作者：譚成全 孫海清 彭健 單位：華中農業大學動物科技學院

1日糧纖維的定義與分析方法

迄今為止，日糧纖維的定義還沒有形成一致的看法。早在1972年，Trowell把日糧纖維定義為不可被哺乳動物消化酶降解的所有植物多糖和木質素（Trow－ell，1972）。這個概念從生理學的角度定義了日糧纖維的特性并得到了廣泛的認可(Graham等，1991)。從化學的角度，日糧纖維則認為是非淀粉多糖和木質素的總和(Graham等，1991)。但這個定義并不包含所有纖維的成分，如存在于細胞壁中而不易被動物消化酶消化的淀粉即抗性淀粉、黏質及其他寡聚糖（彭健，1999）。最近的研究報道，日糧纖維被定義為“10個或更多的單體組成的不能被動物小腸內源酶水解的碳水化合物聚合物(CodexAlimentariusCommision,2009),從聚合度的角度定義日糧纖維能更好地為碳水化合物分類，易于理解。綜合以上日糧纖維的定義，果膠、纖維素、半纖維素、β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、葡甘聚糖、半乳甘露聚糖、果聚糖、低聚糖和抗性淀粉都可稱為日糧纖維。日糧纖維是由結構性多糖、非結構性多糖及木質素組成的混合物（Souffrant，2001）。這些混合物主要存在于植物細胞壁中，由于組成的復雜性，給日糧纖維的定義和研究帶來很大的困難。因此，我們在定義日糧纖維時，很有必要把其分析方法結合起來。目前，纖維的分析方法主要有兩種：一種是美國分析化學協會（theAssociationofOfficialAnalyticalChemists，AOAC）方法，另一種為Englyst方法（RichardCB等，2000）。AOAC法包括酶-重量法、酶-分光光度法、酶-HPLC、酶-GC、酶-HPAEC等方法（康琪等，2007）。AOAC法所測的日糧纖維為非淀粉多糖（NoN-starchpolysacchrides，NSP）、木質素及抗性淀粉，而En－glyst法只包含NSP。從涵蓋日糧纖維的成分來說，AOAC法更具代表性（Richard等，2000）。

2日糧纖維的理化特性及其營養學功能

日糧纖維之所以成為營養界研究的熱點，其獨特的理化性質扮演著主要的角色。日糧纖維的理化性質主要包括：吸附作用和陽離子交換能力、溶解性、黏性、持水性及可發酵性。日糧纖維的理化特性與其營養學功能密切相關。如日糧纖維的吸附作用減少了腸腔毒物的吸收；黏性的日糧纖維增加了食糜的黏度，延緩了胃排空，影響了營養物質的消化吸收；日糧纖維的可發酵性為動物提供能量并維持腸道微生物區系，促進動物健康。

2.1吸附作用和陽離子交換能力日糧纖維表面帶有活性基團能結合有機物的能力稱之為吸附作用（Kritchevsky，1988；Davidson等，1998）。吸附作用和pH值、滲透壓、結合物結構、日糧纖維的理化性質有關(Vahouny等，1985)。日糧纖維能吸附結腸黏膜的誘變劑(Ferguson等，1996；Harris等，1998；Karakaya等，1999），保護暴露在外的結腸黏膜免遭其他誘變因子的損害（Brownlee等，2005），這些作用與預防仔豬結腸炎，育肥豬產生胃潰瘍有關。此外，日糧纖維化學結構中包含羧基和羰基側鏈基團，呈現一個弱酸性陽離子交換樹脂的作用，可與陽離子進行可逆的交換（Kritchevsky，1988），這可能與礦物質利用率密切相關（Frolich，1990）。

2.2溶解性日糧纖維的溶解度是以水合作用的速度來度量的（MetteKristensen等，2011）。根據溶解性，日糧纖維可分為可溶性日糧纖維（Solubeldietfiber，SDF）和不可溶日糧纖維（Insolubledietfiber，IDF）。SDF指植物樣品中除去淀粉、脂肪和蛋白質后溶于水但不溶于80%乙醇的多糖成分，主要包括阿拉伯木聚糖、瓜爾膠、β-葡聚糖及果膠類物質等（汪勇等，2007）。IDF是指不溶于水的那部分纖維，主要是細胞壁的組成部分，包括纖維素、一部分半纖維和木質素及殼聚糖等（Esposito等，2005）。與IDF相比，SDF可能與動物生理代謝聯系更為緊密，SDF可增加小腸腸腔食糜的黏度和水結合力（Canibe等，2002），進而減慢了食糜在腸道蠕動的速度及葡萄糖被腸上皮細胞吸收的速率（Ellis等,1995）。

2.3黏性日糧纖維包含大量的多糖，而多糖溶解于水即產生黏性作用。日糧纖維黏度可以根據胃腸道內容物的pH值來度量，同時與纖維來源以及中性、酸性底物的比例關系密切。例如，瓜爾膠的黏度與水解后的中性多糖的含量有關，與酸性多糖卻沒有關聯，相反，黃原膠以及藻酸鹽與酸性多糖有關（Brownlee等，2005；Draget等，1997）。日糧纖維的黏度與其抗營養特性密切相關，一般地，日糧纖維的含量與胃腸道食糜的黏度呈正相關(Bedford等,1992)。胃腸道食糜的高黏度降低其在小腸的流動性，影響食糜與腸道黏膜接觸，降低了底物和消化酶的擴散速率，從而降低了營養物質的消化吸收率(Ikegami，1990)。最近的研究報道，日糧纖維能夠延緩饑餓，延長飽感的原因可能是其能提高腸道內容物的黏性調控動物的食欲（MetteKristensen等，2011）。此外，日糧纖維的黏性特征能吸收大量的水分增加了胃的充盈感并觸及迷走神經產生飽感（deGraaf等，2004）。

2.4持水性日糧纖維分子中含有大量的羥基、羧基等親水基團，它能結合大量的水分。不同來源的日糧纖維由于其化學結構、物理特性不同，持水性也有所區別。如魔芋葡甘露聚糖吸水后體積膨脹到自身的80～100倍（鐘剛瓊等，2005），攝取少量即有飽腹感。而不可溶性纖維如麩皮僅吸收2~3倍的水。日糧纖維的持水能力與豬的采食量呈負相關（Kyriazakis等，1995）。分析其原因可能是由于日糧纖維密度小，吸收后體積膨脹，對胃腸道有充盈感，引起飽腹感。這對于控制妊娠母豬的體況具有重要意義。此外，日糧纖維持水性通過其發酵可間接的增加動物的排便量(Davidson等，1998)，減輕直腸內壓力，有利于緩解便秘。總之，纖維的持水性可影響食糜在腸道的停留時間，從而影響腸道的生理活動（Sood等，2008）。

2.5可發酵性日糧纖維不能被高等動物酶解，只能通過微生物發酵降解。日糧中可發酵的碳水化合物在動物后腸發酵產生的能量占可利用能量的7％～17%，這取決于日糧中可發酵碳水化合物的含量（Anguita等，2006）。可發酵底物產生的能量可為生長育肥豬提供15%的維持能量（Dierick等，1989），為母豬提供30%的維持能量（Varel等，1997）。日糧纖維發酵可提供能量歸根結底是由于宿主細胞吸收和利用短鏈脂肪酸。日糧纖維的可發酵程度與其來源有關，因此為動物提供的能量也有較大的差異。另外，日糧纖維在腸道微生物發酵的作用下，改變了腸道微生物區系。進而調控了動物腸道微生物區系的平衡并影響了動物的健康（Leterme等，2006）。斷奶仔豬飼喂纖維日糧可代替部分抗生素預防腹瀉，促進仔豬健康（Low等，1992）。分析其原因可能是日糧纖維發酵產生的揮發性脂肪酸（Volatilefattyacids）通過大腸吸收水分并抑制有害菌的生長來預防仔豬腹瀉，除此之外，NSP發酵形成的酸性環境降低了具有毒性作用的胺的形成從而減少腹瀉（Aumaitre，1995）。Houdijk等（1999）添加果糖改變了后腸VFA組成（降低了乙酸的比例，提高了丙酸的比例），降低了大腸桿菌數量，增加了雙歧桿菌數量，這有利于緩解母豬圍產期的便秘和子宮炎-乳房炎-無乳癥的發生（Tabr－ling等，2003）。日糧纖維的理化性質決定了其在動物營養學中的功能，日糧纖維的營養學功能與母豬的繁殖性能密切相關，其中日糧纖維是如何影響母豬產仔數的機制值得進一步探討。