膳食纤维的功能及其对母猪泌乳性能的影响

王慧晟， 罗 文， 王亚平， 许超华， 张一筝， 刁新平 ， 武洪志

（1.东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江哈尔滨150030；2.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海南海口571101）

欧洲食品安全委员会在2007 年将膳食纤维定义为不能被动物内源消化酶分解， 小肠无法消化吸收的所有碳水化合物的总称，包含以下4 类：（1）非淀粉多糖（NSP）；（2）抗性低聚糖；（3）抗性淀粉；（4）木质素。膳食纤维具有水合作用、黏性以及发酵作用（张智明等，2019）。水合作用是指其溶胀力、水溶性和水结合力。水溶性是膳食纤维分类的一个重要依据， 膳食纤维的水溶性是指其与水结合形成胶态悬浮的能力（Kelkar 等，2012）。根据其水溶性膳食纤维还可分为可溶性纤维和不可溶性 纤 维 （肖 真 明 等，2017；Bach Knudsen 等，2011）。黏性则取决于水合作用的速率以及其本身的分子质量（Knudsen 等，2012；Vuksan 等，2009）。关于膳食纤维的发酵性， 一般不可溶性纤维弱于可溶性纤维（Choct 等，1997）。 膳食纤维经过发酵后可以产生挥发性脂肪酸（VFA），此类脂肪酸不但可以供能还可以改善肠道菌群环境。 因为单胃动物体内缺少可以消化纤维的纤维素酶， 所以膳食纤维通常都被作为抗营养因子研究。 但随着饲料配方设计的不断精进和对膳食纤维研究的不断深入， 发现一定比例的膳食纤维可以减少常规饲料的使用量，从而控制成本，并且其还对猪肠道微生物、形态以及免疫力有显著的调控作用。在妊娠期母猪的饲料中加入合适比例的膳食纤维可以有效增加母猪的饱腹感从而减少母猪因饥饿带来的焦虑行为， 膳食纤维还可以增加母猪的繁殖性能（岳隆耀等，2018；Zhang 等，2017）。 在仔猪饲料中添加膳食纤维可以减少仔猪的应激反应并降低仔猪的腹泻率（Jenkins 等，2004）。 在母猪妊娠期添加膳食纤维可以有效提升母猪哺乳期的采食量从而增加母猪的泌乳量。 综上所述，膳食纤维作为第七营养素在生猪养殖中的应用有很大的研究意义。

1 膳食纤维的功能

1.1 调节肠道微生态系统 膳食纤维在单胃动物体内的主要消化部位为肠道， 可溶性纤维多数是在结肠和盲肠的前段被发酵， 而不可溶性纤维则可以持续发酵到结肠后端 （Jenkins 等，2004）。膳食纤维对肠道生态系统调节主要包括肠道结构和肠道微生物的组成。 肠道的结构主要包括肠道绒毛长度、重量和长度等，而对肠道微生物的研究主要包括菌群组成和稳定性。 罗振福等（2020）在研究中发现， 在育肥猪饲料中加入一定比例的苜蓿后， 其盲肠和结肠占活体重量随着纤维的比例增高而变大， 这说明膳食纤维可以有效促进猪的肠道发育。Saqui-Salces 等（2017）在保育猪的饲粮中添加50% DDGS 后发现，其可以促进肠道杯状细胞和转运蛋白的表达，有利于肠道的分化。而在对肠道菌群调节方面的研究，Montagne 等（2003）通过研究发现， 膳食纤维发酵产生的挥发性脂肪酸（VFA）对肠道内的大肠杆菌等有害菌有抑制作用。杨玉芬等（2010）发现，将妊娠母猪饲粮中膳食纤维的比例提高后， 其粪便中的乳酸杆菌数量显著增加，而大肠杆菌的数量则下降。 综上所述，膳食纤维可以改善肠道的结构同时也有益于肠道菌群的稳定和构成，但在添加时要注意比例，不适当的比例往往会降低生产效率。

1.2 提高食糜的排空速度改善便秘 在现行生产条件下， 母猪尤其是妊娠和哺乳期母猪多在单体栏内饲养，导致母猪缺乏运动，肠道蠕动缓慢，增加了母猪便秘的几率，从而影响其生产性能。张想等（2021） 给小鼠饲喂茶树菇发酵刺梨果渣发现，当饲喂剂量达到0.55 g/kg 及以上时可以显著降低粪便在小鼠小肠内的停留时间， 增加小鼠小肠的蠕动作用。 研究表明膳食纤维同样也可以刺激母猪的胃肠道蠕动， 加速食糜的向后移动从而增加排空速度， 这缓解了母猪的便秘问题充当了缓泻剂的作用， 在这个过程中不会对母猪的其他能量代谢产生任何影响 （Oliviero 等，2009）。 Jrgensen 等（1996）研究发现，提高母猪饲粮膳食纤维的比例可以使食糜通过肠道的速度增加5 ~ 6倍。 Claudio Oliviero 等（2009）通过给妊娠90 d 的母猪饲喂高纤维的日粮发现， 母猪的便秘情况得到很大改善，产后的采食量、饮水量以及仔猪的出生重也显著高于对照组。 邓敦等（2015）在母猪的饲料中添加了苹果渣后发现， 母猪产后1、3 d 和5 d 的排便通畅且粪便形状成柱状。 以上研究得出膳食纤维可以改善母猪的肠胃蠕动，缓解便秘，增加母猪的生产繁殖性能。

1.3 降低应激反应 生产上猪群容易产生应激的原因分别是热应激、分娩应激以及断奶应激。一旦产生应激， 机体在激素水平和生理水平都会产生很大的波动， 应激状态下的母猪生产性能剧烈下降，严重还会导致死亡。伍剑等（2019）在妊娠母猪饲粮中加入膳食纤维发现，对于用LPS 建立了仔猪免疫应激模型的后代仔猪， 可以有效的缓解模型仔猪的免疫应激和生长抑制现象。 王晶晶等（2021）报道，热应激期（5 月初到9 月）围产期母猪的日粮中添加膳食纤维发现，相较于对照组，仔猪的畸形率、 体重不足率以及仔猪断奶前死亡率都有显著的下降。研究表明母猪分娩产程，初生仔猪重量， 产后母猪采食饮水量都与妊娠期饲料中的纤维比例有关， 膳食纤维可以调节分娩前后肠道系统的紊乱以及血液中的激素水平， 缓解因激素水平的变化对母猪身心造成的影响和负担（De Leeuw 等，2004；Wenk 等，2001）。 Quesnel 等（2009） 在母猪妊娠期间饲喂高纤维日粮发现，母猪生产后的采食量和仔猪日增重都有显著提高。以上研究得出纤维日粮可以提高妊娠期的母猪福利并且缓解母猪在不同时期产生的应激。

1.4 刺激生殖激素的分泌 激素水平对母猪的影响十分显著， 背膘是一部分生殖激素的储存场所， 膳食纤维能够有效的调节母猪在不同时期的背膘厚度， 从而有效保证激素水平的稳定。 Moss等（2012）研究发现，膳食纤维可以增加肠道中胰高血糖素样肽（GLP-1）和多肽YY（PYY）的释放，这两种激素有利于母猪减少食欲， 增加母猪的饱腹感， 缓解妊娠期母猪因为限饲引起的焦虑。Ferguson 等（2007）给发情期母猪饲喂50%甜菜渣的饲粮发现，母猪发情期18 d 的促黄体激素的脉冲率提高，17、18、19 d 的雌激素水平降低， 雌激素的水平降低有利于胚胎的着床。 尹安国等（2012）研究发现，提高妊娠母猪的饲料纤维比例可以降低整体妊娠期的雌激素水平， 提高催乳素以及孕酮的水平。 膳食纤维还可以降低类固醇对于下丘脑垂体轴的负反馈， 从而增加促黄体激素的脉冲率、卵母细胞成熟和胚胎的成活率，从而提高母猪的繁殖性能。 Famer 等（1995）在妊娠期母猪饲粮中添加麸皮后发现， 其对孕激素没有影响但是提高了血液中催乳素的含量。 张虎等（2012）通过对比不同比例纤维对母猪繁殖性能的影响得出，9%的纤维对母猪繁殖性能改善效果最佳。

2 膳食纤维对母猪泌乳性能的影响

母猪泌乳性能是影响猪场生产效益高低最为关键的因素， 因此对增加母猪泌乳量的研究非常之多。对于母猪尤其是经产母猪，其后肠道内的微生物数量是其他阶段猪的6 ~ 7 倍之多， 因此母猪对于纤维具有很强的消化能力 （Varel 等，1992）。在母猪饲粮中添加膳食纤维主要从三个方面影响母猪的泌乳性能，既提升初乳品质、断奶窝重和增加泌乳量。

2.1 膳食纤维对母猪初乳品质的影响 膳食纤维经过发酵可以产生短链脂肪酸（SCFAs），其中乙酸可以显著增加初乳中的乳脂率含量， 对初生仔猪的成活率具有促进作用。Loise 等（2014）将母猪饲粮中纤维比例增高后， 显著缩短了初生仔猪采食初乳的时间，增加了对初乳的摄入，这对断奶前后仔猪的生产性能有显著的改善。 Loisel 等（2013） 将妊娠母猪分为高纤维组和低纤维组，发现高纤维组母猪母乳中的乳脂率相较于低纤维组提高了28%， 使仔猪断奶前死亡率降低了15%。葛德军等（2009）在母猪围产期增加了饲料纤维的含量，发现母乳中乳脂肪、乳糖和干物质的含量都显著增加。 Mroz 等（2010）在母猪哺乳期日粮中加入了部分燕麦壳来代替常规饲料后发现， 产后母猪母乳中的乳脂含量有所提高， 初乳和常乳中的能量增加。 以上研究表明膳食纤维通过改善哺乳期母猪母乳的品质可以有效提高母猪的繁殖性能，增加仔猪断奶前后的生产性能。

2.2 膳食纤维对母猪泌乳量的影响 研究表明在妊娠期母猪的饲粮中添加膳食纤维对哺乳期母猪的采食量有促进作用， 母猪哺乳期采食量的增加可以显著提高母猪的泌乳量。 Reese 等（2009）发现， 对于经产母猪连续在多个繁殖周期添加膳食纤维对母猪采食量的影响最为明显。Quesnel 等（2009）在妊娠期母猪的日粮中添加一定比例的甜茶渣后发现， 母猪的采食量有所提高。 Renteriaflores 等（2008）在常规母猪饲料中添加了一定量豆壳后使其中的SF 和ISF 均高于对照组，发现试验组母猪采食量与对照组相比极显著提高。 而添加了小麦秆组的采食量则没有改变。 Tan 等（2018）发现，在妊娠期母猪饲料中添加一定量的魔芋粉可以提高母猪的采食量。 Nadine 等（2015）研究表明， 在母猪围产期添加一定比例的膳食纤维可以有效提高母猪体内胰岛素的敏感性。 胰岛素敏感性的下降会使妊娠后期母猪的采食量下降（Mosnier 等，2010）， 而妊娠后期采食量的下降有利于母猪的顺利生产以及哺乳期采食量的增加，从而提高母猪的泌乳量。 另外母猪哺乳期的过度失重也会导致泌乳量的下降， 不仅会影响母猪以后的生产性能，减小母猪的种用年限，也会影响小猪的断奶前成活率。黄大鹏等（2015）研究发现，一定比例膳食纤维可以有效减低哺乳期母猪背膘下降，防止母猪体重下降过多。母猪良好的体况可以有效提高其泌乳量。 膳食纤维还可以提高妊娠期母猪乳腺的发育，这与母猪的泌乳量有直接关系，而高能量的饲料对乳腺的发育有抑制作用， 因此用一定比例的膳食纤维替代常规饲料对母猪泌乳量也有显著的提高作用（胡成等，2019）。

2.3 膳食纤维对断奶仔猪窝重的影响 仔猪断奶前几乎所有能量物质都来源于母乳。 母猪的泌乳性能决定了仔猪断奶前后的生长性能， 断奶仔猪窝重可以直观的反映出母猪泌乳性能的高低。Veum（2009）等对600 头母猪进行三个繁殖周期的研究发现，加入13.13%的小麦秸秆后提高了初生窝重和断奶窝重， 但不同来源的膳食纤维产生的效果不同， 因此需要谨慎的选择添加纤维的种类。 Reese 等（1997）给295 头妊娠期母猪饲粮中加入苜蓿草粉、 燕麦壳后发现， 断奶仔猪数提高

0.3 头每窝， 平均断奶窝重提高0.4 kg。 张虎等（2012）在研究不同比例的膳食纤维对母猪繁殖性能的影响时发现，9%的膳食纤维相对于3%、5%和7%纤维组， 断奶仔猪窝重分别提高了12.16、8.63、7.91 kg。 吴志娟等（2019）在妊娠期母猪饲粮中添加17%的谷糠发现，仔猪的断奶窝重提高了

9.23 kg。 廉红霞等（2004）在18 头经产母猪的饲粮中添加了苜蓿草粉后发现， 仔猪的断奶窝重和出生仔猪成活率都有升高。 以上研究表明膳食纤维可以有效提高断奶仔猪窝重， 但不同来源和比例的纤维对母猪的影响不同， 这可能和其理化性质的改变有关。初产母猪由于还未达到体成熟，所以对纤维的利用没有经产母猪强， 其增益效果也有所下降。

3 小结和展望

综上所述， 膳食纤维具有调节母猪肠道微生态功能和分娩期母猪肠道紊乱情况的作用， 可以增加母猪的胃排空速度并且作为缓泻剂可以缓解母猪的便秘问题。 尤其是妊娠后期母猪便秘会加重母猪体内毒素的含量，降低母猪的生产性能。膳食纤维还可以有效降低母猪的应激反应增加母猪福利，提高母猪的利用年限。其对于生殖激素的调节还可以增加胚胎的成活率，提高母猪的产仔数。妊娠期在母猪饲粮中添加膳食纤维， 能有效提高哺乳期母猪初乳和常乳的质量以及泌乳量， 母猪泌乳性能的提高会改善仔猪的初生重、 仔猪断奶前的成活率以及断奶仔猪窝重， 增加猪场的生产效率。 对于不同生产阶段和不同年龄的母猪要注意膳食纤维的比例和来源， 不恰当的比例会降低动物的生产性能。

随着对膳食纤维研究的不断深入， 从只把其当做抗营养成分到充分发挥膳食纤维的营养作用并且取得了很大的应用进展。 膳食纤维的大量应用节约了以粮食为主的常规饲料的消耗量， 符合我国大力发展节粮型畜牧业的方针和路线。 对耗粮型动物的生产有很大促进作用。 我国加工业产生丰富的副产品下脚料都是膳食纤维很好来源。未来根据其水合性、黏性、发酵性等理化性质，通过进一步发掘膳食纤维的功能， 可能会设计出更符合不同阶段单胃动物营养需求的配方。