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中图分类号：S816 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2017）06-0068-04
数十年来，抗生素以低水平的方式加入饲料中以此来促进动物的肠道健康和生长性能。自20世纪80年代以来，有关在动物（包括宠物、畜禽和伴侣动物）饲料中使用抗生素导致在人类医学上耐药性细菌增多的担忧日益加大。抗菌剂的使用已经导致了在已研发的每一种抗生素（包括人用和畜禽用）上耐药性细菌的增加。
由于这些顾虑，压力的不断加大限制了抗生素在畜禽生产上的使用。2006年，欧盟（European Union，EU）禁止抗生素作为动物的生长促进剂使用；2013年，美国食品与药物管理局（US Food and Drug Administration，FDA）下达了最终指南，实施自愿政策以逐步取消人用重要抗生素以动物生产目的用于畜禽生产。
2015年，加利福尼亚地方政府签署了一项法律，禁止人用重要抗生素作为动物生长的促进剂用于牛、鸡、猪和其他以盈利为目的饲养动物上。加利福尼亚的肉类生产商只能在动物生病后在兽医的批准下才可使用这些药物，或在有“高疾病风险”的情况下用于预防感染。
他们不能在“正常情况”下使用这些药物。该法规比FDA颁布的国家法律更加严格，国家法律并不限制作为预防疾病使用抗生素。
在美国，FDA已开始实施新的行业指南，禁止将人用重要抗生素用于被认为是确保动物健康所必需的场合，并需要在兽医的监督下使用。这项新的指南将在2017年1月1日强制实施。
所有与抗生素生长促进剂使用相关的问题以及由此导致其在许多重要市场上禁用或可能禁用，说明了对能够改善农场动物肠道健康和生产性能的非抗生素类生长促进剂的需求。
许多非抗生素类生长促进剂，如益生菌、益生元、精油和草药已有了大量的试验和讨论。由此产生的一个新的令人感兴趣的方法是使用不可溶非发酵性纤维。
1 一般的作用方式
一些证据表明不可溶性纤维对家禽生产中的特定指标有一定的积极作用。因此，在日粮中添加适量的不可溶性纤维时，淀粉的消化率和食糜的排空速度会提高。
由于较快的食糜排空速度，毒性物质在肠道中的累积会减少。不可溶性纤维对肠道功能的作用源于其能够在肌胃中积聚，这似乎可以调节肠道中食糜的排空速率和营养物质的消化率。
2 选择正确的来源
不可溶性纤维远比可溶性纤维对家禽肠道健康更有利（表1）。常规的纤维源，如小麦麸，含有可溶性和不可溶性纤维。而其他常规的纤维源，如燕麦壳，含有相当高的不可溶性纤维；但不幸的是，燕麦壳在许多市场上没有货源，并且它们经常受到高水平的霉菌毒素污染。解决这一问题的方法是使用不可溶非发酵性粗纤维浓缩物（Crude Fiber Concentrate，CFC）。这些功能性纤维在市场上有充足的货源，且无霉菌毒素污染。
不可溶非发酵性CFCs是指一种粗纤维含量至少为60%的纤维产品。如此高含量的纤维主要是通过浓缩工艺来实现，该工艺具有物理或热力学属性。CFCs常以木质纤维素或纤维素纤维为主要成分。
CFCs与常见纤维来源的主要区别在于：
● 粗纤维含量>60%；
● 无霉菌毒素的污染；
● 不会结合营养物质；
● 可促进肠绒毛的发育；
● 可提高酶的活力；
● 高系水力和持水力（每克粗纤维浓缩物可持水4 g～8 g ）。
与常规纤维源相比，CFC不仅仅在化学组分和纯度方面有显著差异，而且在物理形态上也有很大的差别（图1）。
3 肠道健康
仔细地观察不可溶非发酵性纤维对肠道微生物区系影响的作用机理后发现，有二个原理可以解释当在饲料中添加不可溶非发酵性纤维为何我们通常很少能见到致病菌。
上文介绍的不可溶非发酵性纤维可加快食糜在肠道中的排空速度，这毫无疑问会影响肠道中病原菌的数量。此外，有证据表明，含有原纖维组织的CFC能够刺激杯状细胞的产生。
杯状细胞是一种上皮分泌细胞，其功能是分泌胶状物质，形成黏蛋白，这是肠黏液的主要成分。这种黏液能够保护肠黏膜。可以肯定的是有害菌无法轻易地在完整的肠黏膜上定植。因此，杯状细胞数量的增多同样应该归因于不可溶性CFC对肠道的有利影响。
另外，可以确定的是，不可溶性纤维会磨损肠道黏膜表层。这种磨损作用有利于消除黏附于黏膜层的致病菌，如产气荚膜梭菌。鉴于肠道内细菌竞争营养物质的这一事实，肠道内病原菌数量的减少通常会增加有益菌（如乳酸菌和双歧杆菌）数量是很合理的。因此，在日粮中添加适当水平的不可溶非发酵性纤维应该可以降低动物肠道中有害菌的数量。
坏死性肠炎（Necrotic enteritis，NE）是由产气荚膜梭菌分泌的毒素导致的。NE的暴发与许多诱发因素有关，其中一个诱发因素是饲料中添加了高黏性谷物，例如用小麦或大麦替代玉米。食糜黏性不断增加，肠道食糜的排空速率则将减慢。
因此，我们将会观察到肠杆菌大量增殖。另一个诱发因素是球虫感染。Branton等（1997）进行了一个有趣的试验，来评估不可溶非发酵性CFC对肉鸡暴发坏死性肠炎的影响。
在肉鸡生命的前13 d中，他们给肉鸡饲喂以玉米为主要淀粉来源的商用前期配方日粮。在肉鸡13～17日龄，他们饲喂另一种生长期日粮——以小麦或玉米为基础日粮，添加或不添加木质纤维素（以不可溶非发酵性CFC为主要成分）。除了对照组鸡外，所有试验鸡都通过口服产气荚膜梭菌来攻毒。试验结果见表2。
口服产气荚膜梭菌来攻毒本身不会引发任何显著的肠道损伤问题。用口服产气荚膜梭菌来进行攻毒，能使采食小麦型日粮而不是玉米型日粮的试验肉鸡出现显著的肠道损伤。由日粮淀粉源从玉米改为小麦引起的肠道问题其评分从0.53变为1.83。坏死性肠炎诱发因子产生的负面影响可通过使用不可溶性CFC进行部分补偿——肠道评分降至1.13。因此，不可溶非发酵性CFC是能尽量降低家禽尤其是那些不用抗生素的家禽坏死性肠炎发病率的一种理想的方法。 4 肠道微生物区系的肉鸡试验
2015年，波兰比得哥什大学Buguslawska-Tryk和她的研究团队进行了一项十分有趣的试验。她们给肉鸡饲喂添加了由木质纤维素组成的不可溶非发酵性CFC的日粮，随后评估42日龄的肉鸡生产性能指标、回肠和盲肠中肠道微生物菌群、短链脂肪酸（Short Chain Fatty Acid，SCFA）、乳酸浓度以及pH。
试验以48羽21日龄Ross 308公鸡为对象，将它们平均分入4个处理组，每个处理组设6个重复。试验日粮以玉米、小麦、黑小麦和豆粕为基础日粮，不可溶非发酵性CFC含量分别为：0、0.25%、0.5%和1.0%。试验结果见表3。
该研究发现，日粮添加不可溶非发酵性纤维对有益菌（乳酸菌和双歧杆菌）的生长有促进作用，并且可限制42日龄肉鸡回肠和盲肠食糜中条件性致病菌（大肠杆菌和梭状芽孢杆菌）的增殖。另外，该研究小组发现，试验鸡回肠和盲肠食糜中短链脂肪酸含量显著提高。
多个理论可以解释这些结果。当然，上文已阐述的不可溶非发酵性纤维对肠道食糜排空速度的影响可解释回肠和盲肠中致病菌數量的减少。
另外，可以确定的是，不可溶性纤维对肠道黏膜表层有磨损作用。根据该作者的解释，不可溶性日粮纤维的这种磨损作用有助于清除能够附着于肠道黏液层的病原菌，如产气荚膜梭菌。这一作用反过来又可以促进有益微生物的生长，因为所有细菌都在为获得更多的营养而竞争。此外，木质素中的多酚类化合物可分解细菌细胞膜，以此方式抑制消化道内细菌的生长。然而，短链脂肪酸浓度的提高本身对病原菌就有抑制效应。据文献记载，丙酸、乙酸和甲酸在体外对一些病原菌有毒性效应。
很明显，肠道菌群组成向非致病细菌为主的方向转变将会对肉鸡的生产性能产生有利的作用。的确，很多观察结果证明了不可溶非发酵性纤维在提高肉鸡生长性能和改善饲料转化率上的作用。
Mateo等（2012）在其综述“适量的纤维可促进肉鸡器官发育、酶分泌，并可提高营养物质消化率”中总结了不可溶性纤维的重要性以及对肉鸡生产性能的影响。
5 总结与结论
多项大学试验证明，不可溶非发酵性纤维对肉鸡肠道微生物会产生有利的影响，进而可提高它们的生产性能。美国的一项早期研究甚至证明了不可溶非发酵性纤维在预防肉鸡坏死性肠炎方面有一定的作用。鉴于所有这些对肉鸡健康和生产性能的有益影响，不可溶非发酵性纤维在替代抗生素生长促进剂的饲料混合物和集成的策略方面起着很重要的作用。
一些研究人员将不可溶非发酵性纤维归类于益生元。根据最新的定义，益生元是一种精选的已发酵的饲料成分，能够特异性地改变肠道菌群的组成和/或活性，进而改善宿主动物的福利和健康。
鉴于本文中探讨的不可溶性纤维是不可发酵的，所以将其定义为益生元并非100%的准确。
需要将其定义为一类新的产品。至少根据所得到的结果，不可溶非发酵性纤维可以称为益生菌促生因子。□□
原题名：Promoting gut health with insoluble， non-fermentable fibre（英文）
原作者：Manfred Pletsch（德国JRS公司）
数十年来，抗生素以低水平的方式加入饲料中以此来促进动物的肠道健康和生长性能。自20世纪80年代以来，有关在动物（包括宠物、畜禽和伴侣动物）饲料中使用抗生素导致在人类医学上耐药性细菌增多的担忧日益加大。抗菌剂的使用已经导致了在已研发的每一种抗生素（包括人用和畜禽用）上耐药性细菌的增加。
由于这些顾虑，压力的不断加大限制了抗生素在畜禽生产上的使用。2006年，欧盟（European Union，EU）禁止抗生素作为动物的生长促进剂使用；2013年，美国食品与药物管理局（US Food and Drug Administration，FDA）下达了最终指南，实施自愿政策以逐步取消人用重要抗生素以动物生产目的用于畜禽生产。
2015年，加利福尼亚地方政府签署了一项法律，禁止人用重要抗生素作为动物生长的促进剂用于牛、鸡、猪和其他以盈利为目的饲养动物上。加利福尼亚的肉类生产商只能在动物生病后在兽医的批准下才可使用这些药物，或在有“高疾病风险”的情况下用于预防感染。
他们不能在“正常情况”下使用这些药物。该法规比FDA颁布的国家法律更加严格，国家法律并不限制作为预防疾病使用抗生素。
在美国，FDA已开始实施新的行业指南，禁止将人用重要抗生素用于被认为是确保动物健康所必需的场合，并需要在兽医的监督下使用。这项新的指南将在2017年1月1日强制实施。
所有与抗生素生长促进剂使用相关的问题以及由此导致其在许多重要市场上禁用或可能禁用，说明了对能够改善农场动物肠道健康和生产性能的非抗生素类生长促进剂的需求。
许多非抗生素类生长促进剂，如益生菌、益生元、精油和草药已有了大量的试验和讨论。由此产生的一个新的令人感兴趣的方法是使用不可溶非发酵性纤维。
1 一般的作用方式
一些证据表明不可溶性纤维对家禽生产中的特定指标有一定的积极作用。因此，在日粮中添加适量的不可溶性纤维时，淀粉的消化率和食糜的排空速度会提高。
由于较快的食糜排空速度，毒性物质在肠道中的累积会减少。不可溶性纤维对肠道功能的作用源于其能够在肌胃中积聚，这似乎可以调节肠道中食糜的排空速率和营养物质的消化率。
2 选择正确的来源
不可溶性纤维远比可溶性纤维对家禽肠道健康更有利（表1）。常规的纤维源，如小麦麸，含有可溶性和不可溶性纤维。而其他常规的纤维源，如燕麦壳，含有相当高的不可溶性纤维；但不幸的是，燕麦壳在许多市场上没有货源，并且它们经常受到高水平的霉菌毒素污染。解决这一问题的方法是使用不可溶非发酵性粗纤维浓缩物（Crude Fiber Concentrate，CFC）。这些功能性纤维在市场上有充足的货源，且无霉菌毒素污染。
不可溶非发酵性CFCs是指一种粗纤维含量至少为60%的纤维产品。如此高含量的纤维主要是通过浓缩工艺来实现，该工艺具有物理或热力学属性。CFCs常以木质纤维素或纤维素纤维为主要成分。
CFCs与常见纤维来源的主要区别在于：
● 粗纤维含量>60%；
● 无霉菌毒素的污染；
● 不会结合营养物质；
● 可促进肠绒毛的发育；
● 可提高酶的活力；
● 高系水力和持水力（每克粗纤维浓缩物可持水4 g～8 g ）。
与常规纤维源相比，CFC不仅仅在化学组分和纯度方面有显著差异，而且在物理形态上也有很大的差别（图1）。
3 肠道健康
仔细地观察不可溶非发酵性纤维对肠道微生物区系影响的作用机理后发现，有二个原理可以解释当在饲料中添加不可溶非发酵性纤维为何我们通常很少能见到致病菌。
上文介绍的不可溶非发酵性纤维可加快食糜在肠道中的排空速度，这毫无疑问会影响肠道中病原菌的数量。此外，有证据表明，含有原纖维组织的CFC能够刺激杯状细胞的产生。
杯状细胞是一种上皮分泌细胞，其功能是分泌胶状物质，形成黏蛋白，这是肠黏液的主要成分。这种黏液能够保护肠黏膜。可以肯定的是有害菌无法轻易地在完整的肠黏膜上定植。因此，杯状细胞数量的增多同样应该归因于不可溶性CFC对肠道的有利影响。
另外，可以确定的是，不可溶性纤维会磨损肠道黏膜表层。这种磨损作用有利于消除黏附于黏膜层的致病菌，如产气荚膜梭菌。鉴于肠道内细菌竞争营养物质的这一事实，肠道内病原菌数量的减少通常会增加有益菌（如乳酸菌和双歧杆菌）数量是很合理的。因此，在日粮中添加适当水平的不可溶非发酵性纤维应该可以降低动物肠道中有害菌的数量。
坏死性肠炎（Necrotic enteritis，NE）是由产气荚膜梭菌分泌的毒素导致的。NE的暴发与许多诱发因素有关，其中一个诱发因素是饲料中添加了高黏性谷物，例如用小麦或大麦替代玉米。食糜黏性不断增加，肠道食糜的排空速率则将减慢。
因此，我们将会观察到肠杆菌大量增殖。另一个诱发因素是球虫感染。Branton等（1997）进行了一个有趣的试验，来评估不可溶非发酵性CFC对肉鸡暴发坏死性肠炎的影响。
在肉鸡生命的前13 d中，他们给肉鸡饲喂以玉米为主要淀粉来源的商用前期配方日粮。在肉鸡13～17日龄，他们饲喂另一种生长期日粮——以小麦或玉米为基础日粮，添加或不添加木质纤维素（以不可溶非发酵性CFC为主要成分）。除了对照组鸡外，所有试验鸡都通过口服产气荚膜梭菌来攻毒。试验结果见表2。
口服产气荚膜梭菌来攻毒本身不会引发任何显著的肠道损伤问题。用口服产气荚膜梭菌来进行攻毒，能使采食小麦型日粮而不是玉米型日粮的试验肉鸡出现显著的肠道损伤。由日粮淀粉源从玉米改为小麦引起的肠道问题其评分从0.53变为1.83。坏死性肠炎诱发因子产生的负面影响可通过使用不可溶性CFC进行部分补偿——肠道评分降至1.13。因此，不可溶非发酵性CFC是能尽量降低家禽尤其是那些不用抗生素的家禽坏死性肠炎发病率的一种理想的方法。 4 肠道微生物区系的肉鸡试验
2015年，波兰比得哥什大学Buguslawska-Tryk和她的研究团队进行了一项十分有趣的试验。她们给肉鸡饲喂添加了由木质纤维素组成的不可溶非发酵性CFC的日粮，随后评估42日龄的肉鸡生产性能指标、回肠和盲肠中肠道微生物菌群、短链脂肪酸（Short Chain Fatty Acid，SCFA）、乳酸浓度以及pH。
试验以48羽21日龄Ross 308公鸡为对象，将它们平均分入4个处理组，每个处理组设6个重复。试验日粮以玉米、小麦、黑小麦和豆粕为基础日粮，不可溶非发酵性CFC含量分别为：0、0.25%、0.5%和1.0%。试验结果见表3。
该研究发现，日粮添加不可溶非发酵性纤维对有益菌（乳酸菌和双歧杆菌）的生长有促进作用，并且可限制42日龄肉鸡回肠和盲肠食糜中条件性致病菌（大肠杆菌和梭状芽孢杆菌）的增殖。另外，该研究小组发现，试验鸡回肠和盲肠食糜中短链脂肪酸含量显著提高。
多个理论可以解释这些结果。当然，上文已阐述的不可溶非发酵性纤维对肠道食糜排空速度的影响可解释回肠和盲肠中致病菌數量的减少。
另外，可以确定的是，不可溶性纤维对肠道黏膜表层有磨损作用。根据该作者的解释，不可溶性日粮纤维的这种磨损作用有助于清除能够附着于肠道黏液层的病原菌，如产气荚膜梭菌。这一作用反过来又可以促进有益微生物的生长，因为所有细菌都在为获得更多的营养而竞争。此外，木质素中的多酚类化合物可分解细菌细胞膜，以此方式抑制消化道内细菌的生长。然而，短链脂肪酸浓度的提高本身对病原菌就有抑制效应。据文献记载，丙酸、乙酸和甲酸在体外对一些病原菌有毒性效应。
很明显，肠道菌群组成向非致病细菌为主的方向转变将会对肉鸡的生产性能产生有利的作用。的确，很多观察结果证明了不可溶非发酵性纤维在提高肉鸡生长性能和改善饲料转化率上的作用。
Mateo等（2012）在其综述“适量的纤维可促进肉鸡器官发育、酶分泌，并可提高营养物质消化率”中总结了不可溶性纤维的重要性以及对肉鸡生产性能的影响。
5 总结与结论
多项大学试验证明，不可溶非发酵性纤维对肉鸡肠道微生物会产生有利的影响，进而可提高它们的生产性能。美国的一项早期研究甚至证明了不可溶非发酵性纤维在预防肉鸡坏死性肠炎方面有一定的作用。鉴于所有这些对肉鸡健康和生产性能的有益影响，不可溶非发酵性纤维在替代抗生素生长促进剂的饲料混合物和集成的策略方面起着很重要的作用。
一些研究人员将不可溶非发酵性纤维归类于益生元。根据最新的定义，益生元是一种精选的已发酵的饲料成分，能够特异性地改变肠道菌群的组成和/或活性，进而改善宿主动物的福利和健康。
鉴于本文中探讨的不可溶性纤维是不可发酵的，所以将其定义为益生元并非100%的准确。
需要将其定义为一类新的产品。至少根据所得到的结果，不可溶非发酵性纤维可以称为益生菌促生因子。□□
原题名：Promoting gut health with insoluble， non-fermentable fibre（英文）
原作者：Manfred Pletsch（德国JRS公司）