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纤维在猪营养中的新视野

纤维因其在生理,肠道健康和环境方面的多重益处而被“重新发现”。

星期五 24 8月 2018 (之前 1 月 26 天)
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在动物生产中,必须了解消化过程动力学以及它们与饲料消耗和成分的关系,以优化动物的生产性能。

饲料的纤维部分对消化过程具有显着影响。传统上与日粮能量密度和营养物质的消化率降低有关,纤维由于其在猪饲养中的多重益处而被“重新发现”。从这个意义上说,饲料中纤维的比例不再是低质量的同义词。纤维对母猪饱腹感,肠道健康以及粪浆中氨(NH3)排放减少的积极影响是众所周知的。此外,在提高可持续性和降低养殖成本上,在各阶段日粮中使用农业工业纤维副产品越来越常见。这种做法还可以通过在饲料中添加副产品来代替高级原料,从而减少猪肉的碳排放量。然而,不同类型的纤维对主动采食,消化和代谢的特定影响可能是非常多变的。以下是一些优点及其与纤维类型的关系

在生理水平上,不同来源的纤维影响消化的关键方面,如胃肠道中的食物滞留时间。这主要取决于胃排空的速度和频率以及肠蠕动收缩率(Black等,2009)。滞留时间的增加使食物酶和其他消化组分之间的接触时间更长,从而促进其消化和吸收。传统上,认为在日粮中添加难消化纤维(麸皮和其他木质纤维素原料)会增加肠道推进率。然而,一些研究表明,在日粮中添加难消化纤维,在大肠水平上未表现出推进率的不同,甚至出现推进率的降低(Wenk2001UrriolaStein2010),这表明这些影响可能取决于饲料,其添加水平或其它因素。另一方面,添加可溶性纤维(甜菜,柑橘......)会降低推进率,尽管它对营养物质的消化和吸收没有任何益处。推进率的降低主要是由于消化物粘度增加导致的胃排空延迟(Guerin等,2000),这反过来改变了胃内食物的分布。 (图1)。

Figure 1. Images of gastric emptying in pigs fed a diet based on starch (a), beet pulp (b) and wheat bran at 10, 60 and 120 minutes post-ingestion (Source: Guerin et al., 2001 ).

Figure 1. Images of gastric emptying in pigs fed a diet based on starch (a), beet pulp (b) and wheat bran at 10, 60 and 120 minutes post-ingestion (Source: Guerin et al., 2001 ).

1.采食基于淀粉(a),甜菜浆(b)和麦麸的日粮1060120分钟后猪胃排空情况(来源:Guerin等,2001)。

尽管可溶性纤维对营养物质的消化率产生负面影响,但就对怀孕母猪的饱腹感的积极影响上,它是首选的成分。原因是这种类型的纤维能够长时间保持营养素的吸收,并刺激挥发性脂肪酸(VFA)的产生,其作为动物的能量来源,能够影响肽的释放,如饥饿素,1型胰高血糖素和YY肽,与能量和脂质代谢相关(Leeuw等,2008;Sánchez等,2012)。

在肠道健康水平上,添加纤维能够改善营养素的吸收,促进有益细菌的增殖并防止机会致病菌的定植。在目前减少抗生素使用的情况下,这种益生元效应至关重要。根据纤维的类型,对微生物群和健康的影响可能不同(表1)。例如,添加可溶性纤维来源,如抗性淀粉和果胶,促进双歧杆菌和乳杆菌的增殖,并减少肠杆菌数量(Bikker等,2006; Cerisuelo等,2015; Fohuse等。 2015)。另一方面,不溶性纤维可以刺激纤维素分解细菌如瘤胃球菌的生长(Bindelle等,2010)。这些效果基于以下事实:来自发酵的VFA(主要是丁酸)能够促进肠上皮细胞的增殖和吸收能力并改变微生物生长。然而,在高浓度下,由于消化物粘度的增加,可溶性纤维可能对肠道健康产生负面影响。故促进肠道健康的最佳策略似乎是在饲料中添加不同类型纤维组合(AgyekumNyachoti2017)。

1.评估纤维类型对猪生产性能和肠道健康影响的研究摘要(改编自AgyekumNyachoti2017

阶段 挑战 非淀粉多糖类型 应答 参考
生产性能 肠道健康
断奶 大肠杆菌 可溶性 平均日增重降低 断奶后腹泻率和PH值较高 Hopwood 等. (2004)
断奶 大肠杆菌 可溶性 断奶后腹泻率较高,PH值无差别 Montagne 等. (2004)
生长/育成 胞内劳森菌 不可溶性 严重程度/肠道病变程度和腹泻发作无差异 Whitney 等. (2006)
生产/育成 猪痢疾 可溶性 断奶后腹泻率较低 Thomsen 等 (2007)
断奶 不可溶性 断奶后腹泻率较低,粪便一致性较高 Kim 等. (2008)
断奶 大肠杆菌 可溶性 断奶后腹泻率较低,乳酸杆菌,大肠杆菌比例较高 Welloc 等 (2008)
断奶 不可溶性 断奶后腹泻率无差别,短链脂肪酸产量增加,大肠杆菌减少 Molist 等. (2001)
断奶 大肠杆菌 不可溶性 断奶后腹泻率和大肠杆菌较低,微生物多样性较高 Molist 等. (2010)
生长/育成 可溶性 肠杆菌减少 Smith 等 (2011)

在日粮中添加纤维还对环境有益,例如减少粪浆中NH 3的排放。大量研究表明,富含可发酵(可溶)纤维的成分如甜菜浆,果肉或大豆皮,增加了粪便中以微生物蛋白(有机氮)形式排出的氮的比例,从而减少了通过尿液排出的氮(有机氮),从而降低NH3排放(Portejoie等,2004; Jarret等,2011)。最近的研究表明,在饲料中加入不溶性纤维也可能使NH3排放减少,但控制机制会有所不同(Beccaccia等,2015)。

在经济效益,可持续性和健康方面,对猪饲料中纤维的管理构成了新的挑战,同时也有机会利用其在猪营养中的益处。然而,这些必须结合提高其消化率的策略。

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