摘要: 飼糧纖維作為豬飼糧組成的重要成分之一, 對調控生豬生產(chǎn)性能、調節(jié)飼糧營養(yǎng)水平和改善腸道健康方面發(fā)揮著重要作用。近年來, 飼糧纖維在改善豬肉品質方面也顯現(xiàn)出重要潛在作用。本文就目前國內外飼糧纖維影響豬生產(chǎn)性能和肉品質方面研究展開綜述, 重點闡述了飼糧纖維對豬生產(chǎn)性能、肌纖維特性和肉品質的影響, 為飼糧纖維的合理高效化利用和改善豬肉品質研究提供參考。
關鍵詞: 飼糧纖維 生產(chǎn)性能 肌纖維特性 肉品質 豬
飼糧纖維(dietary fiber，DF，源于人營養(yǎng)學“膳食纖維”概念，在本文中稱作飼糧纖維)作為“廉價、節(jié)糧、綠色”的飼料源，在豬營養(yǎng)中具有重大發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳?，飼糧纖維被定義為不能被動物內源消化酶消化的可食用植物性碳水化合物及類似物[1]。飼糧纖維對豬營養(yǎng)及健康有著重要的影響，在預防仔豬炎癥性腸病和斷奶應激綜合征、促進豬生產(chǎn)性能和營養(yǎng)物質消化吸收、改善腸道健康和增加飽腹感、提高母豬繁殖性能和減少刻板行為等方面發(fā)揮著重要作用[2-5]。研究表明，飼糧纖維可由腸道微生物發(fā)酵產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acid，VFA)，可為生長豬提供28%的能量，甚至在母豬能量平衡中提供更多[6]。隨著腸道微生物研究在生命科學領域的不斷發(fā)展，作為菌群底物的飼糧纖維對腸道健康的直接或間接作用研究也已成為研究熱點。豬肉是國內外消耗量及需求量最大、最廣泛的肉類之一。目前，隨著現(xiàn)代化養(yǎng)殖模式的發(fā)展以及對高生長率、高瘦肉率商品豬的不斷追求，導致豬肉品質和營養(yǎng)價值下降。然而，消費者對豬肉的需求發(fā)生了從數(shù)量向質量的重大轉變，對更健康、安全、美味、高質量和更富有營養(yǎng)價值豬肉的需求逐漸增加。肌纖維是構成骨骼肌的基本單位。研究證明，肌纖維特性及其各類型之間的組成比例與肉嫩度、pH、保水性、色澤、肌內脂肪(intermuscular fat，IMF)含量等肉品質方面指標密切相關[7]。因此，肌纖維作為骨骼肌的主要成分，其特性和類型的差異對肉品質有著重要影響。值得注意的是，富含纖維的飼糧也顯現(xiàn)出改善肉品質的潛在作用[8]，但關于飼糧纖維對豬肌纖維特性和肉品質影響的研究仍相對較少。雖然有報道稱飼糧纖維會影響豬肉品質，但其結果并不一致，具體機制尚不清楚。因此，本文就目前國內外飼糧纖維對改善豬生產(chǎn)性能和肉品質方面的應用效果和機理研究進行綜述，重點闡述了飼糧纖維對豬生產(chǎn)性能、肌纖維特性和肉品質的影響，為飼糧纖維在生豬養(yǎng)殖中的合理高效化利用和改善肉品質研究提供參考。
由于飼糧纖維結構與成分的復雜性和來源的多樣性，迄今為止，對其定義仍存在著爭議。但隨著研究的不斷深入，營養(yǎng)學者們普遍將飼糧纖維定義為不能被動物內源消化酶消化的可食用植物性碳水化合物及類似物[1]，包括非淀粉多糖(non-starch polysaccharides，NSP，主要由纖維素、半纖維素、果膠、抗性淀粉、寡聚糖、葡聚糖組成)和木質素[9-10]。飼糧纖維種類較多，其組成成分、分子質量、聚合結構及理化特性也各異。目前已明確，飼糧纖維的應用效果與其理化特性密切相關，其理化特性主要包括水合性、發(fā)酵性、黏性、吸附性以及陽離子交換能力等[10]。水合性又包括水溶性、水結合性和吸水膨脹性等。另外，根據(jù)其水溶性，飼糧纖維又分為可溶性飼糧纖維(soluble dietary fiber，SDF)和不可溶性飼糧纖維(insoluble dietary fiber，IDF)，兩者的理化特性及營養(yǎng)作用差異較大。SDF在動物腸道菌群的作用下進行發(fā)酵、分解、轉化，增加腸道內消化液和食糜黏度，使食糜通過腸道的速率隨之降低，且易吸水膨脹而增加飽腹感。單胃動物對IDF消化能力有限，IDF在未被消化時通過腸道可增加食糜通過率和糞便體積[11]。黏性是影響飼糧纖維營養(yǎng)功能的重要理化性質[12]。飼糧纖維中的多糖分子與共價鍵或非共價鍵相互結合形成網(wǎng)狀結構，導致纖維水溶液具有一定的黏性。黏性主要與纖維的多糖分子質量、側鏈結構及纖維溶解性相關。由于單胃動物利用飼糧纖維主要通過腸道菌群的發(fā)酵，因此飼糧纖維的發(fā)酵性也是影響其營養(yǎng)功能的主要特性?？傮w來看，纖維的木質化程度越高其發(fā)酵性越低，反之則越高；大部分SDF較IDF相比，其發(fā)酵性更高[13]。由此可見，不同理化特征的飼糧纖維其消化吸收特性及營養(yǎng)功能不盡相同。
隨著無抗養(yǎng)殖的提出，飼糧纖維在豬營養(yǎng)領域受到越來越多的關注。傳統(tǒng)營養(yǎng)學研究普遍認為，飼糧纖維在大多數(shù)情況下降低營養(yǎng)物質的消化率并且抑制能量利用。然而富含飼糧纖維的飼料已被廣泛應用于豬飼糧中。這不僅是因為降低飼料成本，而是因為對飼糧纖維營養(yǎng)價值的不斷發(fā)現(xiàn)。近年來，眾多研究結果指出，無論飼料成分中是否富含SDF或IDF，豬飼糧中額外添加適量纖維不僅沒有產(chǎn)生負面效果，還顯現(xiàn)出改善豬生產(chǎn)性能方面的有益作用[14-15]。
2.1 不同飼糧纖維源對豬生產(chǎn)性能的影響
飼糧纖維種類繁多、來源廣泛，其發(fā)酵后產(chǎn)生的短鏈脂肪酸(short-chain fatty acid，SCFA)濃度及各類型之間比例不同[16-17]。因此不同來源飼糧纖維消化吸收特性、發(fā)酵特性和營養(yǎng)功能各有差異。Wu等[18]研究發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬飼糧中分別添加5%纖維素和木聚糖時，對斷奶仔豬的平均日增重(ADG)均無顯著影響；添加5% β-葡聚糖時，則顯著降低了斷奶仔豬的ADG和平均日采食量(ADFI)；添加3種不同飼糧纖維源對斷奶仔豬料重比(F/G)均無顯著影響。此外，趙瑤等[19]研究表明，飼糧中添加豌豆纖維顯著降低了生長豬ADG、ADFI和末重，添加小麥麩與豌豆混合纖維顯著降低了ADFI，而添加小麥麩纖維對豬生長性能未產(chǎn)生顯著影響。尹佳[20]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中分別添加玉米纖維、大豆纖維、小麥麩纖維和豌豆纖維均不同程度地提高了仔豬ADG、ADFI和末重；而在生長豬階段，均有降低ADG和ADFI的趨勢。這提示飼糧纖維對仔豬的消化吸收轉化以及后續(xù)生長有著重要調節(jié)作用，且應用效果較好。此外，飼糧纖維水平的增加往往降低飼糧表觀能量消化率，這可能與飼糧纖維影響食糜流變學特性、減緩前腸道可降解淀粉消化有關。與此同時，飼糧纖維可由腸道微生物發(fā)酵產(chǎn)生VFA為機體提供28%的能量[6]，對促進豬腸道形態(tài)發(fā)育和調節(jié)菌群結構發(fā)揮著關鍵作用，這與采食量增加和生產(chǎn)性能不受抑制有著密切聯(lián)系。綜上所述，不同來源飼糧纖維在調節(jié)豬生產(chǎn)性能方面的研究結果不完全一致，其原因不僅與其理化特性的差異有著密切聯(lián)系，且受豬不同生理階段、品種、飼養(yǎng)模式和飼糧營養(yǎng)水平等多種因素影響。
2.2 不同飼糧纖維結構對豬生產(chǎn)性能的影響
飼糧纖維本身分子質量、聚合結構及其黏度、可發(fā)酵性、水溶程度等理化性質的不同，直接影響著飼糧組成成分和飼糧營養(yǎng)物質釋放速率。因此，不同飼糧纖維結構和類型可能對豬的營養(yǎng)物質供給模式、消化特性和利用效率存在不同的效果。張玲等[21]研究表明，在育肥期去勢公豬飼糧中分別添加燕麥β-葡聚糖(SDF)和微晶纖維素(IDF)時，SDF和IDF 2種類型的飼糧纖維對豬ADG、ADFI和末重均未產(chǎn)生顯著影響。Slama等[22]研究發(fā)現(xiàn)，在仔豬飼糧中分別添加不同IDF/SDF比例的飼糧纖維時，仔豬ADFI、ADG、F/G和末重均沒有出現(xiàn)差異；而在生長期時，添加大豆殼顯著提高了ADG。此外，根據(jù)發(fā)酵性來看，纖維素、木質素和部分抗性淀粉屬于低發(fā)酵性纖維，其余纖維均具有較好的發(fā)酵性。研究表明，斷奶仔豬飼糧中添加5%纖維素對斷奶仔豬的ADG、ADFI和F/G均未顯著影響，添加5% β-葡聚糖則顯著降低了ADG和ADFI[18]。綜上所述，在營養(yǎng)水平相似條件下，不同飼糧纖維結構或類型對豬生產(chǎn)性能的影響仍存在差異。因為聚焦于飼糧纖維結構類型方面的研究仍相對較少，其具體原因需要更多的研究去證實。
2.3 飼糧纖維添加水平對豬生產(chǎn)性能的影響
影響飼糧纖維在豬營養(yǎng)中利用效果的因素有很多，其中添加水平也是重要因素之一。Wang等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬飼糧中分別添加0(對照組)、2.5、5.0、10.0 g/kg菊粉時，各組之間的生產(chǎn)性能均無顯著差異；但與對照組相比，添加2.5 g/kg菊粉組仔豬的ADFI和ADG分別增加了12.2%和20.1%。王怡丹等[24]研究顯示，生長豬受飼糧纖維添加水平的影響較大，當飼糧纖維添加水平提高到5.5%和7.5%時，顯著影響了生長豬生產(chǎn)性能；而育肥階段的豬對飼糧纖維耐受程度較高，飼糧纖維添加水平達到7.5%時生產(chǎn)性能才受到抑制。王忠等[25]研究表明，當仔豬飼糧中酵母β-1, 3/1, 6-葡聚糖添加水平為50 mg/kg時，較100和200 mg/kg添加水平顯著提高了仔豬ADG和飼料轉化率，同時有提高ADFI的趨勢。由此可見，飼糧纖維不同添加水平對豬生產(chǎn)性能的影響存在差異，不同生長階段豬對飼糧纖維利用程度各異，適宜添加水平仍無定論。這提示進一步量化纖維營養(yǎng)對精準飼養(yǎng)尤為重要，這為節(jié)糧型飼料源料的開發(fā)利用和降低飼養(yǎng)成本具有關鍵作用。
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