小麦替代玉米在蛋鸡日粮中的应用

　　长期以来，我国饲养畜禽的日粮以玉米-豆粕型为主，随着玉米工业用量不断增加，导致饲用玉米日趋紧缺，因此，开发非常规饲料成为解决能量饲料短缺的有效途径之一。小麦作为我国主要的粮食作物，产量高、营养价值丰富，适口性好，且在畜禽饲料中的应用已日趋广泛。因此，在蛋鸡日粮中采用小麦替代玉米作为能量饲料有较大潜力。

　　1我国能量饲料现状

　　玉米是我国配合饲料中最主要的能量饲料，其在配合饲料中约占40%-60%。然而，随着畜禽业的发展，我国饲料供应玉米远远不能满足饲料行业的需求，呈现很大缺口。相关数据显示，2008年，我国饲料工业对玉米的需求量为1.11亿吨，饲用玉米需求量占玉米总需求量的65.89%。据统计，2008年以前，我国是世界主要的玉米出口国，但从2010年开始，随着国内玉米需求的扩大，我国玉米的进口量逐渐增长。相关数据显示，2010年我国进口玉米157.2万吨，较2009年增长18倍。据不完全预测，到2020年我国能量饲料的缺口将达到0.24-0.83亿吨。小麦作为第二大粮食作物，种植广泛，且产量高。在我国西部、中原和华北地区均盛产小麦，其中河北地区小麦常年播种面积约246.7~266.7万公顷，总产量达1250万吨以上。据国际谷物理事会（IGC）发布最新数据显示，2011~2012年度全球小麦用量为6.71亿吨，其中饲用小麦为1.19亿吨，占到小麦总产量的17.7%。加之，玉米价格不断上扬，与小麦价格基本持平，甚至高于小麦同期价格，由此不难看出，小麦可替代玉米作为畜禽的能量饲料。

　　2小麦的营养价值

　　我国小麦资源比较丰富，年产量在2亿吨左右，其总产量约占粮食总产量的四分之一，仅次于水稻、玉米位居第三位。与玉米相比，小麦营养价值较高，其中粗蛋白含量为13%~16%，赖氨酸含量为0.31%-0.37%，相当于玉米赖氨酸含量的124%-148%，蛋氨酸+胱氨酸相当于玉米的129%，色氨酸相当于与玉米的214%；小麦中矿物质含量丰富，铜、锰、锌含量较高，钙、磷含量约是玉米的3倍，且小麦中含有天然植酸酶，可提高磷的利用率，因此采用小麦代替玉米可减少磷酸氢钙的使用量。小麦除了不含胡萝卜素外，维生素E和B族维生素含量均高于玉米且小麦的代谢能与玉米基本相当，可见，小麦营养价值丰富，在用作能量饲料的同时可替代部分蛋白饲料，降低饲用成本。然而，小麦中含有较多的非淀粉多糖，主要包括纤维素、戊聚糖、甘露聚糖和阿拉伯聚糖等，含量约为玉米的3倍，占小麦干重的6%以上，不能被动物消化酶消化，具有抗营养作用。

　　3小麦中的抗营养因子

　　小麦中的抗营养因子为非淀粉多糖（NSP），主要存在于小麦的细胞壁中，而家禽不能分泌内源消化酶降解小麦细胞壁内的非淀粉多糖，从而影响家禽对小麦的利用率。非淀粉多糖分为可溶性非淀粉多糖和不可溶性非淀粉多糖，不溶性NSP主要是纤维素和木质素，对小麦营养价值影响不大，而可溶性NSP包括阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖等，高峰等报道可溶性NSP是直接影响小麦营养价值的主要因素，具有明显的抗营养作用，能够导致畜禽的生产性能下降。

　　3.1阿拉伯木聚糖

　　阿拉伯木聚糖在小麦中含量丰富（8.1%），是非淀粉多糖的主要成分。阿拉伯木聚糖含有β-（1-3）和β-（1-4）2种糖苷键，受这2种键的特性影响，木聚糖具有强大的吸水能力，加之家禽自身不能分泌相应的酶降解木聚糖，导致消化道内食糜的粘度提高，使得营养物质的消化吸收效率降低。另有研究表明阿拉伯木聚糖的抗营养作用可通过引起肠道形态的变化，进而降低肠道的吸收能力。

　　3.2 β-葡聚糖

　　β-葡聚糖是由D-葡萄糖通过β-（1-3）和β-（1-4）键连接而成的多聚糖，主要分为两种：一种仅含β-（1-4）键；另一种含β-（1-3）和β-（1-4）键。有研究报道，麦类的β-葡聚糖中含30%的β-（1-3）键和70%的β-（1-4）键。这种支链性结构，使其持水力提高，增加黏稠特性和凝胶性质。

　　3.3甘露聚糖

　　甘露聚糖在植物性能量饲料中含量很高，是植物细胞壁的主要组成成分，分别占小麦、玉米总NSP的11.9%和11.7%。甘露聚糖甘露糖和葡萄糖，通过β-（1-2）和β-（1-3）键连接而成的大分子多糖，通过结合大量水分，增加消化道内容物的粘稠度，使消化道食糜呈浓稠的胶冻样，从而对动物的生产性能造成负面影响。

　　3.4纤维素

　　纤维素是D-脱水葡萄糖以β-（1-4）糖苷键结合而成的线性聚合物，常与半纤维素、果胶等物质结合在一起，在麦类等植物性饲料中大量存在，单胃动物因体内不分泌相应的降解酶而不能利用纤维素。

　　4小麦中非淀粉多糖的抗营养作用

　　非淀粉多糖的抗营养作用主要表现在四个方面：（1）增加胃肠道食糜粘性。非淀粉多糖使肠道食糜粘性增加，导致小肠表面的不动水层加厚，影响食糜与小肠表面的接触，降低了养分的吸收利用率；（2）影响畜禽消化道形态。研究发现，NSP可引起大鼠、猪和人类消化系统生理和形态的变化。Ikegami指出NSP日粮可增加消化液的分泌，导致大鼠的消化器官显著增大；（3）与消化酶和底物结合，降低化学消化的有效性。可溶性NSP可抑制内源消化酶的活性，降低养分消化率。研究发现，小麦日粮可显著降低肉仔鸡小肠食糜中α-淀粉酶活性并显著降低淀粉的消化率，其原因是淀粉酶活性依赖于钙离子的存在，而NSP能够结合钙离子，从而间接抑制淀粉酶的活性。Vahouny指出，可溶性NSP能结合胆汁盐、脂类和胆固醇，从而影响小肠中脂类的代谢；（4）破坏肠道微生物平衡。NSP降低养分消化率，使进入肠道后段的养分含量增加，为细菌生长繁殖提供良好环境，同时，食糜通过消化道的速度降低，细菌及有害微生物不能及时排除体外，加大对肠道内环境的破坏，导致动物生产性能下降。

　　5非淀粉多糖酶的作用机理

　　小麦日粮中添加NSP酶是提高小麦营养价值的有效措施之一，NSP酶可改善饲料的利用率，同时有效降低NSP的抗营养作用，其作用机制如下：

　　5.1降低肠道内容物粘性

　　可溶性NSP可增加消化道食糜粘度，从而降低养分的吸收利用率。非淀粉多糖酶（NSPE）能够将高粘度的NSP水解成多糖片段，消除其多聚物特性，降低食糜粘度。Wenk研究发现，日粮添加NSP酶制剂加速了食糜的排空速度及营养物质的吸收利用，增加动物采食量和表观代谢能。

　　5.2破坏植物细胞壁

　　植物细胞壁束缚了细胞中淀粉和蛋白质等养分，添加适量相应的NSP酶可使细胞壁崩解，释放出养分，从而使细胞内的养分更为有效的被消化利用。赵林果通过体外酶解法发现，小麦经NSP酶处理后样品表面孔隙数量增多，孔径增大，还原糖含量是未经处理的3-5倍，这表明，NSP酶可降解细胞壁的结构多糖，从而促进养分的消化吸收。

　　5.3减少肠道有害微生物增殖

　　添加NSP酶可以有效的降低由NSP造成的食糜粘稠性，增加食糜流速，从而减少发酵毒素的产生。还可促进营养物质吸收，减少肠道细菌可利用的底物。研究发现，小麦基础日粮中添加不同水平酶制剂后，肉鸡空肠、回肠大肠杆菌数量减少、乳酸杆菌数增加。Vahjen发现，小麦日粮中添加NSP酶组合未添加NSP酶组比较，肠腔和黏膜中大肠杆菌和革兰氏阳性菌数显著减少，黏膜乳酸杆菌菌落数增多。

　　5.4改善消化道组织形态

　　非淀粉多糖能够刺激肠道表面粘蛋白生成，杯状细胞数量增多和体积增大，黏性多糖可与小肠细胞刷状缘上的多糖蛋白复合物相互作用形成一层不动水层，黏蛋白生成浓度的增加会影响不动水层厚度，从而降低养分的吸收。NSP酶能够显著改善消化道形态结构和功能，提高饲料养分的消化吸收。研究发现，肉仔鸡小麦日粮中添加NSP酶可使小肠、肌胃和腺胃相对重量降低，从而改善生产性能。另有报道，在生长猪小麦日粮中添加NSP酶，十二指肠、空肠、回肠绒毛高度均显著提高，微绒毛高度有上升趋势且排列较规则。

　　5.5 NSP酶的其他作用

　　NSP酶除具有以上作用外，还可提高内源性消化酶活性、提高机体代谢水平以及增强畜禽免疫力。

　　NSP酶影响消化酶活性的机理不太明确，但多数试验证实，添加NSP酶能激活动物内源酶的分泌，提高内源性消化酶活性。研究发现，雏鸡日粮中添加相应的酶制剂，小肠食糜的淀粉酶活性比对照组提高30.7%。据报道，NSP酶分解食糜产生的寡糖中存在活性物质，可防止致病菌在后肠道定殖，减轻病原菌对机体的损害。高峰在小麦基础饲粮中添加酶制剂发现，肉仔鸡血液中T3、IGF-I及胰岛素水平显著提高，从而增强机体的免疫力。

　　6小麦在蛋鸡上的应用

　　王庆用20%小麦替代玉米饲喂商品代罗曼蛋鸡，结果显示饲料转化率、蛋重、产蛋率与对照组均无明显差异。许守英用小麦替代蛋鸡日粮中30%的玉米，结果表明，产蛋率、饲料转化率等与玉米组日粮均无明显差异。牛竹叶等研究发现，小麦完全代替日粮中的玉米饲喂蛋鸡，产蛋率降低，采食量、料蛋比提高，且均达显著水平。段磊研究不同比例小麦替代蛋鸡日粮中的玉米发现，与对照组相比生产性能差异不明显。由此可见，当小麦替代蛋鸡日粮中玉米的用量达到20%-30%，并不会对家禽的生产性能等方面产生明显的负面影响。

　　大量试验研究表明，蛋鸡小麦日粮中添加NSP酶可有效消除NSP的抗营养作用，提高生产性能及饲料消化利用率，改善蛋品质。赵德英研究发现，与玉米组相对，小麦日粮中添加NSP酶可提高产蛋率及饲料转化率。另有报道，小麦日粮中添加NSP酶对蛋鸡的体重、产蛋率和料蛋比有显著影响。王修启报道，添加0.1%木聚糖酶的蛋鸡小麦日粮，与玉米对照组相比，产蛋率、平均蛋重显著提高，料蛋比显著降低。林东康用小麦替代日粮中30%的玉米饲喂蛋鸡，结果表明，酶制剂提高了饲料转化率及产蛋率。钙磷是动物最重要的两种矿物质，尤其对蛋鸡意义更加重大，王继强研究表明，小麦日粮添加酶制剂后，蛋鸡对饲料中钙和磷的利用率明显提高，与原永海研究结果一致。但也有不同报道，加拿大Unifeed公司在蛋雏鸡小麦日粮中添加酶制剂，结果发现，蛋黄颜色变浅，蛋壳质量下降，死淘率上升，这表明NSP酶的成分与日粮中NSP含量配比不当可导致蛋鸡生产性能的下降。段磊研究发现，当小麦占基础日粮的比例为23%，添加0.01%复合酶制剂的条件下，蛋鸡生产性能最优。在此基础上，苏坤、张志强、杜宗棠等确定了蛋鸡小麦添加非淀粉多糖酶日粮中适宜能量、钙磷、赖氨酸和蛋氨酸的水平，为蛋鸡玉米-小麦-豆粕型日粮的应用提供科学依据。

　　7小结

　　在玉米供应短缺和价格较高的背景下，小麦可替代玉米作为能量饲料，同时还可减少蛋白质饲料的使用量，降低饲料成本，提高经济效益。但小麦中含有NSP，阻碍营养物质的消化吸收，家禽等单胃动物不能分泌相应的降解酶，需外源添加专用的NSP酶消除其抗营养作用。