膳食纖維在母豬料中的應用特性

IMCTT

　　作為“第七營養素”的膳食纖維在母豬上的應用已逐漸被人們所認同。然而大家對在母豬中應該利用纖維的哪些營養、生理功能似乎很模糊，因此對母豬纖維源的選擇也不知所措。了解纖維在母豬中通常考慮的應用特性，有利于根據這些應用特性分析如何選擇合適的纖維源。

　　纖維的營養（供能）作用

　　纖維雖然不能被動物所分泌的內源消化酶降解，但可以被微生物發酵利用，產生揮發性脂肪酸，為動物提供所需的部分能量。研究表明后腸發酵可以滿足25-30%母豬維持能量需要。由于母豬微生物區系比生長豬更加豐富，因此人們已經認識到纖維原料的代謝能可能被低估。但纖維在這種供能作用的重要性，并不在于纖維發酵所產生揮發性脂肪酸的能值，而是在于纖維發酵緩慢釋放能量的方式。對于繁殖母豬來說，緩慢均衡供能，維持血糖穩定應該比提供的總消化能量更加重要。維持母豬血糖穩定對于胚胎的發育、母體的健康、限制飼喂的情況下母豬的飽感維持等具有重要意義。除了木質素幾乎不被發酵外，其他膳食纖維組分均可以發酵。膳食纖維的降解程度和速度與其溶解性、化學結構、顆粒大小以及動物腸道本身微生物區系（如年齡）等因素有關。可溶性纖維通常容易被快速發酵，而不溶性纖維相對難以發酵，發酵速度緩慢。顆粒小的纖維容易發酵，而顆粒較大的纖維相對難以發酵（將可溶性纖維等同于可發酵纖維，不溶性纖維等同于不可發酵纖維，其實這是非常不準確的！）。就不同的纖維源而言，可溶性纖維發酵速度較快，且發酵更加完全，因此具有比不溶性纖維更高的消化系數和能量貢獻。然而不溶性纖維（慢速可發酵纖維）在緩慢均衡供能方面比快速發酵的可溶性纖維更有優勢！而且這種慢速發酵的纖維（通常是不溶性纖維）可以加快小腸食糜轉運，使更多的養分通過后腸發酵的方式緩慢釋放能量（盡管一定程度上降低了養分利用效率），有利于維持血糖持續的穩定。

　　纖維增強或延長飽感的作用

　　目前國內普遍對妊娠母豬采用限制飼喂的方式。限制飼喂有利于早期胚胎的著床，并避免母豬過肥以及胎兒過大的問題。然而限制飼喂通常會導致母豬饑餓應激和煩躁不安，影響胚胎的發育并可能導致母豬隱性流產。因此考慮在限飼母豬料中增加纖維以增強或延長母豬的飽感，減少饑餓應激。纖維的這種作用依賴于纖維的吸水膨脹性和發酵性。纖維具有吸水性。但不溶性纖維和可溶性纖維結合水的方式不同，不同來源、化學組成、結構及物理特性的纖維吸水力大小不同。可溶性纖維主要通過分子內酯鍵、氫鍵或醚鍵與水分子形成氫鍵或通過水合后形成膠體攜帶大量的水分。而不溶性纖維主要通過范德華力，離子力和極性作用形成網狀結構結合部分水（虹吸作用）。纖維吸水后體積可以達到原來的8倍以上，引起胃脹，產生物理性飽感。然而這種飽感隨著食糜排空，飽感會迅速消失，重新產生饑餓感（通常豬胃排空的時間為2小時左右，而豬兩次飼喂的時間間隔要遠遠長于胃排空的時間），引起豬刻板行為的發生。這種類型的纖維產品通常在歐洲國家因考慮動物福利（不允許限制飼喂），作為避免懷孕母豬因過量采食而造成營養過量的管理工具。然而在其他國家（如中國），懷孕母豬普遍采用限制飼喂，在這種情況下，纖維的限飼作用就顯得沒有太多必要。相反這種纖維可能限制某些階段（如哺乳母豬、生長豬等）實現采食量的最大化。在限制飼喂的情況下，維持豬只的飽感，減少饑餓應激以及刻板行為的發生頻率，對妊娠母豬的保胎尤其重要，但通過添加吸水膨脹性大的纖維，增加物理飽感顯然是不夠的。我們認為從維持血糖穩定的角度考慮，增強化學性飽感，對于緩解饑餓感，減少刻板行為，可能更加有效，飽感的持續時間更長。有研究發現可發酵纖維的飽感作用要強于粘性和膨脹性大的纖維（Souza da Silva等，2012）。可發酵纖維在后腸發酵產生的揮發性脂肪酸，被吸收后具有可以減緩血糖下降的潛力，可以緩解母豬的饑餓感，而且這種作用相對物理性飽感持續時間更長。（Souza da Silva等，2013）研究發現，與快速發酵纖維相比，慢速發酵纖維飽感作用更長。另外研究發現纖維發酵產生的SCFA特別是丁酸可以促進內分泌細胞分泌飽感肽（如PYY，GLP-1），通過直接作用于中樞神經引起動物的飽感（Souza da Silva等，2012；Zhou等，2006）。因此用吸水膨脹性來評價纖維增強豬只飽感的指標，存在一定的片面性。


　　纖維的清腸通便作用

　　母豬限位欄飼養、限制飼喂的方式，妊娠后期胎兒體重的增加，使母豬腸道蠕動減慢，以及分娩之后的激素分泌的短期紊亂等因素導致母豬容易出現便秘。纖維可以促進胃腸蠕動，加快食糜的轉運，增加排便頻率，減少母豬便秘，并抑制病原菌的逆行，減少內毒素的危害。纖維的這種作用依賴于纖維的不溶性和不可消化性。進入腸道的不溶性纖維給大腦的信號是不可消化，通過指令腸道加快蠕動，將這些不溶性纖維盡快往腸道后端推送，并進一步排出體外。而可溶性纖維進入胃腸道后被認為是可消化的，反饋的信號應該盡可能的消化吸收。另外大多數可溶性纖維（特別是含果膠的纖維）會使食糜的粘度增加，使排空時間延長（Brownlee，2011）。因此從纖維的清腸通便作用來說，使用不溶性纖維更有利。

　　纖維對腸道微生物的作用（益生元作用）

　　穩定優化的腸道微生物區系對母豬健康，以及分娩后哺乳仔豬的健康具有重要的影響。纖維可以作為腸道微生物生長繁殖的營養基質，被腸道微生物發酵利用，從而對腸道微生物區系的組成產生影響。不同纖維源纖維組成及組分含量比例差異非常大，其發酵性以及對腸道微生物的影響也是不同的。有些可發酵纖維組分（如菊粉）可以被腸道乳酸菌等有益微生物（如乳酸菌）所利用，起到益生元作用，這些有益菌對腸道中有害菌起到競爭性抑制作用；而有些纖維則可能更容易被有害微生物（如產氣莢膜梭菌）所利用；有些纖維發酵可以產生更多的短鏈脂肪酸，具有酸化和供能作用，而有些纖維組分（如豆皮中的大豆寡糖）容易被一些產氣微生物所利用，產生大量的氣體（如CO2、H2、甲烷等）引起脹氣和不適；不同纖維發酵產生的揮發性脂肪酸的組成也會不同，比如萬利纖（OptiCell）發酵產生更高比例的丁酸、乳酸，不僅具有供能作用，而且還具有其他重要的生理作用；因此在利用纖維可發酵性角度，在生產實際應用過程中，應該選擇具有益生作用的纖維，促進有益菌的增殖，優化腸道微生物區系，同時增加有益的發酵產物（特別是丁酸）比例，減少不良細菌發酵，及有害產物的生成。

　　纖維的其他應用特性

　　滿足咀嚼的需要。豬類似于老鼠和兔子，天生喜歡纖維食物以滿足其咀嚼的生理需要。缺乏纖維通常會導致母豬煩躁不安，影響胚胎的著床和胎兒的發育。研究表明木質纖維和粘性的纖維增加纖維的咀嚼性（Howarth等2001）

　　現在越來越多的人開始關注纖維對胰島素的調節作用。增加日糧纖維不僅有利于穩定血糖濃度，而且對胰島素的分泌同樣具有穩定作用(De Leeuw等，2004)，反過來，增加纖維有利于避免出現胰島素抵抗。機體代償性分泌過多的胰島素，嚴重影響母豬的健康并導致其他激素紊亂和代謝失調。日糧纖維被腸道微生物利用產生揮發性脂肪酸，可能通過降低血液中游離脂肪酸濃度，從而改善胰島素的敏感性。

　　妊娠期使用纖維對哺乳母豬采食和泌乳的調控作用。研究發現增加妊娠母豬日糧纖維水平，提高母豬哺乳期平均采食量，并增加泌乳激素的分泌（Quesnel等，2009；Dourmed等，2009）。其可能的機理中除了增加胃腸容量以適應哺乳期采食量快速增加（Matte等，1994；Danielsen和vestergaard，2001）外，纖維在后腸發酵產生的揮發性脂肪酸，參與激素的調控，提高胰島素敏感性，減少母豬胰島素抵抗，降低循環中Leptin水平，減少對采食的抑制作用有關。


　　本文來源：北京九州互聯