1、日糧纖維的定義
日糧纖維是由碳水化合物聚合物組成并與其他非碳水化合物組分相聯(lián)系的復(fù)雜混合物。主要在存在于植物細(xì)胞壁中,由非淀粉多糖、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、脂肪酸、蠟等組成(馬慧敏和劉昌奇,2008)。但迄今為止,關(guān)于日糧纖維的定義,尚存爭(zhēng)議。Trowell 等(1976)認(rèn)為日糧纖維包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、樹脂、再生纖維、黏質(zhì)、寡糖和膠質(zhì),以及其他相關(guān)的小物質(zhì),如蠟質(zhì)、角質(zhì)、軟木脂。我國(guó)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家盧德勛認(rèn)為日糧纖維應(yīng)包括三層含義(徐紅蕊等,2006):① DF是日糧中一種具有特殊營(yíng)養(yǎng)生理作用的復(fù)合成分,而不是一種化學(xué)組成相當(dāng)一致的飼料或日糧成分,日糧中組成纖維的單個(gè)成分的營(yíng)養(yǎng)作用并不
等于是日糧纖維的整體營(yíng)養(yǎng)生理作用;② DF組成應(yīng)包括結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性成分兩部分(見表1);③ DF的品質(zhì)指標(biāo),應(yīng)使用可利用指標(biāo)來(lái)取代原來(lái)的粗指標(biāo)。并且對(duì)于單胃動(dòng)物和反芻家畜的可利用纖維指標(biāo)應(yīng)予以區(qū)分。④ DF的分析方法應(yīng)以全面反映日糧纖維定義的上述三層含義為原則,并具有操作簡(jiǎn)便、易行、重復(fù)性強(qiáng)的特點(diǎn)。馬永喜(2001)認(rèn)為,盧德勛的論述是一種理想化的定義和分析方法,同時(shí)提倡使用洗滌纖維體系或非淀粉多糖來(lái)描述日糧纖維。
目前,關(guān)于日糧纖維的認(rèn)識(shí)還存在爭(zhēng)議。所用的分析方法不同,用來(lái)表達(dá)日糧纖維的含義也不盡相同。因此,給日糧纖維的定義和研究帶來(lái)了一定的困難。
2、日糧纖維的理化特性
2.1持水性
持水性是指每單位重量的纖維所能吸收水分的量。由于日糧纖維中含有大量的親水基團(tuán),因此有利于結(jié)合大量的水分子。持水性可以改變腸道食糜的理化狀態(tài),主要表現(xiàn)為纖維與水分的結(jié)合能力。有研究表明(劉秀英等,2007;王進(jìn)波等,2000),不溶性纖維可減少日糧通過(guò)腸道的時(shí)間,增強(qiáng)持水力,促進(jìn)排便,減輕直腸內(nèi)壓力,預(yù)防憩室癥與便秘。由于排泄加快,腸道內(nèi)膽酸和膽固醇同細(xì)菌作用時(shí)間也減少,使致癌物質(zhì)同結(jié)腸黏膜接觸的時(shí)間也縮短,因此對(duì)預(yù)防結(jié)腸癌也有重要作用。此外,也有研究報(bào)道(譚成全等,2012),日糧纖維的持水能力與豬的采食量呈負(fù)相關(guān),這可能與纖維的持水膨脹特性有關(guān),其可以增強(qiáng)動(dòng)物的飽食感,這對(duì)減少動(dòng)物饑餓引起的異常行為,對(duì)單胃動(dòng)物的消化道發(fā)育和控制妊娠母豬的體況等具有重要意義。
2.2粘性
由于日糧纖維中含有果膠、β-葡聚糖、海藻多糖等糖類,吸水后產(chǎn)生溶脹,通過(guò)分子之間的交互作用,呈現(xiàn)出一定的黏性。日糧纖維的粘性與其分子量、化學(xué)結(jié)構(gòu)和與其連接的其它細(xì)胞壁化合物有關(guān)。在低濃度時(shí),因與水分子互作而增加了溶液的黏性。隨著濃度的增加,多糖會(huì)交織成網(wǎng)狀(Launay和Lisch,1983)。纖維的黏性可延緩和降低其他養(yǎng)分的吸收,故可以調(diào)節(jié)采食后血糖濃度。李麗和王紅玲(2010)研究發(fā)現(xiàn),小麥麩膳食纖維具有降低糖尿病小鼠空腹血糖的作用以及增強(qiáng)糖尿病小鼠糖耐量的作用。徐向陽(yáng)等(2006)研究表明,隨著飼料中苜蓿草粉添加水平的提高,血液中尿素氮、甘油三酯、血糖和膽固醇含量遞減。
2.3可發(fā)酵性
日糧纖維雖不能被動(dòng)物酶解,但可被微生物部分、選擇性的(如纖維素、半纖維素和一些非淀粉多糖等)發(fā)酵降解為揮發(fā)性的脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸等)。它們不僅可提供動(dòng)物生長(zhǎng)所需的部分能量物質(zhì),還可改善腸道健康狀況和調(diào)控腸道微生物區(qū)系。王瑞曉(1999)研究表明,飼喂苜蓿草粉、稻谷殼、果膠能增加鵝十二指腸絨毛的長(zhǎng)度。董亞芳(1998)研究表明,粗纖維對(duì)于維護(hù)仔兔腸道黏膜的健康狀態(tài),避免細(xì)菌在腸道內(nèi)增殖具有重要作用。
2.4陽(yáng)離子交換能力
由于日糧纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)中帶有羥基或羧基等側(cè)鏈基團(tuán),能與周圍的陽(yáng)離子發(fā)生可逆的交換吸附,這種可逆的交換作用并不是單純的結(jié)合,而是改變離子的瞬間濃度,起到一定的稀釋作用并延長(zhǎng)它們的轉(zhuǎn)換時(shí)間,這可能影響礦物質(zhì)的利用率。Girard等(1995)的研究表明,母豬采食纖維日糧后,鈣、磷、銅、鋅的利用率下降。趙佩錚和龐平(1998)報(bào)道粗纖維能與鈣、鎂、鋅、銅等礦物質(zhì)結(jié)合,使它們不能被單胃動(dòng)物吸收利用。
3、日糧纖維對(duì)妊娠母豬的影響
3.1日糧纖維對(duì)妊娠母豬消化道的影響
日糧纖維在腸道微生物發(fā)酵的作用下,改變了腸道微生物區(qū)系,進(jìn)而對(duì)調(diào)控動(dòng)物腸道健康機(jī)制具有一定的作用。Awati(2005)報(bào)道,健康動(dòng)物腸道優(yōu)勢(shì)菌受日糧組成的影響,而日糧纖維可起到重要的作用。楊玉芬等(2010)研究表明,提高妊娠母豬飼料中的纖維水平,可改善糞便菌群組成,母豬妊娠前期和后期糞便乳酸桿菌數(shù)量顯著升高,大腸桿菌數(shù)量顯著降低。鄧敦等(2015)研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加蘋果渣后,母豬排便通暢,糞形呈筒狀,堆積成形,顯著降低了妊娠母豬便秘的發(fā)生,試驗(yàn)組比對(duì)照組降低35%。王九峰和楊立彬(2001)研究了不同類型的日糧纖維對(duì)懷孕母豬胃腸道微生物狀態(tài)的影響,表明妊娠母豬早飼后0.5 h胃內(nèi)大腸桿菌總數(shù)、乳酸菌總數(shù)、乳桿菌總數(shù)、腸球菌總數(shù)以及酵母菌總數(shù)均達(dá)最高值,但采食后1 h時(shí)的豬胃內(nèi)大腸桿菌總數(shù),甜菜纖維組(高可溶性纖維日糧)顯著低于對(duì)照組(低纖維日糧)和麥麩纖維組(高不可溶性纖維日糧)。Wang等(2003)研究表明,在母豬日糧中添加適量的甜菜渣,可明顯提高胃腸道中乙酸含量,降低大腸桿菌數(shù)量。Morkoc(1983)等也研究發(fā)現(xiàn),高纖維的日糧可加快食糜的流通,進(jìn)而減少產(chǎn)生內(nèi)毒素有害菌數(shù)。此外,也有報(bào)道(徐立蛟等,2012),日糧纖維可以促進(jìn)腸道黏液的分泌,而好的黏液層可為腸道抵抗病原微生物的侵襲提供更好的保護(hù)作用??傊?,日糧纖維可顯著影響胃腸道內(nèi)菌群平衡,且根據(jù)日糧纖維來(lái)源和動(dòng)物的生理狀態(tài)對(duì)其健康產(chǎn)生有益或有害的影響。
3.2日糧纖維對(duì)妊娠母豬增重的影響
日糧粗纖維水平對(duì)妊娠期母豬增重具有一定的影響。在實(shí)際生產(chǎn)中,為了不使母豬過(guò)肥又能吃飽,一般在日糧中添加適量的纖維飼料來(lái)降低日糧的能量水平。彭寶安等(2011)在母豬妊娠期用不同比例的紫花苜蓿鮮草代替部分精料,研究發(fā)現(xiàn)隨著紫花苜蓿鮮草替代量的增加,繁殖期母豬體增重和背膘增加量均呈先升后降的趨勢(shì),而妊娠期母豬背膘增加量和泌乳期母豬背膘減少量依次下降。Danielsen 等(2001)對(duì)妊娠母豬分別飼喂3種含不同種類的粗纖維日糧(即大麥和豆粕型、甜菜渣型、干草粉、麥麩、燕麥殼混合型纖維日糧),同時(shí)保證各試驗(yàn)組母豬妊娠期總能的攝入量相同,連續(xù)進(jìn)行3個(gè)繁殖期的試驗(yàn)。結(jié)果表明,采食高纖維組日糧的母豬妊娠期增重和分娩時(shí)的體重?fù)p失要遠(yuǎn)大于低纖維日糧。張虎等(2012)在母豬妊娠期間分別飼喂含3%、5%、7%、9%和11%的粗纖維日糧,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著日糧中粗纖維含量的增加,妊娠期間的增重有所增加,但是當(dāng)粗纖維含量超過(guò)9% 時(shí),妊娠期增重呈下降趨勢(shì)。這可能是由于纖維含量過(guò)高,母豬的利用率下降導(dǎo)致。因此可知,日糧纖維對(duì)控制妊娠母豬的體況等具有一定的調(diào)節(jié)作用。
3.3日糧纖維對(duì)妊娠母豬產(chǎn)前行為的影響
在養(yǎng)豬的過(guò)程中,通常會(huì)在妊娠期對(duì)母豬進(jìn)行限飼,妊娠期間飼喂給母豬的飼料遠(yuǎn)低于其需求量,因此可能引起母豬饑餓應(yīng)激的發(fā)生,產(chǎn)生一些規(guī)癖行為,進(jìn)而影響母豬的繁殖性能。Guillemet等(2006)研究了高纖維日糧對(duì)妊娠母豬行為的影響。結(jié)果表明,飼喂高纖維日糧可減少母豬之間的爭(zhēng)斗,飲水量降低,采食時(shí)間和采食量有所提高。Le等(2000)研究發(fā)現(xiàn),在妊娠母豬飼糧中添加30%水菠菜,與對(duì)照組相比,母豬顯得更加安靜。武曉紅等(2003)通過(guò)在不同粗纖維水平飼糧對(duì)妊娠母豬行為規(guī)癖影響的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),飼喂妊娠母豬高纖維飼糧,減少了其行為規(guī)癖(即無(wú)食咀嚼、與地面、與飼槽、圍欄有關(guān)的行為)的發(fā)生,并增加了趴臥時(shí)間,且以粗纖維含量為16.53%效果最佳,這表明飼喂妊娠母豬高纖維飼糧對(duì)其福利有益。雷宣會(huì)等(2010) 通過(guò)分別在妊娠母豬日糧中添飼新鮮雜交狼尾草0、0.25、0.5和0.75kg/d,研究了添飼雜交狼尾草對(duì)妊娠母豬規(guī)癖行為的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),雜交狼尾草對(duì)母豬異常行為的影響因妊娠階段和行為類型不同而異,但均隨著狼尾草添加水平的提高而下降,且以妊娠前期飼喂雜交狼尾草的效果最佳,添飼量以0.75 kg/d最合適。Brouns等(1994)認(rèn)為妊娠母豬異常行為的發(fā)生主要與母豬的限飼有關(guān),如果提高飼糧中的纖維含量,降低飼糧的能量,使母豬采食足夠的高纖維日糧,產(chǎn)生飽腹感,可以有效的改善母豬的異常行為。
3.4日糧纖維對(duì)妊娠母豬內(nèi)分泌的影響
母豬
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