介绍
日粮中的纤维素具有重要作用，日粮、内源酶、粘膜和共生菌群之间相互作用。所有这些因素被认为对营养物质的同化和最优肠道健康的关键成分至关重要。
allaboutfeed.net杂志上的摘要翻译由哥本哈根大学博士Knud Erik Bach Knudsen编写，题为"纤维在动物营养和肠道健康中的作用"，讨论了难消化纤维的作用，但它是单胃家畜消化系统中的重要成分。日粮中的纤维不能被内源酶消化，但会影响消化和吸收过程，也是有益于肠道有益菌群的益生元。文章摘要的各个部分在以下内容中简要介绍。
什么是日粮纤维？
日粮纤维（DF）是用于制造猪饲料的一些植物饲料原料中的重要成分。纤维对小肠中由酶产生的消化具有抵抗力，因此向肠腔提供大量物质，成为细菌发酵的主要底物，特别是在大肠中。由于日粮纤维的理化特性，纤维影响整个胃肠道所有部位的菌群和粘膜。
根据最近的定义，日粮纤维包括非淀粉多糖（NPS）、抗性淀粉（RS）、不可消化的寡糖（NDO）和非碳水化合物的多酚醚木质素。NPS的主要多糖是纤维素和各种非纤维素多糖（NCP）、β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、木聚糖、木胶聚糖和果胶物质。不同饲料原料的DF含量差异很大，与谷物类型有关，一般浓度低于豆科植物和富含蛋白质的作物，通常在谷物副产品和加工食品工业来源的DF浓度较高（图1）。
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图1：不同饲料原料中日粮纤维浓度（干物质中的g/kg） |
不同饲料原料中NCP的成分也存在很大差异；在谷物中阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖含量高，β-葡聚糖导致大麦和燕麦中NCP相对溶解度较高，而与小麦和玉米相比。在豆科植物、蛋白质作物和富含纤维的物质中，果胶和木胶聚糖是主要的NCP，果胶导致这些饲料原料中NCP相对溶解度较高。豆科植物中的RS浓度高于谷物。一般来说，豆科植物在饲料原料中也具有较高的NDO浓度。因此，有可能组合具有不同纤维成分的日粮。
所有日粮纤维来源的共同特点是具有膨胀能力，在细胞壁基质中保持水分，并在加入水时增加粘度（图2）。然而，虽然所有日粮纤维来源都膨胀并保持水分，但粘度特性取决于构成日粮纤维的多糖的类型和化学性质。例如，甜菜浆主要增加消化物的保水能力，相反甜菜浆的粘度增加特性较低。相比之下，β-葡聚糖从细胞壁基质中溶解程度更大，并增加肠腔中的粘度。
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图2：保水特性用膨胀能力、溶解度和保水能力表示。高分子物质溶解的初始过程是膨胀，因为水分散高分子物质直到充分膨胀和分散。大多数多糖在水中溶解时产生粘性溶液。粘度取决于化学结构、高分子物质的分子量和浓度。 |
对消化和发酵过程的影响
胃肠道包括不同的部分，如口腔、胃、小肠、大肠和辅助器官，如肝脏和胰腺，也包含在消化和吸收过程中。所有这些部分通过广泛的感受器（膨胀、触觉、化学）与外周器官相连，监测消化和吸收过程，通过激素反馈信号和神经系统。通过这种方式，血液中营养物质数量的变化被最小化，营养物质向各种器官的供应被调节和优化。日粮纤维是重要的日粮因素，首先影响消化和吸收过程，因此调节和供应营养物质到器官和组织，而不是直接接触消化道的方式。
日粮纤维在胃肠道的所有不同部位以及胰腺和肝脏分泌液的分泌影响消化和吸收过程（图3）。增加日粮纤维会增加胃肠道的重量和内容物，导致所有部位营养物质流量更高。可溶性日粮纤维会增加肠腔中的粘度，因此延长排空时间，并与胃阻力一起导致小肠消化过程减缓，因为它阻碍了底物与消化酶之间的接触，并减缓了消化过程中水解产物的运动。可溶性和不可溶性日粮纤维都会为大肠中细菌发酵提供底物。可溶性日粮纤维易于发酵；大部分在盲肠和近结肠部分被分解，而不可溶性日粮纤维在更远的部位被分解，其成分不会完全被分解。
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图3：日粮纤维对与胃肠道不同部分的运输时间、消化和吸收过程以及能量利用中粪便物质相关的生理过程的影响。 |
由细菌发酵结果形成的主要代谢产物是短链脂肪酸（SCFA；主要是乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐），此外肠腔中的pH也较低。然而，产生的短链脂肪酸的大部分被快速吸收，为宿主提供能量，尽管SCFA的能量利用几乎低于从小肠吸收的能量，例如葡萄糖。SCFA能量利用低于葡萄糖的原因应该在发酵产生的气体损失和SCFA利用较低中看到，因为中间代谢交换。因此，高纤维日粮通常比低纤维日粮的能量含量低，首先是由于消化率较低，但也由于吸收的能量利用较低。
对肠道健康的影响
益生元是不可消化的食物成分，通过选择性地刺激结肠中一种或多种有限细菌的生长和/或活性，对宿主产生有益影响，从而改善宿主健康。厚壁菌门和拟杆菌门存在于大多数动物物种中，肠杆菌科（如大肠杆菌）被认为对肠道健康不利，因为它们通常参与肠道疾病，相反乳酸杆菌、双歧杆菌和罗斯氏菌通常被认为具有更好的倾向，因为它们具有增强健康的特性。
虽然日粮纤维通常增加碳水化合物流向大肠，从而刺激整个细菌群落的活性，因此降低pH，但只有少数日粮纤维多糖具有选择性刺激有益菌群的能力。已经看到寡糖和多糖通常在调节细菌成分和改变细菌群落成分方面更有效，当饲喂具有不同链长的菊粉、果聚糖（果糖的寡糖和多糖混合物）和RS时。
阿拉伯木聚糖是黑麦和小麦的主要纤维成分，也显示通过刺激产丁酸微生物的发展来影响细菌成分。丁酸是上皮细胞的重要代谢产物，提供能量并对细胞的发育和分化具有调节功能。在这种背景下，值得注意的是仅显示使用木聚糖酶将部分阿拉伯木聚糖分解成小肠末端的寡聚体混合物。这种能力可能被认为是调节大肠中代谢和细菌成分的未充分研究的潜力。
评论和应用
日粮纤维不能被猪和家禽等单胃家畜的内源酶消化，如果有的话，只是极少量的可溶性纤维不值一提，由肠道菌群消化，特别是在家禽的盲肠中。高纤维日粮通常比低纤维日粮的能量含量低，消化率较低，如文章所述。然而，纤维含量过低的日粮会导致家畜便秘。在当今无抗生素肉鸡养殖的生物安全方法中，一些纤维成分被视为益生菌益生元食物，帮助改善消化、健康和家畜生产力。
在家禽养殖中，需要为每个物种、品种使用和家畜年龄建立适当纤维含量的日粮，将有助于良好的消化生理、增加营养物质的消化和吸收能力，以及维持有益菌群、平衡肠道菌群。例如，彩色羽毛肉鸡饲料中的总纤维含量在日粮中仅约3.5-4%，但在后期彩色羽毛肉鸡品种中，日粮可以含有4.5-5%的纤维含量，等等。
副教授Bui Xuan Men Vemedim研究与发展中心。
参考文献
Knudsen KEB (2016) 纤维在动物营养和肠道健康中的作用。
