小麥及其副產物在豬營養中的價值

馮艷武，蔡長柏，趙曉光

（河北省唐山市遷安市農業農村局，河北遷安 064400）

小麥是主要的谷類糧食作物，此外，一些小麥加工副產物（麥麩、次粉和小麥酒糟及其可溶物（DDGS））被用于動物的飼料原料。通過對小麥化學成分的分析發現，小麥營養成分和抗營養因子的含量存在較大差異，主要是由遺傳和環境因素造成的。此外，小麥品質的潛在差異也可通過物理參數來表達，如粒重和密度（林琳，2010）。在豬飼料中，小麥由于淀粉含量高（50%～80%），可以作為一種重要的能量原料，其粗蛋白質含量平均為144 g/kg，與豆粕等蛋白原料相比，粗蛋白質含量相當低，但由于其在日糧中的添加水平達30%～70%，可為豬日糧提高大量的必需氨基酸（秦中慶等，2001）。當小麥加工成面粉時會產生麩皮和次粉等小麥副產物。此外，將小麥用于生物乙醇生產會產生小麥DDGS，它們在豬日糧中的添加量達25%，對降低飼料成本具有重要意義。關于小麥的營養成分有大量數據，本文主要對春小麥和冬小麥的營養價值進行評價，同時綜述小麥的加工程序，包括加工對各種小麥副產品的營養成分及其對豬營養價值的影響。

1 小麥的營養成分

春小麥與冬小麥在干物質、粗灰分、粗脂肪、無氮浸出物、能量等方面差異不顯著，但春小麥粗蛋白質水平高于冬小麥，春小麥和冬小麥的粗蛋白質含量分別為112～208 g/kg和98～147 g/kg（呂惠珠等，2002）。這種差異可能是由于氣候條件變化造成的，而不是土壤或遺傳因素引起的。

1.1 氨基酸 春小麥和冬小麥品種中氨基酸含量存在較大差異。春小麥含有2.8～4.8 g/kg賴氨酸、1.2～3.2 g/kg蛋氨酸、3.3～5.5 g/kg蘇氨酸，冬小麥品種賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸含量分別為 3.0～ 4.1 g/kg、1.1～ 2.7 g/kg、3.0～ 4.5 g/kg（Jha等，2011）。然而，當以每單位粗蛋白質所含氨基酸量表示時，春小麥和冬小麥的氨基酸在兩種小麥類型之間是相似的，賴氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸的平均粗蛋白質分別為27、28、14、15和29、28 g/kg（Lasek等，2011）。小麥蛋白質根據其在不同溶劑中的溶解度可分為4大類，包括白蛋白、球蛋白、膠質蛋白和谷蛋白。可溶性蛋白主要集中在種皮、糊粉層和胚芽中，約占谷物蛋白質總量的25%，白蛋白（水溶性）通常比球蛋白（鹽溶性）含量更多，這些蛋白含有較低的谷氨酸和脯氨酸，但賴氨酸、精氨酸和天冬氨酸的水平較高（Belderok，2000）。小麥中的谷蛋白賴氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量較低，由于白蛋白和球蛋白的含量遠低于膠質蛋白和谷蛋白，所以小麥中氨基酸組成主要由貯藏蛋白的含量決定。

1.2 碳水化合物 小麥的碳水化合物組成包括單糖、淀粉和非淀粉多糖，細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。春小麥和冬小麥品種淀粉含量豐富，品種間差異較大，春小麥和冬小麥的淀粉含量分別為541～748 g/kg和582～724 g/kg，其淀粉位于胚乳中，但不存在于糊粉層中，造成這種差異的主要原因是品種、生長期和氣候條件（Barron等，2007）。如在Kim等（2003）研究中發現，年降雨量與總淀粉含量呈正相關，干旱條件降低了淀粉含量。鑒于小麥作為生物燃料生產原料的可再生性需求不斷增加，未來培育淀粉含量高的小麥品種可能會越來越受到關注，因為淀粉是提供發酵糖的主要谷物成分。春小麥和冬小麥的中性洗滌纖維含量分別是108～136 g /kg和118～140 g /kg。品種、地理位置和收獲年份對小麥粉非淀粉多糖含量具有很大影響，其中干旱條件與小麥的阿拉伯木聚糖含量呈正相關（Kim等，2003）。小麥含有多種水溶性和不水溶性非淀粉多糖，其中纖維素、果膠、β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖最為常見。總的來說，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細胞壁多糖，占總非淀粉多糖含量的59%～66%（Steenfeldt，2001）。有研究表明，非淀粉多糖對豬的腸道菌群組成和消化道消化吸收過程有重要影響，其可以刺激唾液腺、胃、肝、胰腺和腸壁酶的分泌量，增加消化液黏度（Barrera等，2004）。由于非淀粉多糖是由許多分子量較大的聚合物相互纏繞而聚合成的網狀結構，對其他營養物質具有包封作用，作為一種物理屏障，降低了營養物質的水解和吸收（Nortey等，2008）。

2 小麥的飼用價值

2.1 能量及能量消化率 春小麥和冬小麥的平均總能和消化能含量差異不大，總能分別為18.6和18.1 MJ/kg，消化能分別是16.1和16.3 MJ/kg。小麥消化能含量由其碳水化合物的消化率所決定，碳水化合物是谷物中主要的能量來源。由于可溶性大分子碳水化合物成分的存在會增加消化道黏度，阻止消化酶與底物的接觸，抑制豬對營養物質的利用。Regmi等（2009）對生長豬的研究結果顯示，由于測定消化能的方法不同會導致小麥消化能含量測定結果有很大變化。小麥品種和生長條件（如地理位置、降水程度）會影響其生長。豬消化非淀粉多糖的能力隨年齡或體重增加，因為隨著體重增加，消化道后段占體重的相對比例相對于采食量顯著提高。因此，未消化的飼料進入大腸的發酵時間延長，導致食糜過胃速度降低。

凈能含量高的碳水化合物（如淀粉）在小腸水解和吸明顯高于后腸短鏈脂肪酸的吸收。此外，非淀粉多糖的發酵與氣體和熱量的產生有關，導致后腸能量的進一步損失，導致在豬后腸中進行微生物發酵的碳水化合物效率較低（Kim等，2003）。春小麥和冬小麥的平均代謝能和凈能差異較大，分別為16.1 MJ/kg和15.5 MJ/kg，9.2 MJ/kg和11.1 MJ/kg。小麥能量含量變化的預測對飼料工業具有重要意義。

2.2 粗蛋白質及氨基酸消化率 一般認為，確定豬的氨基酸消化率應采用回腸法而不是全收糞法。此外，表觀回腸消化率值轉換為相應的標準化值，通過糾正內源性基本氨基酸損失進一步提高豬可用氨基酸量的預測準確性。小麥粗蛋白質和氨基酸的標準回腸消化率系數（SID）是通過修正內源性氨基酸損失值計算來的。Widyaratne和Zijlstra（2007）指出，小麥標準回腸氨基酸消化率值差異較大，賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸的SID值分別為0.71～0.95、0.77～0.95、0.75～1.01、0.86～0.99。粗蛋白質和氨基酸的SID差異可能是由于不同小麥品種和環境生長條件的差異造成的。由于非淀粉多糖含量對養分消化率有負面影響，春小麥的消化系數會低于冬小麥，因為春小麥的非淀粉多糖含量較高。在小麥中，賴氨酸和蘇氨酸的SID值最低（Pedersen等，2007；Widyaratne和 Zijlstra，2007）。 賴 氨 酸的SID含量較低是由于賴氨酸在小麥中的含量相對較低，另一個原因是賴氨酸主要存在于小麥糊粉層，而這個部分的消化率通常很低（Fan等，1993）。蘇氨酸SID值低主要是由于與其他氨基酸相比，蘇氨酸對內源性腸道蛋白合成的貢獻相對較高（Fan等，1993）。

3 小麥的加工

小麥的加工方式有發酵、研磨和制粒，這些方法可以有效提高其養分和能量消化率，進而提高豬的生長性能。

3.1 發酵 利用液體發酵飼料飼喂豬在生產上很常見。液體飼料是在飼喂前由飼料和水的混合物，而發酵液體飼料是飼料和水的混合物，在一定溫度和時間周期內儲存和發酵，然后再飼喂給豬。由于發酵過程中纖維的消化率提高了，使原料的能量消化率相應提高。小麥發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，與未發酵的飼料相比，以小麥為基礎的飼料發酵顯著提高了生長豬對有機物、粗蛋白質和必需氨基酸的消化率（Lyberg等，2006）。但另一方面，以小麥為基礎的飼料發酵降低了仔豬生長性能，這是由于發酵過程中游離氨基酸的微生物降解降低了氨基酸的可用性，以及低pH和高濃度的發酵代謝產物降低了飼料適口性（Canibe等，2007）。

3.2 研磨和制粒 將小麥日糧的顆粒大小從1000 μm降低到500 μm可以顯著改善豬蛋白質和氨基酸的SID，此外，小麥制粒后可以進一步提高除賴氨酸和脯氨酸以外的所有氨基酸的回腸表觀消化率（Lahaye等，2004）。與粗粉小麥相比，細粉小麥氨基酸的SID的改善是由于糊粉蛋白細胞的破壞促進了蛋白水解酶對細胞蛋白的降解；同時隨著小麥顆粒粒徑的減小，氨基酸消化率（Lahaye等，2004）。

4 小麥副產物

谷物類原料加工后主要用于食品和生物燃料生產，其加工后的副產物可以用于畜牧養殖以降低飼養成本。小麥研磨加工后的副產物有麩皮、次粉，而小麥用于生物燃料的副產物有小麥酒糟、小麥酒糟及其可溶物（DDGS）。

4.1 麩皮 麩皮是面粉加工的副產物，常被用作豬飼料原料，由果皮和種子的最外層組織組成，包括糊粉層，含有數量不等的殘余淀粉胚乳，其粗灰分、粗脂肪和粗蛋白質分別是49 g/kg、54 g/kg和185 g/kg（Hassan等，2008）。麩皮的含量占小麥總重量的10%，其特點是含有高水平的不溶性木質化纖維，后者在胃腸道中不能被降解。Molist等（2011）在仔豬日糧中加入麩皮，發現其可以通過調節腸道微生物群的活性和組成來改善腸道健康。

4.2 次粉 次粉是小麥磨粉的副產物，關于它的定義比較模糊。Slominski等（2004）根據次粉中麩皮的含量區分了小麥研磨物和次粉。一般來說，次粉總纖維含量不超過10%，其來源在化學成分上不同，這取決于其容重。加工工藝對次粉的質量也有影響，有些次粉含有很高比例的麩皮，而且看起來相對“干凈”，因為含有少量淀粉（Slominski等，2004）。次粉的粗灰分、粗脂肪和粗蛋白質水平分別是34 g/kg、36 g/kg和 164 g/kg（Jha等，2011）。

4.3 小麥DDGS 來自生物乙醇生產的副產物，可以被歸類為畜禽蛋白原料，大多數情況下，這些產物會通過混合和干燥步驟來做成成品，如小麥DDGS。干燥的目的主要是為了方便運輸和儲存。在生物乙醇生產過程中，淀粉被糖化，葡萄糖通過酵母菌發酵轉化為乙醇和二氧化碳，大多數營養物質如粗蛋白質、粗脂肪、纖維、礦物質和維生素保持相對不變（Pedersen 等，2007）。由于小麥DDGS中存在冷凝分餾液和濕顆粒的比例不同，不同批次的產物營養成分會存在差異（Liu，2011）。小麥DDGS的粗灰分、粗脂肪和粗蛋白質含量分別是54 g/kg、46 g/kg和420 g/kg（Jha等，2011）。

4.4 小麥副產物對豬的營養價值 在生長豬飼糧中添加20%以上的玉米DDGS會導致胴體質量下降（Benz等，2010），但目前鮮見有關小麥DDGS對胴體質量影響的報道。作者推斷，小麥DDGS對胴體品質的影響很小，因為其粗脂肪含量較低。次粉中蛋白質和氨基酸的SID最高，麩皮和小麥DDGS的SID最低（Jha等，2011）。小麥副產物中麩皮和小麥DDGS非淀粉多糖和粗纖維含量較高，所以豬的氨基酸SID值低（Nortey等，2008）。相對于麩皮和次粉，小麥DDGS中賴氨酸的消化率較低，且變化較大，這是由于發酵殘渣在熱處理降低含水量的過程中可能發生美拉德反應（Smith等，2006）。通過加工處理或添加酶制劑可以提高富含非淀粉多糖原料的消化率，如小麥DDGS研磨后，由于顆粒表面積增大，提高了粗蛋白質和必需或非必需氨基酸的SID（Hassan等，2008）。

5 酶制劑在小麥和小麥副產物日糧中的應用

單胃動物（如豬）的消化系統不能產生水解植酸鹽和阿拉伯木聚糖等非淀粉多糖組分的酶，因此，采用該類原料的日糧需要加入外源酶，包括植酸酶和碳水化合物酶，用于水解植物源飼料中存在的植酸和非淀粉多糖（Bedford，2000）。如在以小麥為基礎的豬和家禽日糧中添加木聚糖酶和β-葡聚糖酶可以降低底物的分子大小，從而降低腸道消化黏度，有利于增強營養物質的消化和吸收（Bedford，2000）。在含有76%小麥的生長豬日糧中添加50000 U/kg木聚糖酶可以顯著提高干物質、粗蛋白質、能量和大多數氨基酸的回腸表觀消化率（Yin等，2000）。Emiola等（2009）對生長豬的研究顯示，在以小麥DDGS為基礎日糧中添加5200 U/kg木聚糖酶和2400 U/kg葡聚糖酶以及2600 U/kg木聚糖酶可以顯著改善干物質、氮、能量和粗脂肪的表觀消化率。

飼料中添加外源性酶除影響養分消化率外，對豬生長性能也有顯著影響。Gill等（2000）在以小麥（70.6%）為基礎的斷奶仔豬日糧中添加復合酶（木聚糖酶、淀粉酶、β葡聚糖酶和果膠酶）顯著改善了仔豬的飼料轉化率。這與Cadogan等（2003）研究結果一致，其在以小麥（65%）為基礎的日糧中添加木聚糖酶顯著提高了日增重和日采食量。

6 結論

小麥是豬飼料的能量原料來源之一，當日糧添加較高水平時可以為豬提供大量氨基酸。然而，小麥賴氨酸含量較低，需額外補充蛋白原料或合成氨基酸來滿足豬對氨基酸的需求。在豬飼糧配方中必須考慮小麥品種間粗蛋白質和氨基酸含量的差異、非淀粉多糖組成和含量，因為它們對能量和氨基酸消化率產生不同影響。與小麥相比，麩皮、次粉和小麥DDGS等小麥副產物的粗蛋白質和氨基酸含量較高，但這些原料中高纖維含量可能對營養物質消化率產生負面影響。小麥及其副產物的加工（如發酵、粉碎或制粒以及外源添加酶制劑）可進一步提高小麥副產物在豬飼料中的飼用價值。