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日粮纤维在猪营养中的应用制作人:XXX学号:XXXXXXX院所:XXXXXXX
1内容一、前言二、纤维的定义,来源和特性三、纤维对能量和养分消化率的负面影响四、纤维对肠道微生态影响五、纤维对仔猪的影响六、纤维对母猪的影响七、展望2022/10/302
2一、前言日粮纤维(DF)一直被认为是抗营养因子,能稀释日粮能量水平,降低营养物质的消化吸收率,影响猪的生长性能。随我国畜牧业的快速发展,饲料资源短缺问题愈显突出,高纤维含量的粮油和食品加工副产品被越来越多地应用于猪日粮配方中。若能够提高这些饲料原料中纤维在猪后肠内的降解效率,充分挖掘其潜在消化能值,对改善当前猪生产性能和节约饲料资源具有重要意义。2022/10/303小麦大麦甜菜粕燕麦
3二、纤维的定义,来源和特性粗纤维:19世纪,Weende法定义粗纤维为酸碱处理后的有机残留物。AACC(2001)定义包含四个方面:(1)它是日粮中不可消化部分(2)来源于碳水化合物或木质素(3)是植物组分(4)对人类具有轻泻或减弱血胆固醇和(或)血糖的生理效应。IOM(2006)定义:IOM将膳食纤维分成三部分(日粮纤维、功能纤维、总纤维)。(1)日粮纤维是植物固有的完整的不可消化碳水化合物和木质素;(2)功能纤维是分离的、对人类具有有益生理作用的不可消化碳水化合物;(3)总纤维是二者之和。2022/10/3042.1定义:日粮纤维有许多的定义,但是他们中大多数定义膳食纤维为通过分析方法鉴定或者具有特定的生理效应的一组化合物。
4二、纤维的定义,来源和特性2022/10/305图1日粮纤维分类图(DeLeeuwetal.,2008,adaptedfromVanSoestanalysis,1991)在动物生产中,膳食纤维经常被定义为植物或者他们的提取物或者合成类似物的可食用部分的组合(BachKnudsen,2001)。他们包含从植物细胞壁产生的四种主要成分:纤维素,半纤维素,果胶和木质素,以及一些多糖细胞质成分,比如抗性淀粉(直链淀粉和支链淀粉),瓜尔豆胶和粘液。日粮纤维分类如图1:
5二、纤维的定义,来源和特性2.2来源:膳食纤维的来源有植物性食物,水果,蔬菜,坚果和谷物(表1)。膳食纤维主要的特点是不能在小肠消化吸收,通常主要在大肠完全或部分发酵。2022/10/306
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8三、纤维对能量和养分消化率的负面影响3.2猪饲粮中添加纤维对粗蛋白和氨基酸消化率的影响2022/10/309纤维来源添加水平结果参考文献柑橘果胶7.5%AID粗蛋白降低8.2%,AID氨基酸降低28.7%Mosenthinetal.,1994苹果果胶4%或8%SID粗蛋白和氨基酸降低Buraczewskaetal.,2007纯化麦麸NDF----回肠N消化率线性降低Schulzeetal.,1994纯化麦麸NDF15%AID氨基酸降低2-5.5%,半胱氨酸、丙氨酸、甘氨酸降低值为18%、16%、12%。Lenisetal.,1996大豆皮3-9%大部分氨基酸AID和SID值线性或二次下降Dilgeretal.,2004纤维素和大麦秆10%亮氨酸和甘氨酸AID值降低,其余氨基酸不变Saueretal.,1991solkafloc4.3-13.3%粗蛋白和氨基酸AID值不变Lietal.,1994羧甲基纤维素----粗蛋白和氨基酸SID值增加Larsenetal.,1994;Barteltetal.,2002;Fledderusetal.,2007结论:大多数纤维的添加能够降低粗蛋白和纤维的表观回肠率(AID)或标准回肠消化率(SID)。
9三、纤维对能量和养分消化率的负面影响3.3对粘蛋白生产和内源能量损失的影响胃肠道杯状细胞分泌的粘蛋白能够润滑上皮细胞表面保护肠道免受物理摩擦、化学侵害和病原菌附着等可能损害肠道健康的过程。数个研究表明膳食纤维能够增加粘蛋白分泌,造成內源氮和能量损失。2022/10/3010麦秆、玉米芯和羟甲纤维素羧甲基纤维素柑橘纤维肠道粘蛋白氨基糖浓度[1]回肠末端粘蛋白浓度和小肠绒毛杯状细胞数量[2]小肠粘蛋白分泌[3]参考文献:[1]Mariscal-Landınetal.,1995[2]Pieletal.,2005[3]Satchithanandametal.,1990促进
10四、纤维对肠道微生态影响动物肠道正常菌群包括需氧菌、兼性厌氧菌和专性厌氧菌。这些数量庞大,种类繁多的微生物菌群与宿主建立了一种相互依存、相互制约的微生态关系,构成了一个统一的整体,形成一个动态的平衡体系。动物机体在正常生理情况下,这些肠道微生物菌群在参与物质代谢、营养转化、抵御外来致病菌的侵入以及调节免疫等方面发挥着重要作用(张柏林等,2009)。2022/10/3011小肠大肠乳酸杆菌属链球菌拟杆菌属乳酸杆菌梭菌属链球菌普雷沃氏菌属沙门氏菌巨型球菌乳酸杆菌广岗菌属真细菌梭杆菌门结肠的细菌浓度最高,可达1010~1011个/g,包含500多个种类普雷沃氏菌属氨基酸球菌属
11四、纤维对肠道微生态影响4.1日粮纤维对猪肠道菌群数量的影响2022/10/3012纤维来源添加水平结果文献菊粉1%可促进断奶仔猪盲肠内乳酸杆菌生长,增加断奶仔猪回肠后段、盲肠和直肠后段双歧杆菌数量,但对各肠段内容物和粪便中的大肠杆菌和总细菌数量无显著影响顾宪红等,2005燕麦壳和小麦秆15%iNSP显著降低了断奶仔猪回肠和结肠食糜的大肠杆菌数量,但对乳酸杆菌数量无影响Gerritsen,2012麦麸和甜菜粕7.15%NDFvs5.3%NDF增加日粮纤维水平显著降低了仔猪断奶后35d粪中的大肠杆菌数量,增加了乳酸杆菌和肠杆菌的比例Hermes,2009麦麸8%粪中肠杆菌的数量有降低趋势,乳酸杆菌的数量无显著变化Molist等,2010瓜尔胶和纤维素7%,7%2x2因子瓜尔胶显著增加了仔猪回肠中总厌氧菌、总需氧菌、乳酸杆菌、肠杆菌和梭菌属的数量,有增加双歧杆菌和肠球菌的趋势,而纤维素显著增加了双歧杆菌和肠杆菌的数量,有增加总厌氧菌和肠球菌的趋势。Owusu-Asiedu,2006结论:上述研究均表明日粮纤维可促进肠道有益菌的繁殖,抑制潜在有害菌的生长。
12四、纤维对肠道微生态影响4.2日粮纤维对猪肠道菌群多样性的影响2022/10/3013纤维处理检测技术结果文献甜菜渣和果寡糖变性梯度凝胶电泳(PCRDGGE)与基础日粮组相比,仔猪饲喂可发酵碳水化合物后微生物多样性增加。Konstantinov,2003菊粉和甜菜粕变性梯度凝胶电泳(PCRDGGE)显著增加了断奶仔猪结肠的菌群多样性,特异性地刺激了回肠和结肠中罗伊氏乳杆菌(Lactobacillusreuteri)和食淀粉乳杆菌(Lacto-bacillusamylovorus)的生长。Konstantinov,2004纤维素、羧甲基纤维素(CMC)低黏度的β-葡聚糖高黏度的β-葡聚糖末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)多样性指数分析表明,与其他组相比,CMC组粪中细菌多样性水平较高。线性判别分析进一步证实CMC组的微生物结构与其他组明显不同,CMC显著促进了梭菌属XIVa、拟杆菌属、普雷沃菌属、卟啉单胞菌属和肠杆菌科的生长。Metzler-Zebeli,2010结论:上述研究均表明日粮纤维可影响肠道菌群多样性。
13四、纤维对肠道微生态影响4.3日粮纤维对猪肠道菌群发酵的影响2022/10/3014纤维来源添加水平结果文献麦麸和甜菜渣8%和5%结肠食糜中乙酸的比例由58.0%增加到62.7%,丙酸的比例由25.7%降到23.0%,丁酸的比例无显著变化。氨和腐胺的浓度分别降低了35%和29.49%,但对组胺、尸胺、精胺和亚精胺的浓度无影响。Pieper,2012麦麸8%对总SCFA浓度和乙酸、丙酸、异位酸和乳酸浓度无影响,丁酸浓度有提高趋势。Molist,2010甜菜渣、菊粉、乳果糖和小麦淀粉5%,0.75%,2%,5%显著降低了断奶仔猪盲肠、结肠中的氨浓度和小肠前段的支链脂肪酸浓度,但是对粪中总挥发性脂肪酸(VFA)、乙酸、丙酸和丁酸的含量无影响。Awati,2006可发酵碳水化合物----显著降低回肠中氨的浓度,显著增加结肠中的总VFA、乙酸和丁酸浓度,但对支链挥发性脂肪酸浓度无影响Bikker,2006甜菜渣20%结肠仿真技术(Cositec)结果表明:SCFA的产量增加7.13%,乙酸的比例由57.54%提高至61.74%,丁酸的比例由10.00%降低至7.97%。vonHeimendahl,2010结论:以上体内和体外研究中可看出日粮纤维能影响微生物SCFA的产量和比例,降低蛋白质的发酵作用。
14五、纤维对仔猪的影响2022/10/3015Flis等(2017)总结了37个不同类型和水平(0.5%-29.7%)纤维补充物在断奶仔猪中的应用结果。日粮中添加了不同来源的不可溶日粮纤维(iDF)可溶性日粮纤维(sDF)或者混合日粮纤维。总结的研究结果如下:iDF和sDFiDFsDF回肠和粪有机物消化率蛋白消化率ADFI和ADGADFI和ADG1.5-8%添加水平酶活性胃肠道发育肠道形态学有益微生物短链脂肪酸肠道屏障功能高添加水平总结:综合分析研究结果,推荐在断奶仔猪日粮添加1.5-2.0%的木质纤维素,2%的燕麦壳和4-8%的粗麦麸来促进胃肠道发育和肠道健康,以及提高生长性能。
15六、纤维对母猪的影响6.1对行为学影响:妊娠母猪通常低水平饲喂可能无法提供足够的饱腹感,不能使母猪完成它们的觅食和采食动机,造成刻板行为、躁动和攻击性为。2022/10/3016提高妊娠母猪采食量增加母猪躺卧时间增加饲料体积而增加饱感减少刻板行为和攻击行为缓解母猪应激反应高纤维日粮对母猪行为学影响
16六、纤维对母猪的影响6.2对繁殖性能的影响李美君等(2017)总结了近15年来关于日粮对母猪繁殖性能的研究结果。各试验所得结果不尽相同,受以下因素影响:2022/10/3017(1)母猪胎次:高胎次母猪对日粮纤维的营养物质利用率更高(吴德,2003;noblet,1993)。(2)日粮纤维来源:Veum等(2009)认为妊娠期日粮不同来源的纤维所含多糖的类型、含量、木质化程度及淀粉含量不同,可能影响母猪对其消化利用率,因而对繁殖性能产生不同的效果。(3)日粮纤维水平:数个学者研究表明,一定水平的中性洗涤纤维添加可提高窝产仔数(单妹,2015;冯冬冬,2011;Johnston,2002)。(4)饲喂时间:冯冬冬(2011)连续进行2个繁殖周期的研究发现,第一个繁殖周期窝产活仔数减少0.35头,而第二个繁殖周期增加0.92头。
17六、纤维对母猪的影响2022/10/3018表3对高纤维型日粮的饲喂时间为单个和多个繁殖周期的母猪生产性能评估汇总注:a资料来源于24个报告,共19种纤维性原料。b按每个试验处理母猪所产窝数平衡的试验间平均反应。cME=代谢能d中性洗涤纤维e可溶性纤维f不可溶纤维少产0.2头多产0.5头结论:多个繁殖周期内喂给高水平纤维型日粮的母猪具有较大的窝产活仔数(0.4对-0.1头/窝)和较高的哺乳期采食量(0.8对-0.2lb/d),并且断奶仔猪数对纤维反应更强烈。(Reeseetal.,2008)
18七、展望随着我国粮食种植面积的不断减少,谷物和蛋白资源将越来越紧缺,玉米、大豆等常规资源供需矛盾越来越突出,饲料成本逐年增加,而且由于自身消化生理特点,妊娠母猪可以较好地利用日粮纤维,选择合适的纤维来源和适宜的添加水平,可以减少母猪刻板行为,改善母猪繁殖性能。因此,开展非粮食型饲料的研究利用越来越迫切,但目前相关的研究较少,可能我们还需要进一步深入探索以下几个问题:(1)目前营养没有做到除纤维水平以外其它营养成分的摄入量等同,能量水平可以考虑用净能,减少试验组之间因能量摄入不平衡而影响试验效果。(2)纤维水平可以统一采用中性洗涤纤维,并精确到每日的摄入量。(3)试验应考虑最少开展两个繁殖周期以上,对阐明日粮纤维的试验结果更加科学合理。(4)在以后的研究中,应针对我国丰富的纤维饲料资源,建立我国的饲料纤维数据库,对玉米秸、小麦秸、麦麸、豆皮、砻糠等丰富的纤维原料在母猪料中的应用效果及适宜添加水平进行更深入的研究,为纤维饲料的合理利用提供理论依据。2022/10/3019
192022/10/3020谢谢静听,请批评指正!