高粱作為飼料原料的營養(yǎng)與應用特性

■高業(yè)雷　谷環(huán)宇　張澤虎　勞　曄

（建明工業(yè)（珠海）有限公司，廣東珠海519040）

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高粱作為飼料原料的營養(yǎng)與應用特性

■高業(yè)雷谷環(huán)宇張澤虎勞曄

（建明工業(yè)（珠海）有限公司，廣東珠海519040）

摘要：作為一種新型的飼料資源，高粱的應用正受到飼料企業(yè)的關注和重視。文章回顧了高粱的應用趨勢，分別闡述了高粱的營養(yǎng)性能、抗營養(yǎng)因子、物理與加工特性，并概述了酶制劑在高粱日糧領域的應用潛力與前景。

關鍵詞：高粱；營養(yǎng)價值；抗營養(yǎng)因子；醇溶蛋白；單寧；干法膨化；蛋白酶

高粱能適應于干燥炎熱的氣候條件，是世界第五大禾谷類作物（Taylor等，2006），伴隨著全球氣候變暖以及對谷物消費需求的攀升，高粱作為重要的糧食資源之一，無論是對人類的食物消費，還是對動物的飼料需求，以其相對的成本優(yōu)勢，正不斷凸顯出其應用價值或作為主要糧食替代物的經濟性。

目前，全球每年的高粱產量在6 300萬噸左右，美國是世界第一大高粱生產國（見圖1），約占全球產量的六分之一；而中國的高粱產量在2014年為260萬噸，相對于玉米和小麥在國內的種植結構，高粱并非中國的主要農業(yè)生產作物，其種植用途主要針對于國內的釀造工業(yè)與飼料工業(yè)。

從2014年全球高粱的出口情況來看（見圖2），當年全球高粱出口市場的總量約為1 250萬噸，在全球大宗原糧貿易結構中，高粱所占的份額比例不大。其中美國的高粱出口量最多，達920萬噸，約占美國高粱總生產量的84%，也占據了全球高粱出口市場的74%；其次為澳大利亞，出口量為170萬噸，占其生產總量的81%。這表明在美國和澳大利亞，高粱的種植生產主要以面向全球出口市場為目標。而中國在全球高粱出口市場中的份額幾乎為零，反映了目前國內高粱的種植狀態(tài)幾乎全部為滿足國內市場所需。

圖1 2014年全球高粱產量（千噸）（USDA，2014）

過去中國飼料資源依賴于單一的玉米豆粕型日糧結構，然而隨著中國飼料消費市場的巨大需求導致糧食資源的不斷短缺，推動了玉米、豆粕甚至小麥等糧食的市場價格上漲，使飼料企業(yè)的采購成本日漸高漲。在此背景下，高粱、大麥等糧食資源以其相對低廉的價格，接近于玉米的飼料使用價值迅速受到飼料企業(yè)的關注和重視；此外，相對于當前國內玉米采取嚴格的進口配額制，高粱的進口沒有配額限制，由此激發(fā)了國內飼料企業(yè)紛紛采用進口高粱的熱情。從過去5年的進口數據來看，中國的高粱進口量迅速攀升（見圖3），其中2014年的高粱進口量超過2011年的100倍，而且預期在未來一段時間內，這種不斷增長的進口量與使用趨勢還將延續(xù)。

圖2 2014年全球高粱出口（千噸）（USDA，2014）

圖3中國高粱進口量（USDA，2014）

然而相對于玉米、小麥等在飼料工業(yè)的長期大量使用，國內飼料工業(yè)對高粱飼用價值的發(fā)掘與使用經驗還比較薄弱。作為一種較為新型的飼用原料，高粱在動物營養(yǎng)領域的研究論述還相對較少。本文旨在總結前人的研究結果，梳理高粱的飼用價值和營養(yǎng)特性，以此為中國飼料工業(yè)的原料使用提出一些觀點和參考。

根據家禽工業(yè)紅皮書（Commercial poultry nutri?tion, 2008）的論述，高粱的飼用價值大概相當于玉米的95%～96%，但是相對于玉米，高粱的營養(yǎng)水平具有相當的變異性。Black等（2005、2006）對高粱與小麥在肉雞日糧中的營養(yǎng)特性與價值作出總結，認為高粱的代謝能濃度(15.2～16.5 MJ/kg DM)高于小麥（12.4～15.6 MJ/kg DM），但高粱蛋白的可消化性以及其氨基酸組成的平衡性相對較差。Perez-Maldonado等(2007)研究證實高粱的賴氨酸含量與總蛋白含量沒有顯著相關性，Ward等（1988）對多個樣本的高粱分析研究發(fā)現，當總蛋白含量升高，相應亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸含量有增加趨勢，而賴氨酸、蛋氨酸及蘇氨酸含量漸有下降。Peter H Selle（2015）也提到多數生產實踐中，無論對于豬還是禽，高粱日糧的性能表現一般都次于小麥日糧，并強調了高粱單寧、醇溶蛋白等抗營養(yǎng)因子的潛在影響。

以上這些研究與論述，不僅揭示了高粱飼用價值以及變異特性，而且也關注了高粱中所含有的抗營養(yǎng)因子，有助于我們掌握并采取有的放矢的應用措施。

1高粱營養(yǎng)的變異特性

1.1不同數據來源的高粱營養(yǎng)價值

基于多個國內外飼料原料營養(yǎng)價值數據庫的系統(tǒng)比較，高粱的營養(yǎng)價值呈現出較大的變異性（見表1），其中豬代謝能及雞代謝能變異系數達8%，而不同數據庫間高粱的粗蛋白變異水平達12%。這反映了各個數據系統(tǒng)對不同來源的高粱，其鑒定的營養(yǎng)價值存在著較大的差異。

表1國內外飼料原料數據庫中高粱飼料的營養(yǎng)價值

1.2高粱營養(yǎng)價值的變異受多種因素的影響

P. H. Selle（2008）提出受品種、收獲期、產區(qū)甚至是環(huán)境等因素影響，高粱的營養(yǎng)價值也會呈現出較大的變異。對此，Perez-Maldonado等（2007）對相同產區(qū)，不同年份的高粱樣本，作肉雞的氨基酸回腸表觀消化率（AID）的評估，結果（見圖4）顯示2005年的高粱相對于2004年，12種氨基酸的回腸表觀消化率均有一定程度的提升，其平均提升幅度達18%。由于年份不同而造成的營養(yǎng)性能差異，這反映了高粱其營養(yǎng)價值容易受多因素影響的特性。

圖4不同年份高粱樣本在肉雞上氨基酸回腸表觀消化率(AID)的差異

高粱作為一種非典型的飼料原料，其受品種、產區(qū)以及環(huán)境等因素影響，會導致其營養(yǎng)價值產生較大的變異。無疑這會對原料價值評估以及飼料配制方案提出了一些挑戰(zhàn)，而在實際配方工作中，更需要基于高粱真實的營養(yǎng)指標來計算其影子價格與市場價格的差異，以此來評估原料使用價值并為配方及原料采購提供決策。

2015年5月，國內市場上高粱和玉米尚有將近400元/t的價差，然而自2015年8月至10月，隨著玉米價格的不斷下調，高粱玉米價格差異迅速下降至不到200元/t，相應的性價比優(yōu)勢在一定程度被削弱。因此在快速變化的市場行情下，面對營養(yǎng)變異幅度較大的高粱原料，需要及時反應并采取措施。

2高粱中的抗營養(yǎng)因子

高粱成分中有三個固有的抗營養(yǎng)因子，能對氨基酸的可利用性構成影響，分別是單寧、高粱醇溶蛋白以及植酸鹽。

2.1單寧

在大約60多年前，McClymont等（1952）通過研究推測，高粱中可能含有一種毒性因子能抑制家禽的生長速度并導致死亡率的增加。對此Chang等（1964）證實這種毒性因子即是單寧，并且經過Price等（1980）一系列的研究，確認了單寧具有以下作用：

①抑制動物采食；

②與蛋白質形成難以消化的的復合物；

③抑制消化酶活性；

④增加內源性蛋白滲出；

Nyachoti等（1997）總結了低單寧高粱（0.47 g/kg）和高單寧高粱（10.79 g/kg）在18個肉雞飼喂試驗中的應用影響，在飼喂狀態(tài)由低單寧高粱切換至高單寧過程中，肉雞的日增重平均下降19.6%，采食量下降了10.1%，而料肉比增加了14.1%。

單寧是一種多酚類復合物，作為植物的代謝產物，單寧不僅組成復雜，而且分布廣泛，其聚合度、分子量往往變異很大。高粱最多能含有超過100 g/kg的單寧，而與此相對照，大麥、玉米等作物中的單寧含量微不足道（Bravo,1998）。Gualtieri等（1990）提出高粱中的單寧主要是以凝縮類單寧組成。而凝縮類單寧具有結合蛋白質的能力，因此區(qū)別于其他多酚類復合物（Spencer等，1988）。對此，Jansman（1993）曾證實凝縮類單寧有潛力結合其自身質量12倍的蛋白質。

根據基因型與單寧含量的不同，高粱作物品種可以分為3個類別（Asquith等, 1983），I-型高粱的種子外皮顏色最淺，單寧含量最少；II-型高粱在種子外皮中含有凝縮類單寧，其種子外皮顏色相對較深；Ⅲ-型高粱單寧含量最多，在種子外皮和內皮中均有分布，顏色也最深。伯恩斯酸化香草醛法（1971）通過以兒茶素檢測值為基本當量，將檢測值再以轉換系數0.42折算，即能反映高粱中的單寧濃縮物的含量。Dykes等（2006）曾經研究記錄Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型高粱的單寧含量，其單寧分布含量分別為0.28、4.48、11.95 g/kg。

單寧和植酸鹽都會降低淀粉的消化率。Thomp?son等（1984）在一項淀粉消化率體外測試中發(fā)現，植酸鹽和單寧酸分別降低了淀粉60%和13%的消化率，而他們推測這兩種物質都能夠與淀粉酶相互作用，從而影響其活性并抑制其對淀粉的水解效率。

Banda-Nyirenda等（1990）報道了在高粱基礎的肉雞日糧中額外添加小蘇打（NaHCO3），可以有效克服單寧的抗營養(yǎng)作用。該日糧含有5.7 g/kg單寧，其應用性能在添加2.5 g/kg小蘇打后，相對增重改善5.7%，表觀代謝能改善0.53 MJ/kg，而N元素沉積改善了8.7%。

2.2高粱醇溶蛋白

醇溶蛋白不溶于水，可溶于乙醇，Johns等（1916）首次定義為Kafirin。Hogan（1918）提出賴氨酸是醇溶蛋白的限制性氨基酸。高粱的蛋白由54.7%的高粱醇溶蛋白、30.8%的谷蛋白、7.5%白蛋白以及7%球蛋白構成（圖5，Virupaksha等，1968；Ali等，2009）。然而各類蛋白含量因高粱的品種、生長條件以及成熟度等不同而具有一定的變異特性，其醇溶蛋白水平與高粱總蛋白水平正相關（r= 0.469; P＜0.05），而谷蛋白水平與其總蛋白含量負相關（r=-0.401; P＜0.01），這反映出高粱醇溶蛋白水平與谷蛋白水平具有一定的逆相關性（Taylor等, 1984; Virupaksha等，1968）。

圖5高粱蛋白的組成

高粱胚乳中含有大量蛋白體，醇溶蛋白為主要成分，其直徑范圍0.4～2.0 μm（Taylor等, 1984）。根據溶解度、結構和分子量，醇溶蛋白可分為α-醇溶蛋白、β-醇溶蛋白和γ-醇溶蛋白，其中前者位于蛋白體中央核心，并被后兩者在外圍緊密包裹。Watterson等（1990）和Shull等（1992）對這3種醇溶蛋白的氨基酸組成進行了檢測，相應的氨基酸譜檢測結果(見圖6)，結果顯示在高粱醇溶蛋白中，賴氨酸、組氨酸以及精氨酸含量相對稀少，蛋氨酸含量最高的是β-醇溶蛋白，而脯氨酸與胱氨酸在γ-醇溶蛋白中最為富集。對31個樣本的高粱進行氨基酸的可消化性檢測和評估（Bryden等，2009；Perez-Maldonado等，2007），結果顯示高粱中的醇溶蛋白含量越低，高粱中的賴氨酸、蛋氨酸等主要氨基酸的可利用性越高，這反映了在高粱的蛋白組成中，醇溶蛋白的氨基酸可利用價值低于非醇溶蛋白。

圖6高粱醇溶蛋白的三種類型及氨基酸組成

醇溶蛋白不僅具有疏水性，而且在熱量與水分條件下，包括胱氨酸等含硫氨基酸會產生二硫鍵交聯反應，對此Duodu等（2003）認為β-醇溶蛋白和γ-醇溶蛋白是主要的反應基質，強調了這種二硫鍵交聯反應對蛋白質的可消化性具有明顯的負面作用。Gao等（2005）提出在二硫鍵交聯反應的作用下，醇溶蛋白分子出現聚合，通過β折疊更多地使分子二級構象發(fā)生改變。

高溫蒸汽處理或者高溫高濕處理對高粱蛋白的可消化性具有不利影響，Mertz等（1984）等發(fā)現在相同的高溫蒸汽處理條件下，高粱蛋白的體外胃蛋白酶消化率是69%，明顯低于相同處理的小麥（86%）和玉米（85%）。而Duodu等（2002）在另一個研究項目中，將10 g粉碎高粱放置于17.5 ml的95℃蒸餾水中不停攪拌處理10 min，通過體外蛋白質消化率檢測，與未作處理的10 g粉碎高粱對照，高粱的蛋白質體外消化率相對下降了41.6%。

2.3植酸鹽

植酸鹽，是一類肌醇六磷酸鹽的混合物，在多種植物性飼料原料中有廣泛分布，Doherty等（1982）報道，在24個高粱樣本中，平均含有4.03 g/kg的總磷，以及3.26 g/kg的植酸磷，植酸磷占81%的總磷含量。與此相似Selle等（2003）報道，在15個高粱樣本中，總磷平均含量2.9 g/kg，植酸磷含量2.41 g/kg，植酸磷占總磷比例為83%。

Vaintraub等（1991）認為動物前胃的酸性條件，其pH值比蛋白質的等電點略低，會促使植酸與氨基酸結合，而由此會生成的蛋白-植酸復合物不僅溶解度低，而且對胃蛋白酶具有一定的抗消化性，隨著這種蛋白-植酸復合物的聚集增多，將可能引起胃液和鹽酸的分泌增多，在此條件下，會誘導腸道內腔產生NaHCO3來與過多的鹽酸形成緩沖體系，進而生成的Na離子會激發(fā)腸道上皮組織細胞上鈉泵的活躍程度，加劇Na離子的跨膜運輸，并使氨基酸吸收或內源性氨基酸的重吸收受到抑制。

因此在高粱日糧中，不僅需要轉化植酸磷以增加有效磷的攝入，而且也需要避免植酸的抗營養(yǎng)作用，相應的植酸酶應用是值得在高粱日糧中考慮的。

3高粱的物理結構特點與加工特性

3.1高粱的物理結構特點

Anglani（1998）和Chandrashekar（1999）都曾經對高粱的生化基質和胚乳結構進行檢驗和總結，高粱的胚乳結構是由角質胚乳和粉質胚乳按照一定比例組成。高粱胚乳蛋白質中大概有55%的比例是高粱醇溶蛋白，其中67%的高粱醇溶蛋白存在于角質胚乳，33%的高粱醇溶蛋白存在于粉質胚乳。高粱醇溶蛋白以及其相互地交聯作用是決定高粱胚乳結構、質地和硬度等物理特性的因素之一（Abdelrahman等，1984）。

Elmalik等（1986）采用體外消化試驗評估了胃蛋白酶對硬高粱和軟高粱蛋白質的可消化性，結果顯示前者消化率為54.8%，而后者達82.8%。對此，Cao等（1998）分別配制以軟高粱和硬高粱為基礎的肉雞日糧，通過21 d的肉雞飼喂試驗表明，相對于飼喂硬高粱飼料的肉雞（料肉比1.68），飼喂軟高粱飼料的肉雞（料肉比1.49），其飼料性能提升11.3%，并且認為相對于硬高粱，軟高粱在肉雞日糧中的應用有助于提升飼料能量與蛋白的利用效率。

單谷粒特性鑒定系統(tǒng)（SKCS）可以用來評估高粱的硬度以及其他物理特性(Bean等，2006；Wu等，2008）通過采用SKCS系統(tǒng)來評估43個高粱樣本的物理特性，其中43個樣本的硬度指數從49.6到97.5，平均硬度指數為78.1，并且高粱的硬度與其蛋白質含量呈正相關關系（r=0.459; P＜0.05）。而Pedersen等（1996）發(fā)現高粱硬度與其谷粒重量和粒徑呈負相關關系。

盡管高粱淀粉與小麥淀粉或玉米淀粉在結構與化學組成上相似，但高粱醇溶蛋白能夠通過二硫鍵產生交聯與包裹效應，由于高粱胚乳中蛋白體和蛋白基質對淀粉顆粒的包裹性更強，因此導致高粱淀粉的可消化利用性明顯次于玉米或小麥。Weurding等（2001）報道在同一加工條件下，高粱淀粉在肉雞空場末端的消化率為83.7%，而玉米和小麥分別是90.1% 和88.2%。而Joshua H. Wong等（2009）通過對高粱谷粒進行電鏡掃描，不僅呈現了高粱谷粒的結構特性，而且直觀展示了蛋白質基質（M）與蛋白體（PB）對淀粉顆粒（SG）的包裹性作用（圖7）。

3.2高粱的加工特性

Nir等（1990）通過研究高粱的粉碎工藝，并認為細粉高粱（555～702 μm）相對于粗粉高粱（888 μm）有利于提升7～21日齡肉雞的增重水平。根據Healy等（1991）進一步的研究，應用于肉雞料的高粱，如果是軟高粱，其發(fā)揮最佳利用效率的適宜粉碎粒徑為500 μm；而如果是硬高粱，粉碎粒徑在300 μm時具有最佳的利用效率。Mikkelsen等（2008）認為相對于小麥，對高粱采取粉碎處理，更能夠顯著提升其自身的營養(yǎng)性能。

飼料調質過程所產生的淀粉糊化反應，是塑造飼料顆粒質量以及影響淀粉消化率的關鍵。Chan?drashekar等（1988）發(fā)現高粱中的醇溶蛋白能影響高粱淀粉的糊化，由于蛋白體和蛋白質基質對淀粉顆粒的包裹性作用，限制了淀粉在調質過程中的糊化程度。

注：圖中A：Lodine Stain：高粱谷粒橫截面，B. Corneous：角質胚乳，C. Floury：粉質胚乳，PB：蛋白體，M：蛋白質基質，SG：淀粉顆粒。圖7電鏡掃描的高粱谷粒結構

Ezeogu等（2005）發(fā)現在蒸汽熱調質條件下，對高粱處理10 min并作體外消化率測試，高粱淀粉消化率為87%，顯著低于相同處理條件下玉米的消化率96.5%。之后Ezeogu（2008）對此作了進一步的研究，通過蒸汽熱處理高粱，采用三維熒光法來檢測高粱蛋白體與蛋白質基質包裹下的淀粉顆粒與淀粉酶的接觸程度和變化，研究發(fā)現蒸汽熱處理減少了高粱胚乳中91%的自由巰基，這顯然說明了二硫鍵大量形成并發(fā)生交聯，被二硫鍵交聯包裹的淀粉顆粒難以受熱并吸收水分，進而達到預期的糊化程度。

Taylor等（2001）提出高粱淀粉產生糊化反應的起始溫度要高于玉米和小麥（見圖8），該研究試圖說明相對于小麥和玉米，以高粱為原料的飼料需要更高的調質溫度來塑造顆粒品質，并認為高粱日糧配方肉雞料的調質溫度應達到90～95℃才能獲得理想的顆粒品質。

相對于蒸汽調質，膨化是更為嚴格的熱處理，能明顯改善淀粉糊化以及蛋白質的可消化性。Hamaker等（1994）采取體外胃蛋白酶消化性試驗，發(fā)現采取通過膨化處理高粱，蛋白質的可消化性提升了29.5%；而Black等（2006）報道通過膨化處理亦明顯改善了高粱中碳水化合物的可消化性。Selle等（2010）基于高粱的加工特性，著重強調相對于濕法膨化，采取干法膨化工藝更有利于高粱的營養(yǎng)性能改善。

高粱胚乳中的蛋白質主要是以高粱醇溶蛋白（～54%）以及谷蛋白（～33%）為組成（Virupaksha等，1968），蛋白體主要成分是高粱醇溶蛋白(Taylor等，1984)，蛋白質基質主要是由谷蛋白所組成并且其中分子間的二硫鍵交聯非常豐富，Wong等（2009）通過檢測對此證實。因此，高粱谷蛋白和高粱醇溶蛋白一樣，都含有豐富的二硫鍵交聯。這不僅抑制了蛋白質的消化利用率，也會導致淀粉的利用效果大打折扣。對此，Black等（2006）提出在有水分和熱量的條件下，會有利于高粱胚乳中蛋白質基質大量產生二硫鍵交聯，并會對淀粉顆粒形成包裹，從而對淀粉的消化率以及能量利用產生影響。

圖8高粱、玉米和小麥的糊化起始溫度（℃）

相關也有報道指出對高粱采取膨化處理，特別是干法膨化處理，可有效破壞蛋白質基質對淀粉顆粒的包裹作用，并使得高粱淀粉的in vitro體外消化率從33%提高至91.5%?？傮w來看，通過物理性的方法破壞蛋白基質對淀粉顆粒的包裹作用，使高粱淀粉顆粒充分釋放，有助于提升碳水化合物的利用效率（Mc?Neil等，1975）。

4酶制劑在高粱日糧中的應用前景

在過去的20年里，伴隨著非淀粉多糖（NSP）酶在大麥或小麥日糧中的廣泛使用，飼料酶制劑應用也取得了令人矚目的成就。相對于小麥或大麥，高粱的粘性以及含有的可溶性NSP水平均比較低，NSP酶在高粱日糧中的應用效果有待進一步確認。然而基于高梁蛋白的組成特點，以及其與淀粉的結構性包裹作用，高粱醇溶蛋白不僅相對蛋白質利用率較低，而且對淀粉和能量的利用具有負面影響，因此相應外源性蛋白酶的應用，被視為對改善提升蛋白可消化性以及淀粉利用率的幫助。Gupata等（2006）對醇溶蛋白降解酶的應用前景作了預期設想，考慮醇溶蛋白中胱氨酸的含量較高并且有大量的二硫鍵交聯，推測如果一種蛋白酶對角蛋白質具有降解作用，應該也會降解醇溶蛋白。

Zhang等（1998）的研究顯示采用蛋白酶對熟高粱進行預處理，可以提升其淀粉的消化率，而對玉米作相同處理則沒有效果。Lichtenwalner等（1978）報道了將一種灰色鏈霉菌產生的蛋白酶應用于4種基因型的高粱樣本，使其淀粉的體外水解效率平均改善了27%。同樣地，Elkhalifa等（1999）用木瓜蛋白酶對低單寧高粱作消化預處理，并使用胃蛋白酶與α-淀粉酶作in vitro體外消化性評估，發(fā)現用木瓜蛋白酶作預處理得高粱樣本，其淀粉的可消化性獲得了大幅度提升，Elkhalifa等（1999）分別對預處理組與對照組經胃蛋白酶與α-淀粉酶消化后的樣本采取電鏡掃描（見圖9），結果表明對照組見圖1a尚有較為致密的蛋白質基質結構，而預處理的樣本見圖2b中包裹淀粉顆粒的蛋白質基質結構被大量瓦解，幫助了淀粉水解效率的改善。總體來看對高粱日糧采取適當的蛋白酶處理，有助于改善蛋白質與淀粉的可消化性。

注：圖a：胃蛋白酶+α-淀粉酶處理；圖b：木瓜蛋白酶預處理+胃蛋白酶+α-淀粉酶處理處理。圖9高粱消化糜電鏡掃描圖片

5討論與總結

原料短缺問題，將成為未來中國飼料工業(yè)所面臨的重要挑戰(zhàn)，這不僅將導致多樣化的飼料原料使用，也將推動新技術的發(fā)展與應用。作為一種新型的飼料資源，高粱的營養(yǎng)價值接近于玉米，而當前相對較低的價格也凸顯了其應用于畜禽飼料的性價比優(yōu)勢。總體來看，高粱在中國飼料工業(yè)領域的使用空間依然廣闊，由于國內的高粱種植量有限，未來中國高粱的進口量預期將有繼續(xù)增加的趨勢。

高粱作為飼料原料資源，其營養(yǎng)價值具有較大的變異性，不僅各個原料數據庫系統(tǒng)提供的高粱營養(yǎng)指標具有差異，而且受品種、產區(qū)和環(huán)境等因素的影響，高粱的營養(yǎng)價值也會出現變化。飼料企業(yè)在對高粱使用的實踐中，應該基于準確的原料營養(yǎng)價值測定，以此評估其使用價值。

高粱中主要含有單寧、醇溶蛋白與植酸鹽等抗營養(yǎng)因子。其中高粱中的單寧主要以凝縮類單寧為體現，其抗營養(yǎng)特性表現在凝縮類單寧能與蛋白質結合形成不溶、不易酶解的復合物，從而降低蛋白的利用率。醇溶蛋白是一類具有疏水特性，但溶于乙醇的蛋白質。由于賴氨酸在醇溶蛋白中的含量較少，其營養(yǎng)價值也較低，同時在高粱胚乳中，以醇溶蛋白為主要成分的蛋白體與蛋白質基質不僅對淀粉顆粒具有包裹性，而且在熱量與水分條件下會大量產生二硫鍵交聯，從而限制了淀粉的可消化性。植酸磷是高粱中磷元素的主要體現形成，植酸與植酸鹽具有結合蛋白質的能力，而由此形成的植酸蛋白鹽具有一定的抗消化性。植酸酶應用是目前畜禽日糧中考慮有效磷攝入而采取的普遍作法，而針對高粱中含有較多的植酸磷，采取植酸酶應用是值得提倡的。

醇溶蛋白是決定高粱谷粒物理特性的因素之一。一般而言，高粱的蛋白含量越高，其谷粒的硬度越高，谷粒的粒徑與質量也越小。高粱的胚乳分為角質胚乳與粉質胚乳，相對于粉質胚乳，醇溶蛋白在角質胚乳中的含量更高。在高粱的胚乳結構中，淀粉顆粒被蛋白體與蛋白質基質緊密包裹，這種致密的包裹效應不僅能影響淀粉的糊化，而且會降低淀粉的水解效率。

對于軟高粱，適宜的粉碎粒徑為500 μm；而如果是硬高粱，粉碎粒徑在300 μm時具有最佳的利用效率。相對于玉米和小麥，高粱的糊化起始溫度更高，因此在實際生產中，對于高粱日糧需要采取更高的調質溫度。

膨化高粱是個不錯的處理方案，膨化過程所產生的摩擦力和剪切力，可以破壞蛋白質基質和蛋白體對淀粉顆粒的包裹性作用，從而改善淀粉與消化酶的接觸，提升其水解效率。然而值得注意的是如果采取濕法膨化，可能會加劇高粱中的蛋白質產生二硫鍵交聯，因此干法膨化是更為有利的選擇。

蛋白酶在高粱日糧中的應用具有較大的潛力和前景，不僅可以促進高粱蛋白的利用率，而且有利于瓦解蛋白質基質和蛋白體對淀粉顆粒的包裹作用，從而改善淀粉的消化利用率。

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（編輯：劉洋，2448824921@qq.com)

The nutritional characters of sorghum's application in animal feed as raw material

Gao Yelei, Gu Huanyu, Zhang Zehu, Lao Ye

Abstract：As a new kind of raw material, sorghum's application in animal feed is being highlighted by more and more feed mills. The article reviewed the trend of sorghum’s application, and introduced sor?ghum’s nutrition value, then summarized the anti-nutritional factors of sorghum, as well as the physi?cal attributes related to manufacturing processes in feed mill. Also it proposed a forecast on protease application in sorghum diets as a nutrition promoter.

Key words：sorghum；nutrition valu；anti-nutritional factors；kafirin；tannin；dry extrusion；protease

收稿日期：2015-12-13

通訊作者：勞曄，博士。

作者簡介：高業(yè)雷，碩士，主要研究方向為飼料安全。

中圖分類號：S816.35

文獻標識碼：A

文章編號：1001-991X（2016）03-0014-08

doi:10.13302/j.cnki.fi.2016.03.004