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纤维技术正成为单胃动物营养的新前沿，但由于纤维具有各种不同的性质，在应用于动物饲料前需对它们的技术特性有所了解（图1）。
中图分类号：S815 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2016）12-0010-02
近年来，纤维在营养领域引起了人们的极大兴趣。单就纤维这一术语而言，它一般是指那些不能被动物消化酶分解的植物组分。纤维是一个很复杂的概念，这是由于其包含了许多排列方式不同、物理化学特性各具特色的各种混合物。当纤维经过消化系统被肠道微生物降解时，纤维的这些特性会进一步发生改变。本文主要探讨让动物营养学家特别感兴趣的纤维技术中重要的物理、化学和发酵特性，以使人们对这一难题有更深刻的认识。
1 常规饲料原料中的四种重要纤维
与动物不同，植物无骨架，它们需依靠自身的细胞壁结构来保持直立形态。这个结构以四种重要的植物特有的纤维混合物为基础：纤维素、半纤维素、果胶和木质素。纤维素是葡萄糖聚合物，与淀粉类似，但两者在生化结构上不同，这导致了纤维完全不能被动物消化。半纤维素在植物中的含量比纤维素少，是由除了葡萄糖（如大麦富含的β葡聚糖和小麦富含的阿拉伯糖基木聚糖）外的多种糖类组成的碳水化合物类聚合物。果胶同样是由各种多糖组成，是半乳糖醛酸（半乳糖来源的酸）的长链高分子聚合物。一个常见的例子是甜菜浆，它是一类富含果胶的饲料原料。最后，木质素是一类极其复杂的高分子聚合物，不是由糖类组成，而是由芳香族化合物（如香豆醇、芥子醇和松柏醇）组成。木质素无法被动物分泌的消化酶甚至于动物肠道内的微生物分解。与小麦秸秆中富含的木质素相反，其他所有纤维均能够不同程度地被肠道微生物利用。
2 可溶性和不溶性纤维
一个有助于区分不同类型纤维的重要物理化学特性是它们的水溶性。例如，果胶在水中高度溶解，可形成凝胶，提高肠道黏性。与此相反，纤维素和木质素完全不溶于水。然而，有些半纤维素可溶，如β-葡聚糖；而有些则不可溶，如阿拉伯糖基木聚糖。可溶性纤维可减慢消化过程，这是由于酶无法轻易地渗透进入凝胶内部。另一方面，不溶性纤维可提高食糜通过肠道的速度，因此会缩短酶作用于营养物质的时间。这也是纤维被认为是一类负营养，一般来说将其视为抗营养物质的原因。然而，适量的可溶性和不溶性纤维正确地混合可给肠道健康功能带来益处。
3 可发酵与不可发酵纤维
纤维可被微生物分泌的酶完全、部分或完全不分解。可发酵纤维是微生物能量来源的一部分，而不可发酵纤维则以原状被排出体外。果胶高度可发酵，相反木质素完全无法被微生物降解。纤维素和半纤维可在一定程度上被微生物利用，这取决于它们的化学结构。近年来，纤维在维持动物肠道健康上的益生作用已经受到越来越多的关注，原因是其可在动物营养上用来替代抗生素。这里需要说明的是，过量的日粮可发酵纤维，会因其可促进肠道内水分的分泌而引发动物的腹泻。
4 持水力、影响因素和例子
纤维的另一个会影响其在消化道内形态的物理化学特性是持水力。例如，木质素为惰性物质，基本没有持水能力。虽然纤维素和许多半纤维素无法溶于水，但它们依然有保持水分的能力。不溶性纤维较高的持水力可减少肠道内食糜的流通速度，增大粪便重量。总的来说，像甜菜渣这种具有高持水力的原料在仔猪饲料中会发挥一定的重要作用——更好地促进机体水分的调节。的确，有渗透性（非病原性）腹泻作用的日粮能够用具有高持水力的日粮原料来缓解或消除这些不良影响。
5 新型原料、大型藻类和木材中的特定纤维
纤维的新型来源（例如藻类和木材）除了是一种具有有益作用的生物分子来源外，也可为纤维营养的研究提供新的方法。藻类富含不可消化的多糖，这些多糖包括海藻酸盐（在一些藻类中含量高达45%）、海带多糖和脱氧半乳聚糖。仔猪的研究表明，以海带多糖为基础的产品具有与乳糖相似的益生效应。与此相反，木材纤维是各种多糖混合物的丰富来源（超过50%粗纤维）。关键是选择一个可溶性纤维和不溶性纤维比例得当的产品，当然同样需要具备足够的可发酵性。众所周知，木材纤维具有很强的持水力，因此对仔猪而言这种持水力要适中以便不会影响采食量。目前的研究着重于木材纤维多酚，它可能是一种强抗氧化剂的来源。
6 结论
纤维是一种具有神秘特性的复杂物质。从植物的角度来看，它是植物结构的主要部分。但是，对于单胃动物而言，它总是会产生不利的影响。目前，其在仔猪日粮中的作用不能被否定，因为它有助于形成健康的肠道微生物、控制体内水分的循环和调节肠道的动力。因此，尽管这是一个极为复杂的课题，但纤维仍值得我们深入研究。
原题名：5 things you need to know about functional fibers（英文）
原作者：Efstratia Papanikou博士
中图分类号：S815 文献标识码：C 文章编号：1001-0769（2016）12-0010-02
近年来，纤维在营养领域引起了人们的极大兴趣。单就纤维这一术语而言，它一般是指那些不能被动物消化酶分解的植物组分。纤维是一个很复杂的概念，这是由于其包含了许多排列方式不同、物理化学特性各具特色的各种混合物。当纤维经过消化系统被肠道微生物降解时，纤维的这些特性会进一步发生改变。本文主要探讨让动物营养学家特别感兴趣的纤维技术中重要的物理、化学和发酵特性，以使人们对这一难题有更深刻的认识。
1 常规饲料原料中的四种重要纤维
与动物不同，植物无骨架，它们需依靠自身的细胞壁结构来保持直立形态。这个结构以四种重要的植物特有的纤维混合物为基础：纤维素、半纤维素、果胶和木质素。纤维素是葡萄糖聚合物，与淀粉类似，但两者在生化结构上不同，这导致了纤维完全不能被动物消化。半纤维素在植物中的含量比纤维素少，是由除了葡萄糖（如大麦富含的β葡聚糖和小麦富含的阿拉伯糖基木聚糖）外的多种糖类组成的碳水化合物类聚合物。果胶同样是由各种多糖组成，是半乳糖醛酸（半乳糖来源的酸）的长链高分子聚合物。一个常见的例子是甜菜浆，它是一类富含果胶的饲料原料。最后，木质素是一类极其复杂的高分子聚合物，不是由糖类组成，而是由芳香族化合物（如香豆醇、芥子醇和松柏醇）组成。木质素无法被动物分泌的消化酶甚至于动物肠道内的微生物分解。与小麦秸秆中富含的木质素相反，其他所有纤维均能够不同程度地被肠道微生物利用。
2 可溶性和不溶性纤维
一个有助于区分不同类型纤维的重要物理化学特性是它们的水溶性。例如，果胶在水中高度溶解，可形成凝胶，提高肠道黏性。与此相反，纤维素和木质素完全不溶于水。然而，有些半纤维素可溶，如β-葡聚糖；而有些则不可溶，如阿拉伯糖基木聚糖。可溶性纤维可减慢消化过程，这是由于酶无法轻易地渗透进入凝胶内部。另一方面，不溶性纤维可提高食糜通过肠道的速度，因此会缩短酶作用于营养物质的时间。这也是纤维被认为是一类负营养，一般来说将其视为抗营养物质的原因。然而，适量的可溶性和不溶性纤维正确地混合可给肠道健康功能带来益处。
3 可发酵与不可发酵纤维
纤维可被微生物分泌的酶完全、部分或完全不分解。可发酵纤维是微生物能量来源的一部分，而不可发酵纤维则以原状被排出体外。果胶高度可发酵，相反木质素完全无法被微生物降解。纤维素和半纤维可在一定程度上被微生物利用，这取决于它们的化学结构。近年来，纤维在维持动物肠道健康上的益生作用已经受到越来越多的关注，原因是其可在动物营养上用来替代抗生素。这里需要说明的是，过量的日粮可发酵纤维，会因其可促进肠道内水分的分泌而引发动物的腹泻。
4 持水力、影响因素和例子
纤维的另一个会影响其在消化道内形态的物理化学特性是持水力。例如，木质素为惰性物质，基本没有持水能力。虽然纤维素和许多半纤维素无法溶于水，但它们依然有保持水分的能力。不溶性纤维较高的持水力可减少肠道内食糜的流通速度，增大粪便重量。总的来说，像甜菜渣这种具有高持水力的原料在仔猪饲料中会发挥一定的重要作用——更好地促进机体水分的调节。的确，有渗透性（非病原性）腹泻作用的日粮能够用具有高持水力的日粮原料来缓解或消除这些不良影响。
5 新型原料、大型藻类和木材中的特定纤维
纤维的新型来源（例如藻类和木材）除了是一种具有有益作用的生物分子来源外，也可为纤维营养的研究提供新的方法。藻类富含不可消化的多糖，这些多糖包括海藻酸盐（在一些藻类中含量高达45%）、海带多糖和脱氧半乳聚糖。仔猪的研究表明，以海带多糖为基础的产品具有与乳糖相似的益生效应。与此相反，木材纤维是各种多糖混合物的丰富来源（超过50%粗纤维）。关键是选择一个可溶性纤维和不溶性纤维比例得当的产品，当然同样需要具备足够的可发酵性。众所周知，木材纤维具有很强的持水力，因此对仔猪而言这种持水力要适中以便不会影响采食量。目前的研究着重于木材纤维多酚，它可能是一种强抗氧化剂的来源。
6 结论
纤维是一种具有神秘特性的复杂物质。从植物的角度来看，它是植物结构的主要部分。但是，对于单胃动物而言，它总是会产生不利的影响。目前，其在仔猪日粮中的作用不能被否定，因为它有助于形成健康的肠道微生物、控制体内水分的循环和调节肠道的动力。因此，尽管这是一个极为复杂的课题，但纤维仍值得我们深入研究。
原题名：5 things you need to know about functional fibers（英文）
原作者：Efstratia Papanikou博士