纤维对猪的营养和肠道健康的影响

3.2 益生元作用

益生元的概念最初被定义为“不可消化的日粮组分”，其通过选择性地刺激结肠中一种或有限几种细菌的生长和/或活性来对宿主施加有益的影响，从而改善动物的肠道健康。然而，这个定义的缺点是日粮中的几乎每一种寡糖和多聚糖(包括日粮纤维)都能够被宣称有益生元的作用。之后，有人提议，一种化合物要被认为是益生元，它应该在科学上能够被证明其能够抵抗宿主的消化、吸收和吸收过程，能够被定居在肠道系统中的微生物发酵，并能够选择性地刺激肠道系统中一种或有限几种细菌的生长和/或活力。

日粮纤维是饲料中在这一点上有重要影响的一个组分。日粮纤维不能被内源性消化酶消化，因而是肠道后端细菌发酵的主要物质。发酵的主要产物是短链的有机酸(Organic Acids，OA)，且主要为乳酸、乙酸、丙酸和丁酸。这种有机酸被认为能够通过刺激肠上皮细胞的增殖来促进肠道的发育。在酸性环境中，这种有机酸能够抑制肠道致病菌的生长，例如沙门氏菌、大肠杆菌和梭菌属的细菌。对猪的研究表明，各种植物性碳水化合物在肠道中的表现并不相同，具体的表现取决于它们在结构上的特性。向日粮中添加可溶性NSP能够刺激共生肠道微生物的生长，增加短链有机酸的产生，并可降低大肠内容物的pH。不可溶性NSP会缩短食糜在肠道中的流通时间，并且向大肠微生物提供能被其缓慢降解的底物，进而通过增加肠绒毛的长度来调节肠道形态。

饲喂瓜尔胶(一种可溶性且黏稠的NSP)可加快产肠毒素性大肠杆菌的增殖，然而饲喂不可溶性NSP可减少溶血性大肠杆菌的繁殖，并能降低宿主断奶后大肠杆菌病的严重性。然而，研究表明，可溶性NSP本身对仔猪健康并无害处。相反，有人指出，不会增加食糜黏性的可溶性NSP可通过提高乳酸菌与大肠杆菌的比率和降低断奶后腹泻的发生率对肠道健康产生有益的影响。

有关日粮纤维源对肠道菌群组成和肠道微环境的影响在近期利用菊苣进行的饲喂研究中得到了充分的证明。在谷物型(小麦和大麦)基础日粮中添加菊苣(Cichorium intybus L.)草料和根会引起猪肠道微环境和肠道形态的改变，而菊苣的添加并没有影响猪的生长性能，仅仅使消化率有轻微的下降。在同一类型的日粮内，小肠和大肠上的这些改变会遵循相似的模式。然而，在对添加菊苣根与添加菊苣的草料进行比较后，我们可以发现猪对日粮的反应有所不同。这与日粮纤维组分的化学组成相关，菊苣根的营养特点是含有高水平的菊粉果聚糖和低聚果糖，而菊苣草料的特点是含有高比例的果胶。食糜的发酵产物和pH会对日粮类型做出相应的反应，且与微生物区系的改变有关，这表明菊苣会影响猪肠道的微环境。添加菊苣根(菊粉果聚糖和低聚果糖)会影响回肠食糜中的乳酸浓度和乳酸菌相对丰量，而添加菊苣草料(果胶)会影响结肠中产丁酸菌的丰度和乙酸浓度。

有意思的是，日粮纤维的摄入量会影响肠上皮细胞热休克蛋白(Heat-shock Protein，HSP)的表达，HSP在肠道中具有重要的生理作用。HSP能够产生重要的维护功能，以便能够维持黏膜屏障的完整性。在最近的研究中，我们发现回肠HSP27的表达和总糖醛酸的每日摄入量之间呈正相关(r=0.364，P=0.05)。当空肠HSP27和可溶性糖醛酸的每日摄入量相关时(r=0.390，P=0.048)，上述正相关性加强。此外，空肠黏膜中HSP27的表达与黏膜相关型埃氏巨球型菌(TRF275)相关(r=0.553，P=0.021)，其也与总糠醛酸的每日摄入量呈正相关(r=0.523，P=0.011)。然而，果聚糖的每日摄入量与HSP27表达不相关(P＞0.05)。

4  结论

日粮纤维对猪营养和健康的影响由纤维的特性决定，并且不同纤维源之间可能存在巨大的差异。此外，植物纤维的利用能通过使用各种处理技术得到改善，并且可以通过培育有较高纤维利用率的品种来改善。越来越多的证据表明，由于日粮纤维与肠道微环境以及与肠道相关型免疫系统之间有互作，纤维在猪营养上具有益生元的作用。这种特性能够被开发，并可用作一种能够刺激肠道健康的工具，从而能够使抗生素生长促进剂的使用最小化。另外，日粮纤维将能够增加猪的饱腹感，影响它们的行为，全面改善动物的健康。

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