稻谷的营养特点及在养猪生产中的应用研究进展

彭海龙，江书忠，罗平成

（湖南九鼎动物营养研究院有限公司，长沙 410007）

中国玉米的产区集中于东北、华北，而主要缺口地区却在长江以南地区，玉米主要是从东北流向南方，即北粮南运。湖南省作为农业大省，水稻种植面积和猪饲养量均列全国前茅。由于湖南的气候条件不适合种植玉米，长期以来养猪生产依赖北方供应玉米，每年必须向东北、华北地区购进大量玉米作为饲料原料。而稻谷过剩，尤其是早籼稻，因为口感较差、营养成分偏低而积压库严重。若能用稻谷替代部分玉米喂猪，开发并有效利用来源丰富的稻谷资源，使稻谷转化增值并推动低成本养猪，不仅可缓解当今玉米资源紧缺，充分利用了粮食资源，而且降低饲养成本，促进畜牧业发展。

1 稻谷的营养特点

稻谷是指水稻脱粒后没有去除稻壳的籽实，主要由稻壳（颖）和糙米（颖果）两部分组成：稻壳（即粗糠，占20%）；糙米由果皮、种皮、外胚乳、胚乳及胚所组成，种皮（即米糠层）占5%～6%、胚芽（2%～3%）及胚乳（70%～75%）。两者营养成分见表1。稻壳中粗蛋白质仅占3%的，粗纤维含量＞40%；稻谷的种皮含有大量的戊聚糖等非淀粉多糖；胚乳除含少量蛋白质外，主要是淀粉[1]。

因此，与玉米相比，稻谷粗纤维含量高、消化能偏低，并含有非淀粉多糖、木质素、植酸盐、胰蛋白酶抑制因子、糖醛酸等抗营养因子。

由表1可知，稻谷粗蛋白质略低于玉米，但品质优于玉米。粗纤维含量是玉米的500%。作为能量饲料，消化能比玉米低15.25%，主要问题是稻壳所含粗纤维太高，导致能量偏低。稻壳的粗纤维包括纤维素、半纤维素、木质素等。猪对纤维素和半纤维素地消化利用极其有限，不能消化木质素。所以稻壳对猪几乎没有营养价值，因此稻谷在饲粮中配用过多，就会使饲粮粗纤维含量过高，明显降低饲粮的能量浓度，饲喂猪只后会加快猪肠胃的蠕动，使营养物质过快地通过消化道，而降低其利用率。据报道，饲粮中所含粗纤维每增加1%，就可使有机物质的消化率下降0.9%～1.3%，对猪来说要下降1.68%。另一方面，饲料中又必须含一定的粗纤维，以保证动物肠胃正常蠕动。所以只要依据动物的饲养标准，适当配用稻谷，使饲粮的能量浓度基本符合动物的需要量，并将粗纤维限制在一定的水平下，仍可获得较好的饲养效果[2]。

稻谷与玉米中必需氨基酸的含量见表2。由表2可知，两者具有相当的营养价值，但饲喂效果稻谷却远不如玉米，原因在于稻谷中抗营养因子含量高。

表1 稻谷、玉米的营养成分

表2 玉米和稻谷中必需氨基酸含量 %

2 稻谷中的抗营养因子

稻谷中的抗营养因子主要是非淀粉多糖，还有木质素、植酸盐、糖醛酸、植物凝血素、半胱氨酸蛋白酶抑制因子和胰蛋白酶抑制因子等。有报道，糙米对畜禽的营养价值和饲用效果与玉米无差异，而糙米即稻谷经脱壳加工后所得[3]。因此，稻谷中的抗营养因子主要存在于稻壳及种皮之中。稻谷种皮中，含有非淀粉多糖20%～25%，其抗营养作用极大地降低了稻谷的饲用价值[4]。

2.1 非淀粉多糖的抗营养作用

非淀粉多糖（NSP）是指淀粉以外的多糖，包括纤维素、半纤维素和果胶类物质等。是植物纤维的主要成分，这些纤维将营养物质包围在细胞壁里面，而单胃动物自身分泌的消化酶不能水解这些纤维，导致不能有效利用细胞壁内的营养物质。

非淀粉多糖依据水溶性的不同，分为可溶性非淀粉多糖（SNSP）和不可溶性非淀粉多糖（INSP）。在谷物细胞壁中，一些以氢键松散地与纤维素、木质素、蛋白质结合的非淀粉多糖能够溶于水，称为可溶性非淀粉多糖。而一些以酯键、酚键、阿魏酸、钙离子桥等共价键或离子键较牢固的和其他成分相结合的非淀粉多糖，难溶于水或不溶于水，称为不可溶性非淀粉多糖。

非淀粉多糖不易被消化，尤其是水溶性非淀粉多糖（如阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖）溶解于水同时产生黏性物质，从而增加了食糜黏性，减缓了胃肠道中消化酶在其底物中的扩散速度，不利于其相互作用，降低底物的消化率，抑制动物的正常消化功能，妨碍动物吸收营养。

如有办法能够将这些非淀粉多糖去除，稻谷中的营养物质就能从细胞壁里释放出来，从而提高代谢能和蛋白质的利用率。现代生物技术的发展，特别是酶工程技术的应用，为研究和开发消除非淀粉多糖等抗营养物质的酶制剂奠定了基础，所以在含稻谷日粮中添加酶制剂，是将这些抗营因子质去除、提高稻谷营养价值的有效手段。

2.2 其他抗营养因子

除NSP外，稻谷中还存在如植酸、胰蛋白酶抑制因子、糖醛酸等抗营养因子。

其中，植酸是普遍存在于植物性饲料中的抗营养因子，其化学结构由1分子肌酸和6分子磷酸结合而成，化学名称为六磷酸肌醇，主要存在于植物的种子、根干和茎中，其中以豆科植物的种子、谷物的麸皮和胚芽中含量最高。植酸的抗营养表现为：与磷及其他一些矿物元素如Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+等形成不溶性化合物，使上述金属离子的有效性降低，影响矿物元素的消化吸收和利用。植酸还可结合由胰液、胆汁等各种脏器向小肠分泌排出的内源性锌、铜等元素。由此可见，植酸不但影响了食物源中微量元素的利用，同时还阻碍了内源性微量元素的再吸收。稻谷中的植酸磷占总磷的69%，可络合畜禽体内的消化酶，如淀粉酶、胃蛋白酶等，降低消化酶的活性。植酸是一种强酸，具有很强的螯合能力，其6个带负电的磷酸根基团，除与金属阳离子结合外，还可与蛋白质分子进行有效的配合，从而降低动物对蛋白质的消化率。植酸还可与金属离子及蛋白质形成三元复合物，不仅溶解度很低，而且消化利用率大幅下降，从而降低蛋白质的利用率。使用植酸酶目前是处理植酸最有效的方法，植酸酶能将磷酸残基从植酸上水解下来，因此破坏了植酸对矿物元素强烈的亲和力，因此，植酸酶能增加矿物元素的营养效价。植酸酶在饲料工业上的使用经非常普遍和成熟。

另外，胰蛋白酶抑制因子能够与小肠液中胰蛋白酶结合，生成无活性的复合物，具有抑制小肠中胰蛋白酶活力的作用，导致饲料中蛋白质消化率下降。因而动物食用后会妨碍食物中蛋白质的消化、吸收和利用，其毒性可引起胰肠肥大。同时由于和胰蛋白酶结合，引起动物体内蛋白质内源性消耗，造成体内含硫氨基酸丢失，加剧豆粕中含硫氨基酸短缺引起的畜禽体内氨基酸代谢不平衡，导致生长受阻或停滞。但是在湿热条件下加热时，胰蛋白酶阻碍因子容易被破坏。所以在饲料加工的实际问题上，其毒性并不重要。

3 稻谷日粮在养猪上的应用进展

通过对稻谷抗营养因子的分析，外源酶制剂的添加为稻谷在猪饲料中替代玉米奠定了基础，被认为是最具潜力的处理途径。因为酶的特性决定了其可以针对特异性底物专一性的发挥作用，不仅可以降低或消除非淀粉多糖、植酸等抗营养因子的抗营养作用，还可提高部分营养物质的利用，提高整个营养物质的消化利用率，从而提高稻谷的营养价值。

许梓荣等报道了在“长×嘉”二元生长猪稻谷型饲粮中添加了由木聚糖酶、β-葡聚糖酶和纤维素酶组成的复合酶制剂GxC，结果表明，饲粮中粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪表观消化率分别提高18.78%（P＜0.01）、108.57%（P＜0.05）和16.04（P＜0.05），与玉米组无显著差异（P＞0.05）；生长猪日增重提高8.78%（P＜0.05），料重比降低9.42%（P＜0.05），与玉米组无显著差异（P＞0.05）。可见在稻谷日粮中加入非淀粉多糖酶可显著提高稻谷日粮的利用率[6]。

张石蕊等也有报道，在生长育肥猪饲粮中稻谷按一定比例（30%、60%、100%）替代玉米同时添加复合酶制剂，以杜×长×大生长猪为试验对象，结果表明，试验日粮均可取得较好的增重效果，但以60%稻谷组效果最好，饲料转化效率随着稻谷添加比例增加而有所下降，其中以30%、60%稻谷组较好，其饲料转化率与玉米组相当[7]。

除动物试验外，唐铁军还采用体外酶解-透析方法，研究了4种复合型非淀粉多糖酶对稻谷消化率的影响，结果表明，不同的复合酶制剂对稻谷消化率间存在显著差异，较优的两组复合酶制剂对稻谷日粮干物质和蛋白质的消化率比不加酶组均有显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）的提高；而较差的两组复合酶制剂效果均不明显，然后在稻谷型饲粮中加入两种不同的的经体外消化试验筛选的复合型NSP酶进行饲养试验，结果表明，生长肥育猪生产性能有明显改善，其中加入酶制剂的两组后期平均日增重分别比不加酶组高15.22%和18.70%，饲料利用率比不加酶组分别显著（P＜0.05）和极显著（P＜0.01）改善[8]。何余勇等研究发现，稻谷代替玉米喂猪对其胴体品质及组成无影响，对肉色、pH、失水率、大理石纹以及肌肉化学成分（包括干物质、粗蛋白质、粗纤维和粗灰分）的影响差异不显著，但屠宰率和瘦肉率比对照组均有提高；对血浆高密度脂蛋白、胆固醇及血浆甘油三酯含量无变化，但大肠中挥发性脂肪酸（VFA）含量增高[10]。

也有研究人员采用其他方法研究稻谷在饲粮中使用。陈匡辉等用全早稻代替玉米饲养三元纯杂猪、三元土杂猪及二元杂交猪，同时配套利用开发的全早稻型猪用添加剂预混料与浓缩料，结果表明，对饲养猪的体型、胴体品质均无不良影响，并且还可提高瘦肉率[9]。陆伟等通过设计不同配方的生物制剂来灭活或钝化抗营养因子的活性研制相应的预混料和浓缩料，同时减小粉碎粒度等方法来改进稻谷日粮的利用价值，取得了较好的应用效果[5]。

随着科学技术在动物营养和饲料加工业上的发展，对于稻谷中粗纤维含量高、非淀粉多糖等抗营养因子含量高等问题，已提出了许多改进措施，如加强原料的品种培育、脱壳、加外源性酶制剂等，对进一步发掘稻谷的应用潜力具有重要意义。