 根据Harris饲料原料命名与分类法，粗纤维含量大于等于18%的为粗饲料，粗纤维小于18%且粗蛋白质小于20%的为能量饲料，粗纤维小于18%且粗蛋白质大于20%的为蛋白质饲料。纤维饲料原料尚未进行单独分类，生产实际中习惯将粗纤维含量较高的饲料原料统称为纤维饲料原料。2001年，美国谷物化学家协会将纤维定义为植物中可以被食用的或者类似的碳水化合物，其不能被人类小肠消化和吸收，但可以完全或者部分在大肠发酵。 这一定义包括木质素、非淀粉多糖、不能被消化的寡聚糖和抗性淀粉等，传统粗纤维仅包括木质素和部分非淀粉多糖。 以往认为纤维对猪存在抗营养作用，但随着对纤维营养研究的深入，发现提高纤维水平或改善纤维来源在仔猪[1-2]，育肥猪[3-4]和母猪[5-6]养殖中都表现出了良好的效果，纤维饲料资源开发逐渐成为行业研究热点。 常见的纤维饲料原料来源主要分为几类 ：谷物类加工的副产物，如麸皮[7]、米糠[8]、粟糠[9]等 ；豆类加工的副产物，如大豆皮[10]、豆渣[11] ；牧草类，如苜蓿[12]、玉米秸秆[13]、紫花苜蓿鲜草[14, 15]、杂交狗尾草[16]、杂交狼尾草[17, 18]、地瓜藤[19]等 ；食品类加工的副产物，如甜菜粕[20]、葵花籽皮[21]、苹果渣[22]等。 随着对纤维饲料资源开发的发展，市场上出现了一些添加量0.1%~1%的专用新型功能性纤维饲料原料，如进口木质纤维、采用深加工复配技术生产的纤维、改性竹粉纤维等。与传统纤维饲料原料相比，新型纤维饲料原料在功能性理化指标方面更突出，如可发酵性和吸收膨胀性方面，具有毒素含量低、成分稳定、高效替代传统纤维饲料原料等优点。 上述检测方法都有各自的优缺点，消化法回收率差，可回收50%~80%纤维素、20%半纤维素、10%~50%木质素，不能代表真正意义上的纤维。洗涤剂测定法可以回收全部的纤维素、不可溶性半纤维素、木质素，但不能测定可溶性膳食纤维，而可溶性纤维含量较高的原料发酵后产生挥发性脂肪酸含量较高，有较高营养价值[23]。 洗涤法测定中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素结果较稳定，可作为评定消化能、代谢能的有效参数。 法国INRA2004数据库对原料能量利用率预测采用了中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维。酶-化学法受设备制约，饲料常规纤维分析中使用较少。酶-重量法测定纤维相对较完整，是目前国际上应用较广泛的方法，但该法因低分子量纤维可部分或全部溶解于分离液导致结果偏低。 美国NRC2012和中国原料数据库2017中已采用中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维指标，随着对纤维作用机制研究的深入，对纤维饲料原料进行进一步纤维成分测定分析具有非常重要的意义。育肥猪和母猪后肠道利用纤维能力优于乳仔猪，其所需的纤维来源和水平也存在差异。因此，除研究纤维原料的纤维组成外还需进一步了解其所含纤维的理化特性。 2 纤维饲料原料的理化性质2.1 持水性持水性是指每单位重量的纤维所能吸收水分的量，而纤维的化学结构中有很多亲水基团，具有很强的持水性。本课题组前期研究发现，豆粕和麸皮的吸水性优于次粉和米糠粕，经过发酵处理吸收能力均表现出下降趋势，这可能是由于发酵过程中消耗了可溶性多糖，而对纤维结构改变较小有关，见表1。通过物理辐照处理生产的改性竹粉溶水呈果冻悬浮状，在与不同的纤维饲料原料按1%、2%、3%混合处理后测定其持水性，经回归折算改性竹粉的吸水性达到223~480 mL/g，明显高于改性处理前竹粉2.5 mL/g（未发表）。因此，通过物理处理彻底纤维分子结构可能是当前增加纤维原料持水性最有效的方法。  2.2 发酵性纤维可被微生物部分选择性地发酵降解为挥发性脂肪酸，降解程度和速度与纤维的水溶性、化学结构、颗粒大小等多种因素有关。其中，多糖分子中单糖和糖醛酸的种类、数量及成键方式等结构特性很大程度上决定了该纤维在肠道内的发酵情况。研究报道，常见纤维原料中豆皮可发酵性优于米糠粕、麸皮、苜蓿草粉和燕麦壳[24]，可溶性纤维含量较高的魔芋粉、甜菜渣和苹果渣发酵后产生短链脂肪酸的浓度显著高于不溶性纤维含量较高的红枣粉、苜蓿粉和麸皮[23]，这表明纤维可发酵性与可溶性纤维含量高低有关，但尚不确定可溶性纤维含量越高的原料是否代表可发酵性一定越强。 2.3 吸附性纤维分子表面带有很多活性基团，能够吸附肠道内的螯合胆固醇、有毒物质（如内源性毒素等）、化学药品和有毒医药品（如外源性毒素等）等有机化合物。许娅虹[15]研究报道，母猪料中添加30%苜蓿草降低血清甘油三酯含量，可能与其吸附性有关。 2.4 黏性纤维的黏性可以延缓消化道其他养分的消化吸收速率，从而调节采食后血糖浓度和胰岛素水平，进而延缓饥饿和增加饱感，研究报道高膳食纤维组6 ：00~8 ：00点期间血清胰岛素和血糖水平高于低纤维组[24]。纤维溶水后离心用黏度计可测定黏度值[25]。比较不同原料的黏性对评估其影响母猪饱感和调控其他营养素的消化利用率具有一定参考意义。 2.5 阳离子交换能力纤维的阳离子交换能力是指其化学结构中所包含的羧基、羟基和氨基等侧链基团，可以产生类似弱酸性阳离子交换树脂的作用，能与阳离子尤其是有机阳离子进行可逆的交换，减少机体对离子的吸收，推测膳食纤维的阳离子交换能力可能参与调节动物体内阳离子的利用率和微量元素平衡。根据国家2625号公告，对猪料微量元素做了明确的上限规定，尤其是铜和锌，需要关注纤维原料对微量元素利用可能存在的负面影响。 2.6 特殊的功能性成分竹粉中含有天然抑菌物质。陈杰[26]研究发现，竹叶和竹粉提取物对革兰氏阳性菌和阴性菌均具有很强的抑菌效果，能提高肉仔鸡生长速度、降低死亡率、改善饲料报酬。阮祥春等[27]对比不同竹纤维粉提取工艺对体外抑菌效果的影响，结果发现在料液比为1 ：5提取4 h的乙酸乙酯提取物的抑菌活性最强。研究不同纤维饲料原料的应用效果和特殊功能性成分可能对开发新型功能性纤维饲料原料具有重要的参考意义。 3 纤维饲料原料在猪料中的应用及其作用机制3.1 改善仔猪腹泻李雁冰[2]以苜蓿草粉为纤维源，日粮纤维水平从2.8%提高到5.3%可以降低仔猪断奶后营养性腹泻 ；进一步研发发现，高纤维组粪便pH值下降、乳酸杆菌数量下降、大肠杆菌数量增加，这表明日粮纤维参与了肠道菌群调控。王亚琦[1]提高日粮纤维水平可降低腹泻发生、降低盲肠和结肠pH值、抑制大肠中大肠杆菌的生长、增加乳酸杆菌和总菌的数量、改善肠道菌群结构。 上述研究表明，纤维改善仔猪腹泻可能与其参与调控肠道菌群调控有关，同时还可能调控了消化器官发育和后肠发酵。Sonja等[28]研究发现，与低脂高纤维饲粮组比，饲喂高脂低纤维饲粮显著抑制消化器官的发育，饲喂高脂低纤维饲粮显著提高猪肠内容物中的拟杆菌和肠杆菌基因拷贝数，而饲喂低脂高纤维饲粮的猪双歧杆菌数量显著较高，同时低脂高纤维组猪肠道中乙酸和丁酸浓度显著较高。纤维提升肠道中乙酸和丁酸的含量，一方面有助于降低食糜pH值，一方面还具有抑菌作用。 不同来源纤维原料对仔猪腹泻调控效果不同。尹佳[29]研究发现，与对照组相比，大豆纤维组和玉米纤维组仔猪腹泻率略有提高，小麦麸纤维组和豌豆纤维组仔猪腹泻率略有降低。冯平[30]究发现，不同类型纤维对猪后肠微生物区系影响较大，麸皮组和玉米皮组的乳酸杆菌、白色瘤胃球菌和卵形瘤胃球菌数量均显著高于大豆皮组，同一日粮组部分菌落条带的光密度随饲喂时间延长出现了明显变化，大豆皮适应期较短。上述报道中不同来源纤维饲料对肠道微生物区系的影响可能是其调控仔猪腹泻效果差异的原因，而对微生物区系的影响可能与其可发酵性有关。 3.2 改善育肥猪肉品质生长育肥猪添加适宜的纤维水平可改善肉品质，过量添加可能对生产性能产生负面影响。张秋华[3]研究发现，以甜菜粕为纤维源，日粮粗纤维含量从2.5%提高到12.5%显著提高育肥猪的胴体斜长和眼肌面积、显著降低背膘厚和板油比例、显著增加背最长肌肌肉的粗蛋白质含量、显著降低肌内脂肪含量、显著提高盲肠内容物乙酸含量和显著降低丙酸含量。但高纤维也带来一些负面作用，高纤维组显著降低小肠绒腺比，不利于营养物质消化吸收，显著提高料肉比和降低日增重以及显著降低肌肉pH24和提高烹饪损失 ；中等纤维水平7.5%显著增加肉颜色亮度和蓝度值。这表明日粮纤维可能调控脂肪和蛋白在肌肉中沉积，纤维水平过高不利于肌间脂肪沉积和保水性能，同时也不利于生产性能。赵静[4]以苜蓿草为纤维源，试验日粮中添加5%~20%苜蓿草粉，结果发现，添加10%苜蓿草粉有改善日增重和料肉比趋势，显著提高眼肌面积、显著提高肌内脂肪含量、显著提高肌肉中必需氨基酸和风味氨基酸含量、显著降低猪肌肉中硬脂酸含量。上述研究表明，纤维对肉品质的影响与纤维饲料来源和添加水平有关，应重点关注其对肌内脂肪和蛋白沉积的调控。上述试验中以苜蓿草为育肥猪纤维原料试验结果较好，可能还与苜蓿草中含有的功能性成分有关，如苜蓿皂苷、苜蓿多糖和苜蓿黄酮等。 3.3 改善母猪繁殖性能大量研究证实，应用纤维可改善母猪繁殖性能。谭成全等[31]发现，在妊娠日粮添加甜菜渣可以提高母猪繁殖性能，显著提高泌乳期第3周平均日采食量及断奶母猪背膘，显著提高产活仔数、21 d仔猪个体均重及第3周平均日增重，连续2个妊娠期添加效果更好。谭成全等[32]以鼓皮、魔芋粉和甜菜渣为纤维来源，在保证其他营养成分基本一致的情况下，对照组、魔芋粉和甜菜渣组可溶性纤维含量分别为2.51%、3.78%、4.82%，结果发现，妊娠日粮添加魔芋粉或甜菜渣能提高母猪采食量、仔猪生长速度、仔猪育成率等繁殖性能,魔芋粉组效果更优，这表明妊娠母猪料除增加可溶性纤维外还需关注纤维原料的其他理化特性。 纤维调控母猪繁殖性能的机制研究报道较多，综合认为主要有以下几点。 （1）改善便秘，减少内毒素蓄积增进母猪机体健康。 杨玉芬等[33]以爱博素（纤维67%）为纤维源，研究发现，妊娠母猪前期纤维从4.14%提高到6.06%，粪便水分显著降低，约减少5%，pH值显著增加，大肠杆菌数量显著降低，乳酸杆菌数量显著增加。本课题组前期研究发现，以大豆皮和米糠粕为纤维源，日粮纤维从4.5%提高6.5%，妊娠母猪便秘数量明显减少，基本很少见丸状粪便，成条形松软粪便明显增多（未发表）。上述研究表明，增加日粮纤维水平有助降低便秘。然而，单妹等[34]研究发现，在同等营养水平情况下，以大豆皮为纤维源进行不同纤维水平（4%、6%、8%），结果发现，提高纤维水平对便秘发生无显著影响，数值有增加趋势。分析认为，增加日粮纤维水平一方面有助于促进胃排空速度减少便秘[35]，另一方面纤维原料中的可溶性纤维部分增加胃内容物黏度导致胃排空时间延长[36]，进而可能增加水分重吸收引发便秘。 （2）增加饱感减少规癖行为，改善胚胎发育提高产活仔数。本课题组在生产实践中统计观察饲喂6.5%粗纤维妊娠日粮，妊娠28 d母猪采食2 h后空口咀嚼比例大约占15%，并在连续5 d观察中保持相对稳定，妊娠90 d母猪连续5 d观察中结果稳定，空口咀嚼比例6%~10%（未发表），这表明选择适宜的母猪行为指标可以相对稳定地表现母猪的生理状况。武晓红[37]以稻壳粉为纤维源，增加日粮纤维含量同时提供日采食量达到相近能量和蛋白质摄入水平，结果发现规癖行为明显减少，无咀嚼行为，并增加了趴窝时间，这表明增加纤维和采食量可能增加了胃容积和饱感，进而减少规癖行为。李浩波等[38]研究发现，妊娠和哺乳料中添加菌糠纤维性饲料替代秸秆，营养水平保持相近，妊娠料粗纤维提高0.2%~0.7%，对照组有三分之一的母猪时有出现口嚼、啃栏等规癖行为，试验组母猪性情温顺，很少发生规癖行为，连续3个繁殖周期监测窝产活仔数显著增加，平均每窝提高0.6~1.2头。 这表明不同来源纤维饲料原料对母猪饱感和规癖行为存在不同的应用效果，可能与其持水性有关。关注纤维改善妊娠母猪饱感，一方面提高日粮纤维水平增加吸水膨胀性能进而增加母猪胃容积感，另一方面还需关注纤维原料的可发酵性，后肠纤维发酵产生短链脂肪酸，短链脂肪酸可以促进胰高血糖素样肽GLP-1分泌[39]，GLP-1能抑制胃排空产生饱感[40]。 （3）调控生殖激素分泌，改善胚胎发育提高产活仔数。姜海龙等[41]以苜蓿草为纤维源，母猪日粮纤维从3.8%提高到7.2%，妊娠前期和中期血清雌激素和黄体酮含量显著降低，总产仔数无明显影响，产活仔数提高0.67头，这可能与高纤维调控生殖雌激素水平有关。尹国安[42]以苜蓿草粉为纤维源，发现母猪血清黄体酮和催乳素水平随日粮纤维水平的增加先增加后减少，最适纤维水平为9%。纤维调控生殖激素可能与其营养代谢调控有关，降低妊娠期雌激素含量有助于提高胚胎成活率。 （4）调控乳腺发育、提高泌乳量提高断奶重。催乳素可以促进乳腺发育，提高母猪初乳产量。吴当当[43]研究发现，以苜蓿草为纤维源，高纤维组显著提高初乳中催乳素和瘦素水平。许娅虹[15]试验也证实添加30%紫花苜蓿鲜草显著提高母猪泌乳量和21日龄断奶窝重。上述研究中苜蓿草对催乳素的影响，可能与其功能性成分有关。 （5）调控脂肪代谢，改善母乳质量促进仔猪生长。 廉红霞[44]研究发现，妊娠料中添加20%苜蓿草粉显著降低血清胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇的含量，显著提高乳脂含量[37]。吴当当[43]也发现高纤维组显著增加初乳中甘油三酯和胆固醇含量，显著提高断奶仔猪重。 上述研究中苜蓿草粉对脂肪代谢的影响，可能与发酵性调控肠道菌群影响脂肪消化代谢效率有关，也可能与其吸附性有关。 4 结论不同研究报道中纤维原料对母猪应用效果的差异可能与纤维来源和添加水平有关，而不同来源纤维原料在持水性、可发酵性、黏性、吸附性和功能性成分等方面的差异可能是影响纤维原料效果的主要原因，具体的应用评估指标和标准尚有待于进一步研究。 |
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