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小麦的化学组成、营养价值与饲用技术

2020-05-06 来源:欧得旅游网
小麦的化学组成、营养价值与饲用技术

安徽农业大学动物科技学院 周 明

小麦(wheat)是人类的主要粮食之一。以前,小麦很少被用作畜禽的饲料。近几年来,玉米价格偏高,有时,特别是收获季节,小麦的价格明显低于玉米,玉米的蛋白质含量又比玉米高得多(约高50%)。小麦中磷含量也比玉米高,且小麦中含有植酸酶,能将植酸磷分解为无机磷,供动物吸收利用。另外,已有相应的酶制剂产品被用来降低甚至消除小麦中的抗营养因子。因此,越来越多的企业开始用小麦作畜禽的能量饲料。

1. 小麦的起源与分布

小麦为禾本科麦属一年生或越年生草本植物,起源于亚洲西部。我国小麦年产量为2亿吨左右,居世界首位,以下分别为美国、印度、俄罗斯、加拿大、法国。我国小麦产量占粮食总产量的1/4;仅次于水稻而位居第二。按栽培制度,我国小麦产区可分为春麦区、冬麦区和冬春麦区。春麦区主要有东北、西北;冬麦区包括黄淮、长江中下游、西南、华南等;新疆、青海等归入冬春麦区。

2. 小麦的分类

按栽培季节,可将小麦分为春小麦和冬小麦。按籽粒硬度,可将小麦分为硬质小麦、软质小麦。硬质小麦以春小麦居多,其截面是呈半透明,蛋白质含量较高;软质小麦截面呈粉状,质地疏松。按籽粒表面颜色,可将小麦分为红皮小麦、白皮小麦。

3. 小麦的化学组成与营养价值

小麦的化学组成如表1、表2所示,其营养价值参见表3、表4和表5。

表1 小麦中主要成分含量(%) 干 粗蛋粗 无氮粗 粗 钙 磷 植 钠 钾 物 白质 脂 浸出纤 灰 酸 质 肪 物 维 分 磷 87.0 13.9 1.7 67.6 1.9 1.9 0.17 0.41 0.19 0.06 0.50 赖氨酸 蛋氨酸 色氨酸 亮氨酸 异亮 苏氨酸 缬氨酸 苯丙 精氨酸 组氨酸 胱氨酸 氨酸 氨酸 0.30 0.25 0.15 0.80 0.44 0.33 0.56 0.58 0.58 0.27 0.24 表2 小麦中部分维生素和微量元素含量(mg/kg) 硫胺素 核黄素 烟酸 泛酸 胆碱 叶酸 生育酚 吡哆素 5.2 1.1 56.1 13.5 778.0 0.4 15.5 2.1 生物素 铁 铜 锰 锌 硒 钴 钼 0.02 88.0 7.9 45.9 29.7 0.05 0.1 0.8 ①小麦的有效能值高,如其消化能(猪)为13~14MJ/kg,代谢能(鸡)为12~13MJ/kg,产奶净能为8.5~9.0MJ/kg。

②小麦的粗蛋白质含量居谷实类之首位,在12% 以上,有的达14% 以上,但必需氨基酸尤其是赖氨酸不足,因而小麦蛋白质品质较差。

③小麦中无氮浸出物多,在其干物质中可达75%以上。 ④小麦的粗脂肪含量低(约1.7~1.9%),这是小麦能值低于玉米的主要原因。

表3 小麦氨基酸真消化率(%)

赖氨酸 72 81

蛋氨酸 84 87

色氨酸 81 89

亮氨酸 84 91

异亮氨 酸 83 88

苏氨酸 78 83

缬氨酸 79 86

苯丙氨 酸 86 92

精氨酸 83 88

组氨酸 82 91

酪氨酸 79 90

胱氨酸 81 88

猪 鸡

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表4 小麦中主要养分消化率(%)

样品特性 粗蛋白质 粗脂肪 粗纤维 无氮浸出物 猪

粗纤维2.7% 80 68 13 86 粗纤维1.9% 80 70 60 83 牛

粗纤维2.4% 84 81 47 91 粗纤维3.2% 84 85 60 85 羊

粗纤维2.9% 78 72 33 92

表5 小麦的能值(MJ/kg,以风干状态计)

产地 总 能 消化能(猪) 消化能(羊) 代谢能(鸡) 产乳净能(奶牛) 生产净能(肉牛) 金寨 16.30 13.25 14.17 11.91 8.61 5.27 南陵 16.39 13.33 14.30 12.00 8.53 5.27 和县 16.39 13.33 14.34 12.00 8.69 5.31 淮北 16.34 13.29 14.30 11.95 8.65 5.31 太和 17.60 14.13 15.13 12.87 9.45 5.77 合肥 16.03 13.21 14.13 11.95 8.65 5.27 肖县 16.59 13.46 14.46 12.12 8.86 5.39 巢湖 16.85 13.71 14.80 12.33 8.99 5.52 砀山 16.26 13.25 14.17 11.87 8.57 5.23 泗县 16.30 13.42 14.21 13.00 8.61 5.27 ⑤小麦的矿物质含量一般都高于其他谷实,磷、钾等含量较多,但半数以上的磷为植酸磷,生物有效性弱。

这里顺带介绍一下小麦次粉,有些地方可能不称此名,如安徽称其为四号粉。小麦次粉是以小麦为原料磨制各种面粉后获得的副产品之一,比小麦麸营养价值高。由于加工工艺不同,制粉程度不同,出麸率不同,所以次粉成分差异很大。因此,用小麦次粉作饲料原料时,要对其成分与营养价值实测。

4. 饲料用小麦与饲料用次粉的质量标准

我国农业行业标准《饲料用小麦》(NY/T116-89)与《饲料用次粉》(NY/T210-92)规定,两者均以粗蛋白质、粗纤维、粗灰分为质量控制指标,各项指标均以87%干物质为计算,按含量分为三级。详见表6。

表6 饲料用小麦与次粉的行业标准

粗蛋白质(%) 粗纤维(%) 粗灰分(%) 粗蛋白质(%) 粗纤维(%) 粗灰分(%)

一级 ≥14.0 <2.0 <2.0

二级 ≥12.0 <3.0 <2.0

三级 ≥10.0 <3.5 <3.0

小麦

次粉

≥13.0 <2.0 <2.0 ≥11.0 <2.5 <2.5 ≥9.0 <3.0

<3.5

5. 小麦中的抗营养因子及其不良作用

用小麦作为畜禽的主要能量饲料时,动物多发生消化不良现象,饲用效果差。此外,蛋鸡易产脏蛋;肉仔鸡因腹泻,使垫料过湿,产氨气多,影响健康,跗关节损伤,胸部水肿发生率提高,宰后肉品等级下降等。造成上述不良后果的原因是小麦中含有抗营养因子,主要是阿拉伯木聚糖,其次是β-葡聚糖。

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Preece等在1952年就报道,谷实类饲料中主要含有两类抗营养因子——阿拉伯木聚糖和β—葡聚糖。在小麦中,阿拉伯木聚糖约占整粒的6%,β—葡聚糖仅占0.5%左右(参见表7)。它们都是具有黏性的非淀粉多糖,阻碍其他营养物质的消化、吸收和利用。

表7 几种谷实中NSP的含量(g/kg干物质) 谷实 β—葡聚糖 阿拉伯木聚糖 高粱 1 28 玉米 1 43 小麦 5 61 小黑麦 7 70 大麦 33 76 黑麦 12 89 5.1 阿拉伯木聚糖的结构 Annison等(1992)分析了阿拉伯木聚糖的结构。由于它是阿拉伯糖和木糖两种单糖组成,故称之为阿拉伯木聚糖或戊聚糖。这种物质是一类由D—木糖聚合成的主干(由1,4—木吡喃糖残基组成)和L—阿拉伯糖分枝(带有1-2,1-3阿拉柏呋喃残基)所组成具有分枝结构的聚合物。

5.2 阿拉伯木聚糖的理化性质

小麦中的阿拉伯木聚糖是非淀粉多糖的一种,所以它也具有非淀粉多糖的黏度、表面活性、持水性等理化特性,并在溶液中影响其他养分的消化。

5.2.1 黏度

具多糖性质的阿拉伯木聚糖在水中溶解后都变成有黏性的溶液,随浓度的增加,溶液黏度会大增。Choct等(1992)报道,肉用仔鸡采食小麦阿拉伯木聚糖,消化道内食糜的黏度增大。

5.2.2 表面活性

阿拉伯木聚糖的表面带有电荷,在溶液中能与其他物质结合。在小麦被消化时,阿拉伯木聚糖可与肠道中一些化学成分如脂类、蛋白质等结合。

5.2.3 持水性

无论是可溶性的,还是不溶性的阿拉伯木聚糖,都具有持水活性。不溶性的阿拉伯木聚糖具有海绵一样的功能,而可溶性的阿拉伯木聚糖则通过网状结构的形成而吸收水分子,这种能力就称为系水力。阿拉伯木聚糖浓度较高时,这种特性表现尤为显著,因为此时可以形成凝胶。

上述效应能从根本上改变食糜的物理特性,并改变食糜的生理活性,即增强对肠蠕动的抵抗力。

5.3 阿拉伯木聚糖抗营养作用的方式 5.3.1 增强食糜黏度

小麦中的阿拉伯木聚糖为大分子物质,持水力强,可吸收大量水分,或它溶于水后产生黏性溶液,增加消化道内容物的黏稠度(参见表8)。小肠内容物黏稠度增加,会显著延长食糜在肠道的停留时间,一方面造成肠黏膜上不动水层加厚,内源氮排泄量增加,另一方面

表8 几种谷实的黏度值(厘泊) 谷实 最小值 最大值 均值 玉米 1.5 4.5 2.4 小麦 3.0 45.0 12.0 小黑麦 5.0 40.0 16.0 大麦 6.0 225.0 15.0 黑麦 70.0 >1000 >250 引起营养物质在肠道内积累,降低单位时间内养分的被消化作用,使饲料脂肪、蛋白质和碳水化合物消化率降低。这是因为食糜黏性增强,使得胃肠对食糜的混合效率下降,阻碍消化酶与底物的接触以及消化了的养分向小肠上皮绒毛的渗透,所以阿拉伯木聚糖等降低了养分的消化吸收率,最终导致畜禽生产性能下降。

5.3.2 消化酶活性下降

小麦中的阿拉伯木聚糖能直接与胰蛋白酶、脂肪酶等消化酶或消化酶活性必需的其他成

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分(如胆汁酸或无机离子)结合而使消化酶活性下降,从而降低食物的消化率。

5.3.3 脂肪和脂溶性维生素消化吸收障碍 小麦阿拉伯木聚糖能阻碍脂肪的消化吸收,特别是阿拉伯木聚糖可引起长碳链饱和脂肪酸吸收不良。这种影响作用在大麦、燕麦、黑麦型饲粮中也存在。由于阿拉伯木聚糖能相互结成网状物,阻止胆汁酸盐的分泌和扩散,影响脂肪的乳化,因而阻碍脂肪的消化吸收;同时,脂溶性维生素A、D、E、K的吸收也受不利的影响。

5.3.4降低饲粮表观代谢能

阿拉伯木聚糖能直接影响饲粮表观代谢能。Annison等(1991)检测分析了饲粮非淀粉多糖含量和表观代谢能的关系。当小麦阿拉伯木聚糖被加到肉用仔鸡饲粮后,饲粮的表观代谢能量呈线性降低。这是阿拉伯木聚糖引起淀粉、蛋白质、脂类回肠消化率降低而导致的。

5.3.5 肠道微生物大量增殖

在肉鸡饲粮中加阿拉伯木聚糖等非淀粉多糖,小肠内容物的发酵强度显著增大。但若同时添加阿拉伯木聚糖酶,就可避免这种现象的发生。用阿拉伯木聚糖含量高的小麦喂小鸡,其肠内的微生物数量显著增加。若是用黑麦喂小鸡,其肠内的微生物更多。Patel等(1980)研究发现,由于阿拉伯木聚糖能使食糜在消化道内的停留时间延长,这将更有利于微生物的大量增殖,微生物的大量增殖必然消耗养分,因而可被动物吸收的养分量减少。采食小麦型饲粮的家禽比采食玉米型饲粮(其中可溶性非淀粉多糖少)的家禽更易感染球虫病和发生坏死性肠炎。

与阿拉伯木聚糖相比,小麦中的β—葡聚糖含量少(仅0.6%左右),因而其抗营养作用较弱。β—葡聚糖结构中含有(1-3)和(1-4)两种糖苷链,这两种糖苷链线性连接形成β—葡聚糖聚合物。它也溶于水,产生较强的粘性,与阿拉伯木聚糖的抗营养作用方式相似。

6. 消除小麦抗营养因子不良作用的措施 消除小麦抗营养因子不良作用的基本措施是:在小麦型饲粮中添加适量的阿拉伯木聚糖酶、β—葡聚糖酶等酶制剂,可降低或消除阿拉伯木聚糖、β—葡聚糖等抗营养因子的不良作用。这是因为这些酶制剂能使阿拉伯木聚糖、β—葡聚糖等降解为单糖,而单糖易被动物吸收利用。

7. 小麦的饲用技术

7.1 猪 小麦对猪的适口性好,可作猪的能量饲料,不仅能减少饲粮中蛋白质饲料的用量,而且可提高肉质,但应注意小麦的消化能值低于玉米。小麦用作育肥猪饲料时,宜磨碎(粒径700~800μm);小麦用作仔猪饲料时,宜粉碎(粒径500~600μm)。在含小麦的饲粮中添加适量的阿拉伯木聚糖酶、β—葡聚糖酶等酶制剂,可防止猪的消化不良,显著增加饲粮消化能值,提高猪的生产性能。

7.2 鸡 一般认为,小麦对鸡的饲用价值约为玉米的90%。用小麦作鸡的饲料时,应注意以下几点:①不宜单用小麦作鸡的能量饲料,鸡饲粮中小麦和玉米的适宜比例为1:1~ 1:2;②小麦被作为鸡的饲料时,不宜粉碎过细;③在小麦型鸡饲粮中一般要用阿拉伯木聚糖酶、β—葡聚糖酶等酶制剂,这样才可能有较好的饲养效果;④小麦中色素少,鸡产品着色不佳,必要时可考虑采用着色剂。

7.3 反刍动物 小麦是牛、羊等反刍动物的良好能量饲料,饲用前应破碎或压扁,在饲粮中用量不能过多(控制在50%以下),否则易引起瘤胃酸中毒。

7.4 水生动物 小麦所含淀粉较软,而且又具粘性,故小麦及其次粉用作鱼类饲料的效果优于其他任何谷实。因此,小麦是鱼类能量饲料的首选饲料。

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