不同来源纤维在生长猪消化道内的食糜理化特性和养分消化率

http://dx.doi.org/10.7685/j.issn.1000-2030.2015.03.018

文章信息

高月琴, 王伟兰, 张亚伟, 陈练, 张志静, 刘强. 2015.

GAO Yueqin, WANG Weilan, ZHANG Yawei, CHEN Lian, ZHANG Zhijing, LIU Qiang. 2015.

Effect of fiber sources on physico-chemical properties of digesta and digestibilities of nutrients in duodeum and ileum double fistulated growing pigs

南京农业大学学报, 38(3): 471-477

Journal of Nanjing Agricultural University, 38(3): 471-477.

http://dx.doi.org/10.7685/j.issn.1000-2030.2015.03.018

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收稿日期：2014-06-09

引用本文

高月琴, 王伟兰, 张亚伟, 陈练, 张志静, 刘强. 2015. 不同来源纤维在生长猪消化道内的食糜理化特性和养分消化率[J]. 南京农业大学学报, 38(3): 471-477. 复制到剪切板

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不同来源纤维在生长猪消化道内的食糜理化特性和养分消化率

高月琴, 王伟兰, 张亚伟, 陈练, 张志静, 刘强

南京农业大学动物科技学院, 江苏南京 210095

收稿日期：2014-06-09

基金项目：国家自然科学基金项目(31172237)

作者简介：高月琴,硕士研究生。

通迅作者：刘强,副教授,主要从事饲料资源开发与利用研究,E-mail:liuayang@njau.edu.cn

摘要：[目的] 旨在研究4种纤维原料对生长猪十二指肠和回肠食糜,粪便pH值、黏度和持水力的影响,以及4种纤维日粮养分在消化道不同区段的消化状况。[方法] 选用西兰花、小麦麸、大豆皮和米糠4种原料配制单一纤维来源的日粮。试验选用体质量35 kg左右的(杜洛克×大白猪×长白猪)三元杂交阉公猪8头,分别安装十二指肠和回肠末端双瘘管,按4×4拉丁方设计安排试验。[结果] 小麦麸日粮组猪的回肠末端食糜pH值显著低于其余3种日粮组(P < 0.05),大豆皮和米糠日粮组猪的粪便pH值显著低于西兰花和小麦麸日粮组(P < 0.05);4种日粮组猪的十二指肠食糜黏度差异不显著(P>0.05),但大豆皮日粮组猪的回肠末端食糜黏度显著高于米糠日粮组(P < 0.05)。小麦麸日粮组猪十二指肠前段的干物质、粗蛋白和淀粉表观消化率显著高于西兰花日粮组(P < 0.05),而中性洗涤纤维的表观消化率显著低于西兰花日粮组(P < 0.05)。大豆皮日粮组猪的回肠末端灰分和淀粉表观消化率均显著高于其他3种日粮组(P < 0.05)。小麦麸日粮组猪的全消化道灰分、干物质、粗蛋白、粗脂肪和淀粉表观消化率均显著高于米糠日粮组(P < 0.05)。西兰花日粮组猪的全消化道灰分、粗蛋白和粗脂肪表观消化率显著低于其他3种日粮组(P < 0.05),而有机物、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的全消化道表观消化率显著高于其他3种日粮组(P < 0.05)。[结论] 本试验配制的4种纤维含量相近、来源不同的半纯合日粮其养分的消化部位(胃、小肠和大肠),以及各位点的表观消化率表现出明显差异,日粮纤维来源对猪消化道食糜的吸水力和黏度也有一定影响。

关键词：纤维来源瘘管生长猪食糜理化性质养分消化率

Effect of fiber sources on physico-chemical properties of digesta and digestibilities of nutrients in duodeum and ileum double fistulated growing pigs

GAO Yueqin, WANG Weilan, ZHANG Yawei, CHEN Lian, ZHANG Zhijing, LIU Qiang

College of Animal Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China

Abstract: [Objectives] The study was conducted to investigate the effects of dietary fiber sources on physico-chemical properties of digesta and nutrient digestibilities in the different segments of the digestive tract of growing pigs.[Methods] Eight healthy Duroc×Landrace×Yorkshire crossbreed male castrated growing pigs with an average body weight of 35 kg were subjected to fistula surgery at both the proximal duodenum and terminal ileum. Four semi-purified diets of similar neutral detergent fiber content, with each diet formulated with sole fiber source(i.e, wheat bran, rice bran, soybean hull, and broccoli meal, respectively), were randomly allotted to 2 pigs based on replicated 4×4 Latin square design. [Results] The pH value of ileal digesta of wheat bran diet was significantly lower than those of any other three diets(P < 0.05). The pH values of feces of soybean hull diet and rice bran diet were significantly lower than that of the other two diets(P < 0.05). No difference was found with respect to the viscosity of duodenal digesta across the four diets. The viscosity of ileal digesta of soybean hull diet was significantly higher than that of rice bran diet(P < 0.05). Pigs fed with wheat bran diet showed significantly higher digestibility of dry matter(DM), crude protein(CP)and starch in duodenum than they were provided with broccoli meal diet. Compared to the other diets, soybean hull diet showed higher crude ash and starch digestibilities at the terminal of ileum. The ash, DM, CP, ether extract(EE)and starch of wheat bran diet were more digestible in the whole digestive tract than those of rice bran diet. On the contrary, pigs showed highest apparent total tract digestibility of ash, CP and EE, and lowest of organic matter(OM), neutral detergent fiber(NDF), acid detergent fiber(ADF)when fed broccoli meal diet. [Conclusions] The physio-chemical properties of digesta and nutrient digestibility of diets at different section of pig were profoundly affected by source of dietary fiber. It may relate to the chemical composition and structure of their cell walls.

Keywords: fiber source fistula growing pig physico-chemical property nutritent digestibility

动物饲料中的纤维主要来自植物细胞壁,由果胶、半纤维素、纤维素和木质素等组成^[1]。纤维组分在动物消化道中呈现吸水溶胀或溶解、离子交换、微生物降解和对肠道组织的物理刺激和冲刷等特性,引起食糜黏滞性和酸碱性变化,肠道微生物区系改变,内源性分泌增加和养分消化率下降等多种生理反应^{[2, 3, 4]}。因此从早期饲料营养价值评价到当前与糖尿病和心血管疾病的关系,纤维组分的营养生理功能始终是学界关注的焦点之一。

饲料的纤维组成受植物种类、生长阶段和组织来源影响,其理化性质各异^[5];动物消化道内环境和微生物活动也影响纤维存在状态^{[5, 6, 7]},大大增加了日粮纤维生理活性研究的复杂性。因此,根据纤维的化学组成、含量和溶解性等体外分析结果预测其体内活性非常困难^[8]。已有研究表明,用不同来源纤维配制的混合日粮不能避免纤维源之间的相互干扰^{[9, 10]},而人工合成纤维或纯化纤维又不能反映饲料中纤维的真实存在状态^[11]。采用安装回肠末端瘘管动物的试验结果不能反映纤维组分在胃和小肠前段中的变化,而这一区段正是单胃动物消化道内环境变化最为剧烈、消化吸收功能最集中的区段^{[12, 13]}。

客观呈现纤维组分在消化道中的状态和降解规律是认识其生理活性的基础。为此,本试验以安装十二指肠和回肠末端双瘘管的生长猪为模型,选用分别代表禾本科的米糠、小麦麸、十字花科的西兰花茎叶粉和豆科的大豆皮作为不同纤维来源,配制半纯合日粮。通过观测各种纤维对猪胃、小肠和大肠食糜的理化性质和养分消化率的影响,揭示日粮纤维与消化道内环境的互作效应及其动态变化规律,为非常规饲料原料开发与利用提供理论基础和参考数据。 1 材料与方法 1.1 试验动物

选择8头体质量约(35±2.0)kg的阉公猪(杜洛克×大白猪×长白猪),试验前安装十二指肠(胃幽门后10~15 cm,胰导管和胆管前)和回肠末端(回盲瓣前15~20 cm)T-型双瘘管,在代谢笼内(北京环宇中科科技有限责任公司)单笼饲养。术后护理7 d,早晚各注射1支头孢曲松,在手术部位喷涂碘酊,防止感染。术后恢复期为15~20 d,饲喂玉米豆粕型生长猪全价配合饲料,鸭嘴式自动饮水器供水,室内温度20~22 ℃,日均12 h照明。 1.2 试验日粮

分别以米糠(RB)、小麦麸(WB)、西兰花茎叶粉(BM)和大豆皮(SH)为单一纤维来源,辅以鱼粉、血浆蛋白粉、玉米淀粉和油脂等配制成4种能量和蛋白近似的半纯合日粮,经平模挤压制粒机(天阳120型饲料颗粒机)制成颗粒饲料,制粒温度控制在80 ℃以下。加入Cr₂O₃外源指示剂。日粮组成和养分含量见表 1。

表 1 试验日粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 The ingredient composition and nutrient contents of experimental diets(as-fed basis)

%
组成 Composition	西兰花日粮 Broccoli meal	小麦麸日粮 Wheat bran	大豆皮日粮 Soybean hull	米糠日粮 Rice bran
原料组成Ingredient coposition
米糠Rice bran	—	—	—	75.00
小麦麸Wheat bran	—	54.79	—	—
大豆皮Soybean hull	—	—	33.00	—
西兰花茎叶粉Broccoli meal	41.15	—	—	—
玉米淀粉Corn starch	36.00	21.00	38.30	6.90
鱼粉Fish meal	5.00	7.05	10.00	7.50
蔗糖Sucrose	5.00	3.50	5.00	2.75
血浆蛋白粉Spray dried blood meal	5.00	4.00	8.00	3.00
赖氨酸Lys	0.40	0.41	0.01	0.20
蛋氨酸Met	0.40	0.20	0.20	0.10
大豆油Soybean oil	1.00	6.80	3.50	2.50
石粉Limestone	0.10	1.00	0.44	0.80
沸石粉Zeolite powder	5.00	0.30	0.60	0.30
食盐NaCl	0.30	0.30	0.30	0.30
三氧化二铬Cr ₂O ₃	0.30	0.30	0.30	0.30
预混料 ¹⁾Premix	0.35	0.35	0.35	0.35
营养组成Nutrients composition
消化能 ²⁾Digestable energy	13.87	13.17	13.48	13.35
灰分Crude ash	11.78	6.37	5.96	10.98
干物质Dry matter	89.64	90.05	89.36	90.76
粗蛋白Crude protein	14.68	17.85	15.74	18.61
粗脂肪Ether extract	3.04	10.21	4.76	17.72
淀粉Starch	31.16	27.95	33.70	18.00
钙Calcium	1.09	0.76	0.84	0.77
总磷Total phosphorus	0.34	0.82	0.40	2.02
中性洗涤纤维Neutral detergent fiber,NDF	20.63	19.02	22.11	14.30
酸性洗涤纤维Acid detergent fiber,ADF	13.45	5.62	14.21	5.40
半纤维素 ³⁾ Hemicellulose	7.18	4.40	7.90	8.90
注:1)预混料向每kg试验日粮提供铁80 mg,铜5 mg,锌80 mg,锰30 mg,碘0.14 mg,硒0.25 mg,维生素A 10 000 IU,维生素D ₃ 2 500 IU,维生素E 25 IU,维生素K ₃ 3.3 mg,维生素B ₁ 1 mg,维生素B ₂ 5.5 mg,维生素B ₆ 1.5 mg,维生素B ₁₂ 0.025 mg,生物素0.1 mg,叶酸1.5 mg,烟酸40 mg;2)消化能是根据文献[14]计算所得,其单位为MJ · kg ^-1;3)半纤维素=NDF-ADF,其余均为实测值。 Notes:1) The premix provides for per kilogram diet as follows:Fe 80 mg,Cu 5 mg,Zn 80 mg,Mn 30 mg,I 0.14 mg,Se 0.25 mg,vitamin A 10 000 IU,vitamin D ₃ 2 500 IU,vitamin E 25 IU,vitamin K ₃ 3.3 mg,vitamin B ₁ 1 mg,vitamin B ₂ 5.5 mg,vitamin B ₆ 1.5 mg,vitamin B ₁₂ 0.025 mg,Biotin 0.1 mg,folic acid 1.5 mg,nicotinic aci 40 mg;2) The digestible energy of the diets was calculated according to the Reference[14],its unit is MJ · kg ^-1;3) Hemicellulose=NDF-ADF.

表选项

1.3 试验设计

采用4×4重复拉丁方设计。每种日粮每次饲喂2头阉公猪(2×4=8头),每天于8:00和17:00定时定量投料。预试期15 d,待采食量稳定后开始正式试验,正试期6 d。正试期前3 d每天投料后第2~3小时、5~6小时收集十二指肠食糜样。后3 d每天投料后第3~4小时、6~7小时、9~10小时收集回肠食糜和粪便样品,保证连续收集3 d各区段有效样品。每轮试验结束后更换下一轮饲料,换料期7 d,采食量稳定期7 d,然后进行下一轮试验,总共进行4轮。 1.4 测定指标及方法

十二指肠和回肠食糜pH值测定:取60 g新鲜食糜3 000 r · min^-1离心15 min,取上清液测定食糜pH值(Sartorius PB-10 pH计)。粪样pH值采用探针式电极(HANNA HI-9125计)测定5个位点并求其平均值。

食糜黏度测定:取0.5 mL上述上清液,在37 ℃下,采用Brookfield LVDV-1型锥板黏度计(CPE-40转子,转速60 r · min^-1)测定,稳定30 s后读数。

持水力(water holding capacity,WHC)测定:参照Robertson等^[15]的方法,取10 g左右上述食糜离心沉淀物(m₁),105 ℃烘干12 h至恒质量,称取沉淀物干质量(m₂)。按如下公式计算持水力:WHC=(m₁-m₂)/m₂。

铬含量测定:参照GB/T 13088—2006 《饲料中铬的测定》,样本用高氯酸溶解后,用ICAP等离子发射光谱仪(Optima 2100 DV,美国PerkinElmer公司)测定。总淀粉含量测定:参照AOAC 996.11方法,采用K-TSTAHK试剂盒(Megazyme,Ireland)的酶水解—葡萄糖氧化酶法测定。

粗灰分含量参照GB/T 6438—2007 《饲料中粗灰分的测定》法测定;粗蛋白含量参照AOAC 984.13法测定;粗脂肪含量参照GB/T 6433—2006 《饲料中粗脂肪的测量》法测定。中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量采用ANKOM 220纤维测定仪(Ankom,USA)测定。

养分表观消化率=[1-(日粮中Cr含量/食糜(粪)中Cr含量)×(食糜(粪)中养分含量/日粮中养分含量)]×100%。 1.5 统计分析

用SPSS 16.0先对数据进行方差同质性检验和拉丁方轮次和动物个体多因素方差分析,轮次和个体差异不显著者按纤维来源合并同类数据,再进行单因素方差分析和Duncan′s法多重比较。 2 结果与分析 2.1 不同纤维来源对猪消化道不同区段食糜及粪便pH值、黏度及持水力的影响

由表 2可知:饲喂4种纤维日粮后,猪十二指肠、回肠食糜和粪便的pH值总体变化趋势相同,均为由十二指肠食糜呈酸性,到回肠食糜呈弱碱性,到粪便pH值为酸性变化。纤维来源对猪十二指肠食糜pH值无明显影响,但小麦麸日粮组猪回肠末端食糜和大豆皮日粮组粪便pH值显著低于其他3种日粮组(P < 0.05)。纤维来源对猪十二指肠食糜黏度无显著影响(P>0.05),但米糠日粮组猪的回肠食糜黏度显著低于大豆皮和小麦麸日粮组(P < 0.05)。4种日粮组猪食糜的持水力从十二指肠到回肠均明显升高,其中西兰花日粮组猪食糜的升高幅度最大,且其十二指肠食糜和回肠食糜的持水力均显著高于其他3组日粮组(P < 0.05)。

表 2 饲喂不同纤维来源日粮生长猪消化道各区段食糜及粪便的pH值、黏度及持水力 Table 2 The pH,viscosity and water holding capacity(WHC)of digesta at duodenum and ileum, and feaces of growing pigs fed 4 fibrous diets

项目 Items	样品来源 Sampling point	日粮Diets				标准误 Standard error of mean	P值P-value
项目 Items	样品来源 Sampling point	西兰花 Broccoli meal	小麦麸 Wheat bran	大豆皮 Soybean hull	米糠 Rice bran	标准误 Standard error of mean	轮次 Round	猪 Pig	日粮 Diets
pH值	十二指肠Duodenum	4.36	4.32	4.31	4.53	0.08	0.39	0.49	0.57
pH value	回肠Ileum	7.48 ^a	7.15 ^b	7.68 ^a	7.55 ^a	0.04	<0.01	0.04	<0.01
	粪便Feaces	6.94 ^a	6.69 ^a	5.77 ^c	6.11 ^b	0.10	0.55	0.86	<0.01

黏度/(mPa·s)	十二指肠Duodenum	3.59	3.55	3.73	3.70	0.12	0.82	0.89	0.89
Viscocity	回肠Ileum	3.94 ^ab	4.06 ^a	4.09 ^a	3.74 ^b	0.05	0.32	0.34	0.08
持水力/(g·g ^-1)	十二指肠Duodenum	3.39 ^a	2.33 ^b	2.27 ^b	2.55 ^b	0.09	0.10	0.97	<0.01
Water holding capacity	回肠Ileum	6.27 ^a	4.74 ^b	3.99 ^c	3.61 ^c	0.13	0.04	0.29	<0.01
注:同行上标不同小写字母表示差异显著( P < 0.05)。 Note:Data in the same row marked with different superscripts mean significant difference( P < 0.05). The same as follows.

表选项

2.2 不同纤维来源对猪消化道不同区段食糜养分表观消化率的影响

由表 3可知:在十二指肠前段,除灰分和总有机物外,4种纤维日粮组猪的养分表观消化率表现出明显的差异。尽管该区段4种日粮组猪的粗蛋白、粗脂肪和干物质表观消化率均较低,但西兰花日粮组猪的粗蛋白显著低于其他3种日粮组(P < 0.05);小麦麸和米糠日粮组猪的粗脂肪,以及西兰花和大豆皮日粮组猪的干物质表观消化率分别显著低于另2种日粮组。4种日粮组猪中的淀粉、NDF、ADF和半纤维素在该区段的表观消化率均相对较高,但西兰花日粮组猪的淀粉、大豆皮日粮的NDF和ADF均显著低于其他3种日粮组(P < 0.05)。4种日粮组猪的半纤维素表观消化率变化幅度最大,米糠日粮组最低(4.57%),大豆皮日粮组最高(90.52%),且差异显著(P < 0.05)。

表 3 饲喂不同纤维来源日粮生长猪消化道各区段的养分表观消化率 Table 3 The apparent digestibility of nutrients at duodenum,ileum,and whole digestive tract of growing pigs fed 4 fibrous diets

%
养分 Nutrient	部位 Section	日粮Diets				标准误 Standard error of mean	P值P-value
养分 Nutrient	部位 Section	西兰花 Broccoli meal	小麦麸 Wheat bran	大豆皮 Soybean hull	米糠 Rice bran	标准误 Standard error of mean	轮次 Round	猪 Pig	日粮 Diets
粗灰分Crude ash	十二指肠Duodenum	0.58	-15.82	-11.93	-15.02	7.76	0.27	0.87	0.86
	回肠Ileum	35.59 ^b	36.28 ^b	43.35 ^a	29.66 ^b	1.21	0.56	0.43	<0.01
	全消化道Digestive tract	48.30 ^b	61.76 ^a	65.85 ^a	40.50 ^c	2.15	0.06	0.17	<0.01

粗蛋白Crude protein	十二指肠Duodenum	5.48 ^c	25.68 ^a	16.40 ^b	15.74 ^b	1.68	0.88	0.71	<0.01
	回肠Ileum	61.83 ^b	77.50 ^a	76.59 ^a	75.14 ^a	1.06	0.03	<0.01	<0.01
	全消化道Digestive tract	76.41 ^c	88.63 ^a	84.39 ^b	84.30 ^b	0.95	0.11	0.79	<0.01

粗脂肪Ether extract	十二指肠Duodenum	10.09 ^b	6.22 ^b	17.37 ^a	4.63 ^b	1.45	0.05	0.08	<0.01
	回肠Ileum	73.60 ^b	87.08 ^a	88.67 ^a	89.97 ^a	1.06	0.63	0.52	<0.01
	全消化道Digestive tract	82.65 ^c	94.62 ^a	92.58 ^a	90.29 ^b	0.98	0.71	0.74	<0.01

淀粉Starch	十二指肠Duodenum	18.83 ^b	33.37 ^a	40.40 ^a	39.70 ^a	2.35	0.27	0.49	<0.01
	回肠Ileum	99.32 ^b	99.28 ^b	99.57 ^a	99.44 ^b	0.02	0.04	0.11	<0.01
	全消化道Digestive tract	99.76 ^a	99.74 ^a	99.81 ^a	99.63 ^b	0.02	0.63	0.93	<0.01

中性洗涤纤维	十二指肠Duodenum	47.61 ^a	33.84 ^b	21.76 ^c	36.67 ^b	2.00	0.17	<0.01	<0.01
Neutral detergent fiber(NDF)	回肠Ileum	52.25 ^a	54.75 ^a	45.08 ^b	45.38 ^b	1.53	0.44	0.35	0.02
	全消化道Digestive tract	82.01 ^a	67.83 ^bc	61.87 ^b	63.22 ^c	1.70	0.93	0.58	<0.01
酸性洗涤纤维	十二指肠Duodenum	36.29 ^a	24.07 ^ac	12.52 ^b	21.42 ^bc	2.14	0.52	0.08	<0.01
Acid detergent fiber(ADF)	回肠Ileum	39.33 ^a	40.38 ^a	37.68 ^ab	31.62 ^b	1.33	0.18	0.51	0.08
	全消化道Digestive tract	75.07 ^a	56.02 ^bc	63.40 ^b	51.19 ^c	2.24	0.90	0.67	<0.01

半纤维素Hemicellulose	十二指肠Duodenum	67.72 ^b	40.60 ^c	90.52 ^a	4.57 ^d	4.60	0.16	0.88	<0.01
	回肠Ileum	78.95 ^b	64.45 ^c	92.80 ^a	25.63 ^d	2.94	0.80	0.21	<0.01
	全消化道Digestive tract	93.21 ^a	76.12 ^b	98.89 ^a	52.59 ^c	3.69	0.96	0.27	<0.01

有机物Organic matter	十二指肠Duodenum	7.20	7.77	8.27	11.15	1.47	0.42	0.69	0.10
	回肠Ileum	68.72 ^b	71.25 ^ab	72.69 ^a	70.96 ^ab	0.58	0.76	0.13	0.04
	全消化道Digestive tract	87.98 ^a	85.02 ^b	85.47 ^b	81.78 ^c	0.56	0.08	0.78	<0.01

干物质Dry matter	十二指肠Duodenum	11.27 ^b	21.15 ^a	11.85 ^b	18.30 ^a	1.37	0.36	0.66	0.02
	回肠Ileum	64.08 ^bc	67.89 ^ab	69.77 ^a	62.23 ^c	0.83	0.31	0.02	<0.01
	全消化道Digestive tract	82.77 ^a	83.38 ^a	84.17 ^a	76.81 ^b	0.69	0.13	0.78	<0.01

表选项

在回肠末端,4种纤维日粮组猪的各养分表观消化率差值明显缩小。但米糠日粮组猪的粗灰分、干物质和半纤维素的表观消化率,西兰花日粮组猪的粗蛋白和粗脂肪的表观消化率均显著低于其他3种日粮组(P < 0.05);米糠和小麦麸日粮组猪的NDF和ADF,西兰花日粮组猪的有机物表观消化率显著低于其他日粮组(P < 0.05);大豆皮日粮组猪的半纤维素表观消化率显著高于其他3种日粮组(P < 0.05)。

4种纤维日粮组猪养分的全消化道表观消化率再次表现出较大的差异。西兰花日粮组猪的粗灰分、粗蛋白、粗脂肪和ADF全消化道表观消化率均显著低于其他3种日粮组(P < 0.05);但NDF和半纤维素表观消化率显著高于小麦麸和米糠日粮组(P < 0.05)。米糠日粮组猪的半纤维素、粗灰分、干物质和有机物全消化道表观消化率显著低于其他3种日粮组(P < 0.05)。 3 讨论 3.1 纤维来源与猪消化道食糜物理性质的关系

Chiang等^[16]经胃底瘘管,Möeler等^[17]经屠宰采集的生长猪胃底和幽门区食糜的pH值为3.0~5.0。本试验中4种日粮的十二指肠前段食糜pH值为4.31~4.53。由于猪胃内容物的pH值受采食量、采食后时间间隔和饲料的酸结合能力等多种因素影响^[18],如仅以pH值为直观指标,可推测本试验中采集的十二指肠食糜样品受胆汁和胰液倒流的影响较小,达到了试验设计的目的。

胃内容物的pH值不仅与动物胃酸分泌量有关,也受饲料的离子结合量、采样时间和采食量的影响。本试验中4种纤维日粮组猪十二指肠前段食糜的pH值差异较小,这可能与限制采食有关,试验中采食量设定为自由采食量的80%(每头1 200 g · d^-1)。Chiang等^[16]按自由采食量的17%、33%、66%和100%饲喂生长猪,随着饲喂量增加,猪胃食糜pH值的变化幅度缩小。胃食糜在十二指肠中段与碱性胆汁和胰液混合,使小肠食糜pH值呈中性偏碱。本试验中4种纤维日粮组猪回肠末端食糜的pH值均比十二指肠前段食糜有明显升高。但是,在小肠后段也存在一定程度的微生物发酵,产生的有机酸使食糜的pH值降低,小麦麸日粮组猪回肠末端食糜pH值明显低于其他3种日粮的原因可能正源于此。大肠是微生物发酵的主要场所,微生物利用经小肠消化后剩余的有机物发酵产生的有机酸,使粪便pH值进一步下降。

研究表明,日粮纤维含量和种类会影响消化道食糜的黏滞性^[19],但是本试验中4种纤维来源日粮组猪的十二指肠前段食糜黏度并无显著差异,这可能与十二指肠食糜中的水分含量较高有关。随着日粮中其他养分的消化以及小肠后端的水分吸收,不可消化纤维被浓缩,4种日粮组猪回肠末端食糜的黏度均比十二指肠前段食糜黏度升高,而且差异逐渐明显。

纤维的持水力反映其吸收水分形成胶体的能力和吸水膨胀的能力,纤维的持水力与其多糖组成和与水接触的时间关系密切。试验中4种日粮组猪的回肠末端食糜的黏度均高于其十二指肠前段食糜,可能与食糜在消化道中的停留时间有关。停留时间越长,不溶性纤维多糖吸水膨胀作用显现得越明显。Stephen等^[20]报道,纤维的持水力与其中带电荷的糖醛酸含量呈正相关。本试验中大豆皮和西兰花中的糖醛酸含量分别为2.95%和3.01%,明显高于小麦麸(0.44%)和米糠(0.63%)中的含量;对应的大豆皮和西兰花日粮组猪的回肠末端食糜黏度也高于小麦麸和米糠日粮。 3.2 纤维来源对猪消化道养分消化率的影响

食糜在胃内的停留时间短,养分即使被消化,吸收量也很小,因此各种养分在此段的消化率均不高^{[12, 13]}。本试验中小麦麸、大豆皮和米糠日粮的粗灰分消化率均出现负值,分别为-15.82%、-11.93%和-15.02%,十二指肠前段食糜风干样品中粗灰分含量较对应日粮分别增加了0.72 g · 100 g^-1、1.29 g · 100 g^-1和0.98 g · 100 g^-1。说明日粮成分结合了来自饮水或內源分泌的矿物质,类似结果在Wilfart等^[12]和Hooda等^[11]的研究中均有报道,也暗示纤维来源可能对矿物质在胃中的吸收具有不同程度的干扰作用。

4种纤维日粮中的淀粉在回肠末端的表观消化率均达99%以上,说明小肠是猪淀粉消化吸收的主要区段,且受日粮纤维的来源影响较小^{[6, 7, 11]}。到回肠末端,4种纤维日粮的粗脂肪大部分已被消化,但西兰花日粮组猪的粗脂肪表观消化率无论在回肠末端还是全消化道都是4种日粮中最低的,这可能与该日粮的粗脂肪含量低有关(3.0%)。Dégen等^[21]在研究猪小麦大豆粕日粮中添加脂肪和小麦麸对养分消化率的影响时发现,在小麦麸添加量相同时,日粮脂肪表观消化率测定值随脂肪添加量增加而升高;但添加60%小麦麸的几组日粮中,这种效应消失,反而测得未添加脂肪的日粮脂肪消化率最高达70.9%。作者将脂肪消化率测定值随日粮脂肪含量增加而升高,归因于绝对含量越低受内源分泌的影响越大,使表观消化率测定值降低,变异度增加;而小麦麸能刺激胰脏脂肪酶分泌或激活胰脂肪酶活性,所以添加量高达60%后,不同脂肪添加量的几种日粮脂肪消化率均较高。本试验中西兰花日粮和小麦麸日粮中的粗脂肪含量均较低,但小麦麸日粮组猪回肠末端粗脂肪消化率在4种试验日粮中最高,显著高于西兰花日粮,可能与小麦麸纤维的这种特殊生理功能有关。本试验日粮的脂肪主要来自外加的油脂,而非纤维原料自身,因此细胞壁纤维化对养分的“束缚”作用也不应表现在脂肪的消化方面。但日粮纤维的这种“束缚”作用,以及其刺激內源分泌^[21]和改变后肠微生物发酵^[22]等作用可能影响饲料蛋白质的消化率。

回肠末端之前4种日粮的大部分粗蛋白(61.8%~77.5%)和干物质(62.2~70.6%)已被消化,这与大多数同类研究的结果相似^{[7, 11, 13]}。Molist等^[22]利用低纤维(9.7% NDF)和高纤维(26% NDF)日粮饲喂生长猪,后肠有机物消化率为13%和32%。本试验4种日粮有机物在后肠的降解程度间于二者之间,与其纤维含量相对应。同时比较4种日粮组猪在回肠末端和全消化道有机物表观消化率间的差值可见,西兰花日粮明显高于其他3种日粮,说明西兰花日粮的后肠发酵强度大于其他3种日粮,除上述粗蛋白降解比例高之外,也可能与十字花科植物中半纤维素的木葡聚糖含量较高,且容易被微生物降解有关^[20]。大豆皮日粮的半纤维素在十二指肠前段、回肠末端和全消化道3个区段的消化率均显著高于其他3种日粮,尤其是在十二指肠前段大豆皮日粮半纤维素消化率就已达到90%,说明大豆皮中的果胶在胃酸性环境中溶解^{[1, 5]},使得食糜中NDF与ADF差值缩小,表观消化率升高,但并不意味着其半纤维素被真正降解。同时大豆皮中木质素含量较低,而木质素在猪消化道基本不能够被降解,且能与半纤维素形成共价键从而降低非淀粉多糖的消化率。大豆皮酸性洗涤木质素含量(0.71%)明显低于小麦麸(1.84%)和米糠(2.98%),这可能也是大豆半纤维素消化率高的原因之一^[14]。

本试验所选的4种纤维化学内涵差别较大,仅依靠洗涤纤维含量的分析尚不足以揭示其产生原因,有待今后完善日粮纤维中非淀粉多糖组成和植酸含量等详细信息后进一步分析。

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