小麦及其副产物在猪营养中的价值

冯艳武，蔡长柏，赵晓光

（河北省唐山市迁安市农业农村局，河北迁安 064400）

小麦是主要的谷类粮食作物，此外，一些小麦加工副产物（麦麸、次粉和小麦酒糟及其可溶物（DDGS））被用于动物的饲料原料。通过对小麦化学成分的分析发现，小麦营养成分和抗营养因子的含量存在较大差异，主要是由遗传和环境因素造成的。此外，小麦品质的潜在差异也可通过物理参数来表达，如粒重和密度（林琳，2010）。在猪饲料中，小麦由于淀粉含量高（50%～80%），可以作为一种重要的能量原料，其粗蛋白质含量平均为144 g/kg，与豆粕等蛋白原料相比，粗蛋白质含量相当低，但由于其在日粮中的添加水平达30%～70%，可为猪日粮提高大量的必需氨基酸（秦中庆等，2001）。当小麦加工成面粉时会产生麸皮和次粉等小麦副产物。此外，将小麦用于生物乙醇生产会产生小麦DDGS，它们在猪日粮中的添加量达25%，对降低饲料成本具有重要意义。关于小麦的营养成分有大量数据，本文主要对春小麦和冬小麦的营养价值进行评价，同时综述小麦的加工程序，包括加工对各种小麦副产品的营养成分及其对猪营养价值的影响。

1 小麦的营养成分

春小麦与冬小麦在干物质、粗灰分、粗脂肪、无氮浸出物、能量等方面差异不显著，但春小麦粗蛋白质水平高于冬小麦，春小麦和冬小麦的粗蛋白质含量分别为112～208 g/kg和98～147 g/kg（吕惠珠等，2002）。这种差异可能是由于气候条件变化造成的，而不是土壤或遗传因素引起的。

1.1 氨基酸 春小麦和冬小麦品种中氨基酸含量存在较大差异。春小麦含有2.8～4.8 g/kg赖氨酸、1.2～3.2 g/kg蛋氨酸、3.3～5.5 g/kg苏氨酸，冬小麦品种赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸含量分别为 3.0～ 4.1 g/kg、1.1～ 2.7 g/kg、3.0～ 4.5 g/kg（Jha等，2011）。然而，当以每单位粗蛋白质所含氨基酸量表示时，春小麦和冬小麦的氨基酸在两种小麦类型之间是相似的，赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸的平均粗蛋白质分别为27、28、14、15和29、28 g/kg（Lasek等，2011）。小麦蛋白质根据其在不同溶剂中的溶解度可分为4大类，包括白蛋白、球蛋白、胶质蛋白和谷蛋白。可溶性蛋白主要集中在种皮、糊粉层和胚芽中，约占谷物蛋白质总量的25%，白蛋白（水溶性）通常比球蛋白（盐溶性）含量更多，这些蛋白含有较低的谷氨酸和脯氨酸，但赖氨酸、精氨酸和天冬氨酸的水平较高（Belderok，2000）。小麦中的谷蛋白赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量较低，由于白蛋白和球蛋白的含量远低于胶质蛋白和谷蛋白，所以小麦中氨基酸组成主要由贮藏蛋白的含量决定。

1.2 碳水化合物 小麦的碳水化合物组成包括单糖、淀粉和非淀粉多糖，细胞壁多糖包括戊糖如阿拉伯糖和木糖，己糖包括葡萄糖、半乳糖和甘露糖。春小麦和冬小麦品种淀粉含量丰富，品种间差异较大，春小麦和冬小麦的淀粉含量分别为541～748 g/kg和582～724 g/kg，其淀粉位于胚乳中，但不存在于糊粉层中，造成这种差异的主要原因是品种、生长期和气候条件（Barron等，2007）。如在Kim等（2003）研究中发现，年降雨量与总淀粉含量呈正相关，干旱条件降低了淀粉含量。鉴于小麦作为生物燃料生产原料的可再生性需求不断增加，未来培育淀粉含量高的小麦品种可能会越来越受到关注，因为淀粉是提供发酵糖的主要谷物成分。春小麦和冬小麦的中性洗涤纤维含量分别是108～136 g /kg和118～140 g /kg。品种、地理位置和收获年份对小麦粉非淀粉多糖含量具有很大影响，其中干旱条件与小麦的阿拉伯木聚糖含量呈正相关（Kim等，2003）。小麦含有多种水溶性和不水溶性非淀粉多糖，其中纤维素、果胶、β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖最为常见。总的来说，可溶性非淀粉多糖的消化率高于不可溶性非淀粉多糖。在非淀粉多糖中，阿拉伯木聚糖是胚乳中主要的细胞壁多糖，占总非淀粉多糖含量的59%～66%（Steenfeldt，2001）。有研究表明，非淀粉多糖对猪的肠道菌群组成和消化道消化吸收过程有重要影响，其可以刺激唾液腺、胃、肝、胰腺和肠壁酶的分泌量，增加消化液黏度（Barrera等，2004）。由于非淀粉多糖是由许多分子量较大的聚合物相互缠绕而聚合成的网状结构，对其他营养物质具有包封作用，作为一种物理屏障，降低了营养物质的水解和吸收（Nortey等，2008）。

2 小麦的饲用价值

2.1 能量及能量消化率 春小麦和冬小麦的平均总能和消化能含量差异不大，总能分别为18.6和18.1 MJ/kg，消化能分别是16.1和16.3 MJ/kg。小麦消化能含量由其碳水化合物的消化率所决定，碳水化合物是谷物中主要的能量来源。由于可溶性大分子碳水化合物成分的存在会增加消化道黏度，阻止消化酶与底物的接触，抑制猪对营养物质的利用。Regmi等（2009）对生长猪的研究结果显示，由于测定消化能的方法不同会导致小麦消化能含量测定结果有很大变化。小麦品种和生长条件（如地理位置、降水程度）会影响其生长。猪消化非淀粉多糖的能力随年龄或体重增加，因为随着体重增加，消化道后段占体重的相对比例相对于采食量显著提高。因此，未消化的饲料进入大肠的发酵时间延长，导致食糜过胃速度降低。

净能含量高的碳水化合物（如淀粉）在小肠水解和吸明显高于后肠短链脂肪酸的吸收。此外，非淀粉多糖的发酵与气体和热量的产生有关，导致后肠能量的进一步损失，导致在猪后肠中进行微生物发酵的碳水化合物效率较低（Kim等，2003）。春小麦和冬小麦的平均代谢能和净能差异较大，分别为16.1 MJ/kg和15.5 MJ/kg，9.2 MJ/kg和11.1 MJ/kg。小麦能量含量变化的预测对饲料工业具有重要意义。

2.2 粗蛋白质及氨基酸消化率 一般认为，确定猪的氨基酸消化率应采用回肠法而不是全收粪法。此外，表观回肠消化率值转换为相应的标准化值，通过纠正内源性基本氨基酸损失进一步提高猪可用氨基酸量的预测准确性。小麦粗蛋白质和氨基酸的标准回肠消化率系数（SID）是通过修正内源性氨基酸损失值计算来的。Widyaratne和Zijlstra（2007）指出，小麦标准回肠氨基酸消化率值差异较大，赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸的SID值分别为0.71～0.95、0.77～0.95、0.75～1.01、0.86～0.99。粗蛋白质和氨基酸的SID差异可能是由于不同小麦品种和环境生长条件的差异造成的。由于非淀粉多糖含量对养分消化率有负面影响，春小麦的消化系数会低于冬小麦，因为春小麦的非淀粉多糖含量较高。在小麦中，赖氨酸和苏氨酸的SID值最低（Pedersen等，2007；Widyaratne和 Zijlstra，2007）。 赖 氨 酸的SID含量较低是由于赖氨酸在小麦中的含量相对较低，另一个原因是赖氨酸主要存在于小麦糊粉层，而这个部分的消化率通常很低（Fan等，1993）。苏氨酸SID值低主要是由于与其他氨基酸相比，苏氨酸对内源性肠道蛋白合成的贡献相对较高（Fan等，1993）。

3 小麦的加工

小麦的加工方式有发酵、研磨和制粒，这些方法可以有效提高其养分和能量消化率，进而提高猪的生长性能。

3.1 发酵 利用液体发酵饲料饲喂猪在生产上很常见。液体饲料是在饲喂前由饲料和水的混合物，而发酵液体饲料是饲料和水的混合物，在一定温度和时间周期内储存和发酵，然后再饲喂给猪。由于发酵过程中纤维的消化率提高了，使原料的能量消化率相应提高。小麦发酵后使其非淀粉多糖含量由120 g/kg降低至104 g/kg（Jorgensen等，2010）。此外，与未发酵的饲料相比，以小麦为基础的饲料发酵显著提高了生长猪对有机物、粗蛋白质和必需氨基酸的消化率（Lyberg等，2006）。但另一方面，以小麦为基础的饲料发酵降低了仔猪生长性能，这是由于发酵过程中游离氨基酸的微生物降解降低了氨基酸的可用性，以及低pH和高浓度的发酵代谢产物降低了饲料适口性（Canibe等，2007）。

3.2 研磨和制粒 将小麦日粮的颗粒大小从1000 μm降低到500 μm可以显著改善猪蛋白质和氨基酸的SID，此外，小麦制粒后可以进一步提高除赖氨酸和脯氨酸以外的所有氨基酸的回肠表观消化率（Lahaye等，2004）。与粗粉小麦相比，细粉小麦氨基酸的SID的改善是由于糊粉蛋白细胞的破坏促进了蛋白水解酶对细胞蛋白的降解；同时随着小麦颗粒粒径的减小，氨基酸消化率（Lahaye等，2004）。

4 小麦副产物

谷物类原料加工后主要用于食品和生物燃料生产，其加工后的副产物可以用于畜牧养殖以降低饲养成本。小麦研磨加工后的副产物有麸皮、次粉，而小麦用于生物燃料的副产物有小麦酒糟、小麦酒糟及其可溶物（DDGS）。

4.1 麸皮 麸皮是面粉加工的副产物，常被用作猪饲料原料，由果皮和种子的最外层组织组成，包括糊粉层，含有数量不等的残余淀粉胚乳，其粗灰分、粗脂肪和粗蛋白质分别是49 g/kg、54 g/kg和185 g/kg（Hassan等，2008）。麸皮的含量占小麦总重量的10%，其特点是含有高水平的不溶性木质化纤维，后者在胃肠道中不能被降解。Molist等（2011）在仔猪日粮中加入麸皮，发现其可以通过调节肠道微生物群的活性和组成来改善肠道健康。

4.2 次粉 次粉是小麦磨粉的副产物，关于它的定义比较模糊。Slominski等（2004）根据次粉中麸皮的含量区分了小麦研磨物和次粉。一般来说，次粉总纤维含量不超过10%，其来源在化学成分上不同，这取决于其容重。加工工艺对次粉的质量也有影响，有些次粉含有很高比例的麸皮，而且看起来相对“干净”，因为含有少量淀粉（Slominski等，2004）。次粉的粗灰分、粗脂肪和粗蛋白质水平分别是34 g/kg、36 g/kg和 164 g/kg（Jha等，2011）。

4.3 小麦DDGS 来自生物乙醇生产的副产物，可以被归类为畜禽蛋白原料，大多数情况下，这些产物会通过混合和干燥步骤来做成成品，如小麦DDGS。干燥的目的主要是为了方便运输和储存。在生物乙醇生产过程中，淀粉被糖化，葡萄糖通过酵母菌发酵转化为乙醇和二氧化碳，大多数营养物质如粗蛋白质、粗脂肪、纤维、矿物质和维生素保持相对不变（Pedersen 等，2007）。由于小麦DDGS中存在冷凝分馏液和湿颗粒的比例不同，不同批次的产物营养成分会存在差异（Liu，2011）。小麦DDGS的粗灰分、粗脂肪和粗蛋白质含量分别是54 g/kg、46 g/kg和420 g/kg（Jha等，2011）。

4.4 小麦副产物对猪的营养价值 在生长猪饲粮中添加20%以上的玉米DDGS会导致胴体质量下降（Benz等，2010），但目前鲜见有关小麦DDGS对胴体质量影响的报道。作者推断，小麦DDGS对胴体品质的影响很小，因为其粗脂肪含量较低。次粉中蛋白质和氨基酸的SID最高，麸皮和小麦DDGS的SID最低（Jha等，2011）。小麦副产物中麸皮和小麦DDGS非淀粉多糖和粗纤维含量较高，所以猪的氨基酸SID值低（Nortey等，2008）。相对于麸皮和次粉，小麦DDGS中赖氨酸的消化率较低，且变化较大，这是由于发酵残渣在热处理降低含水量的过程中可能发生美拉德反应（Smith等，2006）。通过加工处理或添加酶制剂可以提高富含非淀粉多糖原料的消化率，如小麦DDGS研磨后，由于颗粒表面积增大，提高了粗蛋白质和必需或非必需氨基酸的SID（Hassan等，2008）。

5 酶制剂在小麦和小麦副产物日粮中的应用

单胃动物（如猪）的消化系统不能产生水解植酸盐和阿拉伯木聚糖等非淀粉多糖组分的酶，因此，采用该类原料的日粮需要加入外源酶，包括植酸酶和碳水化合物酶，用于水解植物源饲料中存在的植酸和非淀粉多糖（Bedford，2000）。如在以小麦为基础的猪和家禽日粮中添加木聚糖酶和β-葡聚糖酶可以降低底物的分子大小，从而降低肠道消化黏度，有利于增强营养物质的消化和吸收（Bedford，2000）。在含有76%小麦的生长猪日粮中添加50000 U/kg木聚糖酶可以显著提高干物质、粗蛋白质、能量和大多数氨基酸的回肠表观消化率（Yin等，2000）。Emiola等（2009）对生长猪的研究显示，在以小麦DDGS为基础日粮中添加5200 U/kg木聚糖酶和2400 U/kg葡聚糖酶以及2600 U/kg木聚糖酶可以显著改善干物质、氮、能量和粗脂肪的表观消化率。

饲料中添加外源性酶除影响养分消化率外，对猪生长性能也有显著影响。Gill等（2000）在以小麦（70.6%）为基础的断奶仔猪日粮中添加复合酶（木聚糖酶、淀粉酶、β葡聚糖酶和果胶酶）显著改善了仔猪的饲料转化率。这与Cadogan等（2003）研究结果一致，其在以小麦（65%）为基础的日粮中添加木聚糖酶显著提高了日增重和日采食量。

6 结论

小麦是猪饲料的能量原料来源之一，当日粮添加较高水平时可以为猪提供大量氨基酸。然而，小麦赖氨酸含量较低，需额外补充蛋白原料或合成氨基酸来满足猪对氨基酸的需求。在猪饲粮配方中必须考虑小麦品种间粗蛋白质和氨基酸含量的差异、非淀粉多糖组成和含量，因为它们对能量和氨基酸消化率产生不同影响。与小麦相比，麸皮、次粉和小麦DDGS等小麦副产物的粗蛋白质和氨基酸含量较高，但这些原料中高纤维含量可能对营养物质消化率产生负面影响。小麦及其副产物的加工（如发酵、粉碎或制粒以及外源添加酶制剂）可进一步提高小麦副产物在猪饲料中的饲用价值。