日糧纖維與豬腸道健康的相關性研究與應用

王懷禹

（南充職業技術學院， 四川 南充 637131）

在生豬產能恢復中，需要特別關注豬只腸道健康的問題。很多營養素與豬只的腸道健康密切相關，其中日糧纖維就是影響豬只腸道健康的重要營養素之一。學界甚至把纖維列在能量、蛋白質、脂肪、維生素和微量礦物元素之后，號稱第六大營養元素。眾多研究揭示，日糧中適宜的纖維水平可改善豬只腸道微生物種群多樣性，調節菌群結構組成，維持豬只腸道微生態平衡，提高飼料轉化率，具有促進豬只的生長發育以及預防疾病的功效。因此，一些學者提出日糧纖維可用來替代促生長劑。日糧纖維及其代謝產物與動物腸道的相關性已成為研究的熱點。

1 日糧纖維的構成及營養學功能

日糧中的總膳食纖維主要由木質素和不易被豬消化的非淀粉多糖（Non-starch polysaccharides，NSP）組成，NSP主要由纖維素、半纖維素、果膠、寡糖、抗性淀粉等組成，占比大于90%[1]，其中尤以纖維素、半纖維素、果膠含量最為豐富。日糧纖維的構成、來源及其對豬代謝的影響見表1。

表1 日糧纖維構成、來源及營養學功能

2 日糧纖維對豬腸道的作用機制

研究表明，日糧纖維不能被豬自身分泌的消化酶降解，因為豬自身不具備分泌降解纖維酶（如纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶）的能力。日糧纖維對豬腸道菌群的調控主要依賴于腸道微生物的發酵和非酶水解作用[2]。纖維對豬腸道的作用離不開腸道中微生物區系的作用，在豬腸道中存在大量不同種類的細菌，研究表明，在豬消化道的近端存在著比較穩定的微生物菌群，主要為乳酸桿菌和鏈球菌[3]。生產中可以通過改變日糧組成調控腸道微生物發酵過程，其發酵程度與日糧中酸性洗滌纖維水平呈負相關[4-5]。豬腸道微生物通過分泌能夠降解日糧纖維結構中的β或α糖苷鍵的糖苷酶，分解產生可供微生物利用的單糖和寡糖[6]。研究同時發現，豬大腸內降解纖維的菌群數量會隨著日齡的增加而增加[7]，如研究顯示，成年母豬大腸中的纖維分解菌數量是生長豬腸道內纖維分解菌數量的八倍，前者約為8×108CFU/g，后者約為6×108CFU/g[8]。

另外，日糧纖維在豬小腸中不被消化吸收的NSP進入大腸后，被微生物發酵產生大量短鏈脂肪酸（Short chain fatty acid，SCFA），絕大多數是乙酸、丙酸和丁酸，其他還有乳酸、琥珀酸、各種氣體（CO2、H2、CH4）和水。當SCFA濃度較高或pH較低時可被豬腸腔快速吸收[9]，絕大部分SCFA在到達直腸之前已被吸收，為豬代謝活動提供能源。SCFA對豬腸道的作用機制主要表現在：一是促進腸道上皮細胞的增殖，有利于腸道的生長發育；二是促進大腸對鈉和水的重吸收，以減少腹瀉發生率；三是腸道pH較低時，可選擇性抑制大腸桿菌、難辨梭菌等病原菌的生長[10]，維護腸道健康。

3 日糧纖維與豬腸道的相關性

3.1 日糧纖維對仔豬腸道微生態環境的影響

日糧纖維作用于仔豬腸道微生態環境的研究和運用并不多見，傳統的觀點認為如果仔豬飼糧中纖維含量增高會影響其生長性能。日糧纖維來源廣泛，日糧中添加纖維對仔豬腸道影響的研究結果并不一致，這與日糧纖維來源、理化性質以及添加量均有密切的關系（見表2）。研究結果顯示，日糧中適量的纖維添加水平有利于改善仔豬腸道微生態環境，如增加腸道菌群的多樣性、增加有益菌的數量、抵制有害菌的產生及改變腸道形態結構等。需要關注的是，不同來源的同一類日糧纖維，由于其理化特性的差異性而產生不同的生物學功能。如同為海帶和酵母中的β-葡聚糖，前者是可溶性多糖，可提高仔豬盲腸總SCFA含量而降低回腸SCFA含量，誘導上皮細胞生成IL-8；后者為不溶性多糖，對仔豬腸道SCFA和上皮細胞的影響并不顯著。提示在生產中，仔豬日糧纖維的添加時應充分考慮其理化性質。

表2 日糧中添加不同濃度的纖維水平對仔豬腸道的影響

3.2 日糧纖維對生長豬腸道微生態環境的影響

生長豬腸道內纖維分解菌數量介于仔豬和成年豬之間，很多研究認為，日糧纖維能夠促進生長豬腸道絨毛生長，優化腸道微生物區系。尤其是高發酵性能的日糧纖維對豬腸道的促進作用引起了人們的極大關注，可以說日糧纖維的營養學生理作用都可以不同程度地表現出來，促進豬腸道健康和生長發育。日糧中不同纖維來源及添加水平對豬腸道可能產生不同的影響（見表3）。

表3 飼糧中添加不同濃度的纖維水平對生長豬腸道的影響

3.3 日糧纖維對母豬腸道微生態環境的影響

日糧纖維能夠緩解母豬的便秘也是不爭的事實。母豬腸道微生態環境相對較穩定，其纖維分解菌的數量比仔豬和生長豬要多。對于后備母豬而言，適宜水平的日糧纖維能夠改善腸道菌群組成，增加產SCFAs菌群的相對比例，進一步提高血清素的含量，從而抑制有腔卵泡的凋亡，提高后備母豬卵母細胞質量，并有利于繁殖器官發育及胃腸道健康。對于妊娠母豬，適宜水平的纖維水平能夠增加母豬腸道內纖維素分解菌的數量， 且能夠增加有益菌的數量，降低有害菌的數量。另，成傳尚[23]研究了功能性日糧纖維對妊娠母豬圍產期代謝綜合征的作用機制后發現，圍產期母豬因腸道菌群紊亂，降低了丁酸的產量，使腸道滲透性和血漿內毒素水平增高，產生胰島素敏感性和炎癥。通過向妊娠母豬飼糧中添加適宜水平的功能性日糧纖維，可以提高丁酸菌-Oscillospira屬在妊娠母豬腸道中的含量，進一步提高腸道丁酸的豐度，從而降低母豬圍產期腸道滲透性和血漿內毒素，進而改善母豬的圍產期代謝狀態，而且還可以改善仔豬腸道微生態環境，提高仔豬生長性能。同時研究還提示，妊娠后期母豬體況過肥會助推其腸道滲透性和炎癥，加劇圍產期代謝綜合征，降低母豬產活仔數和初生窩重，影響仔豬腸道健康。因此，在生產實踐中，妊娠后期應加強對母豬體況的監測和調控。

4 結語

綜上所述，日糧纖維對豬腸道微生物多樣性、菌群結構以及腸道形態等都有一定程度的影響，進而影響豬腸道健康。隨著養豬業的快速發展，對飼料原料的需求也越來越急迫，日糧纖維的應用備受關注。目前飼糧纖維對豬腸道影響的研究多集中在微生物區系及其代謝產物的調節方面，尚未進入到分子生物學水平，日糧纖維對豬只腸道的作用機制還未完全搞清楚，但這并不妨礙日糧纖維在豬生產中的應用。在養豬生產實踐中，合理開發利用日糧纖維，有效降低其對豬只的負面影響，對養豬業必將產生積極的促進作用，尤其是在目前生豬產能恢復時期，加快日糧纖維的研究與應用顯得更加迫切。