藜麦作为饲料原料在动物生产上的营养价值与抗营养作用

石 钰，房 媛，薛逸诺

（陕西服装工程学院，陕西西安 712046）

藜麦属藜科植物，与菠菜、甜菜属植物相同，藜科植物在世界范围内均有发现，目前大约有250种已被确认。藜麦具有良好的营养价值，最重要的是其对气候和土壤条件具有相当大的适应力，藜麦可食用部分包括叶子和谷物，蛋白质和脂类的营养均衡，蛋白质含量高（Farro，2008）。魏爱春等（2015）发现，藜麦比谷物含有更多的蛋白质和平衡的必需氨基酸，类似于牛奶中蛋白质的生物学价值，其在脂质、蛋白质、膳食纤维、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素C、维生素E及矿物质（尤其是钙、磷、铁和锌）的水平上超越谷物（魏爱春等，2015）。尽管有这些特点，但因进口成本高，且大多数人对其了解很少，导致这种原料没有得到广泛应用。由于藜麦具有良好的商业价值和较高的营养品质，因此，需要对其进行深入了解，对其关键成分、营养价值和抗营养作用进行论证。

1 藜麦的营养价值

藜麦的碳水化合物含量高，主要是因为其含有高水平的淀粉，同时也包含少量糖，是一种营养价值高的原料，主要是因为它含有高质量的蛋白质，还含有纤维、B族维生素、维生素E、维生素C及钙、镁、铁、钾、磷、锰、锌、铜和钠等矿物质。与大米、玉米、大麦和小麦等传统谷物相比，它含有更高水平的蛋白质、蛋氨酸和赖氨酸，其脂肪酸组成与豆油类似（申瑞玲等，2016）。Vega-Galvez等（2010）报道，藜麦可降低各种疾病的风险，其功能特性可能与纤维、矿物质、维生素、脂肪酸、抗氧化剂和植物激素的存在有关，这些物质有助于动物营养，特别是在保护细胞膜方面。

1.1 蛋白营养价值蛋白质参与组织构建、维护，酶、激素和抗体的形成，能量供应和代谢过程。除了氮，氨基酸还向身体提供硫化物，它们以脂蛋白的形式参与甘油三酯、胆固醇、磷脂和脂溶性维生素的运输。Comai等（2007）报道了藜麦蛋白和氨基酸情况，与常规饲用谷类相比，藜麦的总蛋白质含量高于大麦（11%）、水稻（8.8%）、玉米（7.8%）、黑麦（11.6%）和高粱（12.4%），其含量为13.8%～16.5%。同时，白蛋白和球蛋白占藜麦籽粒贮藏蛋白的绝大部分，而脯蛋白的浓度较低，且这个比例在不同物种中不同，藜麦中谷氨酰胺～谷氨酸、天冬酰胺～天冬氨酸、精氨酸、丝氨酸、亮氨酸和甘氨酸含量较高，但含硫氨基酸含量相对较低。

蛋白质的质量是由必需氨基酸比例决定的，尤其是动物不能合成的一些必须氨基酸。如果这些氨基酸中只有一种是有限的，其他的就不会被完全吸收，从而导致日粮蛋白质损失，进而降低动物的生长性能（罗钧秋等，2012）。氨基酸生物利用率还取决于蛋白质消化率、抗营养因素影响及色氨酸和中性氨基酸的比例。Comai等（2007）发现，藜麦不仅蛋白质含量高，且氨基酸组成充足，尤其是色氨酸含量高，色氨酸通常是谷物中的第二限制性氨基酸，此外，它含有大量的非蛋白色氨酸，更容易被吸收，有助于增加这种氨基酸在脑中的可用性，从而影响血清素神经递质的合成（李宁和彭燮，2019）。

1.2 碳水化合物营养价值碳水化合物是自然界中发现的最多的化合物群之一，与蛋白质一起构成了生物体的主要成分，是动物最丰富、最经济的能量来源。淀粉是藜麦的主要碳水化合物成分，含量为52%～69%，纤维重量接近7%～9.7%，其中可溶性纤维含量为1.3%～6.1%，同时含有约3%的单糖，主要是麦芽糖，其次是D-半乳糖和D-核糖，而果糖和葡萄糖的含量较低（Abugoch James，2009）。纤维有许多有益作用，与它在小肠中不消化有关，因此，Ogungbenle（2003）报道，日粮添加高含量藜麦纤维可以通过促进藜麦中其他营养物质在大肠中的吸收来提高消化率。淀粉是植物的主要生物聚合物，通常以各种形状和大小的颗粒形式存在，藜麦淀粉颗粒呈多角形，直径为0.6～2.2 μm，小于大多数谷物淀粉颗粒的直径，可以是单个实体，也可以形成球状或椭圆形复合结构的团聚体。James Abugoch（2009）报道，藜麦淀粉的直链淀粉含量为3%～22%，低于小麦或玉米的直链淀粉含量，高于某些大麦品种，与某些水稻品种相似。与小麦、大麦淀粉相比，藜麦淀粉还具有较高的黏度、较高的吸水率和较大的膨胀力，而其较低的糊化温度和较低的淀粉分解速率导致较高的热糊化稳定性，即在加热过程中增加剪切阻力，因此，其淀粉在冷冻和陈化过程中具有良好的稳定性（Tang等，2002）。

1.3 脂质营养价值藜麦由于其脂质部分的质量和数量而被认为是一种可替代的油料原料。藜麦的脂肪含量为2.0%～9.5%，富含亚油酸和α-亚麻酸等必需脂肪酸，并含有高浓度的抗氧化剂，如α-和γ-生育酚，通过对比藜麦籽油与玉米、大豆的脂肪酸分布可以发现，亚油酸、油酸和亚麻酸的含量相似，约占种子总脂肪酸的88%（Borges等，2010）。据Ando等（2002）报道，藜麦中主要的饱和脂肪酸为棕榈酸，约占总脂肪酸的10%，不饱和脂肪酸主要为油酸、亚油酸和亚麻酸，占藜麦油中总脂肪酸的87.2%～87.8%，组成与大豆油相似。由于多不饱和脂肪酸对心血管疾病、前列腺素代谢、胰岛素敏感性提高、免疫系统和细胞膜功能有积极作用，因此，藜麦作为功能性脂肪补充剂具有很大的潜力（James Abugoch，2009）。藜麦油的生育酚浓度为797.2 mg/kg γ-生育酚和721.4 mg/kg α-生育酚，这个水平略高于玉米油中存在的γ-生育酚，因此，藜麦油具有抗氧化潜力，这在细胞膜水平上起到天然抗氧化剂的作用，而角鲨烯和植物甾醇与生育酚一起存在于食物的不皂化脂质部分，角鲨烯是胆固醇生物合成的中间体，所有高等生物都生产角鲨烯，因为它们对动物健康有益。根据Ryan等（2007）的研究，藜麦中含有33.9～58.4 mg/100 g角鲨烯。

1.4 维生素和矿物质营养价值藜麦还富含维生素和矿物质等微量元素，维生素是动物健康所必需的化合物，它们不能被机体合成。根据维生素的溶解度可将其分为水溶性维生素和脂溶性维生素两种。虽然关于藜麦谷物中维生素含量的研究很少，但James Abugoch（2009）报告了藜麦谷物中吡哆醇（维生素B6）和叶酸高浓度，但硫胺素的含量低于燕麦或大麦，而核黄素、吡哆醇和叶酸的含量高于小麦、燕麦、大麦和玉米等大多数谷物原料。

与碳水化合物、脂类和蛋白质不同，矿物质是无机的微量营养素，不能由机体产生，因此，矿物质的低摄入量或生物利用度降低会导致健康失衡和重要功能损害（靳文广，2018）。常见的矿物质元素有钙、磷、铁、钾、硫、钠、镁、锌、铜、硒和铬，它们需要通过日粮摄入来满足机体正常的维持、生长和代谢需要，但在日粮中添加矿物质时应特别注意矿物质之间的配伍、生物学利用度和剂型。藜麦含有大量的矿物质，其钙和铁的含量明显高于常用谷物，如它含有约0.26%的镁，相比之下，小麦和玉米的镁含量分别为0.16%和0.14%，同时，由于它们是生物可用的形式，在藜麦谷物中的钙、镁和钾的数量足以满足动物需要（Repo-Carrasco等，2003）。Ando等（2002）分析了藜麦谷物中的矿物质含量，得到了更高水平的钙、磷、铁、钾、镁，同时，藜麦比普通谷物含有更多的铁，但种子中存在的皂苷和植酸对其生物利用率有一定影响。

2 藜麦中影响动物生产的抗营养因子

在日粮中使用植物作为营养来源所产生的主要问题之一是存在一些从植物次生代谢中产生的化合物，其中一些作为抗营养因子会降低营养价值，干扰营养素的消化、吸收和利用，因此有必要对藜麦中常规和非常规植物的抗营养因子进行研究，以确定干扰其营养价值的化合物。目前，在藜麦种子中鉴定出的抗营养因子有皂素、植酸、单宁、硝酸盐、草酸和胰蛋白酶抑制剂（Borges等，2010）。

2.1 皂苷藜麦粒有一种叫作皂素的天然苦味涂层，通常存在于藜麦粒的外胚层，它可以保护藜麦不受鸟类和昆虫伤害。这些物质存在于植物中，特别是豆科植物，是没有明确化学结构的三萜苷类，Zhu等（2002）研究表明，藜麦中皂苷主要有4种结构，可溶于甲醇或水，并具有引起红细胞溶血的毒性。这种毒性取决于皂苷类型和受体生物的敏感性。虽然它们对冷血动物有极高的毒性，但对哺乳动物的口服毒性很低，对蛋白质的营养质量没有任何负面影响。一些皂苷通过减少铁和锌的吸收而与铁和锌形成复合物，但没有证据表明与维生素A、维生素E和维生素D3形成复合物（Farro，2008）。2.2 植酸植酸具有较高的负电荷，被认为是一种具有抗营养作用的成分，能螯合钙、铁、镁、锌、铜等二价矿物质及淀粉、蛋白质和酶，从而影响这些成分的生物利用度。它主要存在于大多数谷物和豆类果皮中，浓度为干物质的1%～3%（Oliveira等，2003）。植酸不仅存在于藜麦外层，在胚乳中也有分布。虽然藜麦中的植酸含量高于谷物中的含量，但目前并没有相关研究报道其对钙和铁吸收的影响。

2.3 胰蛋白酶抑制因子蛋白酶抑制剂是广泛分布于自然界的蛋白质，与蛋白水解酶形成非常稳定的复合物。胰蛋白酶抑制剂在肠道中的存在降低了胰蛋白酶的作用，由于胰蛋白酶负责蛋白质消化，使胰腺产生的酶增加，从而导致动物胰腺肥大，抑制动物生长（Lopes等，2009）。Khattab和Arntfield（2009）将不同的豆类在水中洗涤和浸泡18～22 h后进行煮沸、焙烧、高压灭菌和微波等热处理，结果发现，胰蛋白酶抑制因子显著降低。藜麦种子中蛋白酶抑制剂的浓度小于50mg/kg，比常规谷物原料中的含量要低得多，因此它们作物饲料原料可能不会因胰蛋白酶抑制因子的存在而影响动物生长。

2.4 硝酸盐硝酸盐存在于所有植物中，是植物正常生长所必需的氮源。有些植物在吸收超过其代谢需要时，会在根和芽中积累这种物质，叶柄和茎中含量最高。此外，生殖器官、果实和种子通过韧皮部提供氨基酸，因此，硝酸盐含量较低，但蔬菜中的硝酸盐可能来源于使用过多的肥料，也可能通过硝化作用或矿化作用在基质上形成（Beninni等，2002）。藜麦中硝酸盐的含量在63.26 mg/100 g左右，硝酸盐会干扰维生素A的代谢和甲状腺功能，它们可以被还原为亚硝酸盐，吸收后由于形成亚甲基肌红蛋白而产生紫绀，或与二级和三级胺反应，形成潜在的致癌n-亚氮化合物（Lopes等，2009）。

3 展望

藜麦由于其蛋白质质量高且富含必需氨基酸——赖氨酸，是一种比其他谷物原料更完整的蛋白质原料。此外，藜麦不含谷蛋白，可以在患有乳糜腹泻动物的饲料配方中使用藜麦。藜麦籽油成分质量高，营养价值高，还富含铁和镁，并提供纤维、维生素E、铜、磷、钾、锌及一些B族维生素。除了是矿物质和维生素的重要来源，藜麦还被发现含有多酚、植物甾醇和类黄酮等可能具有营养价值的化合物。虽然藜麦含有一些抗营养因子，但在生产过程中通过适当的处理，这些抗营养因子都很容易被去除。因此，藜麦具有的这些营养价值使其作为动物饲料原料具有重要潜力，但其在动物上的应用研究还有待进一步评估。