大麦种植面积广,是重要的粮食资源,也是重要的饲料原料。大麦芽可作为氨基酸和维生素来源在畜禽生产中应用。大麦作为能量饲料,其籽粒中粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物的消化率分别可达 75%、60%、10%、91%。大麦含有较多的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖,对饲料的消化吸收造成负面作用,可能引起动物肠道损伤,降低动物的生产性能。大麦的处理主要包括物理方法、化学方法和酶制剂处理,对大麦进行合理处理可以显著提高饲料的消化利用率,改善动物的生产性能,显著提升养殖的经济效益。因此,文章通过对比大麦与其他能量饲料的营养价值差异,对大麦饲用的主要处理方法进行综述,以期为大麦在我国饲料工业中的进一步应用提供参考。
1 大麦的营养价值
大麦稳定性好、耐储存、适口性优,具有较高的营养价值。大麦中的蛋白质、干物质等含量均高于玉米,苏氨酸、甘氨酸、缬氨酸和精氨酸等氨基酸的含量也高于玉米。大麦中较高的蛋白水平有助于优化动物的日粮结构,可减少豆粕、氨基酸等的添加量。大麦中还含有丰富的维生素,如VE 48.0 mg/kg、VB114.1 mg/kg、VB214.0 mg/kg、烟酸 87.0 mg/kg 和VB619.3 mg/kg。但大麦中粗纤维含量较高,中性和酸性洗涤纤维含量约为玉米的2倍,导致大麦作为单胃动物饲料的饲喂效果较差。大麦中的粗纤维主要存在于麸皮中。大麦的营养物质消化率低于玉米,饲喂价值约为玉米的 90%,原因为大麦中含有较多的抗营养因子,阻碍营养物质的消化吸收。大麦中主要的抗营养因子是可溶性非淀粉多糖 (NSP),包括β-葡聚糖4.0%~8.0%、木聚糖 6.6% 和纤维素4.0%~8.0%。可溶性NSP在动物胃肠道中不仅可以提高食糜黏稠性,降低食糜流动速度,而且能够吸收大量水分,并吸附离子 (Ca2+、Zn2+和Na+等) 和其他营养物质,形成营养屏障影响代谢,改变肠道菌群结构,最终降低饲料能量。因此,大麦是一种优质的饲料原料,但需要对其含有的抗营养因子进行处理才能提高大麦的饲喂效果。 大麦与其他饲用植物的营养成分比较见表 1。
(资料图片仅供参考)
2 大麦的处理方法
2.1 物理加工
大麦的物理加工包括粉碎、膨化、制粒和多方式联合使用等,不同处理对大麦饲用价值的影响存在不同程度的影响。对大麦进行物理处理方法主要是破坏其细胞壁,从而提高约50%大麦中的粗蛋白质、淀粉的消化率。对大麦进行制粒、膨化或加热等手段可增加酶促反应,加快去除抗营养因子。刘宗慧等利用长荣杂交猪,研究大麦粉料(1组)、膨化粉料 (2组)、制粒(3组) 和膨化制粒 (4组) 四种工艺下的大麦日粮对15~90kg育肥猪生长性能影响,结果显示,与1组相比,2组、3组和4组育肥猪的平均日增重分别提高了2.67%、1.53%和9.00%,饲料利用率分别提高了8.18%、6.39%和13.30%;2组、3组和4组育肥猪的粗蛋白和干物质消化率均有提升,特别是粗脂肪消化率提高 26.33%、43.89%和44.26%,粗纤维的消化率提高21.86%、11.52%和22.01%,表明颗粒型大麦饲料的饲喂效果明显优于粉状料,并且若将大麦先膨化再制粒则还有加性效应。此外,给仔鸡饲喂经水处理过的大麦,其饲喂效果与玉米类似。目前,物理加工是大麦饲用化最常规和成本最低的处理方式。
2.2 化学加工
化学加工同样是提高大麦饲用价值和降低抗营养因了的重要手段之一。王雅晶等研究发现,在每千克大麦籽实中添加20~80g氢氧化钠,可加快纤维素的降解率,提升粗蛋白、淀粉的过瘤胃保护效果,降低胃酸中毒的风险,显著提高大麦的饲用效率,保护奶牛健康提高养殖经济效益。大麦中抗营养因子增加了其在畜禽消化道中的黏性,不利于畜禽消化吸收,导致大麦中营养物质消化率和利用率较低。Heyer 等使用0.019 L/kg的乳酸和醋酸酸化处理大麦,发现饲喂酸化的大麦能够提高猪对干物质、粗蛋白和总能的表观总消化道消化率,且猪对干物质、粗蛋白和总能的后肠发酵分别达58.9%、35.8%、52.1%、而未处理大麦仅 49.6%18.5%、41.4%。
2.3 酶制剂处理
酶制剂处理是加快大麦中抗营养因子降解的新型手段。近年来,多种酶制剂在大麦日粮配伍中应用,通过降解大麦中抗营养因子,如β-葡聚糖等,一方面降低畜禽消化道内食糜黏度,另一方面打破大麦的细胞壁结构提高大麦营养成分释放率和畜禽对营养物质的消化率。赵淑娜等对大麦粉进行加酶挤压预处理,破坏淀粉颗粒结构,导致淀粉表面出现大量酶解孔,显著增强水溶性,糊化度高达98.52%,大麦黏度大大降低。目前主要的酶制剂包括纤维素酶(β-葡聚糖酶)、木聚糖酶及其相关酶制剂、植酸酶、蛋白酶、脂肪酶和半乳糖甘酶等。酶制剂处理的主要作用机制为4种:一是通过破坏细胞壁,促使植物组织分解,如在大麦中添加纤维素酶等,二是消除大麦中NSP、植酸等抗营养因子的不利影响,提高畜禽对营养物质的消化吸收;三是减少肠道的发酵和畜禽后肠道有害微生物的数量,提高畜禽健康水平和改善生产性能;四是降低畜禽肠道内容物黏度促进大麦营养物质的消化吸收。而在大麦饲粮中添加β-葡聚糖酶和(或)木聚糖酶等酶制剂可达到降低抗营养因子(可溶性NSP) 含量、调节肠道菌群结构、降低食糜黏度和提高营养物质吸收的效果。范成莉以断奶仔猪为试验对象,在其大麦型饲粮中添加添加β-葡聚糖、木聚糖复合酶 (1.5g/kg),发现复合酶可使断奶仔猪日增重提高13.99%,料重比降低6.32%,仔猪腹泻率降低41.80%,复合酶显著提高了断奶仔猪日增重和饲料利用效率,添加复合酶还可显著提高盲肠中乳酸杆菌和双歧杆菌数量,降低沙门氏菌和大肠杆菌数量,改变盲肠内物微生物系。在日粮中添加酶从而改善动物的生产指标主要取决于饲料原料的数量、谷物中抗营养因子的水平等因素,而所使用酶的作用范围和浓度也不同。因此,在实际生产中,需根据动物类型和大麦饲喂比例,选择适宜的酶制剂添加量,提高大麦型日粮饲喂价值。
3 展望
大麦作为优质饲料原料,价格低于玉米且淀粉含量较高。尽管大麦中含有抗营养因子,可能引起营养物质消化吸收率降低,但通过合理的处理可以得到改善。随着我国饲料加工水平和酶制剂技术不断提升,提升大麦型日粮消化利用率、降低抗营养因子的负面作用已经取得一定成效,未来使用大麦替代动物日粮中的部分玉米具有较高的可行性。