大麦的营养价值与提高其畜禽利用率的措施

王勇生，王 博，雷 恒

（中粮营养健康研究院，北京朝阳 100020）

我国是饲料生产大国，但饲料资源严重缺乏，饲料原料对进口的依存度非常大。2012年我国进口大豆5838万吨，同比增长11.2%。2012年全国玉米产量为20812万吨，增产1534万吨，全年进口玉米520.74万吨，同比增长197.08%，其中累计进口美国玉米511.33万吨，同比增长20.3%。随着饲料工业的发展，饲料用粮对玉米、大豆等粮食的刚性需求量将会逐年增加。因此，为了缓解玉米紧张的局面，急需开发非常规饲料资源，如大麦、小麦、燕麦、黑麦等代替玉米，以缓解玉米市场的供需矛盾。本文主要对大麦的品种特性、营养价值、抗营养因子组成及大麦作为饲料开发利用的方法进行概述，以为大麦作为饲料资源的开发利用提供指导。

1 大麦的品种特性与营养价值差异

1.1 品种特性 大麦是一、二年生草本植物，在植物学分类上属禾本科大麦属。大麦一般可分为二棱、四棱、六棱大麦。有经济价值的是普通大麦中的两个亚种，即二棱大麦亚种和多棱大麦亚种，通常又将多棱大麦叫六棱大麦。二棱大麦穗轴每节片上的三联小穗，仅中间小穗结实，侧小穗发育不全或退化，不能结实。二棱大麦穗粒数少，籽粒大而均匀。六棱大麦穗轴每节片上的三联小穗全部结实。一般中间小穗发育早于侧小穗，因此，中间小穗的籽粒较侧小穗的籽粒稍大。两棱大麦具有丰满的内核和更高的容重，淀粉含量要高于六棱品种，其他营养成分差异不大。两棱大麦通常更适合干燥生长环境，含有较多的蛋白质和酶。高蛋白质的大麦适合作为食品或饲料，含较多酶的大麦麦芽可用来酿酒。在饲喂动物方面，两棱和六棱的饲喂效果无显著差异。

1.2 能量和蛋白质 大麦籽粒中粗蛋白质含量为11.7%～14.2%，在谷类籽实中是比较高的，略高于玉米，与小麦和燕麦相似，低于豌豆。除亮氨酸（0.87%）和蛋氨酸（0.14%）外，大麦中其他成分均较玉米含量高，赖氨酸含量（0.44%）接近玉米的2倍，但利用率低于玉米。大麦的能量值稍低于玉米和小麦，原因是由于其纤维含量较高（中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维）。大麦是育肥肉牛和肥育猪获得白色胴体的良好能量饲料，是肉牛日粮中主要的能量和蛋白质来源，其养分含量并不逊色于玉米、燕麦、小麦、高粱和豌豆（表1）。

1.3 矿物质和维生素 所有谷物的钙含量均相对较低，而磷含量要高些（表2）。因此，在高谷物型日粮中有必要补充钙。大麦中的磷含量与玉米和高粱相当，但低于小麦或燕麦。大麦中钾的含量要比其他谷物饲料高。维生素A和维生素E也高于其他谷物。

表1 不同谷物饲料的养分含量（干物质基础）

表2 不同谷物的矿物质和维生素含量

1.4 淀粉 谷类的主要成分为淀粉。大麦淀粉含量通常为52%～60%，但田间生长条件会影响到籽粒淀粉含量和淀粉的自然属性（Myllarinen等，1998）。在同一地点种植的品种，随着天气的变化每年会有不同的淀粉成分（Holtekjølen 等，2008）。随着大麦育种的发展，二棱大麦比六棱大麦含有更多的淀粉和更少的纤维，因此，二棱大麦一般比六棱大麦的能量要高1%～5%。大麦含有直链淀粉和支链淀粉两种主要类别。普通大麦品种含有约27%的直链淀粉和73%的支链淀粉，而“糯大麦”品种具有较低含量的直链淀粉（2%～10%）和较高含量的支链淀粉 （90% ～98%）（Anker-Nilssen等，2006）。一些糯大麦品种已被证明含有100%的支链淀粉（Copeland等，2008）。

1.5 脂肪 与玉米、燕麦相比，大麦中脂类含量相当低，仅为2%～3%，其中绝大部分是甘油三酯，其脂肪酸部分主要为软脂酸和不饱和脂肪酸（Fedak 和 Dakoche，1997）。

2 大麦中的抗营养因子

2.1 呕吐毒素 呕吐毒素 （脱氧雪腐镰刀菌烯醇，DON），是一种常见的由禾谷镰刀菌分泌的物质。作为单端孢霉烯族的一员，DON一般由寄生在小麦、玉米、大麦与秣草等谷类产品上的真菌生物所产生。呕吐毒素的毒性影响包括：恶心 （呕吐）、拒绝进食、肠胃炎、痢疾、免疫抑制与血液病。DON可导致猪采食量减少、呕吐，但并没有证据表明DON对奶牛、育肥牛会产生不良的影响。

初产青年母牛饲喂含DON浓度为36.8 mg/kg的打捆大麦，怀孕期间和哺乳期间每头牛每天分别饲喂8磅和12磅，并未观察到对牛的负面影响。肥育牛饲喂被DON感染的大麦，浓度高达12.6 mg/kg并未影响牛的生产性能或胴体性状。生长和育肥牛饲喂被DON感染的大麦，浓度高达21 mg/kg时，并不会对牛的生长性能和胴体品质产业负面影响（Dicostanzo 等，1995）。

2.2 非淀粉多糖 大麦中非淀粉多糖（NSP）主要包括阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖，含量分别为3.3%和7.6%，分别高于玉米0.3%和3.3%。β-葡聚糖包括 （1，4）-β-葡聚糖、（1，3）-β-葡聚糖、（1，3-1，4）-β-葡聚糖。

研究表明，以大麦为主的日粮黏度增加是由于水溶性葡聚糖所致，也可能是可溶性阿拉伯木聚糖。阿拉伯木聚糖是一种聚戊糖，是阿拉伯糖和木糖的五碳糖分子组成的多糖。大麦胚乳细胞壁中含有20%的戊聚糖。Henry（1987）对2种大麦品种检测结果表明，阿拉伯糖平均含量为2.20%，木糖为5.29%。

与其他谷物相比，大麦中的阿拉伯木聚糖的含量低于黑麦，但高于燕麦、高粱、大米。无芒大麦阿拉伯木聚糖含量显著低于二棱或六棱大麦。六棱大麦品种的阿拉伯木聚糖水平一般比二棱品种略高。β-葡聚糖含量相同的情况下，糯性基因的有无并不会对阿拉伯木聚糖的含量产生影响。

经过对大麦无芒基因和糯性基因的遗传选择，已选育出更适合于人类所需的大麦品种（Xue等，1997）。研究已表明，提高可溶性膳食纤维，特别是β-葡聚糖，可以改善人类健康。NSP在人类的饮食中已被证明对肠道健康有正面的影响，并可减少冠状动脉心脏疾病、糖尿病和癌症的发病率（Holtekjølen 等，2008）。然而，NSP 含量与鸡肠道的黏度、平均日增重、血浆中的总蛋白和低密度脂蛋白胆固醇的浓度、脂类和蛋白质消化率之间呈负相关性（Wang等，1992）。雄性肉鸡已被用来作为动物模型研究β-葡聚糖对人类饮食的影响（Wang等，1992）。

2.3 单宁 单宁，又称原花青素，或缩合单宁，在动物饲料中使用对生产性能可产生负面的效果。大麦中的单宁主要存在于种皮之中。单宁的浓度因大麦的种类和生长条件而发生变化，一般小于5 g/kg干物质。Eggum 和 Christensen（1975）分析表明，29个品种的大麦中单宁含量为0.55%～1.25%。蛋白质消化率的研究表明，大麦单宁含量对蛋白质消化率仅有轻微的影响。

2.4 植酸 植酸（6-肌醇磷酸）是植物体中磷的主要储藏形式，而磷是动植物生长发育必需的营养元素之一，它不仅是骨骼组织的必需成分，而且对机体其他代谢功能的正常发挥也起重要作用。谷物籽实中胚乳、糊粉层富含植酸（Becraft，2001）。植酸与磷结合，减少了家禽对磷的获得量，因此谷物中磷的利用效率依赖于磷与植酸结合的水平（Leytem等，2008）。与其他谷物相比，大麦中植酸的水平低于小麦和燕麦，但高于黑麦。Salarmoini等（2008）测量了一些大麦品种中磷的水平。结果表明，尽管测定的样品中总磷水平相似，但植酸含量却差异显著，含量为0.55%～1.38%。

家禽体内植酸酶的水平较恒定，大多数饲料原料中植酸酶的活性也可忽略，但大麦、黑麦、小黑麦、小麦和小麦副产品中的植酸酶有着显著的活性差异。 Eeckhout和 De Paepe（1994）分析了285个不同样品中植酸酶活性、植酸磷和总磷含量。发现黑麦、小黑麦、小麦和大麦富含植酸酶。大麦中植酸酶的水平和小麦相似，但低于黑麦，高于燕麦。在不同大麦品种中，植酸酶水平与总磷和植酸磷的含量并无相关性。因此，不能根据大麦中植酸酶的活性来预测总磷或植酸的含量，谷物中内源性植酸酶的水平是不会影响到家禽生产性能的。

低植酸大麦品种应得到推广应用。研究表明，低植酸大麦品种中磷的生物利用率为49%，而一般大麦仅为28%（Li等，2001）。低植酸大麦应用于家禽饲料中，可以减少磷的添加量，粪便中磷排泄量将会降低50%（Salarmoini等，2008）。低植酸植物中除了磷的利用率增加外，锌的利用率也会得到提高（Linares等，2007）。

3 提高大麦畜禽利用率的措施

3.1 水浸泡处理 已有研究报道，将大麦谷物浸泡在水中之后再添加到家禽日粮中饲喂家禽，对家禽的生长性能具有正面的影响。原因可能是由于水溶性的β-葡聚糖得到了去除，或是由于内源性的酶对β-葡聚糖进行了酶解，或两者共同作用的效果。多数研究表明，浸泡大麦时水的加入量通常按重量计为1份大麦+1份水。浸泡时间从30 min到 24 h（Moss等，1982）。 大麦经水处理已被证明可以改善肉鸡 （Yasar和Forbes，1999）、生长期蛋公鸡（Lepkovsky 和 Furuta，1960）、幼龄种火鸡（Fry 等，1958）、日本鹌鹑（Moss 等，1982）的生产性能。Yasar和 Forbes（1999）报道浸泡过的大麦有利于降低肠道黏度，促进消化道绒毛层的发育，降低肠上皮隐窝细胞的增殖。

3.2 发酵处理 无芒糯大麦与真菌一起发酵后饲喂肉鸡，可以改善肉鸡的生产性能（Newman等，1985）。大麦被降解β-葡聚糖的乳酸菌发酵后，也可以促进肉鸡生长，提高早期的饲料转化效率（Skrede 等，2003）。

3.3 热处理 热处理后的大麦谷物可提高肉鸡早期生长阶段生长性能，但肠道黏度会有所增加（Gracia等，2003）。 大麦经蒸汽处理 50 min，通过滚揉再磨碎，此过程中大麦谷物中淀粉和纤维成分被裂解，促进了酶与营养物质的接触，有利于营养物质被动物消化吸收。

3.4 制粒 Allred等（1957）报道，大麦制粒可促进鸡的生长，提高饲料转化效率，与Pettersson和Aman（1991）的研究结果一致。但也有相反的报道，Ankrah等（1999）研究表明，制粒并不会促进生长，提高饲料转化效率，但可降低肠道食糜黏度和提高淀粉的消化率。Arscott等（1958）报道，大麦基础日粮经过制粒，可以促进肉鸡的生长和改善饲料转化效率，但效果要低于以玉米为主的日粮。

3.5 发芽处理 糊粉层为种子胚乳的最外层组织。在大多数谷类（小麦、黑麦、燕麦、水稻、玉米）中是一种单细胞层，但在大麦中是一个多细胞的糊粉层。谷物中胚乳糊粉层中含有约30%谷物蛋白质。种子发芽过程中，植物胚胎将会产生赤霉素，这将触发糊粉层细胞释放出淀粉酶而有助于淀粉的水解，并促进贮藏蛋白发育成胚乳，淀粉胚乳提供糖分而促进根的发育。这种发育过程可以被植物脱落酸抑制，使种子处于休眠状态。

Macgregor 和 Matsuo（1982）报道，在培养皿中发芽的大麦α-淀粉酶活性将会增加。在发芽48 h内酶合成的速度相对缓慢，48 h后合成速度加快，到164 h后也并未减弱。Peer和 Leeson（1985）水培发芽大麦1～7 d，随着发芽时间的延长，大麦芽代谢能逐渐减少。干燥和研磨豆芽可以提高大麦芽的消化率。发芽在48～96 h，发芽大麦水萃取物黏度降低。鸡试验表明，发芽大麦并不影响鸡的生长、饲料转化率，干物质和脂肪的消化将会得到改善。

3.6 辐射处理 用伽玛钴60射线照射无芒和有芒大麦后用作鸡饲料，可以提高鸡的生产性能，且辐射剂量和3周龄体重有曲线相关性（Campbell等，1986）。6毫拉德辐射水平时，鸡生产性能的改善达到最高。辐照会使大麦样品中β-葡聚糖的溶解性增加，肠道提取物黏度降低。可溶性的黏性纤维，如大麦中β-葡聚糖，很容易在辐照下发生裂解。同样，Al-Kaisey等（2002）报道γ射线照射后的大麦可以降低肠道黏度，辐照处理的大麦种子中β-葡聚糖聚合物的结构可以被打破，从而导致低的β-葡聚糖结构和黏度。

3.7 高湿储存 高湿环境下储存 （60%干物质）大麦已被证明可以降低β-葡聚糖的水平，提高饲用价值。Svihus等（1997）报道，在高湿度下，纤维含量发生迅速的变化，黏度降低，因为水溶性β-葡聚糖含量的减少，此过程与酶的活性和乳酸菌活性并没有相关性。Aman等（1990）报道，高水分密闭贮存条件下大麦总的化学成分发生微小变化，但蛋白质、淀粉和β-葡聚糖中的溶解度却有着显著变化。然而，这些变化并未显示出会影响到大麦的营养特性。

高水分贮存大麦饲料是一种可行的替代干燥的方法。Perttilä等（2001）研究表明，青贮可提高大麦营养物质的消化率和代谢能。此外，青贮会减少β-葡聚糖的负面影响。在这项研究中所用的青贮大麦收获于成熟阶段，水分含量为42.3%。大麦在高水分（60%）条件下存储，可以降低抗营养因子的影响，但高湿度存储导致的真菌污染和相关的真菌毒素的出现也是可能会发生的问题。

3.8 添加酶制剂 以大麦为主的日粮中添加酶制剂，可以改善肉鸡（Leeson 和 Caston，2000）、来航雏鸡 （Marquardt等，1994）、火鸡（Moran 和McGinnis，1968）和鸭（Hong等，2002）的生长性能，但在蛋鸡日粮中补充酶的效果报道并不一致。Brenes等（1993）报道以大麦为主的日粮中添加酶制剂并不影响初始蛋重、平均蛋重、蛋壳质量和死淘率。Francesch等（1995）报道添加复合酶（β-葡聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶）不会影响蛋鸡生产或卵子质量，但可增加早期蛋重，减少粪便水分含量和脏蛋的数量。

酶制剂对大麦利用影响的效果取决于大麦品种以及大麦种植的环境条件。补充酶制剂是由于大麦胚乳细胞壁中β-葡聚糖的存在。Campbell等（1989）对16个大麦培育品种进行研究，所选择的大麦品种不同之处在于其提取物的黏度不同，这暗示β-葡聚糖水平将会不同。雏鸡采食低黏度的大麦要比高黏度大麦具有更好的生长性能和饲料转化效率。Campbell等（1993）在比较无芒大麦和有芒大麦时也发现了类似的结果。酶制剂的影响效果对有芒大麦比无芒大麦更明显，两种大麦中补充酶制剂较未补充酶制剂的对照组生长性能和饲料转化效率明显改善。此外，Ravindran等（2007）报道，补充酶制剂对糯大麦要比普通大麦品种具有更好的效果，可能是由于糯大麦品种相对于普通大麦品种含有较多的水溶性β-葡聚糖。

家禽的生长阶段也是一个需要考虑的因素。家禽在孵化后肠壁结构发生变化，特别是在第7天之后（Iji，2001）。 Brufau 等（1991）报道，以大麦为基础的颗粒日粮中补充酶制剂，可以改善肉鸡的生长性能和饲料转化效率，然而，在饲养的后期其改善的效果要明显的好于前期。同样，Boguhn和 Rodehutscord（2010）报道以谷物为基础的火鸡日粮（小麦、大麦、黑麦）中添加酶制剂可以促进火鸡生长，提高饲料转化效率，尤其是在后期的生长阶段。Salih等（1991）报道，日龄大的鸡似乎能更好地应对高黏度的大麦。

非植酸磷水平低的肉鸡大麦基础日粮中补充植酸酶可增加磷的沉积，减少粪便中磷的排泄量，可达到45%（Juanpere等，2004）。植酸也可以结合蛋白质，使消化酶不能作用于蛋白质。已报道在家禽日粮中补充植酸酶可以提高氨基酸的可利用率，但提高的程度有限（Bedford等，2000）。Juanpere等（2005）报道在大麦基础日粮中添加植酸酶和β-葡聚糖具有相加效应。

目前，已选育出了转基因大麦品种。转基因大麦可以产生耐热性的芽孢杆菌葡聚糖酶，是一种沉积在谷物蛋白体内的酶 （Von Wettstein等，2000）。肉鸡日粮中添加麦芽（发芽）的转基因大麦可以改善生长性能，提高饲料转化效率，减轻但不能完全消除粪便黏性的现象。转基因大麦内含大量的高活性β-葡聚糖酶，将转基因大麦添加到日粮中可以起到与酶制剂相同的作用。Horvath等（2001）将转基因大麦芽（4.28 μg葡聚糖酶/g总可溶蛋白）添加到大麦饲料中饲喂幼鸡，结果发现幼鸡增重明显。幼鸡小肠和排泄物中可溶性葡聚糖的含量较对照组分别降低了75%和50%。排泄黏性物质的幼鸡数量显著减少（Wettstein 等，2000）。

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