饲料纤维在家禽中的应用

6/6浅析饲料纤维在家禽生产中应用杨婵1，侯卓成1，杨宁＊（中国农业大学动物科技学院北京100１93)摘要：饲料纤维是一种不易被家禽等动物消化的饲料成分,是因为家禽体内缺乏分解纤维的酶类,因此，饲料中的纤维含量要加以人为控制.但是，一定量的纤维含量却对家禽有一定的有益的生理作用。它可以促进家禽胃肠系统的发育，促进脂类的代谢,减少异常行为的发生等。本文主要从分析粗纤维的成分入手，简述纤维在家禽生产中的作用，并提出展望.关键词:饲料纤维；家禽;消化;有益生理作用AnａlｙsesoftheAppliｃatiｏnｏfFeedFiberｉnＰoultryProdｕcｔioｎYAＮGChａn，ＨOUZｈuocheng，ＹＡＮGNing(Ｃhinaaｇriculturaluｎiｖersity,CoｌlｅgeofａniｍａlｓcｉｅnceａndtecｈnoloｇyBｅiｊｉnｇ，100193）Abstracｔ:Ｆｅｅｄfibeｒisakiｎdoffeｅdthatishardｆｏrpｏuｌtrｙandotｈeraｎimalｓtoｄigest，andthatiｓｂｅｃausｅｐｏultrylａｃｋｔheenzyｍeｓtodecompｏsｅfibeｒ.Asａresult,ｐｅopｌesｈouldcｏnｔroltｈefｉberｃontentinｐoultｒｙfeｅd。Howｅveｒ，ａcerｔaｉnamoｕｎtｏｆfibｅrisbeｎｅficｉaｌｔopｏuｌｔryphysioｌoｇy。Itcanｐrｏｍoｔethedeveｌoｐｍenｔofｐｏultrygastｒointesｔiｎalｓystemａndthemetaboｌismoflipｉdｓ;reｄucetｈeoccurｒeｎceｏｆａbｎoｒmalbeｈａvior,ｅｔc。Thisａｒｔiclｅmａinlybegｉnswitｈｔheanalｙsisofthecoｍｐoｓitiｏnofcrｕdefiber,aｎｄbｒiｅflｙdescriｂｅstｈerolｅoffｉbｅrｉnpoultryproduｃｔiｏn，ａndfｉnaｌlｙputsfoｒwａrdthｅｐrospect．Ｋeywords：FeedFｉber；Pouｌtrｙ；diｇestion；ＢeneｆｉcｉalPhysioloｇyFｕnｃtion通常，人们认为，饲料纤维是一类难以被动物消化吸收的物质,有大量的研究都围绕着分解纤维素降解酶以及产生该类酶的细菌进行。然而,有研究表明，一定量的纤维性物质可能会对家禽产生一定的作用。综合一些已有的实验结论及化学知识,本文从几个角度初步探讨饲料纤维对家禽生产等的作用。１。饲料纤维的化学成分分析通常所说的饲料纤维主要是指植物的细胞壁成分,主要由非淀粉多糖和木质素组成.非淀粉多糖（NSＰ）是植物的结构多糖的总称,是植物细胞壁的重要成分.它主要由纤维素、半纤维素、果胶和抗性淀粉（阿拉伯木聚糖、ｂ－葡聚糖、甘露聚糖、葡甘聚糖等)组成。纤维素属于不溶性NSP，其余的属于可溶性NSP.可溶性NSP的抗营养作用日益受到关注。大麦中的可溶性NSP主要是ｂ-葡聚糖和阿拉伯木聚糖，猪、鸡消化道内缺乏相应的内源酶，因此不能将其消化［1]。测定饲料的纤维成分，世界各国一直都沿用18６0年德国Wｅeａdｅ农业试验站首创的粗纤维分析法。百余年来，它对阐述饲料和家畜营养的理论与实践问题,曾作出过重要的贡献。可是,粗纤维指标属“粗略分析”，它存在着严重的缺点：作者简介：作者简介：杨婵（1988-），女，在读研究生，研究方向：家禽遗传育种。TelEmail:yangchanbeijing@G通讯作者：杨宁（1964-），男，教授，博士生导师，研究方向：家禽遗传育种。Tel首先,粗纤维所指的并非同质的化学成分,它包含的多种成份营养价值迥异，将之混为一谈。显然是不确切的.其次,粗纤维分析法相继用1。25％的酸和碱处理样品，部分半纤维素和木质素变为可溶性物质，随滤液漏去，使测得的纤维含量较实际为低，而推算得的饲料无氮浸出物含量却因此偏高[2]。VａnSoeｓt饲草分析法(粗饲料分析方案）在1964年首次建立了适用于动物营养目的的粗饲料洗涤剂分析程序（见图1）。1。1纤维素纤维素广泛存在于植物界，是植物细胞壁的主要结构成分。秸秆等粗饲料中含量高,其量超过其他碳水化合物的总和。纤维素的化学结构是由多个ｂ—1，4糖苷键连接的葡萄糖聚合体,呈扁带状微纤维。由于微纤维间与氢键牢固相连接，因而使纤维素具有基本不溶性和极大的抗酶性。哺乳动物体内不含b—1,4糖苷键水解酶(纤维素酶），故无法直接利用，但消化道内共生的细菌、真菌分泌的纤维素酶可分解纤维素供动物利用。１。2半纤维素半纤维素是由多个高聚糖组成的一种异源性混合物，包括戊聚糖、己聚糖等各自的聚合体。其中戊聚糖中的木聚糖是构成植物茎叶的骨架。而果聚糖则为植物体的储存物质（牧草中含量较多)。研究表明：半纤维素在细胞壁中与果胶的共价键相结合，与纤维素则以氢键相连接，从而更加增强了细胞的坚实度。纤维素与半纤维素虽为草食动物重要的营养物质,但对单胃动物却被列为限制因子。为了提高纤维素、半纤维素的消化性，多年来国内外学者先后研究与推广粗饲料的碱化、氨化、微贮处理以及通过添加b－葡聚糖酶、纤维素酶等来提高饲料的利用率.1。３果胶果胶属胶状多糖类，是细胞壁成分之一，广泛存在于各种高等植物细胞壁和相邻细胞之间的中胶层中，具黏着细胞和运送水分的功能.植物中的果胶物质一般有三种形态,及原果胶、果胶和果胶酸.原果胶多与纤维素、半纤维素结合，存在于细胞壁中,不溶于水,但可水解成果胶.果胶是羧基经不同程度甲酯化与中和的聚半乳糖醛酸苷链,存在于植物汁液中。果胶酸是羟基完全游离的聚半乳糖醛酸苷链，稍溶于水，能产生不溶性沉淀．总之，果胶是经不同程度酯化的a-半乳糖醛酸以１，４－糖苷键形成的一类聚合物。1.4木质素木质素是一种高分子苯基丙烷的非晶体聚合物。与碳水化合物相比较，碳多且常含氮，因此严格说它不属于碳水化合物。木质素与纤维素和半纤维素在禾本科牧草中以酯健相连，豆科牧草中以醚键相连.由于这两种键合物均不能被哺乳动物酶和消化道微生物产生的酶利用，从而使纤维素和半纤维素的消化性下降。据研究,碱处理高木质化的秸秆,可打破木质素与半纤维素之间的化学键，释放出较易消化的纤维素，以改善秸秆的营养价值。2。饲料纤维的利用现状尽管学术界对饲料纤维的测定和研究已有一百多年的历史，但迄今为止对饲料纤维的定义尚未达成共识.重要原因之一是：分析方法的差异以及对纤维生理作用认识的不断更新。不过从动物生理代谢的角度考虑，可将纤维看作是动物体内的消化酶不能分解利用的营养组成成分，主要是植物纤维。各种动物利用纤维很大程度是利用微生物酶的分解产物或微生物的代谢产物.反刍动物瘤胃中含有大量能降解纤维的细菌,因此,反刍动物在瘤胃的利用率较高.也有一些研究，探索通过分解瘤胃中纤维降解菌，以分解饲料纤维，从而提高单胃动物对纤维的消化率[3]。植物细胞壁的木质化水平随着成熟度的增高而增加，木质化程度越高，越不易被微生物消化，这对动物利用纤维素造成了很大的局限.纤维所造成的负面影响是有目共睹的，例如随着饲粮纤维含量的增加，会使食糜在消化道中流通速度加快,从而降低动物对回肠对淀粉等三大营养物质的利用效率;纤维不仅本身消化率很低,而且阻碍肠道对其他营养物质的消化利用，降低饲料利用效率.近年来，纤维有益的生理作用日益受到人们的重视，并在动物生产中加以应用［4］。３.家禽消化道的特点家禽的消化系统包括口腔,食道与嗉囊，胃,肠，泄殖腔，肝脏和胰脏［5]。禽类的肠道包括小肠和大肠两个部分。其中小肠段又由十二指肠、空肠、回肠组成，大肠包括一对盲肠和一段短的直肠。十二指肠与肌胃相连，具有“U"形弯曲的特征外，将胰腺夹在中间.小肠的第二段相当于空肠和回肠但并无分界。空肠与回肠的长度大致相等.直肠位于小肠与大肠交界处，为两支平行肠道,其盲端是向心的，盲肠入口有盲肠括约肌，淋巴组织发达.盲肠之后为直肠,约10cm,无消化作用，但吸收水分.饲草等饲草等3%十二烷基硫酸钠煮沸1h中性洗涤可溶物，NDS，细胞内容物和特殊牧草中的果胶NDF2%十六烷基三甲基溴化铵煮沸1h酸性洗涤可溶物，ADS，半纤维素ADF灰分72%H2SO4处理3h水解液（纤维素）500ºC，2h,2h木质素ADL—-图1——家禽的嗉囊和盲肠有消化纤维素的作用,但由于从小肠来的食物仅有6%－１０％进入盲肠，所以家禽（尤其是鸡和鹌鹑）对粗纤维的消化能力最低。家禽的大肠很短，结肠和直肠无明显界限，在消化上，除直肠可吸收水分外,无明显作用。家禽对饲料的消化率受许多因素的影响，但一般的讲家禽对谷物饲料的消化率与家畜无明显差异，而对饲料中纤维素的消化率大大低于家畜.4。饲料纤维在家禽体内的消化特点及作用4.1饲料纤维在嗉囊和盲肠可被利用家禽本身没有消化纤维的酶系，只能借助于微生物的发酵.就家禽消化道各段的特点而言。见有在嚷囊和盲肠才有足够的时间和适宜的条件,使微生物对纤维的发酵成为可能.鸡嗉囊内表而划分为两个区域：其一存在于食管附近,呈纡曲状,沉着一些食物颗粒．附着类似于牛瘤胃内表面上的棒状细菌群落;其余部分则平展光滑，有大量上皮细胞脱落，无细菌和食物沉着．嗉囊中的优势菌是乳酸菌．发酵产物有乳酸，乙酸，丙酸、乙醇等．但用外科手术切除嗉囊，并不影响鸡采食和健康状况。家禽盲肠温度较高而且稳定,内容物pH5．５~7。5，每隔6~8小时或长达12小时才全部排出一次，这为微生物的增殖提供了有利条件.肠道蠕动使小肠内容物进人盲肠,逆蠕动则使直肠内容物只倒流入盲肠。盲肠的这些运动使的肠道内含物得以充分混合。盲肠中微生物包括真细菌、乳酸杆菌及其它消化道细菌,其中革兰氏阳性球菌9％,杆菌７7％，革兰氏阴性菌含量则为１４％。其中占优势的细菌为真细菌，虽存在一些细菌,能将饲料中的纤维消化，但却没有像反刍动物瘤胃中的那些可以消化纤维的菌类。由于动物体内周期性的排出肠内含物,有很少可以在肠道停留超过72小时.所以，在禽类盲肠的食糜中，不大可能建立类似于反刍动物瘤胃的消化菌群体和能够维持在动态平衡的内环境。盲肠的发酵产物主要是挥发性脂肪酸(ＶＦA），而挥发性脂肪酸又为小肠和盲肠所利用[6］。4．2饲料纤维对脂类代谢的影响据报道，肉鸡饲粮中纤维水平超过6％,可导致家禽腹脂减少。在肉鸡饲粮中加入5．Ｏ％～12。５％草粉,结果胴体脂肪减少,皮肤变黄。相同能量的饲料中，高纤维容易引起肉鸡腹脂增厚。通过研究草粉添加到鹅日粮中的作用表明,前4周龄日粮中添加0～1５％、５－６周龄添加30％的草粉，对生长的屠宰性能无显著影响,但会减少胴体脂肪的沉积[７]。饲料纤维影响脂类代谢的机理有:饲料纤维素在消化道内可与胆汁酸结合,从而阻碍之类的吸收，使胆汁酸排出量增加；饲料纤维加快使食糜通过消化道的速度，降低脂类吸收的机率，使排出增加；饲料纤维素使饲粮能量含量和家禽能量吸收量减少，导致脂肪及胆固醇合成减少.4．3饲料纤维对家禽胃肠消化机能的影响日粮纤维含量和胃肠道的重量、长度之间大致呈正相关，纤维含量和组成影响盲肠内部的发酵以及肠道的结构形态发育,这也是家禽对粗纤维饲料日粮做出的适应性反应.饲料纤维可使得禽类肠道绒毛上皮中的杯状细胞数量减少，进而降低杯状粘蛋白的量，从而导致杯状粘蛋白形成较少的肠道内屏障.这样有利于肠壁对饲料营养素的吸收.在家禽中，鹅的消化纤维能力相对较高，这与其独特的消化道结构有关。鹅具有较发达的肌胃,其肌肉层较其它家禽厚.有学者认为，纤维消化是消化道各部位协同作用的结果.邵彩梅(1992）报道,放牧或饲喂高纤维饲料可刺激鹅盲肠的发育，尤其是肌胃和盲肠的大小、重量及盲肠发酵。Ｊａｍｒoz(１9９２）研究发现,不同的日粮纤维含量对鹅肠壁造成的影响不同,含有丰富纤维素、半纤维素的日粮可使得肠道表层肌层的厚度增加，含较多戊聚糖的日粮可使得肠粘膜增厚，她还通过两组对比试验认识到含有较多苜蓿草粉日粮组的实验鹅只体内蛋白酶活性较差。Chiou(19９4)用不同的饲粮纤维源(苜蓿粉、大麦麸等)进行试验观察到，不同纤维源对于十二脂肠和回肠绒毛长度与肌肉层厚度有显著影响（Ｐ〈0．05）。研究还发现,盲肠的重量和长度与酶的活性呈负相关［８］。有研究围绕纤维在不同动物体内的消化效果发现:1）鸸鹋对粗纤维(ＣF)、酸性洗涤纤维（ＡDF)、中性洗涤纤维(NＤＦ）的采食量、排泄量及消化量在各月龄段都显著大于火鸡和公鸡（Ｐ〈０.0５)；2）5月龄时的鸸鹋对cF和ADＦ的消化率有高于火鸡和鸡的趋势,并在７月龄表现出了显著差异（P〈0.05)；3）鸸鹋的NＤＦ消化率在２个月龄段都显著高于火鸡和公鸡（P<0，０５）；4)鸸鹋对CＦ、ＡDF及ＮDF的消化率因月龄的增加而显著增加（P〈0，０5).本研究结果表明,所有试验动物在各月龄段对各种纤维组分均有不同程度的消化，但鸸鹋对CF、ADF及NDF的消化能力，不论是消化量还是消化率都高于火鸡和公鸡，特别是月龄的增加能显著提高鸸鹋对这３种纤维组分的消化能力（Ｐ〈０。05）[9]。4.4饲料纤维的其它作用除上述作用外,饲料纤维对家畜有另一些有益的生理作用。有报道指出，高纤维饲料可以防止啄癖，啄癖的部位包括趾、冠、肛、羽毛和其他部位。饲料中含有较多的纤维，可防止啄癖,这可能与增加了饲料消耗量和采食时间或高纤维日粮会提高钠和钾的利用率等有关。饲料纤维在一定程度上有助于提高家禽的胃肠功能.有研究发现，不同处理的饲料纤维可以改变家禽体内