小麥的飼用價(jià)值及小麥替代玉米在飼料中的應(yīng)用前景

張變英　王 芳

（山西省農(nóng)科院畜牧獸醫(yī)研究所，山西太原　030032）

小麥的飼用價(jià)值及小麥替代玉米在飼料中的應(yīng)用前景

張變英王 芳

（山西省農(nóng)科院畜牧獸醫(yī)研究所，山西太原030032）

近年來(lái)，隨著玉米價(jià)格的持續(xù)走高和玉米資源的短缺，許多企業(yè)在畜禽飼料中使用小麥替代玉米，文章分析和比較了小麥和玉米的營(yíng)養(yǎng)成分和價(jià)值，總結(jié)了小麥中非淀粉多糖的種類和含量以及非淀粉多糖的抗?fàn)I養(yǎng)作用，列出了小麥和玉米作為飼料的優(yōu)缺點(diǎn)，提出小麥作為畜禽飼料的幾點(diǎn)對(duì)策和應(yīng)用前景。

小麥玉米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值非淀粉多糖應(yīng)用前景

玉米和麥類都是主要的能量飼料原料，對(duì)配合飼料的質(zhì)量具有決定性的作用。在歐洲，麥類特別是大麥被作為主要的能量飼料來(lái)源，而在美國(guó)和亞洲地區(qū)，玉米則充當(dāng)主要的能量飼料原料，在我國(guó)，小麥及其副產(chǎn)品是僅次于玉米的能量飼料原料。能量飼料原料在畜禽飼料配方中占很大比例，成本也比較高，隨著玉米資源的相對(duì)短缺，玉米價(jià)格居高不下，而且玉米容易發(fā)生霉變，產(chǎn)生霉菌毒素，給養(yǎng)殖戶帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)損失，另外，新收獲的玉米含有較高的抗性淀粉和非淀粉多糖，飼喂家禽會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)性能下降，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率降低，飼料報(bào)酬偏高。在兩種情況下用小麥替代玉米形勢(shì)非常緊迫：第1，在小麥價(jià)格低于玉米價(jià)格的情況下；第2，在玉米籽實(shí)青黃不接的時(shí)候，大量新玉米被用于畜禽全價(jià)配合飼料中，新玉米的飼料效應(yīng)和小麥相似，而且價(jià)格高于小麥。如此諸多問(wèn)題使得如何在畜禽飼料中使用成本相對(duì)低的小麥替代玉米成為專家們研究的熱點(diǎn)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合筆者的試驗(yàn)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)實(shí)際和市場(chǎng)行情，探討小麥的使用方法及小麥替代玉米后出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略，為畜禽飼料中使用小麥提供試驗(yàn)依據(jù)和理論參考。

1　小麥和玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比較

1.1常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

我國(guó)小麥的粗纖維含量和玉米相當(dāng)，粗脂肪含量低于玉米，但蛋白質(zhì)含量高于玉米，是谷類籽實(shí)中蛋白質(zhì)含量較高者，小麥的能值也較高，僅次于玉米，在所測(cè)的小麥樣品中蛋白質(zhì)含量最高可達(dá)16.2%，最低為13.0%，其氨基酸含量見(jiàn)表1，必需氨基酸含量較低，尤其是賴氨酸。小麥的含鈣量為0.10%～0.24%，高于玉米，磷含量為0.34%～0.48%，比玉米高約一倍。小麥的營(yíng)養(yǎng)成分在很大程度上受到品種、土壤類型和環(huán)境等因素的影響，一般的硬質(zhì)小麥蛋白質(zhì)含量為13%～16%，賴氨酸含量為0.31%～0.37%，粗脂肪含量為1.6%～2%，亞油酸含量為0.58%～0.70%；玉米的蛋白質(zhì)含量為8%～10%，賴氨酸含量為0.25%～0.27%，粗脂肪含量為3.6%～4.2%，亞油酸含量為1.62%～1.82%；豬容易發(fā)生色氨酸缺乏，小麥中色氨酸含量為0.15%～0.16%，而玉米中色氨酸含量只有0.07%～0.08%，并且豬對(duì)小麥賴氨酸和色氨酸的消化率高于玉米。

1.1.1能量

小麥和玉米對(duì)豬的消化能相當(dāng)，為14.27 MJ/kg和14.17 MJ/kg（表1），小麥對(duì)雞的代謝能力為12.7 MJ/kg，較中國(guó)二級(jí)玉米對(duì)雞代謝能13.47 MJ/kg明顯要低。小麥的消化能和代謝能數(shù)據(jù)是通過(guò)試驗(yàn)得來(lái)，而在這種消化代謝試驗(yàn)中，小麥的添加量通常不高，這就意味著該數(shù)據(jù)只適用于小麥低量添加時(shí)，而在小麥添加量超過(guò)40%時(shí)，則消化代謝能達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，原因是小麥含有大量的非淀粉多糖（Non～starch polysaccharides，NSPs），影響了消化代謝能值。

1.1.2粗蛋白

小麥的粗蛋白含量變異較大，通常為10%～16.2%，一般的硬質(zhì)小麥蛋白含量在13%以上，遠(yuǎn)高于玉米，這利于減少蛋白原料的適用，降低飼料成本。

1.1.3粗脂肪和亞油酸

小麥的粗脂肪和亞油酸含量明顯和玉米有一定的差距，大量使用小麥時(shí)，畜禽亞油酸需求得不到滿足，所以以小麥為主要能量來(lái)源的配合飼料需要通過(guò)其他渠道補(bǔ)加亞油酸。玉米的脂肪主要是由不飽和脂肪酸組成，所以用小麥取代玉米可以提高胴體品質(zhì)。

1.1.4鈣、磷

小麥的鈣含量遠(yuǎn)高于玉米，小麥和玉米的非植酸磷含量接近，但植酸磷含量高于玉米，在小麥飼料中使用植酸酶可以提供更多的磷。

1.1.5氨基酸

除亮氨酸外，小麥的其他氨基酸含量均高于玉米，特別是一些主要的限制性氨基酸，如賴氨酸，蛋氨酸的含量遠(yuǎn)高于玉米，在豬、雞的可利用氨基酸方面也有同樣的趨勢(shì)，所以，氨基酸的含量和有效性不是影響小麥在畜禽飼料利用上的主要因素。

1.1.6微量元素

銅、鐵、硒、錳、鋅是飼料配方設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的幾種微量元素，但是小麥中這幾種元素均高于玉米，特別是鐵和錳的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)玉米，這兩種元素與蛋殼質(zhì)量密切相關(guān)，目前沒(méi)有完整的數(shù)據(jù)說(shuō)明小麥和玉米中微量元素的利用率。

表1　小麥與玉米的營(yíng)養(yǎng)成分比較

精氨酸0.580.39維生素B1（Mg/kg）4.63.5組氨酸0.270.21維生素B2（Mg/kg）1.31.1異亮氨酸0.440.25泛酸（Mg/kg）11.95.0蛋氨酸0.250.18煙酸（Mg/kg）5124胱氨酸0.240.2生物素（Mg/kg）0.11 0.06苯丙氨酸0.580.41葉酸（Mg/kg）0.36 0.15酪氨酸0.370.33膽堿（Mg/kg）1040620蘇氨酸0.330.3維生素B6（Mg/kg）3.710色氨酸0.150.07亞油酸（%）0.592.2纈氨酸0.560.38胡蘿卜素（Mg/kg）0.42

1.2小麥的抗?fàn)I養(yǎng)特性

玉米中的非淀粉多糖含量很低，在配方中可大量使用，而小麥及其副產(chǎn)物中的非淀粉多糖的含量很高，其中主要是阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖（見(jiàn)表2）。阿拉伯木聚糖是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成分，而細(xì)胞壁包裹淀粉顆粒后，會(huì)阻礙畜禽對(duì)淀粉的消化。谷物中80%以上的物質(zhì)是碳水化合物，其中70%～90%為淀粉，非淀粉多糖（NSP）占10%～30%，國(guó)際純化學(xué)會(huì)（IUPAC）對(duì)多糖的定義是大于10個(gè)糖殘基的多糖鏈。一般而言，人們將細(xì)胞壁中的多糖分為纖維素、半纖維素和果膠類物質(zhì)。半纖維素包括β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、甘露聚糖等，其中纖維素與β-葡聚糖都由葡萄糖縮合而成，纖維素是由β-（1-4）糖苷鍵連接，β-葡聚糖是由β-（1-4）和β—（1-3）兩種糖苷鍵連接而成，阿拉伯木聚糖是由β-（I-4）- D-木糖主鏈和α-（1-2），α-（1-3）阿拉伯糖側(cè)鏈構(gòu)成并帶有分支鏈的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。果膠和半纖維素二者之間的區(qū)別在于前者含有大量的半乳糖醛酸和鼠李糖，后者一般不含糖醛酸。NSP按照溶解性分為可溶性和不溶性非淀粉多糖，其化學(xué)成分主要有β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、甘露聚糖、葡糖甘露聚糖及果膠類物質(zhì)。不可溶性NSP主要有纖維素、幾丁質(zhì)、戊聚糖等。非淀粉多糖在胃腸道中會(huì)產(chǎn)生黏度，影響胃腸道的正常蠕動(dòng)，并能減少消化液和食糜的接觸，從而影響消化吸收。非淀粉多糖會(huì)被后腸道有害微生物利用，導(dǎo)致有害微生物大量繁殖，從而產(chǎn)生腹瀉等問(wèn)題，而畜禽的消化道不能分泌內(nèi)源性阿拉伯木聚糖酶和β-葡聚糖酶，因此，必須通過(guò)外源的復(fù)合酶制劑才能提高畜禽對(duì)小麥的消化率。小麥的抗?fàn)I養(yǎng)特性表現(xiàn)在以下幾方面。

表2　谷物及副產(chǎn)品中非淀粉多糖的類型和含量（g/kg干物質(zhì)）

1.2.1增加食糜黏度

谷物飼料中含有大量可溶性非淀粉多糖，能結(jié)合大量水分，增加消化道內(nèi)容物的黏稠度，食糜的高黏度降低了食糜的流通速度。水溶性非淀粉多糖可使腸內(nèi)容物呈濃稠的膠凍樣，減緩了腸道食糜通過(guò)消化道的速度，從而降低了畜禽的采食量；食糜黏度增加了糖、氨基酸等養(yǎng)分向回腸黏膜移動(dòng)速度減慢。如脂肪有效消化的前提條件是乳化，而乳化需要有力充分的混合作用，高黏度的條件下脂肪的消化率明顯降低；非淀粉多糖與內(nèi)源酶結(jié)合，阻止了酶同其他底物發(fā)生反應(yīng)。

1.2.2改變腸道微生物菌落

飼喂小麥等日糧后，腸道細(xì)菌數(shù)量增加的原因：一是養(yǎng)分消化率降低，為細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖提供了良好的環(huán)境；二是食糜通過(guò)消化道的速度降低，細(xì)菌及其他有害微生物不能及時(shí)被排出體外使細(xì)菌得以在小腸上定居下來(lái)。細(xì)菌數(shù)量的增多加劇了宿主和細(xì)菌之間對(duì)養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)，破壞了腸道有益微生物菌群，動(dòng)物表現(xiàn)腹瀉，采食量下降，生長(zhǎng)緩慢，生產(chǎn)性能下降。

1.2.3非淀粉多糖起到營(yíng)養(yǎng)屏障作用

非淀粉多糖中的阿拉伯木聚糖，β-葡聚糖和纖維素都存在于谷物的細(xì)胞壁中，動(dòng)物內(nèi)源酶不能降解這類物質(zhì)，只有通過(guò)外源酶的作用才能將其內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放出來(lái)，所以非淀粉多糖阻礙了消化酶與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的接觸，起營(yíng)養(yǎng)屏障作用。

2　畜禽飼料中用小麥替代玉米的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1小麥與玉米相比作為畜禽飼料的優(yōu)點(diǎn)

小麥的蛋白質(zhì)和氨基酸含量高，可以節(jié)省豆粕的使用量，從而降低飼料成本；小麥的非植酸磷含量高，小麥中含有天然植酸酶，能分解植酸獲得無(wú)機(jī)磷，可以節(jié)省磷酸氫鈣的使用量，減少磷排出量；小麥的粗脂肪含量低，在一定程度上改善胴體品質(zhì)；小麥面粉遇水變得黏稠，是很好的自然黏合劑，有利于制粒；小麥淀粉的糊化溫度是籽實(shí)中最低的，小麥為53℃～64℃，玉米為61℃～72℃。

2.2小麥與玉米相比作為畜禽飼料的缺點(diǎn)

小麥中的能量和亞油酸含量比玉米低，小麥中亞油酸僅為0.59%，而玉米中亞油酸含2.2%，日糧中用50%的玉米可滿足雞必需脂肪酸的需要，而小麥則不能；小麥中不含葉黃素，而玉米中含有豐富的葉黃素，葉黃素能沉積在脂肪、皮膚和蛋黃中，可有效改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；小麥對(duì)雞的代謝能為12.7 MJ/kg，比國(guó)家二級(jí)玉米對(duì)雞的代謝能要低，小麥代謝能變異的原因是非淀粉多糖含量高，非淀粉多糖的含量和組成是影響小麥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要因素，對(duì)小麥的代謝能影響尤為顯著，畜禽對(duì)非淀粉多糖的消化率很低，非淀粉多糖含量與畜禽消化代謝能值之間呈負(fù)相關(guān)，玉米中的非淀粉多糖含量很低，在配方中可大量使用；而小麥中的非淀粉多糖的含量很高，其中主要是阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖，外源合酶制劑才能提高畜禽對(duì)小麥的消化率。

隨著人們對(duì)飼料化學(xué)成分和植物學(xué)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的深入，近年來(lái)，對(duì)NSPs在單胃動(dòng)物日糧中的營(yíng)養(yǎng)及抗?fàn)I養(yǎng)作用引起了專家極大關(guān)注，提出了許多新的觀點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外多種學(xué)科領(lǐng)域?qū)W者的重視。因此有效利用飼料中潛在的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展非常重要。

3　畜禽飼料中小麥替代玉米的措施

3.1適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚矸椒?/p>

對(duì)谷物飼料原料粉碎粒度不宜過(guò)細(xì)，過(guò)細(xì)的飼料導(dǎo)致NSPs的持水能力提高，胃腸道內(nèi)容物黏度顯著提高，如粗麥麩顯著縮短了食糜的過(guò)腸時(shí)間，對(duì)維持腸道正常菌群是有益的。過(guò)細(xì)的小麥因?yàn)樘み€影響采食量，在母豬階段還容易造成胃潰瘍等不良后果，小麥喂豬加工的適宜粒度為700～900 μm，一粒小麥粉碎成4～5碎粒為宜，這樣既可獲得較高的消化率，又可獲得較高的飼料報(bào)酬，還會(huì)具有較好的飼料流動(dòng)性。

3.2小麥和玉米的能量差異

小麥和玉米的能量差異在80～110 kcal/kg，同時(shí)動(dòng)物對(duì)小麥能量的消化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于玉米，因此在大量使用小麥后，可以通過(guò)添加脂肪等能量飼料來(lái)提高能量水平，應(yīng)當(dāng)將亞油酸作為最重要的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)之一。

3.3添加酶制劑

非淀粉多糖酶是消除谷物抗?fàn)I養(yǎng)因子效應(yīng)的主要的飼料添加劑，因其具有裂解植物細(xì)胞壁，釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，降低食糜黏度，提高養(yǎng)分利用等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛利用。研究表明，添加阿拉伯木聚糖酶、β-葡聚糖酶和果膠酶等酶制劑能有效地降解非淀粉多糖糖苷鍵，在很大程度上降低了非淀粉多糖的抗?fàn)I養(yǎng)特性。在大麥、小麥為主要能量來(lái)源的基礎(chǔ)日糧中添加β-葡聚糖酶或戊聚糖酶是降低腸道內(nèi)容物黏度，提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能的有效途徑。

3.4非淀粉多糖的微生物降解

選擇和篩選NSPs酶高活性菌株，對(duì)飼料原料進(jìn)行體外發(fā)酵處理，所選菌株必須以能夠以原料為基質(zhì)大量生長(zhǎng)繁殖，抑雜菌、抗逆性強(qiáng)，有效降解非淀粉多糖的前提下，不產(chǎn)生有毒有害代謝物。

4　價(jià)格走勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)

近幾年，我國(guó)玉米的供給來(lái)自兩方面，即國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和進(jìn)口，其中國(guó)內(nèi)生產(chǎn)占玉米總銷量的絕對(duì)份額，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010/2011年玉米凈進(jìn)口量占國(guó)內(nèi)銷量不足1%，2012年以來(lái)受不良天氣影響，華北黃淮地區(qū)玉米質(zhì)量偏低，高質(zhì)量的東北玉米需求旺盛，供給緊張，玉米價(jià)格持續(xù)上漲，同比增長(zhǎng)10%以上，到2014年玉米價(jià)格基本在2.56～2.80元/kg范圍內(nèi)波動(dòng)，而小麥價(jià)格在1.90～2.16元/kg范圍波動(dòng)。用傳統(tǒng)飼料配方的企業(yè)由于飼料成本的增加，而小麥價(jià)格明顯低于玉米，為了降低生產(chǎn)成本，部分企業(yè)用小麥代替玉米來(lái)配制飼料。隨著國(guó)內(nèi)玉米深加工業(yè)的發(fā)展，玉米資源嚴(yán)重短缺，小麥大量用于飼料加工企業(yè)，2012年小麥用作飼料原料的數(shù)量在1500萬(wàn)噸以上，到2014年這一數(shù)字將達(dá)到2500萬(wàn)t，所以在未來(lái)小麥用作飼料原料將成為必然趨勢(shì)。

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山西省青年基金（2007021038） 聯(lián)系人：張變英，女，助研，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)碩士