《Poultry Science》：Extensive particle size reduction of wheat bran increases the broiler’s caecal fermentative capacity, but not bran fermentability ex vivo
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本研究旨在探讨小麦麸皮粒径对其在肉鸡盲肠中发酵性的影响。为区分粒径对胃肠道前段过程与微生物发酵本身的作用，研究人员通过体内-体外结合实验，系统评估了超细研磨（27 μm）与粗研磨（452 μm）麸皮在肉鸡日粮中添加后的效果。研究发现，两种粒径的麸皮在体外发酵中均能有效促进产气、增加短链脂肪酸（SCFA）并降低pH，但粒径本身对其体外发酵性影响有限。然而，体内饲喂不同粒径麸皮塑造了肉鸡盲肠微生物群的发酵能力：饲喂细麸皮（WB27）的肉鸡，其盲肠菌群表现出更高的总菌数和SCFA/BCFA（支链脂肪酸）比值趋势，暗示更强的碳水化合物发酵能力；而饲喂粗麸皮（WB452）的肉鸡，其盲肠菌群的产气量更低，并积累了更多的乙酸和异戊酸。结果表明，麸皮粒径主要通过影响其在胃肠道中的转运与降解等前段过程，来间接调控盲肠微生物的发酵能力，而非直接决定其体外发酵性。这为在肉鸡饲料中选择合适的纤维粒径以优化全程肠道健康与发酵效率提供了重要理论依据。
在追求高效、健康的家禽养殖业中，饲料配方扮演着核心角色。其中，纤维成分，尤其是像小麦麸皮这样富含纤维的原料，其作用日益受到重视。将这些纤维添加到肉鸡饲料中，经过肠道微生物的发酵，可以产生短链脂肪酸（Short-Chain Fatty Acids, SCFA），如乙酸、丙酸和丁酸。这些SCFA不仅仅是能量来源，更是维护肠道健康、增强免疫力和改善整体生产性能的“多面手”。然而，如何最大限度地激发纤维的这种有益潜力，一直是营养学家和养殖者关注的焦点。
一个被广泛探索的方向是改变纤维的物理性状——特别是减小其颗粒大小。理论上，将麸皮磨得更细，可以增加其与消化酶及微生物接触的表面积，甚至可能帮助这些细小的颗粒通过肉鸡狭窄的盲肠入口，从而更直接地被其中的微生物群落发酵。此前的研究也证实，将麸皮研磨至300微米以下，确实能观察到对盲肠发酵的积极影响。但科学探索永无止境：如果进行更极致的超细研磨，把颗粒尺寸降到几十个微米，甚至打开麸皮的细胞结构，是否能让发酵效果“更上一层楼”？另一方面，也有一些研究显示，较粗的纤维颗粒同样能带来益处。这便引出了一个关键的科学问题：纤维颗粒大小的“最佳点”，究竟是由肠道微生物的“口味偏好”（即对特定大小颗粒的发酵效率）决定的，还是由颗粒大小在进入盲肠“发酵车间”之前，在胃肠道“前道工序”（如刺激肌胃研磨、影响转运速度等）中产生的作用所主导的？为了厘清这两者的贡献，一项精巧的研究得以开展，并发表于《Poultry Science》。
为回答上述问题，研究人员融合了体内饲养与体外模拟实验。他们制备了两种粒径差异显著的小麦麸皮：通过低温研磨获得的超细麸皮（平均粒径27 μm，记为WB27）和通过离心研磨获得的较粗麸皮（平均粒径452 μm，记为WB452）。在一项为期35天的肉鸡饲养试验中，分别将这两种麸皮以0.5%的比例添加到基础日粮中，并设立不添加麸皮的对照组。在肉鸡生长至第21天和第35天时，采集其盲肠内容物作为发酵菌种（接种物）。随后，研究人员设计了一个3×3的体外发酵模拟实验：将三种不同的盲肠接种物（分别来自饲喂对照日粮、WB27日粮和WB452日粮的肉鸡）与三种不同的发酵底物（不添加麸皮、添加WB27、添加WB52）两两组合，在厌氧条件下进行9小时的发酵。通过监测产气量、最终pH值，并运用气相色谱法（Gas Chromatography, GC）测定发酵液中的SCFA、支链脂肪酸（Branched-Chain Fatty Acids, BCFA）及乳酸含量，同时利用定量实时PCR技术测定发酵结束时的总细菌数量，系统评估了麸皮粒径对发酵本身、以及体内饲喂不同麸皮对盲肠微生物群落发酵能力的影响。
结果
麸皮组分
分析显示，超细研磨的WB27具有更高的总葡萄糖和游离葡萄糖含量，并且水提取性阿拉伯木聚糖（Water-Extractable Arabinoxylan, WE-AX）有升高的趋势，这证实了极致研磨能破坏细胞壁结构，增加某些组分的可及性。
体外发酵中添加麸皮粒径的影响
无论是WB27还是WB452，在体外发酵中添加它们，与不添加麸皮的对照组相比，都显著增加了总产气量和总SCFA浓度，并降低了发酵液的最终pH值。在发酵后期（6-9小时），两种麸皮的促产气作用更为明显。在部分指标上，两种粒径显示出细微差异：例如在第21天，WB452的添加导致了更高的乳酸积累；而在第35天，WB27的添加使总细菌数有更大幅度的增加。然而，总体而言，麸皮粒径大小对体外发酵参数的影响相对有限，两种粒径的麸皮都表现出良好的可发酵性。
体外发酵中接种物类型（即体内饲喂麸皮的影响）
研究发现，盲肠接种物本身的来源（即肉鸡体内饲喂的麸皮类型）显著影响了其发酵能力。与来自饲喂WB27肉鸡的接种物相比，来自饲喂WB452肉鸡的接种物表现出更低的发酵效能：特别是在第35天，其总产气量显著降低，同时乙酸含量升高，并且SCFA/BCFA比值有降低的趋势，而异戊酸含量增加。SCFA/BCFA比值降低通常意味着碳水化合物发酵相对于蛋白质发酵的比例下降。相反，来自WB27饲喂肉鸡的接种物则表现出总细菌数升高和SCFA/BCFA比值升高的趋势，暗示其微生物群落具有更强的纤维发酵能力。
肉鸡日龄的影响
使用第35天肉鸡的盲肠接种物进行的体外发酵，其总产气量低于使用第21天接种物的发酵，但发酵参数在不同麸皮添加处理与对照组之间的差异更为明显。此外，第35天接种物发酵体系的总细菌数更高，但pH值也更高。
讨论与结论
这项研究揭示了关于纤维粒径、胃肠道过程与盲肠发酵之间关系的深刻见解。核心结论在于：小麦麸皮的颗粒大小本身并不直接控制其在盲肠中的微生物发酵效率。在排除了胃肠道前段影响的体外环境中，超细研磨（27 μm）和粗研磨（452 μm）的麸皮都容易被盲肠菌群发酵，两者在促进产气、增加SCFA方面的效果相似。这说明，只要经过一定程度的研磨破坏，麸皮中的纤维成分就能被相对成熟的盲肠微生物有效利用。
然而，粒径的关键作用体现在其对胃肠道“前道工序”的影响上，进而塑造了盲肠微生物群落本身的“发酵能力”。较粗的麸皮颗粒（WB452）可能难以直接通过狭窄的盲肠入口，因此对盲肠内纤维发酵微生物群落的直接刺激较弱。这可能导致其塑造的微生物群落（WB452-fed inoculum）发酵效能相对较低，表现为产气少、蛋白质发酵产物（BCFA）相对增多。而超细的麸皮颗粒（WB27）则能够顺利进入盲肠，持续为其中的纤维发酵菌提供“食粮”，从而培养和维持了一个更具活力、更擅长发酵碳水化合物的微生物群落，这在其接种物表现出更高的细菌数量和更优的SCFA/BCFA比值上得到体现。
此外，研究未发现麸皮添加物与接种物类型之间存在显著的交互作用，表明麸皮粒径在“驯化”或“定向引导”微生物群落发酵特定粒径纤维方面作用不突出。日龄的影响则提示，更成熟的盲肠微生物群可能能更有效地区分和利用不同的纤维添加物。
综上所述，这项研究转变了对于饲料纤维优化的传统视角。它强调，在选择饲料纤维的颗粒大小时，首要目标不应仅仅是追求其在盲肠中的“直接可发酵性”，而应着重考虑其在整个胃肠道旅程中扮演的角色——即选择那些能够优化前肠道功能（如促进肌胃发育与研磨）、并确保有适量纤维底物能够有效输送到盲肠，从而长期滋养和提升盲肠纤维发酵微生物群落能力的颗粒尺寸。这一认识对于设计更精准、更有效的肉鸡纤维营养策略，以实现提升肠道健康、生产性能和可持续性的目标，具有重要的理论指导意义。
