韓浩月

摘? 要：人們將大量低成本的纖維副產(chǎn)物納入到豬日糧中以降低養(yǎng)豬成本。但是，富含纖維的日糧其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值通常較低，因?yàn)樨i無(wú)法降解日糧纖維。另外，高纖維日糧會(huì)降低豬的養(yǎng)分利用率和生產(chǎn)性能。最近的報(bào)道通常相互矛盾，高纖維日糧的負(fù)面效應(yīng)受纖維來(lái)源、類(lèi)型和水平的影響。此外，日糧纖維對(duì)豬生長(zhǎng)和生理效應(yīng)的影響常常被檢測(cè)日糧纖維及其組分的分析方法的多樣性混淆。人們采取了多種策略來(lái)緩解高纖維日糧對(duì)豬的負(fù)面影響，并力求改善這種日糧的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。外源性纖維降解酶應(yīng)用廣泛，主要用于提高養(yǎng)分利用率和豬的生產(chǎn)性能。然而，相關(guān)研究報(bào)道的結(jié)果并不一致，因此有必要闡明外源酶對(duì)飼喂高纖維日糧豬的代謝和生理反應(yīng)的作用方式。另一方面，人們也越來(lái)越多地將日糧纖維用作提高豬腸道健康和妊娠母豬福利的手段。本綜述將探討日糧纖維對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)、腸道生理和母豬福利的影響。此外，在需要進(jìn)一步研究的領(lǐng)域中，我們建議更深入地探究日糧纖維以及外源酶提高豬對(duì)高纖維日糧利用率的具體機(jī)制。

關(guān)鍵詞：腸道生理;高纖維日糧;營(yíng)養(yǎng)利用;豬;母豬福利

中圖分類(lèi)號(hào)：S816 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2019）02-0001-03

常規(guī)豬日糧中含有大量谷物（如玉米和小麥）和蛋白質(zhì)（如豆粕）原料，這些成分可提供豬生長(zhǎng)所需的能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。最近傳統(tǒng)飼料的需求和供應(yīng)趨勢(shì)要求全球養(yǎng)豬生產(chǎn)者尋求低成本替代品（如生物燃料和磨坊業(yè)的谷物副產(chǎn)品）來(lái)飼喂豬，以降低飼料成本。這些副產(chǎn)物大多含有較高的能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但其本質(zhì)為纖維。當(dāng)我們將纖維副產(chǎn)物添加到豬日糧時(shí)，日糧中的碳水化合物組成就不可避免地使高淀粉日糧變?yōu)榈偷矸?、高非淀粉多糖的日糧，其中非淀粉多糖是日糧纖維的主要成分。

一般來(lái)說(shuō)，富含日糧纖維的日糧對(duì)包括豬在內(nèi)的單胃動(dòng)物來(lái)說(shuō)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低，因?yàn)檫@些動(dòng)物消化道內(nèi)的消化酶不適合降解非淀粉多糖。攝入高纖維日糧也有可能對(duì)能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用產(chǎn)生不利影響，從而導(dǎo)致豬的生產(chǎn)性能下降。因此，豬日糧中的纖維水平通常維持在最低水平。近年來(lái)日糧纖維贏得了人們的廣泛關(guān)注，因?yàn)槟承├w維組分在腸道發(fā)酵時(shí)會(huì)對(duì)豬產(chǎn)生有益影響，并且還會(huì)影響動(dòng)物的飽腹感和行為。

本篇綜述將對(duì)日糧纖維、日糧纖維對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)的影響以及作用機(jī)制進(jìn)行探討。此外，我們還會(huì)就日糧纖維對(duì)豬腸道健康和母豬福利的影響進(jìn)行討論。文章最后將概述需要進(jìn)一步研究以擴(kuò)展纖維認(rèn)知的領(lǐng)域以及可用于提高豬纖維利用率的一些策略。

1? 日糧纖維的定義及分類(lèi)

植物性碳水化合物可分為單糖類(lèi)、二糖類(lèi)、低聚糖類(lèi)或多糖類(lèi)（即淀粉和非淀粉多糖）。單糖、低聚糖和淀粉都位于植物細(xì)胞內(nèi)部，而非淀粉多糖和木質(zhì)素則是植物細(xì)胞壁的主要成分，被稱(chēng)為日糧纖維。“日糧纖維”的定義有很多種，但任何一種定義都具有一定的局限性，因?yàn)橹参锛?xì)胞壁組分的化學(xué)和物理組成以及它們的代謝作用是可變且復(fù)雜的。Trowell首先提出了膳食纖維的定義：“對(duì)人體消化系統(tǒng)中酶的水解具有抗性的木質(zhì)素和細(xì)胞壁多糖的總和?！北M管這一定義最初用于人類(lèi)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，但這種提法也適用于其他單胃動(dòng)物，如豬。食品法典委員會(huì)最終將膳食纖維的定義確定為“具有10個(gè)或更多單體單元的碳水化合物聚合物，且無(wú)法被人類(lèi)小腸中的內(nèi)源酶水解?！鄙攀常ㄈ占Z）纖維還包括到達(dá)后腸的任何多糖，例如抗性淀粉和低聚糖，其構(gòu)成包括低聚果糖在內(nèi)的植物細(xì)胞內(nèi)容物。植物細(xì)胞壁多糖的主要成分是纖維素、半纖維素和果膠。

纖維素是葡萄糖單體由β-（1→4）糖苷鍵連接而成的線(xiàn)性聚合物，而果膠主要是由葡糖醛酸單體通過(guò)α-（1→4）糖苷鍵連接而成。纖維素是地球上最豐富的有機(jī)物質(zhì)，是植物細(xì)胞壁的主要結(jié)構(gòu)組分。半纖維素是一種復(fù)雜的多糖混合物，包括木糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、葡糖醛酸和β-葡聚糖。木質(zhì)素是一種酚類(lèi)聚合物，它可固定細(xì)胞壁多糖，使其不被豬腸道中的酶消化，或被細(xì)菌發(fā)酵。

非淀粉多糖可根據(jù)其在水或弱堿中的溶解度分為不溶性或可溶性。不溶性非淀粉多糖包括纖維素和一些半纖維素，可溶性非淀粉多糖包括果膠、樹(shù)膠和β-葡聚糖。與不溶性非淀粉多糖相比，可溶性非淀粉多糖在豬胃腸道中的發(fā)酵更快。不溶性非淀粉多糖在豬前腸中很少發(fā)酵或不發(fā)酵;同樣的，其在豬后腸中的發(fā)酵程度也很低。

目前基于物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)日糧纖維（或非淀粉多糖部分）進(jìn)行分類(lèi)，以便提供關(guān)于其代謝和生理活性的更多信息。日糧纖維與豬營(yíng)養(yǎng)相關(guān)的物理化學(xué)性質(zhì)包括黏度、水合作用和發(fā)酵性。黏度是指非淀粉多糖在胃腸道中解離并形成高分子量的黏性聚集體。豬攝入可溶性纖維（如β-葡聚糖、樹(shù)膠或果膠）時(shí)，食糜黏度會(huì)增大。發(fā)酵性是指非淀粉多糖被腸道內(nèi)微生物發(fā)酵的能力?？扇苄岳w維的發(fā)酵性通常強(qiáng)于不溶性纖維。水合作用是指溶脹力、溶解度、持水力和水結(jié)合力。纖維的持水力會(huì)影響其發(fā)酵性。因此，如果在豬飼料配方中將日糧纖維的物理化學(xué)參數(shù)考慮進(jìn)去，營(yíng)養(yǎng)師就能更好地控制豬腸道中的發(fā)酵過(guò)程，并且預(yù)測(cè)日糧或飼料的能量值和益生元效應(yīng)。

2 日糧纖維的定性分析方法

目前分析飼料和日糧中纖維組成的方法有多種，分析方法的選擇取決于研究者的目的?；谌绾畏蛛x和檢測(cè)纖維殘余物，可將日糧纖維的分析方法分為三組：即化學(xué)-重量法、酶-重量法和酶-化學(xué)法。纖維分析方法的多樣性以及這些方法間和檢測(cè)結(jié)果間的變異性使得對(duì)不同研究數(shù)據(jù)進(jìn)行比較十分困難。然而，將日糧纖維分為可溶性和不溶性成分的方法似乎提供了對(duì)研究結(jié)果最準(zhǔn)確的解釋途徑。下文將簡(jiǎn)要論述日糧纖維最常用的檢測(cè)方法。

2.1 粗纖維法

粗纖維分析采用化學(xué)-重量分析法，這是用于飼料成分分析的Weende近似法的一部分。引入這種檢測(cè)方法是為了區(qū)分消化過(guò)程中“可用”碳水化合物和“不可用”碳水化合物。粗纖維分析的目的是通過(guò)稀酸和稀堿溶液蒸煮飼料來(lái)模擬胃和胰腺分泌物的消化作用。粗纖維分析法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和不同實(shí)驗(yàn)室間的穩(wěn)定性和可重復(fù)性良好，但是其對(duì)纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的回收不完全。因此，用該方法獲得的粗纖維不是人們可接受的日糧纖維，并且不適合用來(lái)代表豬飼料中的纖維成分。然而，許多監(jiān)管機(jī)構(gòu)出于質(zhì)量控制的目的使用了粗纖維法，并以此作為調(diào)節(jié)飼料中允許的最小纖維含量的指標(biāo)。

2.2 洗滌（Van Soest）檢測(cè)法

洗滌檢測(cè)法是一種化學(xué)-重量分析方法，由Van Soest在20世紀(jì)60年代提出。該方法使用洗滌劑逐步提取出中性洗滌纖維（Neutral Detergent Fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（Acid Detergent Fiber ，ADF）和酸性洗滌木質(zhì)素（Acid Detergent Lignin，ADL）。在中性pH溶液中消化飼料或原料后，NDF程序會(huì)回收日糧纖維中的不溶性纖維組分（即纖維素、半纖維素和木質(zhì)素）。因此，NDF程序的營(yíng)養(yǎng)優(yōu)勢(shì)在于它能夠估算飼料中的不溶性日糧纖維部分，并且其結(jié)果是可重復(fù)的。ADF程序通過(guò)酸性pH溶液來(lái)溶解日糧或飼料，主要回收纖維素和木質(zhì)素，而ADL程序則使用硫酸來(lái)回收木質(zhì)素。當(dāng)相同的樣品依照NDF、ADF和ADL的順序測(cè)定時(shí)，半纖維素和纖維素的估計(jì)值會(huì)更準(zhǔn)確。

洗滌檢測(cè)方法雖然是粗纖維檢測(cè)方法的改進(jìn)，但仍無(wú)法回收可溶性日糧纖維（例如果膠、樹(shù)膠和β-葡聚糖）。因此，該檢測(cè)方法可能會(huì)低估總?cè)占Z纖維的含量，特別是淀粉類(lèi)的飼料或原料。這些方法可能不適用于不溶性纖維含量較高的谷物副產(chǎn)品。

2.3 總?cè)占Z纖維檢測(cè)法

總?cè)占Z纖維檢測(cè)法的引入是為了克服洗滌檢測(cè)法的一些缺陷。總?cè)占Z纖維檢測(cè)法對(duì)用于單胃動(dòng)物（包括豬，其具有后腸發(fā)酵作用）的原料來(lái)說(shuō)很重要。該檢測(cè)方法使用酶來(lái)模擬消化道內(nèi)發(fā)生的過(guò)程，并可將日糧纖維分離成可溶性和不溶性纖維?？?cè)占Z纖維定義中包含的碳水化合物包括纖維素、半纖維素、低聚糖、木質(zhì)素、果膠和樹(shù)膠。因此，總?cè)占Z纖維與非淀粉多糖不同，總?cè)占Z纖維的定義中包含木質(zhì)素?？?cè)占Z纖維法比NDF法回收的纖維組分更多，但其無(wú)法回收可溶于含水乙醇的低聚糖。

該檢測(cè)方法中包括兩種主要方法：酶-重量法和酶-化學(xué)法。酶-重量法可用于檢測(cè)日糧纖維中的不溶性和可溶性部分，美國(guó)公職分析化學(xué)協(xié)會(huì)（Association of Official Analytical Chemists，AOAC）公布的官方方法985.29是這些檢測(cè)方法的最終版本。該方法包括用酶處理樣品以去除淀粉和蛋白質(zhì)，用含水乙醇沉淀可溶性纖維，分離并稱(chēng)重殘留物，最后校正殘留物中的蛋白質(zhì)和灰分。酶-化學(xué)方法同樣使用酶去除淀粉，然后用含水乙醇沉淀可溶性非淀粉多糖。此后，通過(guò)氣液色譜或高效液相色譜對(duì)中性糖進(jìn)行定量，并通過(guò)比色法定量糖醛酸。

Uppsala法和Englyst法是兩種最常用的酶-化學(xué)檢測(cè)方法。Uppsala法將非淀粉多糖定量為淀粉酶抗性多糖、糖醛酸和木質(zhì)素的總和，而Englyst法的最終檢測(cè)值不包括木質(zhì)素和抗性淀粉。雖然總?cè)占Z纖維檢測(cè)法是對(duì)洗滌檢測(cè)法的改進(jìn)，但其仍然是耗時(shí)、費(fèi)力且相對(duì)昂貴的。