文 |小史
编辑 |小史
本文对膳食纤维的生理功能进行了综述，以及膳食纤维在猪营养中的应用见解。
此外，我们还讨论了影响猪膳食纤维利用效率的因素。
膳食纤维分为可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维 ，在猪的营养领域受到越来越多的关注。
虽然膳食纤维在大多数情况下降低了营养物质的消化率和抑制了能量沉积，但富含纤维的饲料已被广泛用于猪的饲粮中。
这不仅是因为饲料成本较低，而且是因为膳食纤维营养价值的不断发现，主要包括改善仔猪肠道健康和母猪繁殖性能。添加时间也被进一步考虑，这可能使膳食纤维的营养价值能够准确地用于适用的猪模型。
此外，纤维降解酶已被证明可以缓解膳食纤维的抗营养作用，并确保了纤维对幼仔猪模型肠道健康的改善作用。
然而，纤维对猪肉品质的调控作用尚不清楚,这需要考虑到纤维来源的广泛范围、基本饲粮组成的复杂性，以及猪品种的影响。
未来的研究需要进一步了解可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维的联合作用、加工方法和添加时间，以提高膳食纤维的营养价值，并进一步探讨猪膳食纤维发酵产物短链脂肪酸的生理功能和调控机制。
富含纤维的饲料，如来自食品和生物燃料工业的副产品。麦麸、玉米麸、大豆壳、甜菜浆和可溶性干馏粒已应用于猪饲粮，以节省成本。
这些富含纤维的饲料与含有高淀粉或蛋白质的浓缩饲料相比，通常被认为具有较低的营养价值。
饲粮纤维是富含纤维的饲料的主要成分，约占总干物质的40%以上在传统的营养学研究中，膳食纤维被认为是一种抗营养成分，因为它不能被内源性消化酶分解，可以降低营养物质的消化率。
膳食纤维通常在猪饲粮中所占比例最小，猪饲粮通常以玉米和豆粕为基础，使富含膳食纤维的成分未得到充分利用和浪费。
然而，在最近与动物营养相关的研究中，膳食纤维的积极作用得到了越来越多的研究，膳食纤维可由肠道微生物发酵，为猪提供5%的~和28%的能量。
此外，由于膳食纤维可以延长饱腹感及其对便秘的缓解作用，人们认为怀孕母猪可以从富含膳食纤维的饲粮中获益，富含膳食纤维的饮食也显示了对猪的肠道健康和肉质的潜在有益影响。
膳食纤维在猪营养中的应用具有挑战性，并取决于许多因素，如来源的广泛范围和成分组成的复杂性。膳食纤维对猪肉质的调控尚未得到深入和系统的研究，需要进一步的探索。
膳食纤维
膳食纤维被定义为膳食成分，由非消化碳水化合物和木质素组成。
木质素在消化道中几乎未被使用，而消化碳水化合物包括抗性淀粉、非消化寡糖和非淀粉多糖是膳食纤维中的活性成分。
抗性淀粉和非消化寡糖为植物细胞含量，而非淀粉多糖和木质素主要来自植物细胞壁。从饲料或饲料中分离出来的纤维成分根据其分析方法有不同的分类。
一般来说，粗纤维、中性洗涤纤维和总膳食纤维这三种纤维类型分别采用化学重力法、洗涤剂法和酶重法进行测量。
粗纤维和中性洗涤纤维的检测方法忽略了大部分的可溶性纤维成分，而总膳食纤维被分为可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维,几乎覆盖了所有的纤维成分。
值得注意的是，用传统的酶重法测量的不可溶性膳食纤维不包括低分子量的可溶性膳食纤维和抗性淀粉，该方法的总膳食纤维值近似等于非淀粉多糖和木质素的含量。
目前，改进的酶重量法考虑了非消化寡糖和抗性淀粉，并对膳食纤维的意义和组成提供了更全面的考虑。
膳食纤维对猪营养物质的生理影响
膳食纤维和营养物质消化率
调查膳食纤维对营养物质消化率影响的研究结果相互矛盾，其中绝大多数研究表明膳食纤维降低了营养物质消化率。相比之下，从其他研究的结果来看，高纤维饮食可能不会降低能量的消化率。
研究表明，在饲粮中添加30%的燕麦麸、麦麸和棕榈仁对饲粮的能量效率没有显著影响。
纤维的粘度是影响营养物质消化率的一个重要因素，胡达等人报道，高粘性膳食纤维通过降低食糜通过率，提高了营养物质的表观回肠消化率。
微晶纤维素饮食显著提高了粗蛋白质的回肠消化率，但减少蛋白质的表观总束消化率总能量和粗蛋白质，而菊粉饮食低粘性降低干物质的回肠消化率没有影响蛋白质的表观总束消化率通用电气和粗蛋白质。
较高粘度的膳食纤维增加了氨基酸的回肠消化率和标准回肠消化率，但也显著增加了内生氮损失。
膳食纤维在猪营养中的应用
（1）增长性能
无论饲料成分中是富含可溶性膳食纤维还是不可溶性膳食纤维，大多数研究表明膳食纤维并没有促进甚至抑制其生长性能，Agyekum和Nyachoti对此进行了综述。
高纤维饲粮可显著降低断奶仔猪的ADG，并可能抑制育肥仔猪瘦肉的沉积。
猪生长性能下降的主要原因是上述膳食纤维引起的营养物质消化率和能量沉积的下降。
一些研究报告称，膳食纤维有助于促进仔猪的生长性能，而这通常是通过改善肠道健康来实现的。例如,菊粉促进了断奶后仔猪小肠的葡萄糖吸收，随后饲粮菊粉为避免猪断奶后的胃肠道疾病提供了一种很有前途的方法。
（2）肉类品质
膳食纤维对猪肉质的影响一直被忽视。早期研究结果表明，高膳食纤维饲粮可降低猪胴体重量，增加肠道重量，但很少有研究报道膳食纤维对猪肉质的改善作用。
据报道，饲粮中富含纤维的橄榄饼替代大麦可减少背脂厚度、滴滤损失和增加pH45min对育肥猪的价值。李等人报道，高膳食纤维饲粮降低了新鲜猪肉的糖酵解，这可能与肌肉氧化纤维成分的改善有关。
猪的肌纤维分为快收缩纤维和慢收缩纤维，这些纤维与不同的葡萄糖利用和能量供应方式有关，进而影响肌肉的形状、脂质含量、颜色和功能。快收缩纤维进一步分为快氧化型、快降解型和中间型，而慢收缩肌纤维只对应于慢氧化型。
高纤维饲料降低了二花脸猪的快降解型和中间型的mRNA和蛋白水平，同时伴有背最长肌慢氧化型的mRNA丰度增加的趋势，但对大型白猪没有影响。
研究发现，膳食纤维发酵产生的短链脂肪酸通过影响线粒体的合成和功能来调节肌细胞的能量代谢，这可能是膳食纤维干扰肌纤维组成的潜在机制。
综上所述，膳食纤维对肉质的影响研究较少，仍需进一步研究。
（3）母猪繁殖
怀孕的母猪经常受到严格的喂养限制，不幸的是，这将导致各种问题，如便秘和刻板行为。充足的纤维摄入可以预防便秘，增加饱腹感，并维持正常的生殖能力。
用高纤维饲粮喂养妊娠母猪已逐渐成为一种共识。添加时间影响了膳食纤维摄入量对母猪的影响。在交配前19天饲喂高膳食纤维饲粮的母猪可调节卵泡发育和增加卵母细胞成熟度，这可以解释为饲粮中添加甜菜残留导致的雌二醇激素水平的变化。
在几乎所有的研究中，高纤维饲粮都改善了断奶仔猪的体重，而一些研究发现，在整个妊娠期补充高纤维饲粮则增加了断奶仔的产仔数和体重而其他研究表明，在妊娠后期喂养高纤维饲粮并不影响其产仔仔数。
此外，围产期摄入高纤维饮食可通过软化粪便和提供后肠能量来延长分娩时间，膳食纤维提高了不同阶段母猪的繁殖性能，但纤维来源和纤维水平的选择需要保持相当大的灵活性。
近年来的研究重点是在传统的高纤维饮食中添加功能性可溶性膳食纤维。
泌乳ADFI不足是限制母猪繁殖能力的核心问题之一，通常是由氧化应激、炎症、热应激等多种因素引起的，具有水膨胀特性的魔芋面粉进一步扩大了胃肠体积，以传统的高纤维饲粮为基础，为母猪在分娩前增加采食量。
母猪被认为在妊娠后期和哺乳期早期因代谢旺盛和抗氧化能力减弱而面临代谢综合征，其中肠道菌群失衡发挥了重要作用。
功能性可溶性膳食纤维作为肠道有益菌的促进因子，可通过“微生物群重塑”的方式改善代谢综合征，从而减轻母猪的炎症和氧化应激，有效提高母猪哺乳期的ADFI。
研究表明，母亲摄入可溶性膳食纤维有助于改善新生儿的肠道健康。
孕后期和哺乳期的菊粉摄入量改变了哺乳仔猪的肠道菌群，在母体饲粮中添加瓜尔胶增加了肠道内有益微生物群的数量，降低了仔猪的腹泻率。
提高母猪妊娠饲粮中可溶性膳食纤维与不可溶性膳食纤维的比值，可提高仔猪的抗氧化能力，抑制结肠炎症反应。
简单地说，母亲自卫队摄入有利于仔猪的肠道健康，但相关机制仍有待探索，这可能涉及纤维营养在许多方面的影响，如肠道微生物群的垂直传播,胎儿肠道发育，各种牛奶活性成分。
影响猪饲粮纤维利用的主要因素
（1）猪的生长阶段和品种
与仔猪相比，成年猪的肠道更大更长，消化系统更成熟，这使它们的降解纤维能力更强。
饲相同高纤维饲粮时，成年母猪的粗纤维、中性洗涤纤维和总膳食纤维高于生长猪和育肥猪 。母猪比生长猪也有更高的能量消化率，而当喂食高纤维饲粮时，这种效应更显著，这表明母猪比生长猪具有更好的纤维降解能力。
林德伯格等人指出母猪具有较高的不可溶性膳食纤维消化率和短链脂肪酸产量，但可溶性膳食纤维发酵能力与生长猪相似。
简而言之，母猪的膳食纤维发酵能力高于生长猪，这是由于肠道发育的差异和肠道微生物的数量较高，而不是肠道微生物的类型。
除生长阶段外，猪的品种也是影响纤维发酵能力的一个重要因素。
本地猪品种一般比栽培猪品种具有更高的纤维发酵能力。乌里奥拉和Stein的研究表明，饲喂29.1%玉米DDGS饲粮的眉山猪的总膳食纤维蛋白质的表观总束消化率显著高于约克郡猪。
然而，到目前为止,还没有关于为什么本地猪比栽培猪有更好的纤维消化率的系统研究。
鉴于肠道环境对纤维降解的重要性，本土猪品种和栽培品种的肠道微生物活性和肠道组织的发育不同可能是关键因素。
（2）光纤源
膳食纤维的发酵能力依赖来源，纤维化学成分和物理性质存在差异。
不可溶性膳食纤维在猪饲粮占TDF的70%到90%，其在猪肠道的发酵性远低于自卫队，在猪自卫队的蛋白质的表观总束消化率70%到95%，一般不可溶性膳食纤维的蛋白质的表观总束消化率约50%。
贾沃斯基和斯坦报道，5%菊粉饲粮的仔猪中性洗涤纤维的AID低于纤维素饲粮，但中性洗涤纤维和ADF的后肠消化率远高于纤维素饲粮，说明额外的可溶性膳食纤维可能影响不可溶性膳食纤维的消化。
此外，木质素和纤维素在植物细胞壁中紧密相连，因此较高的木质素含量可能会抑制肠道微生物群对纤维素的降解。例如，高木质素含量的小麦秸秆和麦麸的NSP消化率分别比SBH低62.8%和35.6%。
不幸的是，解决如何通过解离植物源饲料中的纤维素和木质素来提高利用效率仍然是一个世界性的问题。
膳食纤维发酵产生的短链脂肪酸的浓度和分布也受到纤维类型的影响。纤维来源不仅影响了猪消化DF的能力，而且还改变了不同肠段产生的短链脂肪酸的含量。
与PF、SBH和苜蓿粉等豆科植物相比，麦麸和CB等谷物中的纤维更容易发酵产生丁酸，后者更倾向于发酵产生乙酸。
综上所述，纤维来源不仅影响了猪降解膳食纤维的能力，而且还改变了不同肠段短链脂肪酸的分布。
（3）纤维水平
额外的纤维摄入通常会增加挥发性脂肪酸的浓度，或改变食糜或粪便中挥发性脂肪酸的比例。
此外，多项研究表明，猪的膳食纤维消化率随着饲粮中纤维水平的增加而降低，部分原因是食糜沿肠道的转运时间较长。
然而，也有其他研究表明，增加纤维水平并没有降低膳食纤维的利用。宾德勒等人报道，当饲粮中SBP含量从0提高到30%时，中性洗涤纤维的蛋白质的表观总束消化率增加。威尔法特等人报道称，在饲粮中添加麦麸并没有改变膳食纤维组分的消化率。
简而言之，考虑到不同纤维来源和基本饲粮的复杂性，对于不同纤维水平对猪纤维成分消化率的影响仍没有一致的结论。
（4）适应周期
猪的肠道需要一个适应不同纤维类型或不同纤维水平的饮食的时期。
研究表明，纤维成分的消化率稳定和逐渐增加的猪长期食用高纤维饲料，适应期的长度影响了猪盲肠中短链脂肪酸的细菌群落和分布。
纤维降解菌的相对丰度与适应期有关。例如，猪的结肠前置菌在短期PF饲粮中下降，但在长期饲粮中显著增加。目前对适应期的研究较少。
饲粮的消化率和发酵性会影响适应期的长度。生长猪对富含可溶性膳食纤维的SBP的适应期明显短于富含不可溶性膳食纤维的麦麸，表明猪的肠道微生物更容易适应可发酵的可溶性膳食纤维。此外，纤维水平也影响了一些人报道的适应期的长度。
随着人们对膳食纤维的物理和化学性质的认识不断加深，人们辩证地认识到了膳食纤维对猪的营养和抗营养的作用。更多的纤维来源，如豌豆纤维、玉米麸、魔芋粉和菊粉，已广泛研究在猪，特别是仔猪和母猪。
肠道微生物群的调控一直是近年来膳食纤维营养价值研究的焦点，它不仅限于对肠道健康的影响，还涵盖了对猪免疫和能量代谢的广泛干预措施。然而，膳食纤维对猪肉质的调控尚未得到深入和系统的研究。
综上所述，笔者认为，如何最大限度地提高对猪的纤维利用效率仍然是一个世界性的问题，未来的研究需要进一步关注可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维的联合作用、加工方法和添加时间，以提高膳食纤维的营养价值，并进一步探索纤维发酵产物短链脂肪酸在猪体内的生理功能和调控机制。
