日粮纤维在猪饲料中的应用研究进展.pdf
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1、日粮纤维在猪饲料中的应用研究进展2023 年 第 9 期日粮纤维在猪饲料中的应用研究进展张丽娜1,2,陈清华1*,宋友灿3(1.湖南农业大学动物科技学院,湖南 长沙 410128;2.湖南普爱生物饲料有限公司,湖南 岳阳 414000;3.龙山县靛房镇农业综合服务中心,湖南 龙山 416800)摘 要:日粮纤维包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶和-葡聚糖等,被称为第七大营养素物质。由于不能被哺乳动物内源酶消化,高纤维日粮被认为会降低饲料养分利用率和生产性能,但日粮纤维在维持动物体肠道健康、改善酮体品质以及母猪福利等方面具有重要作用。随着饲料工业中开始使用纤维素酶制剂,使高纤维日粮得到了更广泛的
2、应用。文章就日粮纤维的营养特性、对各阶段猪(仔猪、生长育肥猪、妊娠母猪和哺乳母猪)的影响以及纤维酶制剂使用情况进行综述,旨在为日粮纤维在猪饲料中的应用提供参考。关键词:日粮纤维;猪生产;生长性能;肠道健康;母猪福利;酶制剂中图分类号:S 828 文献标识码:A 文章编号:1672-9692(2023)09-0065-05Research progress on the application of dietary fiber in pig feedZhang Lina1,2,Chen Qinghua1*,Song Youcan3(1.College of Animal Science and
3、Technology,Hunan Agricultural University,Hunan Changsha 410128;2.Hunan Puai Biological Feed Co.,Ltd.,Hunan Yueyang 414000;3.Agricultural Comprehensive Service Center,Longshan County,Hunan Longshan 416800)Abstract:Dietary fibers include cellulose,hemicellulose,lignin,pectin and beta-glucan,which are
4、known as the seventh nutrient.Because it cannot be digested by mammalian endogenous enzymes,high-fiber diets are thought to reduce nutrient utilization and production performance,but dietary fiber plays an important role in maintaining animal intestinal health,improving ketone body quality and sow w
5、elfare.With the beginning of the use of cellulase preparations in the feed industry,high-fiber diets have been more widely used.The nutritional properties of dietary fiber,its effects on pigs at different stages(piglets,growing-finishing pigs,pregnant sows and lactating sows)and the use of fibrase p
6、reparations were reviewed in the paper,aiming to provide reference for the application of dietary fiber in pig feed.Key words:Dietary fiber;Pig production;Growth performance;Intestinal health;Sow welfare;Enzyme preparation传统的猪饲料主要为玉米、豆粕型日粮。近年来,玉米、豆粕等原料紧缺,使新型饲料原料的高效利用成为国内外动物营养研究的热点。纤维原料由于产量大、成本低等特点,受
7、到许多营养学家们的关注与研究。日粮纤维被认为是非淀粉多糖(NSP)和木质素的总和1,根据溶水性不同分为不溶性NSP(如纤维素)和可溶性NSP(如-葡聚糖和阿拉伯木聚糖)。日粮纤维含量越高,饲料的消化率越低,净能值降低2。因为粗纤维不仅影响饲料中蛋白质和氨基酸的消化,还会增加内源性蛋白质和氨基酸的损耗,进而降低饲料消化率。本文就日粮纤维的营养特性及其对各阶段猪的影响进行综述,以期为日粮纤维在猪饲料中的应用提供参考。1粗纤维的营养特性由于猪的消化道内缺乏消化粗纤维的内源性酶,消化道前段缺乏大量的微生物降解粗纤维物质。因此,常认为日粮纤维含量过高会降低猪的采食量和其他营养物质的消化利用率。然而,日粮
8、纤维到达消化道后端的盲肠及结肠时,能够被肠道中的微生物部分利用,从而为动物提供部分营养。研究表明,粗纤维与细胞内容物的比值会影响粗饲料能量利用率3。纤维素的来源、日粮水平以及加工程度影响单胃动物对纤维素的利用4。因此,日粮纤维对猪既具有抗营养作用又具有特殊的营养作用。1.1改善肠道健康粗纤维可调节胃肠道食糜排空速度,进而保证肠道通收稿日期:2023-02-15作者简介:张丽娜,硕士,研究方向为动物营养与饲料科学。通讯作者:陈清华,博士,教授,博士生导师,研究方向为饲料资源开发与利用。652023 年 第 9 期Modern Journal of Animal Husbandry and Vet
9、erinary Medicine畅,防止便秘。粗纤维通过其发酵产物影响肠道蠕动和食糜流通速度,促进小肠绒毛发育。NRC(1989)中指出,发酵产生的短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)可为肠道上皮细胞提供能量,促进其发育。陈瑾等5研究发现,纤维发酵产生的SCFAs具有抗菌作用,能够促进肠道健康,降低肠道pH值,有利于双歧杆菌及乳酸杆菌等有益微生物生长,并且抑制其他病原菌生长。某些寡糖在胃肠道内可作为某些细菌生长的底物,促进有益菌生长,抑制肠道病原微生物繁殖,从而维持胃肠道微生物区系平衡。不同纤维来源对细菌增殖的影响不同,如-木聚糖发酵会影响双歧杆菌增殖,而果
10、胶发酵会刺激乳酸杆菌增殖。含有高水平、不溶性、非淀粉多糖的谷物发酵会刺激纤维素分解瘤胃球菌样细菌和木聚糖分解梭菌样细菌6。粗纤维既有利于糖苷键水解酶的主降解微生物的生长,还可通过“互养模式”促进其他相关微生物的增殖,进而调节肠道微生物菌群7。研究表明,纤维可以优化肠道菌群,如添加34%抗性淀粉可增加结肠前段丁酸菌柔嫩梭菌、布氏瘤胃球菌丰度,降低潜在致病微生物大肠杆菌和假单胞菌属丰度8。王鹏9研究了发酵玉米秸秆对育肥猪生产性能、盲肠微生物区系的影响,发现日粮纤维丰富了猪肠道微生物多样性,肠道微生物多样性越高,肠道菌群结构越稳定。白雅绮10研究发现,高纤维日粮与益生菌联用能够显著改善肥育猪肠道菌群
11、结构,提高粪便瘤胃球菌属等有益菌的丰度,降低大肠杆菌志贺菌属的丰度。张玲等11研究短期饲喂可溶性和不可溶性日粮纤维对生长猪生产性能、肠道微生物区系、代谢产物的影响,发现不溶性纤维可使猪直肠中微生物多样性增加,相反可溶性纤维可使猪直肠中微生物多样性降低。1.2提供能量妊娠母猪饲料中添加适量的易于消化吸收的粗纤维饲料,可为母猪提供能量,还可提高初乳脂肪含量,利于提升仔猪的成活率和生长性能12。纤维在分解SCFAs时,产生的物质主要包括乙酸、丁酸和丙酸。乙酸为肌肉组织的能量底物,丁酸为结肠上皮细胞代谢活动提供能量,丙酸转换成葡萄糖为动物机体提供能量13。在日粮中,部分多糖被后肠道微生物发酵降解产生挥
12、发性脂肪酸(VFA),经过肠壁时可被大肠吸收,参与体内代谢14。Jorgensen等15研究发现,纤维多糖经猪后肠发酵,产生的消化能约占总消化能吸收量的28.6%。日粮纤维在大肠内生产VFA可提供能量,占比达到猪本身能量需求的5%20%16。1.3解毒动物体内存在一定的毒素及有害物质,若不及时排出将会破坏肠道健康,造成肠道紊乱。粗纤维可以吸附饲料和消化道中的有害物质,将其排出体外。不可溶性纤维可以促进胃肠道内容物排空,减少毒素对肠壁的损伤。部分粗纤维及其分解产物具有一定的黏性,可以通过结合作用降低甚至消除毒性,以此发挥解毒功效。此外,粗纤维中不能发酵的纤维分子空间结构不紧密,具有活性炭功效,可
13、吸附毒素17。1.4减少脂肪沉积,改善酮体品质粗纤维容积大,吸水性强,不易消化,可填充胃容积,使动物产生饱腹感,进而有效调控营养物质的摄入量。在生长育肥猪特别是育肥后期的日粮中适当增加粗纤维含量能够降低脂肪沉积,改善酮体性状,并对提高肉品质(如嫩度、持水力等)具有一定的积极作用18。Kjosetal等19研究发现,日粮中添加15%20%甜菜渣不仅对猪生产性能无显著影响,还会提高猪的瘦肉率。郭庆亭等20研究发现,在育肥猪日粮中用25%甜菜渣替代玉米可以改善酮体品质。饲料中粗纤维含量增加可以减少动物体内的脂肪沉积。有研究指出,粗纤维含量每增加1%,猪的背脂厚度会减少0.5 mm17。1.5其他作用
14、日粮中添加适宜水平的日粮纤维可刺激消化液分泌,如胃液、胆汁以及胰液。杨玉芬等21研究显示,在仔猪日粮中添加一定的粗纤维可以降低血液胆固醇水平,改善血糖水平。可溶性纤维还可以有效降低血清胆固醇水平,减少心血管疾病的发生。日粮纤维通过调节胰岛素敏感性调节糖脂代谢。此外,日粮纤维可防止母猪便秘,减少应激等。在妊娠母猪日粮中添加适宜的粗纤维可以增加母猪饱腹感,减少应激与母猪刻板行为,提高母猪福利,扩大母猪胃肠内容积,保证哺乳期母猪的采食量22。2日粮纤维对猪的影响2.1日粮纤维对仔猪的影响哺乳仔猪早期断奶,对降低生产成本、提高养殖生产效率非常重要。早期断奶最大的难点是防控仔猪腹泻。合适的日粮纤维水平可
15、以刺激肠道发育,促进小肠绒毛生长,有利于营养物质的消化吸收,降低仔猪腹泻率。适当提高断奶仔猪日粮纤维水平能够有效防治断奶仔猪的腹泻,预防仔猪肠道疾病的发生21。屈永峰23研究了粗纤维配方日粮对断奶仔猪营养性腹泻防控的影响,发现饲喂高纤维仔猪日粮(日粮纤维比例控制达到2.96%时),仔猪的营养性腹泻指数控制在0.63以内,腹泻率明显低于对照组。包丽华24试验发现,在日粮中添加苜蓿日粮可使断奶仔猪平均日增重显著提高,腹泻率降低。Berrocoso等25研66现代畜牧兽医2023 年 第 9 期究发现,在43日龄断奶仔猪日粮中添加50 g/kg甜菜渣,肠道内大肠杆菌数量下降而乳酸杆菌数量增加。王维康
16、26研究发现,在断奶仔猪日粮中添加2.5 g/kg菊粉,减少了肠道炎性因子的产生,改善了断奶仔猪肠道屏障结构与功能、后肠微生物菌群结构及肠道健康。但由于断奶仔猪消化功能尚不健全,肠道菌群不稳定。因此,断奶仔猪日粮中纤维的添加水平不合适将会损害断奶仔猪的生长性能。王继强27研究不同纤维水平对仔猪生产性能和健康情况的影响,分别在仔猪日粮中添加低水平中性洗涤纤维(含量为53%)与高纤维水平中性洗涤纤维(含量为7.15%),发现高纤维水平组仔猪的日增重和肠道重量均高于低纤维水平组。2.2日粮纤维对生长育肥猪的影响生长育肥阶段,猪大肠内有较多的细菌可分解粗纤维,将纤维发酵生成VFA提供能量。在不影响生长
17、性能的前提下,饲喂合适的日粮纤维可降低猪采食量且具有较强的饱腹感,可减少脂肪沉积,提高胴体品质。近年来,关于日粮纤维对生长育肥猪的生长性能及肉品质的影响研究较多,其中主要是不同日粮纤维水平对地方品种猪影响的相关研究。戎婧等28研究发现,高纤维日粮(粗纤维含量为10.71%)显著提高了淮猪肌肉的嫩度。付金剑等29分别采用7%、14%和21%小麦麸替代基础日粮饲喂二花脸猪,结果表明,高水平纤维日粮(21%小麦麸替代)不会破坏猪的肠道微生物环境,且二花猪具有较强的耐粗饲能力。上述研究表明,粗纤维能够降低脂肪沉积率,改善胴体性状。不同来源的纤维源对生长育肥猪的影响不同,且麦麸类纤维的作用优于豆类纤维1
18、2。周根来等30研究发现,日粮粗纤维含量为11%时,育肥苏姜猪的平均背膘厚显著下降(P0.05),并改善了猪的胴体性状。何晓芳等31研究了不同日粮纤维水平对新淮猪生长性能的影响,发现当粗纤维水平为7.52%时显著降低了新淮猪平均日采食量,但对平均日增重和料重比均无不利影响。李碧侠等32试验显示,高水平粗纤维日粮可降低猪血脂水平,促进粗蛋白的吸收和利用以及育肥猪生长发育,当日粮纤维水平为9.10%时平均日增重最佳。任敏敏等33研究3个不同纤维水平(纤维水平分别为3.86%、4.55%和5.92%)的日粮对金华猪生长性能的影响,结果发现,适宜的日粮纤维可提高金华猪盲肠中优势菌的丰度,猪的平均日增重
19、显著升高。还有研究表明,采用高纤维日粮(7%麸皮)饲喂梅山肥育猪,尽管降低了猪对粗蛋白质、能量的表观消化率,但猪的生长性能、肠道微生物区系均未受到影响34。张秋华等35研究发现,提高育肥猪日粮的纤维水平可以改善育肥猪酮体品质,但纤维水平过高会降低育肥猪肉品质,以粗纤维水平为7.5%时效益最佳。地方品种猪可表现出更强的耐粗饲能力。山猪具有一定的耐粗饲特性,日粮中粗纤维水平为8%时对其生长性能和酮体性能无显著影响,因而可以降低饲养成本,提高经济效益36。王怡丹等37研究了不同纤维水平对不同阶段的三元杂交猪(DLY)生长性能的影响。结果发现,在生长阶段,粗纤维最适宜添加水平为3.5%;在育肥阶段,粗
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