大麦种植面积广,是重要的粮食资源,也是重要的饲料原料[1]。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%[2]。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[3],可能引起动物肠道损伤,降低动物的生产性能[4]。大麦的处理主要包括物理方法、化学方法和酶制剂处理[5],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[6]。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[7-8],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[9],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[10]。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[11]。大麦中还含有丰富的维生素,如VE 48.0 mg/kg、VB1 14.1 mg/kg、VB2 14.0 mg/kg、烟酸87.0 mg/kg和VB6 19.3 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%[12],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%[10]。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。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.033.T001表1大麦与其他饲用植物的营养成分比较(干物质基础)项目干物质/%粗蛋白/%粗脂肪/%中性洗涤纤维/%酸性洗涤纤维/%文献来源全株大麦67.378.603.2852.0026.01张放[13]大麦89.3013.702.0016.608.30刘松柏等[14]、朱威力等[15]大麦秸秆95.504.925.6169.3341.99李国彰[16]玉米87.508.303.778.604.50朱威力等[15]、罗斌[17]高粱88.003.408.7017.408.00中国饲料数据库小麦86.7313.121.7417.033.93宿国强等[18]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[19]。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[20-21]。刘宗慧等[22]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15~90 kg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[23]。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子的重要手段之一。王雅晶等[24]研究发现,在每千克大麦籽实中添加20~80 g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[25]。Heyer等[26]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[27]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、脂肪酶和半乳糖苷酶等[28-29]。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[30-33]。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[34]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(1.5 g/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[35],而所使用酶的作用范围和浓度也不同[36]。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大麦在动物生产中的应用3.1大麦在猪日粮中的应用赖长华等[37]以杂交仔猪(长白×荣昌)为研究对象,分别以0(空白组)、15%、30%、45%、60%比例的大麦替代基础日粮中的玉米,结果表明,大麦的蛋白质含量和质量均优于玉米;在9~30 kg体重阶段,各试验组平均日增重分别比空白组提高6.04%、4.19%、4.14%和3.33%,料重比分别比空白组减少1.57%、2.95%、1.29%和1.66%;在9~60 kg阶段,15%大麦组试验猪平均日增重比空白组提高2.55%,而15%和45%大麦组试验猪料重比最低,均为3.13;由于大麦的价格远低于玉米,因此该研究认为45%替代量可获得最佳养殖经济效益。路则庆等[38]使用大麦与高粱替代玉米饲喂肥猪,大麦与高粱使用比例分别为43.7%和20.0%,额外添加0.8%酵母培养物,结果发现,大麦-高粱+酵母培养物组育肥猪的背最长肌中单不饱和脂肪酸(MUFA)含量显著下降,但多不饱和脂肪酸(PUFA)含量显著升高,并且显著降低皮下脂肪组织的饱和脂肪酸含量,提高了MUFA含量,而PUFA和MUFA的增加均可以提升肉品风味。敖翔等[39]利用水浸法对大麦进行预处理,替代脱壳大麦(10%)饲喂(70.5±1.7)kg的100头健康三元杂交猪。结果发现,水浸大麦组的料重比为3.22,比脱壳大麦组显著降低约5.01%;水浸大麦组的干物质和总能的表观消化率分别为75.6%、75.0%,比脱壳大麦组显著提高约1.89%、1.76%,表明10%的水浸大麦替代10%的脱壳大麦能够显著提高饲喂效果。Wang等[40]研究表明,与10%脱壳大麦饲粮相比,给猪饲喂10%水浸大麦饲粮,猪回肠中对粗蛋白质、苯丙氨酸、苏氨酸和色氨酸的表观消化率均显著增加。邱金龙[41]研究发现,使用一次粉碎的含大麦的饲料饲喂生长猪,料重比约为2.2,而用二次粉碎料饲喂后,其料重比约为1.93,饲料饲喂效果改善较明显。综上所述,玉米替代日粮中大麦可提高猪部分生产性能与繁殖性能,鉴于大麦的价格低于玉米,因此大麦作为能量饲料可广泛应用猪生产中[42]。3.2大麦在牛日粮中的应用日粮中添加高比例大麦能够提高牛瘤胃液脂肪酸浓度和淀粉酶活性,饲喂阉牛的日粮中含60%的大麦,瘤胃液(平均pH值为6.45)中检测出6.4%的有害纤毛虫,而饲喂大麦比例为95%的日粮,阉牛瘤胃液(平均pH值为6.02)中未检出有害纤毛虫[43],这可能由于大麦淀粉可增强瘤胃发酵,改变瘤胃pH值,较低的pH值环境可以抑制瘤胃有害细菌的活动。曹彦宗等[6]以奶牛为研究对象,用大麦粉替代日粮中一定比例(10%、20%、30%、40%)玉米,随着替代比例提高,奶牛采食量降低,替代量为30%和40%时,奶牛采食量分别比对照组下降2.1 kg和1.8 kg;大麦粉替代组的产奶量和乳脂率均与对照组无显著差异;添加10%和40%大麦粉时,乳脂率比对照组分别提高0.058%和0.084%。Kidane等[44]研究表明,奶牛在泌乳早期到中期的浓缩饲料中使用大麦替代7%豆粕,不影响奶牛的泌乳量和牛奶成分,可能是由于大麦中蛋白的瘤胃降解水平高于玉米,以适当比例与玉米混合后,在瘤胃发酵过程中避开淀粉发酵高峰,使瘤胃pH值环境更加稳定,从而促进瘤胃发酵进而提高产奶量。因此,在奶牛日粮中,大麦不仅可以作为日粮能量来源部分替代玉米等,而且可以作为蛋白来源替代豆粕。Ran等[45]研究发现,大麦籽的加工程度(加工前后密度)对肉牛瘤胃脂肪酸浓度和pH值无影响,但是大麦籽加工程度达到85%,能够有效消除饲粮中性洗涤纤维含量对肉牛营养物质消化率的影响。Williams等[46]在肉牛大麦日粮中添加0.75 mL/kg DM的纤维素酶,发现肉牛的生长性能显著提高,牛肉品质明显改善。Koenig等[47]比较不同添加比例大麦粒(80%、76%、72%、68%)和大麦青贮(0%、4%、8%、12%)对肉牛生长性能、采食行为和屠宰性状的影响,结果显示,随着大麦青贮添加比例从低到高,肉牛采食量线性增加,其中72%大麦粒配合8%大麦青贮,肉牛的料重比最低。赵红波等[48]在延边黄牛日粮中添加不同比例的经发酵处理后的大麦,黄牛的总增重和平均日增重均以34%发酵大麦组最高,分别为108 kg和1.2 kg,并且血液生化指标同样以34%发酵大麦组最优,因此认为添加34%发酵大麦对肉牛育肥效果最佳。综上所述,以大麦为基础,配制育肥日粮,虽可能降低饲料转化率,但不影响牛的日增重。此外,还可添加一定量的酶制剂或对大麦进行适当的预处理,从而提高牛的生长性能,改善肉品质。3.3大麦在羊日粮中的应用大麦在羊的饲粮中主要是用作玉米替代物,大麦替换适当比例玉米能够有效改善羊的生长性能和瘤胃健康[49-50]。吴世迪等[51]比较大麦分别替代50%和100%比例玉米进行饲喂试验,结果表明,大麦比玉米具有更好的瘤胃发酵特征,与玉米组相比,大麦-玉米组(50%)和大麦组(100%)挥发性脂肪酸含量提高了3.7%和5.3%,乙酸浓度提高5.3%和9.1%,且大麦替代全比例(100%)玉米对绵羊的瘤胃发酵更好。大麦作为肉羊的优质能量饲料,虽然粗脂肪含量低于玉米,但可消化粗蛋白含量显著高于玉米[52]。马晓文[53]分别将粒度为2、3和4 mm的大麦加工成混合颗粒料饲喂湖羊,研究表明,4 mm粉碎大麦饲喂育肥湖羊效果最佳,提高产琥珀酸丝状杆菌和溶纤维丁酸弧菌的数量,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维消化率达到最高,分别为58.13%和29.88%,分别比最低组(2 mm)提高8.30%和6.61%,大麦粉碎粒度处理程度对羊的半纤维消化率影响达显著水平;饲粮中大麦配比以33%替代玉米饲喂湖羊,对其瘤胃健康最好。Belenche等[54]采用氨化法对大麦进行预处理,分别用60%氨化大麦(AMM组)和未处理大麦(添加尿素,CTL组)饲喂绵羊,结果表明,AMM组试验羊瘤胃pH值为6.31,比CTL组高0.29;AMM组试验羊采食后血液中氮含量比CTL组高5.1%;AMM组试验羊肠道氮表观消化率提高21%,而尿氮排泄上升34%,使用氨化大麦可以有效提高氮吸收和瘤胃微生物氮合成。综上所述,在羊日粮中以大麦替换部分甚至全部玉米,可以降低经济成本,有效改善生长能和瘤胃健康状况,不会对羊的生长造成其他不利影响。3.4大麦在鸡日粮中的应用饲喂大麦型日粮,可以提高肉鸡的生长性能、改善其肠道微生物环境[55]。方成堃等[56]比较大麦、黑小麦、小麦和黑麦的有效能值,添加大麦比例分别为250 g/kg和500 g/kg,发现大麦替代量与干物质、能量的回肠消化率以及干物质、氮、能量的全肠道代谢率,以及回肠消化能、代谢能、氮校正代谢能存在极显著的线性降低关系,肉鸡回肠消化能、代谢能和氮校正代谢能分别为9.31、10.50、10.29 MJ/kg。在大麦型鸡饲料中添加酶制剂,如木聚糖酶、β-葡聚糖酶等,可以提高鸡对营养物质的消化吸收,显著提高肉鸡的增重和饲料转化率[36,57]。Morgan等[58]比较添加不同剂量的木聚糖酶对大麦及其他谷物日粮饲喂效果的影响发现,添加32 000 BXU/kg木聚糖酶的大麦日粮饲料效果比玉米、高粱更好。Karunaratne等[59]研究不同水平大麦替代小麦对蛋鸡肠道健康的影响,结果表明,日粮中用大麦替代73%小麦,添加0.01%的β-葡聚糖酶,显著降低了IL-2、IL-6等炎性因子表达,并提高了小肠绒毛高度。上述研究表明,使用酶制剂(如β-葡聚糖酶)对大麦进行处理可以改善鸡的肠道健康,这可能是由于大麦(籽)中含有的抗营养因子含量降低,酶制剂可以有效提高大麦的营养价值。Barua等[60]以不同日龄肉仔鸡为试验对象,研究大麦日粮和玉米日粮消化率的差异,结果表明,大麦的干物质、粗蛋白、必需氨基酸、总氨基酸以及中性洗涤纤维的含量比玉米高0.03%~0.85%;仔鸡在7~42日龄饲喂大麦日粮的日采食量和日增重均显著高于玉米日粮,大麦日粮试验鸡料重比为1.34,玉米型日粮试验鸡料重比为2.62。综上所述,在鸡的玉米-豆粕型基础日粮中用大麦替代部分能量饲料可显著提高生产性能、机体免疫。4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。
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