藜麥作為飼料原料在動物生產上的營養價值與抗營養作用

石 鈺，房 媛，薛逸諾

（陜西服裝工程學院，陜西西安 712046）

藜麥屬藜科植物，與菠菜、甜菜屬植物相同，藜科植物在世界范圍內均有發現，目前大約有250種已被確認。藜麥具有良好的營養價值，最重要的是其對氣候和土壤條件具有相當大的適應力，藜麥可食用部分包括葉子和谷物，蛋白質和脂類的營養均衡，蛋白質含量高（Farro，2008）。魏愛春等（2015）發現，藜麥比谷物含有更多的蛋白質和平衡的必需氨基酸，類似于牛奶中蛋白質的生物學價值，其在脂質、蛋白質、膳食纖維、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素C、維生素E及礦物質（尤其是鈣、磷、鐵和鋅）的水平上超越谷物（魏愛春等，2015）。盡管有這些特點，但因進口成本高，且大多數人對其了解很少，導致這種原料沒有得到廣泛應用。由于藜麥具有良好的商業價值和較高的營養品質，因此，需要對其進行深入了解，對其關鍵成分、營養價值和抗營養作用進行論證。

1 藜麥的營養價值

藜麥的碳水化合物含量高，主要是因為其含有高水平的淀粉，同時也包含少量糖，是一種營養價值高的原料，主要是因為它含有高質量的蛋白質，還含有纖維、B族維生素、維生素E、維生素C及鈣、鎂、鐵、鉀、磷、錳、鋅、銅和鈉等礦物質。與大米、玉米、大麥和小麥等傳統谷物相比，它含有更高水平的蛋白質、蛋氨酸和賴氨酸，其脂肪酸組成與豆油類似（申瑞玲等，2016）。Vega-Galvez等（2010）報道，藜麥可降低各種疾病的風險，其功能特性可能與纖維、礦物質、維生素、脂肪酸、抗氧化劑和植物激素的存在有關，這些物質有助于動物營養，特別是在保護細胞膜方面。

1.1 蛋白營養價值蛋白質參與組織構建、維護，酶、激素和抗體的形成，能量供應和代謝過程。除了氮，氨基酸還向身體提供硫化物，它們以脂蛋白的形式參與甘油三酯、膽固醇、磷脂和脂溶性維生素的運輸。Comai等（2007）報道了藜麥蛋白和氨基酸情況，與常規飼用谷類相比，藜麥的總蛋白質含量高于大麥（11%）、水稻（8.8%）、玉米（7.8%）、黑麥（11.6%）和高粱（12.4%），其含量為13.8%～16.5%。同時，白蛋白和球蛋白占藜麥籽粒貯藏蛋白的絕大部分，而脯蛋白的濃度較低，且這個比例在不同物種中不同，藜麥中谷氨酰胺～谷氨酸、天冬酰胺～天冬氨酸、精氨酸、絲氨酸、亮氨酸和甘氨酸含量較高，但含硫氨基酸含量相對較低。

蛋白質的質量是由必需氨基酸比例決定的，尤其是動物不能合成的一些必須氨基酸。如果這些氨基酸中只有一種是有限的，其他的就不會被完全吸收，從而導致日糧蛋白質損失，進而降低動物的生長性能（羅鈞秋等，2012）。氨基酸生物利用率還取決于蛋白質消化率、抗營養因素影響及色氨酸和中性氨基酸的比例。Comai等（2007）發現，藜麥不僅蛋白質含量高，且氨基酸組成充足，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，有助于增加這種氨基酸在腦中的可用性，從而影響血清素神經遞質的合成（李寧和彭燮，2019）。

1.2 碳水化合物營養價值碳水化合物是自然界中發現的最多的化合物群之一，與蛋白質一起構成了生物體的主要成分，是動物最豐富、最經濟的能量來源。淀粉是藜麥的主要碳水化合物成分，含量為52%～69%，纖維重量接近7%～9.7%，其中可溶性纖維含量為1.3%～6.1%，同時含有約3%的單糖，主要是麥芽糖，其次是D-半乳糖和D-核糖，而果糖和葡萄糖的含量較低（Abugoch James，2009）。纖維有許多有益作用，與它在小腸中不消化有關，因此，Ogungbenle（2003）報道，日糧添加高含量藜麥纖維可以通過促進藜麥中其他營養物質在大腸中的吸收來提高消化率。淀粉是植物的主要生物聚合物，通常以各種形狀和大小的顆粒形式存在，藜麥淀粉顆粒呈多角形，直徑為0.6～2.2 μm，小于大多數谷物淀粉顆粒的直徑，可以是單個實體，也可以形成球狀或橢圓形復合結構的團聚體。James Abugoch（2009）報道，藜麥淀粉的直鏈淀粉含量為3%～22%，低于小麥或玉米的直鏈淀粉含量，高于某些大麥品種，與某些水稻品種相似。與小麥、大麥淀粉相比，藜麥淀粉還具有較高的黏度、較高的吸水率和較大的膨脹力，而其較低的糊化溫度和較低的淀粉分解速率導致較高的熱糊化穩定性，即在加熱過程中增加剪切阻力，因此，其淀粉在冷凍和陳化過程中具有良好的穩定性（Tang等，2002）。

1.3 脂質營養價值藜麥由于其脂質部分的質量和數量而被認為是一種可替代的油料原料。藜麥的脂肪含量為2.0%～9.5%，富含亞油酸和α-亞麻酸等必需脂肪酸，并含有高濃度的抗氧化劑，如α-和γ-生育酚，通過對比藜麥籽油與玉米、大豆的脂肪酸分布可以發現，亞油酸、油酸和亞麻酸的含量相似，約占種子總脂肪酸的88%（Borges等，2010）。據Ando等（2002）報道，藜麥中主要的飽和脂肪酸為棕櫚酸，約占總脂肪酸的10%，不飽和脂肪酸主要為油酸、亞油酸和亞麻酸，占藜麥油中總脂肪酸的87.2%～87.8%，組成與大豆油相似。由于多不飽和脂肪酸對心血管疾病、前列腺素代謝、胰島素敏感性提高、免疫系統和細胞膜功能有積極作用，因此，藜麥作為功能性脂肪補充劑具有很大的潛力（James Abugoch，2009）。藜麥油的生育酚濃度為797.2 mg/kg γ-生育酚和721.4 mg/kg α-生育酚，這個水平略高于玉米油中存在的γ-生育酚，因此，藜麥油具有抗氧化潛力，這在細胞膜水平上起到天然抗氧化劑的作用，而角鯊烯和植物甾醇與生育酚一起存在于食物的不皂化脂質部分，角鯊烯是膽固醇生物合成的中間體，所有高等生物都生產角鯊烯，因為它們對動物健康有益。根據Ryan等（2007）的研究，藜麥中含有33.9～58.4 mg/100 g角鯊烯。

1.4 維生素和礦物質營養價值藜麥還富含維生素和礦物質等微量元素，維生素是動物健康所必需的化合物，它們不能被機體合成。根據維生素的溶解度可將其分為水溶性維生素和脂溶性維生素兩種。雖然關于藜麥谷物中維生素含量的研究很少，但James Abugoch（2009）報告了藜麥谷物中吡哆醇（維生素B6）和葉酸高濃度，但硫胺素的含量低于燕麥或大麥，而核黃素、吡哆醇和葉酸的含量高于小麥、燕麥、大麥和玉米等大多數谷物原料。

與碳水化合物、脂類和蛋白質不同，礦物質是無機的微量營養素，不能由機體產生，因此，礦物質的低攝入量或生物利用度降低會導致健康失衡和重要功能損害（靳文廣，2018）。常見的礦物質元素有鈣、磷、鐵、鉀、硫、鈉、鎂、鋅、銅、硒和鉻，它們需要通過日糧攝入來滿足機體正常的維持、生長和代謝需要，但在日糧中添加礦物質時應特別注意礦物質之間的配伍、生物學利用度和劑型。藜麥含有大量的礦物質，其鈣和鐵的含量明顯高于常用谷物，如它含有約0.26%的鎂，相比之下，小麥和玉米的鎂含量分別為0.16%和0.14%，同時，由于它們是生物可用的形式，在藜麥谷物中的鈣、鎂和鉀的數量足以滿足動物需要（Repo-Carrasco等，2003）。Ando等（2002）分析了藜麥谷物中的礦物質含量，得到了更高水平的鈣、磷、鐵、鉀、鎂，同時，藜麥比普通谷物含有更多的鐵，但種子中存在的皂苷和植酸對其生物利用率有一定影響。

2 藜麥中影響動物生產的抗營養因子

在日糧中使用植物作為營養來源所產生的主要問題之一是存在一些從植物次生代謝中產生的化合物，其中一些作為抗營養因子會降低營養價值，干擾營養素的消化、吸收和利用，因此有必要對藜麥中常規和非常規植物的抗營養因子進行研究，以確定干擾其營養價值的化合物。目前，在藜麥種子中鑒定出的抗營養因子有皂素、植酸、單寧、硝酸鹽、草酸和胰蛋白酶抑制劑（Borges等，2010）。

2.1 皂苷藜麥粒有一種叫作皂素的天然苦味涂層，通常存在于藜麥粒的外胚層，它可以保護藜麥不受鳥類和昆蟲傷害。這些物質存在于植物中，特別是豆科植物，是沒有明確化學結構的三萜苷類，Zhu等（2002）研究表明，藜麥中皂苷主要有4種結構，可溶于甲醇或水，并具有引起紅細胞溶血的毒性。這種毒性取決于皂苷類型和受體生物的敏感性。雖然它們對冷血動物有極高的毒性，但對哺乳動物的口服毒性很低，對蛋白質的營養質量沒有任何負面影響。一些皂苷通過減少鐵和鋅的吸收而與鐵和鋅形成復合物，但沒有證據表明與維生素A、維生素E和維生素D3形成復合物（Farro，2008）。2.2 植酸植酸具有較高的負電荷，被認為是一種具有抗營養作用的成分，能螯合鈣、鐵、鎂、鋅、銅等二價礦物質及淀粉、蛋白質和酶，從而影響這些成分的生物利用度。它主要存在于大多數谷物和豆類果皮中，濃度為干物質的1%～3%（Oliveira等，2003）。植酸不僅存在于藜麥外層，在胚乳中也有分布。雖然藜麥中的植酸含量高于谷物中的含量，但目前并沒有相關研究報道其對鈣和鐵吸收的影響。

2.3 胰蛋白酶抑制因子蛋白酶抑制劑是廣泛分布于自然界的蛋白質，與蛋白水解酶形成非常穩定的復合物。胰蛋白酶抑制劑在腸道中的存在降低了胰蛋白酶的作用，由于胰蛋白酶負責蛋白質消化，使胰腺產生的酶增加，從而導致動物胰腺肥大，抑制動物生長（Lopes等，2009）。Khattab和Arntfield（2009）將不同的豆類在水中洗滌和浸泡18～22 h后進行煮沸、焙燒、高壓滅菌和微波等熱處理，結果發現，胰蛋白酶抑制因子顯著降低。藜麥種子中蛋白酶抑制劑的濃度小于50mg/kg，比常規谷物原料中的含量要低得多，因此它們作物飼料原料可能不會因胰蛋白酶抑制因子的存在而影響動物生長。

2.4 硝酸鹽硝酸鹽存在于所有植物中，是植物正常生長所必需的氮源。有些植物在吸收超過其代謝需要時，會在根和芽中積累這種物質，葉柄和莖中含量最高。此外，生殖器官、果實和種子通過韌皮部提供氨基酸，因此，硝酸鹽含量較低，但蔬菜中的硝酸鹽可能來源于使用過多的肥料，也可能通過硝化作用或礦化作用在基質上形成（Beninni等，2002）。藜麥中硝酸鹽的含量在63.26 mg/100 g左右，硝酸鹽會干擾維生素A的代謝和甲狀腺功能，它們可以被還原為亞硝酸鹽，吸收后由于形成亞甲基肌紅蛋白而產生紫紺，或與二級和三級胺反應，形成潛在的致癌n-亞氮化合物（Lopes等，2009）。

3 展望

藜麥由于其蛋白質質量高且富含必需氨基酸——賴氨酸，是一種比其他谷物原料更完整的蛋白質原料。此外，藜麥不含谷蛋白，可以在患有乳糜腹瀉動物的飼料配方中使用藜麥。藜麥籽油成分質量高，營養價值高，還富含鐵和鎂，并提供纖維、維生素E、銅、磷、鉀、鋅及一些B族維生素。除了是礦物質和維生素的重要來源，藜麥還被發現含有多酚、植物甾醇和類黃酮等可能具有營養價值的化合物。雖然藜麥含有一些抗營養因子，但在生產過程中通過適當的處理，這些抗營養因子都很容易被去除。因此，藜麥具有的這些營養價值使其作為動物飼料原料具有重要潛力，但其在動物上的應用研究還有待進一步評估。