小麦的饲用价值及小麦替代玉米在饲料中的应用前景

2015-10-26张变英

中国畜牧兽医文摘 2015年2期

关键词：聚糖葡聚糖淀粉

张变英　王芳

（山西省农科院畜牧兽医研究所，山西太原　030032）

小麦的饲用价值及小麦替代玉米在饲料中的应用前景

张变英王芳

（山西省农科院畜牧兽医研究所，山西太原030032）

近年来，随着玉米价格的持续走高和玉米资源的短缺，许多企业在畜禽饲料中使用小麦替代玉米，文章分析和比较了小麦和玉米的营养成分和价值，总结了小麦中非淀粉多糖的种类和含量以及非淀粉多糖的抗营养作用，列出了小麦和玉米作为饲料的优缺点，提出小麦作为畜禽饲料的几点对策和应用前景。

小麦玉米营养价值非淀粉多糖应用前景

玉米和麦类都是主要的能量饲料原料，对配合饲料的质量具有决定性的作用。在欧洲，麦类特别是大麦被作为主要的能量饲料来源，而在美国和亚洲地区，玉米则充当主要的能量饲料原料，在我国，小麦及其副产品是仅次于玉米的能量饲料原料。能量饲料原料在畜禽饲料配方中占很大比例，成本也比较高，随着玉米资源的相对短缺，玉米价格居高不下，而且玉米容易发生霉变，产生霉菌毒素，给养殖户带来直接经济损失，另外，新收获的玉米含有较高的抗性淀粉和非淀粉多糖，饲喂家禽会导致生产性能下降，营养物质利用率降低，饲料报酬偏高。在两种情况下用小麦替代玉米形势非常紧迫：第1，在小麦价格低于玉米价格的情况下；第2，在玉米籽实青黄不接的时候，大量新玉米被用于畜禽全价配合饲料中，新玉米的饲料效应和小麦相似，而且价格高于小麦。如此诸多问题使得如何在畜禽饲料中使用成本相对低的小麦替代玉米成为专家们研究的热点。本文在前人研究的基础上，结合笔者的试验数据、生产实际和市场行情，探讨小麦的使用方法及小麦替代玉米后出现的问题及应对策略，为畜禽饲料中使用小麦提供试验依据和理论参考。

1　小麦和玉米的营养价值比较

1.1常规营养成分

我国小麦的粗纤维含量和玉米相当，粗脂肪含量低于玉米，但蛋白质含量高于玉米，是谷类籽实中蛋白质含量较高者，小麦的能值也较高，仅次于玉米，在所测的小麦样品中蛋白质含量最高可达16.2%，最低为13.0%，其氨基酸含量见表1，必需氨基酸含量较低，尤其是赖氨酸。小麦的含钙量为0.10%～0.24%，高于玉米，磷含量为0.34%～0.48%，比玉米高约一倍。小麦的营养成分在很大程度上受到品种、土壤类型和环境等因素的影响，一般的硬质小麦蛋白质含量为13%～16%，赖氨酸含量为0.31%～0.37%，粗脂肪含量为1.6%～2%，亚油酸含量为0.58%～0.70%；玉米的蛋白质含量为8%～10%，赖氨酸含量为0.25%～0.27%，粗脂肪含量为3.6%～4.2%，亚油酸含量为1.62%～1.82%；猪容易发生色氨酸缺乏，小麦中色氨酸含量为0.15%～0.16%，而玉米中色氨酸含量只有0.07%～0.08%，并且猪对小麦赖氨酸和色氨酸的消化率高于玉米。

1.1.1能量

小麦和玉米对猪的消化能相当，为14.27 MJ/kg和14.17 MJ/kg（表1），小麦对鸡的代谢能力为12.7 MJ/kg，较中国二级玉米对鸡代谢能13.47 MJ/kg明显要低。小麦的消化能和代谢能数据是通过试验得来，而在这种消化代谢试验中，小麦的添加量通常不高，这就意味着该数据只适用于小麦低量添加时，而在小麦添加量超过40%时，则消化代谢能达不到这个标准，原因是小麦含有大量的非淀粉多糖（Non～starch polysaccharides，NSPs），影响了消化代谢能值。

1.1.2粗蛋白

小麦的粗蛋白含量变异较大，通常为10%～16.2%，一般的硬质小麦蛋白含量在13%以上，远高于玉米，这利于减少蛋白原料的适用，降低饲料成本。

1.1.3粗脂肪和亚油酸

小麦的粗脂肪和亚油酸含量明显和玉米有一定的差距，大量使用小麦时，畜禽亚油酸需求得不到满足，所以以小麦为主要能量来源的配合饲料需要通过其他渠道补加亚油酸。玉米的脂肪主要是由不饱和脂肪酸组成，所以用小麦取代玉米可以提高胴体品质。

1.1.4钙、磷

小麦的钙含量远高于玉米，小麦和玉米的非植酸磷含量接近，但植酸磷含量高于玉米，在小麦饲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，小麦的其他氨基酸含量均高于玉米，特别是一些主要的限制性氨基酸，如赖氨酸，蛋氨酸的含量远高于玉米，在猪、鸡的可利用氨基酸方面也有同样的趋势，所以，氨基酸的含量和有效性不是影响小麦在畜禽饲料利用上的主要因素。

1.1.6微量元素

铜、铁、硒、锰、锌是饲料配方设计中重点考虑的几种微量元素，但是小麦中这几种元素均高于玉米，特别是铁和锰的含量远远超过玉米，这两种元素与蛋壳质量密切相关，目前没有完整的数据说明小麦和玉米中微量元素的利用率。

表1　小麦与玉米的营养成分比较

精氨酸0.580.39维生素B1（Mg/kg）4.63.5组氨酸0.270.21维生素B2（Mg/kg）1.31.1异亮氨酸0.440.25泛酸（Mg/kg）11.95.0蛋氨酸0.250.18烟酸（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叶酸（Mg/kg）0.36 0.15酪氨酸0.370.33胆碱（Mg/kg）1040620苏氨酸0.330.3维生素B6（Mg/kg）3.710色氨酸0.150.07亚油酸（%）0.592.2缬氨酸0.560.38胡萝卜素（Mg/kg）0.42

1.2小麦的抗营养特性

玉米中的非淀粉多糖含量很低，在配方中可大量使用，而小麦及其副产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（见表2）。阿拉伯木聚糖是构成植物细胞壁的主要成分，而细胞壁包裹淀粉颗粒后，会阻碍畜禽对淀粉的消化。谷物中80%以上的物质是碳水化合物，其中70%～90%为淀粉，非淀粉多糖（NSP）占10%～30%，国际纯化学会（IUPAC）对多糖的定义是大于10个糖残基的多糖链。一般而言，人们将细胞壁中的多糖分为纤维素、半纤维素和果胶类物质。半纤维素包括β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、甘露聚糖等，其中纤维素与β-葡聚糖都由葡萄糖缩合而成，纤维素是由β-（1-4）糖苷键连接，β-葡聚糖是由β-（1-4）和β—（1-3）两种糖苷键连接而成，阿拉伯木聚糖是由β-（I-4）- D-木糖主链和α-（1-2），α-（1-3）阿拉伯糖侧链构成并带有分支链的复杂结构。果胶和半纤维素二者之间的区别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按照溶解性分为可溶性和不溶性非淀粉多糖，其化学成分主要有β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖、甘露聚糖、葡糖甘露聚糖及果胶类物质。不可溶性NSP主要有纤维素、几丁质、戊聚糖等。非淀粉多糖在胃肠道中会产生黏度，影响胃肠道的正常蠕动，并能减少消化液和食糜的接触，从而影响消化吸收。非淀粉多糖会被后肠道有害微生物利用，导致有害微生物大量繁殖，从而产生腹泻等问题，而畜禽的消化道不能分泌内源性阿拉伯木聚糖酶和β-葡聚糖酶，因此，必须通过外源的复合酶制剂才能提高畜禽对小麦的消化率。小麦的抗营养特性表现在以下几方面。

表2　谷物及副产品中非淀粉多糖的类型和含量（g/kg干物质）

1.2.1增加食糜黏度

谷物饲料中含有大量可溶性非淀粉多糖，能结合大量水分，增加消化道内容物的黏稠度，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肠内容物呈浓稠的胶冻样，减缓了肠道食糜通过消化道的速度，从而降低了畜禽的采食量；食糜黏度增加了糖、氨基酸等养分向回肠黏膜移动速度减慢。如脂肪有效消化的前提条件是乳化，而乳化需要有力充分的混合作用，高黏度的条件下脂肪的消化率明显降低；非淀粉多糖与内源酶结合，阻止了酶同其他底物发生反应。

1.2.2改变肠道微生物菌落

饲喂小麦等日粮后，肠道细菌数量增加的原因：一是养分消化率降低，为细菌生长繁殖提供了良好的环境；二是食糜通过消化道的速度降低，细菌及其他有害微生物不能及时被排出体外使细菌得以在小肠上定居下来。细菌数量的增多加剧了宿主和细菌之间对养分的竞争，破坏了肠道有益微生物菌群，动物表现腹泻，采食量下降，生长缓慢，生产性能下降。

1.2.3非淀粉多糖起到营养屏障作用

非淀粉多糖中的阿拉伯木聚糖，β-葡聚糖和纤维素都存在于谷物的细胞壁中，动物内源酶不能降解这类物质，只有通过外源酶的作用才能将其内部营养物质释放出来，所以非淀粉多糖阻碍了消化酶与营养物质的接触，起营养屏障作用。

2　畜禽饲料中用小麦替代玉米的优缺点

2.1小麦与玉米相比作为畜禽饲料的优点

小麦的蛋白质和氨基酸含量高，可以节省豆粕的使用量，从而降低饲料成本；小麦的非植酸磷含量高，小麦中含有天然植酸酶，能分解植酸获得无机磷，可以节省磷酸氢钙的使用量，减少磷排出量；小麦的粗脂肪含量低，在一定程度上改善胴体品质；小麦面粉遇水变得黏稠，是很好的自然黏合剂，有利于制粒；小麦淀粉的糊化温度是籽实中最低的，小麦为53℃～64℃，玉米为61℃～72℃。

2.2小麦与玉米相比作为畜禽饲料的缺点

小麦中的能量和亚油酸含量比玉米低，小麦中亚油酸仅为0.59%，而玉米中亚油酸含2.2%，日粮中用50%的玉米可满足鸡必需脂肪酸的需要，而小麦则不能；小麦中不含叶黄素，而玉米中含有丰富的叶黄素，叶黄素能沉积在脂肪、皮肤和蛋黄中，可有效改善畜产品品质；小麦对鸡的代谢能为12.7 MJ/kg，比国家二级玉米对鸡的代谢能要低，小麦代谢能变异的原因是非淀粉多糖含量高，非淀粉多糖的含量和组成是影响小麦营养价值的重要因素，对小麦的代谢能影响尤为显著，畜禽对非淀粉多糖的消化率很低，非淀粉多糖含量与畜禽消化代谢能值之间呈负相关，玉米中的非淀粉多糖含量很低，在配方中可大量使用；而小麦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，外源合酶制剂才能提高畜禽对小麦的消化率。

随着人们对饲料化学成分和植物学结构认识的深入，近年来，对NSPs在单胃动物日粮中的营养及抗营养作用引起了专家极大关注，提出了许多新的观点，受到国内外多种学科领域学者的重视。因此有效利用饲料中潜在的营养物质对我国农业的可持续发展非常重要。

3　畜禽饲料中小麦替代玉米的措施

3.1适当的加工处理方法

对谷物饲料原料粉碎粒度不宜过细，过细的饲料导致NSPs的持水能力提高，胃肠道内容物黏度显著提高，如粗麦麸显著缩短了食糜的过肠时间，对维持肠道正常菌群是有益的。过细的小麦因为太黏还影响采食量，在母猪阶段还容易造成胃溃疡等不良后果，小麦喂猪加工的适宜粒度为700～900 μm，一粒小麦粉碎成4～5碎粒为宜，这样既可获得较高的消化率，又可获得较高的饲料报酬，还会具有较好的饲料流动性。

3.2小麦和玉米的能量差异

小麦和玉米的能量差异在80～110 kcal/kg，同时动物对小麦能量的消化率远远低于玉米，因此在大量使用小麦后，可以通过添加脂肪等能量饲料来提高能量水平，应当将亚油酸作为最重要的营养指标之一。

3.3添加酶制剂

非淀粉多糖酶是消除谷物抗营养因子效应的主要的饲料添加剂，因其具有裂解植物细胞壁，释放营养物质，降低食糜黏度，提高养分利用等优点而被广泛利用。研究表明，添加阿拉伯木聚糖酶、β-葡聚糖酶和果胶酶等酶制剂能有效地降解非淀粉多糖糖苷键，在很大程度上降低了非淀粉多糖的抗营养特性。在大麦、小麦为主要能量来源的基础日粮中添加β-葡聚糖酶或戊聚糖酶是降低肠道内容物黏度，提高动物生长性能的有效途径。

3.4非淀粉多糖的微生物降解

选择和筛选NSPs酶高活性菌株，对饲料原料进行体外发酵处理，所选菌株必须以能够以原料为基质大量生长繁殖，抑杂菌、抗逆性强，有效降解非淀粉多糖的前提下，不产生有毒有害代谢物。

4　价格走势及发展趋势

近几年，我国玉米的供给来自两方面，即国内生产和进口，其中国内生产占玉米总销量的绝对份额，据统计，2010/2011年玉米净进口量占国内销量不足1%，2012年以来受不良天气影响，华北黄淮地区玉米质量偏低，高质量的东北玉米需求旺盛，供给紧张，玉米价格持续上涨，同比增长10%以上，到2014年玉米价格基本在2.56～2.80元/kg范围内波动，而小麦价格在1.90～2.16元/kg范围波动。用传统饲料配方的企业由于饲料成本的增加，而小麦价格明显低于玉米，为了降低生产成本，部分企业用小麦代替玉米来配制饲料。随着国内玉米深加工业的发展，玉米资源严重短缺，小麦大量用于饲料加工企业，2012年小麦用作饲料原料的数量在1500万吨以上，到2014年这一数字将达到2500万t，所以在未来小麦用作饲料原料将成为必然趋势。

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