日糧纖維營養在母豬生產中的應用

閆益波，宋獻藝，李文剛，焦福林*

(1.山西省農業科學院 畜牧獸醫研究所，山西 太原 030032；2. 山西省農業科學院 飼料獸藥研究所，山西 太原 030031)

生豬產業是中國畜牧業的支柱產業，然而2018年以來，受到非洲豬瘟疫情的影響，生豬及能繁母豬存欄大幅下降，商品豬源緊缺，豬價大漲，穩豬價保供給的壓力加大，如何恢復生豬產能成為現階段亟待解決的重要問題之一。目前，中國母豬年產斷奶仔豬數(PSY)仍未達到世界水平[1]，且規模化豬場母豬由于不發情和發情推遲等現象導致的淘汰率占1/5～1/3[2]，因此通過提高PSY對緩解非洲豬瘟給中國養豬業帶來的不利影響具有一定的緩解作用。PSY是低遺傳力性狀的集合，受環境、營養和飼養管理水平影響較大，如遺傳方面母豬產仔性能潛力未能全部激發，營養方面能繁母豬泌乳性能低，仔豬斷奶應激綜合征嚴重等[3-4]。

纖維作為第七大營養素，其在單胃動物尤其是母體后腸道中的研究引起了廣泛的關注。母豬后腸道食糜中含有數量龐大的微生物，約為1010～1011個/g，是生長豬的6.7倍[5]。現階段不少研究證實纖維在母豬生產中具有重要的作用[6-9]，且與歐美國家日糧相比，中國母豬日糧中纖維含量較低，這暗示碳水化合物的水平可能是導致中國母豬PSY低的重要原因之一[10]。

本文擬從纖維對母豬繁殖性能、免疫功能、產程等方面的應用進行綜述，旨在為纖維在母豬中的應用提供一定的技術指導和理論依據，進而促進生豬產能的恢復。

1 日糧纖維簡介

1.1 日糧纖維的定義及特性

關于日糧纖維的定義，早在20世紀中后期，Trowell[11]首次定義為對人體消化系統中酶的水解具有抗性的木質素和細胞壁多糖的總和。21世紀初，歐洲食品安全委員會重新定義為不能被動物內源消化酶分解、小腸無法消化吸收的所有碳水化合物的總和，主要包括非淀粉多糖、抗性淀粉、抗性低聚糖和木質素4種[12]。纖維的理化性質主要有水合作用(溶脹力、水溶性、持水力和水結合力)[13-14]、黏性[15]、發酵性[16]等。

1.2 日糧纖維的來源和功能

日糧纖維的來源十分廣泛，詳見表1。目前，為了緩解人畜爭糧的矛盾，非常規飼料原料在畜牧業生產中進行了大量的報道，其中不乏富含纖維的原料，如豆殼類[17]、秸稈類[18-19]、果渣類等[20]。非常規飼料原料雖然廉價、便宜，但其在畜牧業應用上存在一定的地源性、季節性等缺陷。因此，需要深度挖掘其價值特別是纖維和功能性成分的作用，以期為非常規飼料原料利用提供更可靠的技術支撐。

表1 最常見的膳食纖維類別的化學成分和來源Table 1 Chemical composition and source of the most common dietary fibers

2 纖維在母豬生產中的應用

纖維在母豬中的應用較多，一方面通過增加飽腹感、減少便秘以及縮短產程等進而改善動物福利；另一方面，纖維在腸道通過微生物發酵產生的小分子物質(短鏈脂肪酸、菌群-腸-腦軸)等來調控機體免疫性能、繁殖性能等。

2.1 日糧纖維在妊娠母豬中的應用

日糧纖維對妊娠母豬的影響見表2。目前關于纖維對妊娠母豬的影響很多方面仍存在一定的爭議，大量研究結果表明適當提高妊娠階段的膳食纖維能夠提高母豬的斷奶仔豬數，而對初生仔豬重并無顯著影響[6,22]，但也有報道表明添加纖維能夠提高仔豬初生重[23]，這可能與試驗母豬胎次和品種、日糧纖維添加時間、類型及水平、纖維日糧飼喂次數等因素有關，在凈能體系日益完善的前提下，不同纖維類型的凈能也有一定的差異[24]。此外，有研究通過“母-仔”軸研究妊娠期添加纖維(22.60 g / kg的菊粉和181.60 g / kg的纖維素)對后代睪丸發育的潛在分子機制，結果發現與對照組相比，纖維組睪丸中最豐富的信號傳導途徑包括淀粉和蔗糖代謝，脂肪酸代謝，谷胱甘肽代謝和腎素-血管緊張素。mRNA表達分析進一步證實了某些信號通路在調節后代睪丸發育的母體纖維營養中的重要性[25]。

表2 日糧纖維來源及其添加水平對妊娠母豬的影響Table 2 Effects of different dietary fiber source and its levels on pregnant sows

圍產期母豬是否健康對仔豬的發育、母豬產后發情等具有重要意義。日糧纖維一方面在腸道中可以進行發酵，產生的SCFA能夠改善腸道上皮功能，調節上皮細胞和免疫細胞的生長和死亡[32-33]；另一方面，通過“菌群-腸-腦軸”來提高免疫功能[34-35]。此外，某些纖維還能夠通過在腸道內發揮著益生元的功能并選擇性的向腸道有益的方向進行發酵[36]。成傳尚[37]研究發現，妊娠期日糧添加功能性日糧纖維有效地改善了母豬的圍產期代謝狀態，其潛在機制與妊娠期功能性日糧纖維促進了產丁酸菌屬-Oscillospira屬的富集以及丁酸的產生，從而降低了母豬圍產期腸道滲透性和血漿內毒素的水平有關。Li等[38]研究妊娠母豬飼喂不溶性纖維/可溶性纖維分別為3.89%、5.59%、9.12%和12.82%的日糧，結果表明低比例能夠提高母豬和仔豬的抗氧化酶活性和降低促炎因子水平，Nrf2和HO-1肝臟mRNA表達，NF-κB更低。同時還能夠影響母豬和仔豬中短鏈脂肪酸濃度。

現代集約化養殖場中，母豬在妊娠期采用限飼，進而以避免體重增加過多影響產程及運動；同時，妊娠期母豬還容易出現便秘、刻板行為等現象。因此，母豬的福利問題越來越多需要被重視。日糧纖維含量增加，能夠延長采食時間和胃腸道擴張，增加飽腹感并降低進食動機[39-40]。Sun等[41]研究報道了木質纖維素、可溶性纖維和抗性淀粉對母豬攝食動機的影響，通過跑道試驗、定點飼喂和行為學進行評價，結果表明可溶性纖維比木質素纖維和抗性淀粉的飼喂動機強。Dedecker等[42]研究表明,在1.7 m2母豬的欄舍內，飼喂高纖維日糧的母豬能夠減少母豬假咀嚼行為和外陰病變，進而改善母豬的健康狀況。不少研究均表明以發酵速度慢、丁酸產量高的纖維型效果最好[43]。

2.2 日糧纖維在泌乳母豬中的應用

日糧纖維在泌乳母豬中的研究較多，具體見表3。在規模化養殖生產中，泌乳期母豬的營養水平一方面影響母豬膘情，進而影響母豬斷奶發情間隔周期，另一方面通過影響泌乳量和乳品質，進而降低或者提高仔豬成活率和斷奶仔豬數。因此，如何減少母豬泌乳期體重損耗和提供每胎斷奶仔豬數仍需重點關注。而日糧纖維在后腸道發酵的主要產物短鏈脂肪酸參與泌乳母豬乳脂的從頭合成[44]，但關于其具體對泌乳母豬膘情以及在母豬全生命周期的影響機制目前鮮有報道。孫海清[45]研究表明,飼糧中添加2.1%魔芋粉分別提高母豬泌乳期第2周、3周以及全期的采食量11.0%、11.5%和85%。

2.3 日糧纖維在后備母豬中的應用

后備母豬是指仔豬斷奶后選留育成至第一次配種前的母豬，是規模化養殖場母豬群更新及持續發展的基礎。在實際生產中，由于后備母豬初情期啟動慢而導致母豬不發情、延遲發情以及體況不達標造成二胎綜合征的現象較多，因此該階段的營養調控對后備母豬生命周期的生產具有重要意義[47]。大量研究報道了后備母豬飼喂適宜水平的粗纖維能夠提高卵母細胞的質量，改善胚胎存活率，提高初生仔豬成活率和斷奶仔豬數[48-50]。Renteria-Flores等[51]利用可溶性纖維(30% 燕麥麩)和不溶性纖維(12%小麥秸稈)飼喂后備豬，發現胚胎存活率降低了4.9%(80.3% vs 76.4%)，進一步揭示了高水平的不溶性纖維可能降低母豬胚胎存活率。李潤林等[52]研究報道，基礎日糧中添加10%的苜蓿(CP為18.3%或20.0%，CF第一階段分別為1.71% vs 3.62% vs 3.49%；第二階段2.03% vs 3.53% vs 3.38%)飼喂后備母豬，與對照組相比，后備母豬腹瀉率分別降低27.3%和30.1%，死淘率降低27.1%和34.0%，發情率增加23.6%和45.0%。關于纖維對后備母豬的調節機制，有學者認為主要是通過纖維消化代謝產物、調節后備母豬體內相關激素的分泌和濃度間接作用于GnRH及Kisspepti、調節機體代謝產物，從而影響后備母豬卵巢中卵母細胞質量、胚胎以及胎兒的發育，進而影響后備母豬的繁殖性能[53]。但關于不同纖維來源、水平對其繁殖性能的影響機制仍需要進一步研究。

表3 不同纖維來源及其添加水平對泌乳母豬的影響Table 3 Effects of different dietary fiber source and its levels on lactation sows

3 小 結

日糧纖維對母豬生產具有重要的作用，但針對纖維來源、添加水平在不同階段并沒有相應的添加標準；針對全生命周期內添加纖維對母豬和通過“母仔軸傳遞”等方面仍需進一步研究；此外，通過挖掘不同纖維類型及其添加水平在母豬生產中的應用，還可以促進非常規飼料原料的開發。與此同時，通過生物發酵技術、添加酶制劑等改善日糧纖維的品質等方面也亟待解決。總之，日糧纖維對維持和促進中國畜牧業提質增效的過程具有重要的意義，以豬為模型，研究日糧纖維對“菌群-腸-腦軸”的調控來維持人體健康、緩解心腦血管疾病以及其他代謝綜合征方面均有一定的指導意義。