飼糧中中性洗滌纖維的研究進(jìn)展飼糧中中性洗滌纖維的研究進(jìn)展飼糧中中性洗滌纖維的研究進(jìn)展 近年來，盡管動物營養(yǎng)學(xué)家已把研究的重點(diǎn)放在了纖維性物質(zhì)上，但長期以來對飼糧纖維（Fiber）的認(rèn)識并不統(tǒng)一，對飼糧纖維的認(rèn)識很不全面，對其定義至今還有爭議。在比較常用的粗纖維（CF）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）或非淀粉多糖（NSP）等指標(biāo)中，許多人認(rèn)為NDF是目前表示纖維最好的指標(biāo)，因為NDF涵蓋了被認(rèn)為是組成纖維的大多數(shù)物質(zhì)。本文擬從飼糧中中性洗滌纖維的定義出發(fā)，就其構(gòu)成成分以及由不同分析方法得到的纖維組分的化學(xué)組成及其在動物營養(yǎng)中的作用進(jìn)行討論。

1 中性洗滌纖維的定義和成分

從營養(yǎng)學(xué)的觀點(diǎn)來看，飼糧中中性洗滌纖維的成分包括以下幾種（見表1）。

NDF是對植物細(xì)胞壁或纖維成分的一種測量指標(biāo)，根據(jù)Van Soest（1967）提出的洗滌纖維分析方法，所測得的NDF主要包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等成分，即由不溶性的非淀粉多糖和木質(zhì)素所組成，能夠較準(zhǔn)確地反映纖維的實(shí)際含量[1]。在細(xì)胞壁的構(gòu)成中，與NSP和木質(zhì)素相連的蛋白質(zhì)（細(xì)胞壁鑲嵌蛋白或細(xì)胞壁蛋白）是細(xì)胞壁的重要構(gòu)成成分。這種蛋白質(zhì)主要是一種高度不溶的糖蛋白——伸展蛋白，單胃動物對其消化率低，因此，這類蛋白質(zhì)也被認(rèn)為是飼糧纖維的構(gòu)成成分（Annison, 1993）[2]。

2 中性洗滌纖維的分析方法

在建立NDF分析方法時，Van Soest認(rèn)為，應(yīng)將飼料劃分為可消化和不完全消化的兩部分。用新的纖維分析方法進(jìn)行分析時可消化的部分應(yīng)是可溶的；而不完全消化（不可溶）的部分則被稱為“纖維”（Van Soest和Moore，1965）[1]。其基本方法是：在含有3%十二烷基硫酸鈉（SDS）和19% EDTA（pH=7的磷酸緩沖液）的中性洗滌劑中煮沸樣品，所得到的殘渣減去灰分即為NDF。在測定高淀粉含量樣品的NDF時，應(yīng)加入α-淀粉酶處理（Schaller，1977）[3]。測定NDF的目的是分析飼料原料中細(xì)胞壁成分，但未能回收所有的水溶性纖維物質(zhì)，包括細(xì)胞壁中的果膠物質(zhì)，只包含了細(xì)胞壁中的纖維素、絕大多數(shù)半纖維素和木質(zhì)素及與細(xì)胞壁相嵌的蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等。盡管測定NDF的目的是測定樣品中的細(xì)胞壁，但細(xì)胞壁與NDF的定義和化學(xué)成分并不完全等同[4]，如谷實(shí)類飼料的細(xì)胞壁中不含果膠；而苜蓿類植物的細(xì)胞壁中果膠含量很高。因此，NDF可以準(zhǔn)確度量谷實(shí)類飼料的細(xì)胞壁含量，但很大程度上低估了其它植物尤其是苜蓿類植物的細(xì)胞壁含量（Chesson和Austin，1998）[5]。由此看來， NDF的測定結(jié)果也并不完全符合日糧纖維的定義，不能完全代表日糧中所有的纖維成分。

3 中性洗滌纖維對動物的畜牧學(xué)意義

通常認(rèn)為，飼糧中的NDF含量與非纖維碳水化合物（NFC）、能量濃度、干物質(zhì)采食量（DMI）呈負(fù)相關(guān)[6]。不同飼料中NDF的化學(xué)組分及其所含的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等成分的比例不同，會影響NDF的可消化性。NDF比非纖維碳水化合物難消化，故飼糧中NDF的含量與其能量濃度呈負(fù)相關(guān)。NDF中纖維素、半纖維素組成的差異影響著NDF的消化性，故NDF含量相同的飼糧并不一定含有相同的有效能值，也可能存在這種情況，NDF含量高的飼糧，其有效能值高于另外一種NDF含量低的飼糧[7]。NDF的組成會影響到NDF的消化率，從理論上說，纖維素和半纖維素是可以完全被反芻動物消化的，但是由于木質(zhì)素和半纖維素形成的酯鍵將纖維素包裹在其中，影響到反芻動物瘤胃微生物對纖維素和半纖維素的消化利用，而木質(zhì)素又幾乎完全不能被瘤胃微生物降解，故飼糧纖維中的纖維素和半纖維素并不能全被微生物發(fā)酵利用，其消化率取決于木質(zhì)素的含量，尤其是NDF中木質(zhì)素所占比例的大小，從而揭示出飼糧纖維的品質(zhì)。

飼糧中含有一定量NDF對維持瘤胃正常的發(fā)酵功能具有重要意義，但過高的NDF則會對干物質(zhì)采食量產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。在乳牛研究中已查明，飼糧NDF的最低需要量很大程度上取決于瘤胃的狀況。NDF的濃度與瘤胃的pH值呈負(fù)相關(guān)，因NDF的消化速度慢且較難被消化（即瘤胃中酸的產(chǎn)生量少）[7]。常規(guī)飼糧中NDF大多數(shù)來源于粗料，其物理結(jié)構(gòu)能夠促進(jìn)咀嚼和唾液分泌，故通常以乳脂率、瘤胃pH值、瘤胃揮發(fā)性脂肪酸濃度和咀嚼時間作為檢測瘤胃環(huán)境的指標(biāo)[8]。精飼料中NDF在這方面的作用不及粗料NDF，若飼糧中粗料來源的NDF數(shù)量下降，或飼糧粗料被切得較碎時，NDF的最低需要量應(yīng)當(dāng)增加，這里就涉及到了有效纖維（effective fiber）的概念。

所謂有效纖維，最初是指制定配方時不僅要考慮NDF，而且需考慮飼糧中營養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)咀嚼的能力，即能有效保持乳脂率穩(wěn)定和動物健康的那部分纖維。有效纖維的數(shù)量是根據(jù)乳脂率的變化來調(diào)整的。咀嚼能力是飼料的一個重要指標(biāo)，奶牛需要最低的咀嚼活動[9]。Mertens（1997）提出了兩個術(shù)語來區(qū)分維持乳脂率和促進(jìn)唾液分泌的有效纖維，即有效中性洗滌纖維（eNDF，即effective NDF）和物理有效中性洗滌纖維（peNDF，即physically effective NDF）。eNDF是指有效維持乳脂率穩(wěn)定總能力的飼料特性，它必須是所測定的某種飼料替代飼糧中干草或粗飼料的總能力，這種替代不會引起乳脂率和瘤胃pH值的改變；peNDF指的是與纖維的物理性質(zhì)（主要指碎片大小，多指長度）有關(guān)的、刺激動物咀嚼活動和建立瘤胃內(nèi)容物兩相分層的能力[10]。飼料中peNDF總是低于其NDF含量，eNDF可以低于也可以高于NDF含量。eNDF不僅包括所有與peNDF相關(guān)的因素，而且還包括與內(nèi)源緩沖能力（或中和酸能力）有關(guān)的飼料特性、脂肪含量與組成、可溶性碳水化合物含量、蛋白質(zhì)含量、揮發(fā)性脂肪酸（VFA）比例與產(chǎn)量等因素[11]。與peNDF密切相關(guān)的動物反應(yīng)是咀嚼活動變化。從概念上看，peNDF與纖維特性（fibrosity characteristic）、粗飼料價值指數(shù)（roughage value index）、物理結(jié)構(gòu)（physical structure）和纖維指數(shù)（fibrosity index）都有關(guān)系，而不是與隨測定條件變化的生物學(xué)反應(yīng)——如單純的每千克飼料干物質(zhì)的咀嚼時間有關(guān)[12]。因為peNDF與纖維的物理特性有關(guān)，所以它是一個比eNDF更具體的術(shù)語和概念。

飼糧中 NDF的最大含量，與奶牛維持良好的瘤胃發(fā)酵所需要的NFC的最低量和NDF較高時對采食量潛在的負(fù)效應(yīng)等有關(guān)。在苜蓿為基礎(chǔ)飼糧和玉米為主要淀粉來源的奶牛試驗中（Colenbrander等，1991；Hansen等，1991；Weiss和Shockey，1991；Clark和Armentano，1993），飼糧NDF總量為25%時，牛的產(chǎn)奶量和乳成分與NDF含量更高的飼糧相近。在這些試驗中，16%~20%的NDF（DM基礎(chǔ)）來源于粗料。飼糧NDF總量小于25%且粗料來源的NDF小于16%時，乳脂率降低（Clark和Armentano，1993；Depies和Armentano，1995）[13]。以青貯玉米為基礎(chǔ)飼糧時，對NDF最低需要量的試驗研究進(jìn)行的很少。Cummins（1992）的試驗表明，飼糧NDF含量為24%的奶牛，其乳脂率低于飼喂飼糧NDF含量為29%或35%的奶牛[14]。但在Bal等（1997）的一個試驗中，飼喂青貯玉米為基礎(chǔ)飼糧、NDF含量為25%和29%的飼糧時，其產(chǎn)奶量和乳品質(zhì)沒有差異[15]。根據(jù)上述的試驗結(jié)果可以得出，在以青貯玉米或青貯苜蓿為主要粗料來源和以玉米粉為主要淀粉來源時，泌乳奶牛飼糧干物質(zhì)中NDF的總量應(yīng)為25%，而且其中必須有19%（DM為基礎(chǔ)）來自粗料。奶牛飼糧的NDF必須保證有75%由粗料提供，因粗料NDF與飼糧采食量高低和瘤胃功能正常發(fā)揮直接有關(guān)（NRC，1985）[16]。

通常許多非粗料來源的NDF具有相對較多的潛在可降解NDF、較小的粒度和相對較大的比重（Batajoo和Shaver，1994）[17]；非粗料來源纖維與粗料來源纖維相比，通常具有相似或較快的外流速度（Bhatti和Firkins，1995）和相似或較慢的NDF消化速度。大部分非粗料來源纖維的潛在可利用NDF可逃逸瘤胃發(fā)酵，導(dǎo)致瘤胃內(nèi)酸的生成量較少（Firkins，1997）[18，19]。大多數(shù)非粗料來源的NDF維持乳脂率的效果明顯不如粗料來源的NDF（Swain和Aamentao，1994；Vaughan等，1991）[7]。根據(jù)Allen（1997）得出的關(guān)系式，非粗料來源的NDF在維持瘤胃pH值方面的有效性只有粗料來源NDF的0.35倍[20]。Firkins（1997）認(rèn)為，非粗料來源的NDF維持NDF在胃腸道消化率的有效性只及粗料來源NDF的0.6倍[19]。在刺激咀嚼活動上，Mertens（1997）得出的結(jié)論是，高NDF的非粗料來源（如副產(chǎn)品）的有效性相當(dāng)于粗料來源NDF的0.4倍，另外一些精料來源NDF的有效性相當(dāng)于粗料來源NDF的0.3~0.8倍[21]。根據(jù)上述的研究，非粗料來源NDF的有效性平均只相當(dāng)于粗料來源NDF的50%。NDF含量在飼糧中低于19%時，來源于粗料的NDF每減少1個百分點(diǎn)（DM基礎(chǔ)），飼糧NDF總量的推薦值就應(yīng)增加2個百分點(diǎn)，NFC最大濃度就需要下降2個百分點(diǎn)。一般來說，飼糧NDF和NFC的含量存在著高度負(fù)相關(guān)（Armentano和Pereira，1997）[22]，因此，必須將NDF的最低需要量與NFC的含量聯(lián)系起來。

4 小結(jié)

近年來，雖然中性洗滌纖維的研究取得了很大的進(jìn)展，但由于測定方法的不完善，在配合飼糧和評定飼糧營養(yǎng)價值時采用較少。然而從眾多的研究結(jié)果可看出，NDF在反芻動物，尤其是乳牛營養(yǎng)中起著非常重要的作用，并涉及到了有效中性洗滌纖維、物理有效中性洗滌纖維及中性洗滌纖維來源的問題，故在今后的研究中，我們要重視這些方面的問題，從而促進(jìn)動物營養(yǎng)研究的發(fā)展。

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