摘  要：日糧膳食纖維（Dietary Fiber，DF）具有多種理化特性及功能，日糧中添加適量的膳食纖維可以改善母豬的繁殖性能，防止便秘，降低產(chǎn)后無(wú)乳癥的發(fā)生率以及改善母豬福利增加母豬飽腹感和降低刻板行為等，在養(yǎng)豬生產(chǎn)中具有重要的意義。本文主要介紹了日糧中膳食纖維的定義、理化特性及功能、對(duì)母豬的繁殖性能及行為和健康的影響。
關(guān)鍵詞：膳食纖維、母豬、刻板行為、生產(chǎn)性能
過(guò)去人們認(rèn)為日糧中的纖維不能被動(dòng)物消化吸收，不僅本身無(wú)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還會(huì)增加能量消耗，降低飼料利用率。直到上世紀(jì)70年代，隨著對(duì)膳食纖維在營(yíng)養(yǎng)與生理方面的深入研究，人們才逐漸認(rèn)識(shí)到纖維對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)性能和健康狀況都有重要意義。現(xiàn)代研究表明，纖維除了給動(dòng)物日糧提供營(yíng)養(yǎng)素外，還具有廣泛作用，如促進(jìn)母豬腸道健康，改善母豬福利，提高母豬繁殖性能和減少母豬刻板行為等。奧地利動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究中心的Klaus Neufeid教授說(shuō)“纖維供應(yīng)不足是造成MMA、結(jié)腸炎、疾病和便秘等疾病的誘因之一”。日糧膳食纖維在母豬營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用研究在現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中具有重要的理論和實(shí)踐意義。
1日糧膳食纖維的定義
粗纖維是植物細(xì)胞壁的主要組成成分，包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及角質(zhì)等成分，但因粗纖維定義本身過(guò)于籠統(tǒng)，且測(cè)定方面存在一定缺陷，Van Soest（1976）提出了用中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質(zhì)素作為評(píng)定飼料中纖維類(lèi)物質(zhì)的指標(biāo)。此法能將飼料粗纖維中的半纖維素、纖維素和木質(zhì)素全部分離出來(lái)，能較好的評(píng)定飼料粗纖維的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。隨后，有人提出：“日糧纖維假說(shuō)”，認(rèn)為DF是“抵抗哺乳動(dòng)物酶降解的日糧成分”，而化學(xué)定義為“非淀粉多糖NSP和木質(zhì)素的總和。”直到2000年5月，AACC對(duì)膳食纖維進(jìn)行了具體定義：“膳食纖維是指不能被機(jī)體消化的可食碳水化合物及其類(lèi)似物，這些物質(zhì)不被小腸消化吸收，但在大腸中可全部或部分發(fā)酵；膳食纖維包括抗性淀粉、低聚糖、非淀粉多糖、木質(zhì)素或與之相締合的植物成分”。膳食纖維又可分為不溶性膳食纖維（Insoluble dietary fiber）和可溶性膳食纖維（Soluble dietary fiber）。
 2日糧膳食纖維的理化特性及功能
膳食纖維雖然不直接提供營(yíng)養(yǎng)，但具有促進(jìn)健康的生理學(xué)特性，目前膳食纖維已被國(guó)內(nèi)外營(yíng)養(yǎng)學(xué)家視為“第七營(yíng)養(yǎng)素”?，F(xiàn)將日糧膳食纖維的理化特性和生理學(xué)功能歸納如下。
2.1日糧膳食纖維的理化特性
2.1.1持水性
纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)中有很多親水基團(tuán)，能有效地吸收水分。持水性反映的是纖維與水分子的結(jié)合能力。持水性可以從根本上改變食糜的物理特性，并從而影響腸道的生理活動(dòng)。
2.1.2粘性
纖維的粘性有利于延緩和降低消化道中其他養(yǎng)分的消化吸收，可有效調(diào)節(jié)血糖濃度和食欲。不溶性纖維如小麥麩，最顯著的特點(diǎn)就是減少了食糜在大腸的流通時(shí)間，從而降低了結(jié)腸細(xì)胞暴露于潛在的致癌廢物的幾率，減少了患結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)?？扇苄岳w維則通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)控食欲的激素以及穩(wěn)定血糖和胰島素水平降低腸道膽固醇的吸收。
2.1.3可發(fā)酵性
日糧中纖維主要在豬的大腸內(nèi)依靠微生物降解為揮發(fā)性脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等與二氧化碳和氫氣，同時(shí)二氧化碳和氫氣又可以合成甲烷，氫氣與甲烷和小部分的揮發(fā)性脂肪酸進(jìn)入血液，然后經(jīng)肺呼出，大部分進(jìn)入肝臟，歸入營(yíng)養(yǎng)庫(kù)。揮發(fā)性脂肪酸可作為上皮細(xì)胞的養(yǎng)分或體組織的氧化燃料，乙酸可被骨骼肌利用；丙酸參與膽固醇合成的負(fù)反饋抑制，且是重要的生糖前提物質(zhì)；丁酸是結(jié)腸上皮細(xì)胞的重要能量來(lái)源。
2.1.4陽(yáng)離子交換能力
    纖維陽(yáng)離子交換能力是指其化學(xué)結(jié)構(gòu)中所包含的羧基、羥基和氨基等側(cè)鏈基團(tuán)，可產(chǎn)生類(lèi)似弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的作用，可與陽(yáng)離子，尤其是有機(jī)陽(yáng)離子進(jìn)行可逆的交換，減少機(jī)體對(duì)離子的吸收，同時(shí)，還能影響動(dòng)物體內(nèi)陽(yáng)離子的利用率和微量元素的平衡。
2.2日糧膳食纖維的生理學(xué)功能
日糧膳食纖維的生理學(xué)功能主要包括①促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，減少便秘；②清道夫作用：減少病原菌從后場(chǎng)向前腸轉(zhuǎn)移以及吸附毒素和病原菌；③穩(wěn)定血糖濃度，降低血液膽固醇水平；④可溶性易發(fā)酵的膳食纖維在結(jié)腸中被發(fā)酵，并為結(jié)腸中的微生物提供營(yíng)養(yǎng)，有利于穩(wěn)定腸道菌群平衡；⑤纖維發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸（乙酸、丙酸和丁酸），反過(guò)來(lái)抑制病原菌的生長(zhǎng)，另外丁酸可以為結(jié)腸黏膜細(xì)胞提供能量，促進(jìn)上皮細(xì)胞的增殖，維持腸黏膜的完整性，從而有益于養(yǎng)分的吸收并預(yù)防腹瀉；⑥纖維具有持水膨脹的特性，可以增強(qiáng)飽腹感，減少動(dòng)物饑餓引起的異常行為的發(fā)生。
3日糧膳食纖維對(duì)母豬生產(chǎn)性能的影響
3.1日糧膳食纖維對(duì)母豬腸道健康的影響
集約化飼養(yǎng)的母豬，普遍存在便秘，對(duì)母豬的腸道、胎兒的發(fā)育、母豬的精神狀況以及母豬的采食等都存在不利影響。母豬日糧纖維不足是導(dǎo)致母豬便秘的重要原因之一。Morz等（1986）試驗(yàn)了妊娠母豬基礎(chǔ)日糧添加不同比例的燕麥殼發(fā)現(xiàn)，隨著燕麥殼比例的提高，三氧化二鉻指示劑排泄速度加快。筆者所在公司做的纖維性母豬日糧試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：增加母豬日糧中纖維的比例，可促進(jìn)母豬胃腸蠕動(dòng)，加快食糜的排空，從而有效地改善了母豬的腸道健康，母豬無(wú)便秘問(wèn)題、淚斑明顯減少、被毛得到明顯改善。
3.2日糧膳食纖維對(duì)母豬繁殖性能的影響
研究表明，妊娠母豬在現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)體系中有效利用粗纖維的能力最強(qiáng)，比生長(zhǎng)豬能更好地利用高纖維、低蛋白日糧，限飼的妊娠母豬比自由采食的生長(zhǎng)豬能從纖維性飼料中獲取更多的能量。由于母豬采食量低、食糜流通速度慢，從而導(dǎo)致母豬腸道后段有很強(qiáng)的發(fā)酵能力，母豬體內(nèi)纖維分解菌的數(shù)量約為生長(zhǎng)豬的6-7倍，且母豬的采食潛力很大，遠(yuǎn)大于其妊娠所需的量。人們利用這一特性在妊娠母豬中應(yīng)用低能高纖維飼料。豬日糧中添加高膳食纖維物質(zhì)還可增進(jìn)動(dòng)物健康，提高食糜通過(guò)胃腸的速度或降低胃潰瘍的發(fā)生，并可防止便秘，降低異常行為的發(fā)生率，提高母豬的生產(chǎn)性能。大量研究結(jié)果表明，在妊娠母豬日糧中添加適量的纖維可在一定程度上提高母豬的繁殖性能。
3.3日糧膳食纖維對(duì)母豬胚胎存活的影響
研究表明，配種前發(fā)情期飼喂高纖維飼糧增加胚胎存活，減少妊娠早期子宮內(nèi)受阻胎兒數(shù)量。體內(nèi)和體外研究均表明，日糧膳食纖維減少循環(huán)類(lèi)固醇濃度。有研究發(fā)現(xiàn)，日糧膳食纖維含量和血漿雌二醇濃度成負(fù)相關(guān)關(guān)系。高纖維日糧增加循環(huán)類(lèi)固醇激素的清除，通過(guò)結(jié)合腸道中類(lèi)固醇到纖維上或者修改細(xì)菌酶活性，擾亂雌二醇的腸肝循環(huán)。較低的循環(huán)雌二醇濃度減少對(duì)下丘腦-垂體軸的負(fù)反饋，增加促黃體生成素（LH）脈沖頻率，增加對(duì)卵巢的促性腺支持。LH脈沖模式的改變會(huì)影響卵泡液的成分、胰島素樣生長(zhǎng)因子-1（IGF-1）以及轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β），繼而影響卵母細(xì)胞質(zhì)量。
3.4日糧膳食纖維對(duì)母豬產(chǎn)仔性能的影響
妊娠期高纖維日糧的攝入顯著改善母豬活產(chǎn)仔數(shù)和斷奶仔豬數(shù)。Veum等（2009）在對(duì)600多頭母豬進(jìn)行連續(xù)3個(gè)繁殖周期的觀察后發(fā)現(xiàn)，在玉米-豆粕型飼糧中添加13.35%的小麥秸稈，可有效提高出生活仔數(shù)和斷奶活仔數(shù)0.51頭，提高出生窩重0.87kg，提高斷奶窩重3.59kg。Reese（1997）利用295頭經(jīng)產(chǎn)母豬進(jìn)行試驗(yàn)，其中141頭完成3個(gè)繁殖周期，發(fā)現(xiàn)妊娠期間采食高纖維日糧的母豬窩產(chǎn)活仔數(shù)和斷奶活仔數(shù)各增加0.3頭。 Johnston（2002）總結(jié)了幾個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)增加日糧中性洗滌纖維（NDF）的水平，可增加母豬的產(chǎn)仔數(shù)。大多數(shù)研究結(jié)果表明，妊娠飼糧纖維的添加不會(huì)對(duì)母豬繁殖性能產(chǎn)生負(fù)面影響，因此在前期提高膳食纖維的水平，可以增加血液胰島素的濃度，增加母豬的排卵率，從而提高母豬的產(chǎn)仔數(shù)。
3.5日糧膳食纖維對(duì)母豬分娩應(yīng)激的影響
膳食纖維日糧可縮短母豬的分娩時(shí)間，分娩時(shí)間的縮短可以提高產(chǎn)仔數(shù)，并有利于新生仔豬盡早地吃到初乳，有效地降低母豬分娩應(yīng)激和仔豬出生的應(yīng)激，提高繁殖性能。最新的研究報(bào)道表明，當(dāng)妊娠94～100d能量攝入水平由每天7390Kcal/kg DE增加至10900 Kcal/kg DE時(shí)，產(chǎn)程增加4h，死胎數(shù)從0.91頭/窩顯著增加至2頭/窩，而且伴隨著生重的降低。King等（2006）提出，當(dāng)新生仔豬初生重達(dá)到1.5kg之后，在妊娠后期將采食量攝入水平從2.2kg/d提高到3.8kg/d時(shí)，仔豬的初生重不再增加，而且伴隨著死胎的風(fēng)險(xiǎn)。
 妊娠期膳食纖維的攝入能夠減少母豬消化道代謝紊亂，穩(wěn)定血液循環(huán)中的激素如胰島素等的水平，防止激素變化對(duì)母豬心理、行為學(xué)上的影響。Guillemet等（2006）研究了母豬妊娠期飼糧纖維對(duì)產(chǎn)程和死胎的影響，盡管其差異不顯著，但是飼糧纖維能夠提高母豬福利，在降低分娩對(duì)母豬應(yīng)激方面發(fā)揮著積極的作用。
3.6日糧膳食纖維對(duì)母豬泌乳性能的影響
膳食纖維有利于母豬乳腺發(fā)育及提高母豬泌乳性能。母豬乳腺在妊娠前75d發(fā)育很少，在75d之后，乳腺的發(fā)育加快，乳腺的DNA和RNA的總量增加。然而，妊娠75d后提高日能量攝入量（5750～10500 Kcal/d ME）會(huì)給乳腺發(fā)育帶來(lái)不利影響。另一方面，在妊娠前期的限飼對(duì)母豬初乳產(chǎn)量只有很小的有害作用，然而，在妊娠后期對(duì)母豬進(jìn)行不同程度的限飼（1.0 vs. 3.4 kg/d），會(huì)影響初乳的脂肪含量。 
因此，妊娠飼糧纖維的添加，由于其對(duì)飼料能量濃度的稀釋作用，可防止高能攝入對(duì)乳腺DNA和RNA數(shù)量的影響。再者，飼糧纖維所特有的致飽感作用，可有效減少由于限飼對(duì)初乳質(zhì)量的影響，且纖維發(fā)酵產(chǎn)生的乙酸直接用于合成乳脂有利于提高母豬初乳質(zhì)量。
4日糧膳食纖維對(duì)母豬刻板行為的影響
通常，為了保證最佳的經(jīng)濟(jì)性狀和健康水平，對(duì)繁殖母豬要限制飼養(yǎng)以保證其體況在整個(gè)繁殖周期中相對(duì)恒定。但限飼的最直接后果就是母豬饑餓和采食欲望無(wú)法得到滿足，從而導(dǎo)致一系列刻板行為的發(fā)生，刻板行為是指沒(méi)有明顯功能的、固定的、重復(fù)的運(yùn)動(dòng)形式?？贪逍袨槭悄肛i對(duì)環(huán)境不適應(yīng)的表現(xiàn)，和心理壓抑、緊張及痛苦的外在反應(yīng)?？贪逍袨闀?huì)引起機(jī)體代謝率增加，飼料轉(zhuǎn)化率降低，對(duì)生長(zhǎng)及健康產(chǎn)生不利影響。
研究發(fā)現(xiàn)，高膳食纖維日糧因?qū)θ占Z能量濃度的稀釋而使母豬采食較大體積的飼料，由于纖維的物理特性使得纖維飼料進(jìn)入體內(nèi)可發(fā)生膨脹，使母豬具有飽腹感，從而減少妊娠母豬的采食動(dòng)機(jī)，顯著降低妊娠母豬刻板行為的發(fā)生率。Matte等（1994）研究表明，采食小麥麩和玉米芯的母豬，刻板行為減少50%，休息時(shí)間延長(zhǎng)12.8%。日糧膳食纖維可降低胃的排空速度，增加胃的膨脹和飽感，還可延緩養(yǎng)分如葡萄糖和氨基酸的吸收，從而使養(yǎng)分吸收更穩(wěn)定，降低饑餓的時(shí)間，不但顯著降低了母豬的刻板行為發(fā)生率，同時(shí)也大大改善了母豬的福利。
5小結(jié)
目前中國(guó)的豬飼料一般是按照美國(guó)玉米豆粕型配方進(jìn)行設(shè)計(jì)飼喂以滿足動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需求，而歐洲大麥燕麥等高纖維日糧不僅滿足了動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需求，同時(shí)也滿足了動(dòng)物的生理需求。盡管目前母豬纖維營(yíng)養(yǎng)越來(lái)越受到重視，然而還沒(méi)有關(guān)于日糧膳食纖維的營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以及由于不同纖維源的組分不同，生理功能也存在差異，因此不僅僅需要考慮纖維的水平，而且還需要考慮纖維的組成，特別是纖維的可發(fā)酵性（可溶性纖維），以及如何在分子層面深入揭示纖維發(fā)揮作用的機(jī)理等問(wèn)題仍然未得到解決，從而限制了在實(shí)際養(yǎng)殖中的應(yīng)用，但日糧膳食纖維在改善母豬腸道健康、降低母豬刻板行為、改善母豬福利以及提高母豬的繁殖性能方面已經(jīng)發(fā)揮出重大優(yōu)勢(shì)，并具有十分重要的意義，因此，應(yīng)進(jìn)一步深入研究和加快推廣應(yīng)用，從而促進(jìn)養(yǎng)豬業(yè)健康快速發(fā)展。