抵抗內毒素的相關蛋白表達,進而促進腸道健康(Herosimczyk等,2020)。在斷奶仔豬飼糧中分別添加1%菊粉和1%木質纖維素(以IDF為主),結果發現以SDF為主的菊粉能有效改善仔豬后腸微生物組成,促進后腸發酵和增強結腸屏障功能,但在斷奶后前兩周添加以IDF為主的木質纖維素比菊粉能更有效提高仔豬生長性能和促進營養消化吸收(Chen等,2020)。上述研究表明IDF和SDF調控腸道健康的作用機制不同,對生長性能和營養代謝調控效果也存在差異,需要針對具體纖維原料的特性、基礎飼糧配方結構以及飼喂階段進行評估,以便為動物精準選擇適宜的纖維原料。
飼用竹粉以竹竿竹黃部位加工而成,是一種以IDF為主的濃縮纖維原料,粗纖維含量可達40%以上。研究發現,在仔豬斷奶后前2周(代發文等,2021)和1~22日齡肉仔雞(Dai等,2022)飼糧中添加1%超微竹黃粉有改善平均日增重和料肉比作用,具有作為一種幼齡動物優質膳食纖維的潛力。當前不同來源纖維原料的市場售價差異較大,我國竹資源豐富,飼用竹粉價格相較于一般以SDF為主的原料低很多。本課題組前期研究表明,在妊娠母豬飼糧中添加以SDF主的商品纖維原料YWS或以IDF為主的飼用竹粉均可改善妊娠母豬刻板行為,飼用竹粉組母豬糞便大腸桿菌數量顯著低于YWS組(代發文等,2021)。本試驗進一步評估了飼用竹粉和YWS對斷奶仔豬生長性能、血清生化指標和飼養經濟效益的影響,為斷奶仔豬飼糧中膳食纖維原料的選用提供科學參考。
1.1 試驗材料 以SDF為主的膳食纖維原料,商品名為YWS,由湖北某生物科技公司生產提供,溶水體積為15 mL/g;以IDF為主的膳食纖維原料,飼用竹粉,采集5~6年楠竹竹竿,去除竹青,進行粗粉烘干至含10%~12%水分后采用錘片式粉碎機加工過80目篩,制備方法同代發文等(2021),溶水體積為6.5 mL/g,粗纖維為42.6%。1.2試驗動物與分組處理 本試驗選擇72頭28日齡、體重相近、健康的杜×長×大斷奶仔豬,按體重和性別隨機分為3組,每組4個重復,每個重復6頭仔豬。對照組(CON組)飼喂不含抗生素的基礎飼糧,試驗Ⅰ、Ⅱ組分別在基礎飼糧中添加1%SDF原料YWS、1%IDF原料飼用竹粉。試驗預飼3 d,正式試驗期為14 d。所有試驗豬只自由飲水,按頓飼喂,每天飼喂4頓,以每頓投料1 h后料槽底部無剩余料為下頓投料標準。參考NRC2012營養標準配制試驗飼糧,飼糧原料組成和營養水平見表1所示。

表1 試驗飼糧原料組成及營養水平
1.3 測定指標與方法
1.3.1 生長性能 在試驗開始和結束當日早上7:00對已空腹12 h仔豬進行稱重,以重復為單位計算試驗期間平均日增重、平均日采食量和料肉比。試驗期間所有試驗豬均未發生腹瀉,故未作腹瀉率統計。
1.3.2 經濟效益分析 試驗結束后,根據試驗仔豬初始重量和結束重量、料肉比、飼料單價等計算頭均增重、頭均耗料量、頭均耗料成本、頭均增重收入和頭均利潤。
1.3.3 血清生化指標 試驗結束當天早上7:00從每個重復欄內隨機選擇2頭接近平均體重的仔豬前腔靜脈采集血液,3000 r/min離心10 min,分離血清,并在-80℃冰箱保存待測。試驗仔豬血清生化指標包括葡萄糖、甘油三酯、總膽固醇、總蛋白和尿素氮,均采用南京建成生物工程研究所試劑盒測定。血清葡萄糖、甘油三酯、總膽固醇和尿素氮采用酶法測定,試劑盒編號分別為F006、A110、A111和C013;血清總蛋白采用銅藍蛋白法測定,試劑盒編號為A029。
1.4 數據統計與分析 數據先用Excel 2013整理后,采用SPSS 25.0統計軟件進行ANOVA單因素方差分析,并用LSD程序對不同處理組斷奶仔豬生長性能和血清生化指標進行多重比較分析,結果以“平均值±標準誤”表示,P<0.05表示差異顯著。
2.1 不同纖維原料對斷奶仔豬生長性能的影響由表2可知,與對照組相比,試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組斷奶仔豬平均日增重有提高趨勢,分別增加21.43%、12.99%,但均未達到顯著水平 (P>0.05)。試驗Ⅰ組和Ⅱ組斷奶仔豬料肉比分別比對照組降低16.77%、10.56%,也均未達到顯著水平(P>0.05)。添加纖維試驗組斷奶仔豬平均日采食量與對照組無顯著性差異(P>0.05)。上述結果表明,斷奶仔豬飼糧中添加1%飼用竹粉或YWS可能具有一定改善生長性能的作用,并主要表現在平均日增重方面。

表2 不同纖維原料對斷奶仔豬生長性能的影響
2.2 不同纖維原料對斷奶仔豬經濟效益的影響由表3可知,與對照組相比,試驗Ⅰ組頭均耗料成本增加0.69元,每頭斷奶仔豬增重利潤提高6.21元;試驗Ⅱ組頭均耗料成本增加0.33元,每頭斷奶仔豬增重利潤提高3.87元。與試驗Ⅱ組相比,試驗Ⅰ組頭均耗料成本增加0.36元,但每頭斷奶仔豬增重利潤增加2.34元。結果表明,在斷奶仔豬飼糧中添加1%飼用竹粉或YWS均可使斷奶仔豬增重經濟效益有所提高,其中YWS改善幅度更大。

表3 不同纖維原料對斷奶仔豬增重經濟效益的影響
2.3 不同纖維原料對斷奶仔豬血清生化指標的影響 由表4可知,添加纖維原料可顯著影響斷奶仔豬血清總膽固醇含量,試驗Ⅱ組血清總膽固醇顯著高于對照組(P<0.05),提高了87.6%;試驗Ⅰ組血清總膽固醇比對照組提高67.2%,但未達到顯著水平(P>0.05)。試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組斷奶仔豬甘油三酯含量分別比對照組提高17.0%、46.0%,但未達到顯著水平(P>0.05)。試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組斷奶仔豬總蛋白含量與對照組均無顯著性差異(P>0.05),血清尿素氮含量分別比對照組降低25.24%(P>0.05)、17.31%(P>0.05)。試驗Ⅰ組和試驗Ⅱ組斷奶仔豬血清葡萄糖含量與對照組均無顯著性差異(P>0.05)。上述結果表明,斷奶仔豬飼糧中添加1%飼用竹粉或YWS對斷奶仔豬糖代謝無負面影響,可能對脂類和蛋白代謝有一定促進作用。

表4 不同纖維原料對斷奶仔豬血清生化指標的影響
3.1 不同纖維原料對斷奶仔豬生長性能的影響SDF和IDF纖維原料理化特性和纖維特性差異較大,在調控腸道健康和機體生長方面也存在較大差異。在SDF纖維原料調控斷奶仔豬生長性能研究報道中發現,甜菜漿中的可溶性纖維可通過增加乳酸菌等有益細菌比例,減少腹瀉發生率以及提高生長性能(Yan等,2017);可溶性纖維菊粉也可增加斷奶仔豬腸道中有益菌數量,從而提高其生長性能(盧軍霞等,2020)。本試驗中所用的YWS為一種商品化的可溶性纖維,吸水膨脹性較好,在斷奶仔豬飼糧中添加1%有改善生長性能趨勢,平均日增重比對照組提高21.43%。
斷奶仔豬飼糧通常淀粉糊化度較高,仔豬腸道食糜黏度較大。Wang等(2018)研究發現,斷奶仔豬飼糧中應用高含量可發酵碳水化物原料可能會降低采食量、增重和糞便評分。在斷奶仔豬大麥、小麥、玉米、豆粕型基礎飼糧中添加4%麩皮可顯著降低養分和能量消化率,但顯著提高食糜和糞便中揮發性脂肪酸含量(Koo等,2017)。而另一試驗發現,在斷奶仔豬飼糧中添加5%麩皮可調控糞便菌群組成,提高揮發性脂肪酸含量,顯著改善料肉比(Zhao等,2018)。麩皮作為谷物種皮以IDF為主,斷奶仔豬飼糧中應用IDF可能與SDF類似也能通過調控后腸道發酵改善生長性能,但需關注添加水平對養分消化率的影響。另一添加1%IDF或SDF原料對斷奶仔豬生長性能的影響試驗中發現,在斷奶后前2周應用IDF原料對生長性能的改善效果優于SDF,而從整個試驗期(斷奶后四周)來看兩種纖維原料復配效果更好(Chen等,2020),這表明應用階段對IDF的應用效果也存在影響。
當前我國豬場養殖管理中斷奶仔豬飼喂階段通常為斷奶至斷奶后2周,因此本項目以斷奶后2周為周期進行不同纖維原料應用對比試驗。本試驗中所用飼用竹粉以竹黃部分進行制作,粉碎細度為80目,屬于以IDF為主的纖維原料。代發文等(2021)試驗發現,添加1%80目飼用竹粉對斷奶仔豬生長性能有一定改善作用,但未達到顯著水平;而超微竹粉體外消化率高于80目飼用竹粉,可顯著改善斷奶仔豬平均日增重和料肉比。與此相似的是,本試驗發現添加1%80目竹粉對斷奶仔豬具有一定改善平均日增重作用,但差異不明顯,這說明竹粉可作為一種斷奶仔豬優質的IDF原料,但需要關注其粉碎細度對斷奶仔豬消化率的影響。在本試驗中,YWS和飼用竹粉對斷奶仔豬生長性能的改善主要表現在平均日增重方面,斷奶后增重對斷奶應激綜合征和后期出欄時間都具有改善作用,在斷奶仔豬飼糧配制中添加適當的纖維原料是有效可行的。
3.2 不同纖維原料對斷奶仔豬經濟效益的影響纖維營養作為第七大營養素,近年來成為行業研究熱點,市場上開發了許多新型纖維飼料原料產品,價格差異較大。本試驗中選用的SDF原料YWS可溶性較好,市場售價較高。我國是世界竹資源最豐富的國家,據第九次全國森林資源調查報道,我國竹林種植面積達641.2萬公頃,占世界竹林資源的1/3。當前我國竹材主要用于造紙、編制和家具等,本試驗中應用的竹粉以竹黃制作,原料來源豐富,價格相對較低。本試驗以YWS配制的斷奶仔豬飼糧單價成本高于對照組和飼用竹粉組,而斷奶仔豬增重經濟效益主要受增重和耗料量兩大因素影響。在本試驗條件下,斷奶后兩周的平均日增重為154~187 g/d,增重效果優于在斷奶后10 d平均日增重出現負增長的試驗研究報道(Molist等,2009),差于另一不同纖維調控斷奶仔豬試驗中斷奶后兩周平均日增重為230~264 g/d(Chen等,2020),這表明本試驗增重性能還有改善空間。本試驗發現在斷奶仔豬飼糧中添加1%飼用竹粉或YWS對增重經濟效益均有所提高,其中YWS改善幅度更大,這與其增重效果更好有關。應用纖維原料通過提高斷奶仔豬增重來改善經濟效益可能是開發新型纖維原料價值研究的重要方向。
3.3 不同纖維原料對斷奶仔豬血清生化指標的影響 血清生化指標能在一定程度反映機體各項代謝功能情況。食物中的碳水化合物經過胃腸道一系列酶消化成葡萄糖,通過腸黏膜吸收轉運進入血液,為機體生命活動提供能量。在正常情況下,機體糖的合成和分解處于動態平衡,血清葡萄糖含量保持相對穩定。本試驗發現添加1%飼用竹粉或YWS對斷奶仔豬血糖水平無明顯影響,這表明應用這兩種纖維原料對機體糖代謝可能無負面作用。
血清總蛋白是血清固體成分中含量最多的物質,主要反映肝臟合成功能和腎臟病變造成蛋白質丟失的情況,也可間接反映機體的蛋白質營養代謝狀況。血清尿素氮含量與氨基酸結合蛋白濃度有關,尿素氮水平降低表明血中氨基酸的生成功能提高,機體蛋白質代謝處于良好狀態。王亞琦等(2009)研究發現,與對照組相比,添加0.3%纖維組斷奶仔豬血清總蛋白含量無明顯變化,血清尿素氮水平顯著降低,生長性能得到顯著改善。與此相似的是,本試驗也發現添加纖維試驗I組和II組斷奶仔豬血清總蛋白無明顯變化,尿素氮濃度有降低趨勢,這表明添加1%飼用竹粉或YWS可能有助改善斷奶仔豬機體蛋白質代謝。
不同類型纖維原料對機體營養代謝存在不同程度的影響作用,Gao等(2015)研究發現,在育肥豬飼糧中添加SDF原料菊粉可顯著提高糞便中揮發性脂肪酸含量,而添加IDF原料羧甲基纖維素可顯著提高粗蛋白質、粗脂肪和中性洗滌纖維回腸消化率。血清總膽固醇和甘油三酯是兩種最重要的血脂組成成分,在機體代謝和生長中起關鍵作用,其血清濃度可作為血脂代謝指標。代發文等(2021)研究發現,在斷奶仔豬飼糧中添加超微竹粉可顯著提高平均日增重,其血清總膽固醇含量顯著升高。本試驗也發現添加飼用竹粉組斷奶仔豬血清總膽固醇含量顯著提高,YWS組也有升高趨勢,這表明應用這兩種纖維原料均具有一定促進脂質代謝作用,這可能與其能增強后腸發酵或提高脂肪消化率有關。
在本試驗條件下,斷奶仔豬飼糧中添加1%飼用竹粉或YWS可能通過促進機體脂肪代謝和改善蛋白質代謝來實現一定改善生長性能的趨勢作用。應用飼用竹粉或YWS有助通過改善斷奶仔豬平均日增重來緩解耗料成本的上升而實現經濟效益的一定改善。