高粱是世界上第五大谷类作物，世界各地有7 000多种，播种面积超过4 000万公顷[1-2]。高粱具有产量高、抗逆性强的特点，能够在玉米等其他作物难以生长的环境中生长[3]。高粱的营养价值与玉米接近，可成为玉米的替代品。本文分析了高粱的营养价值、抗营养因子，阐述近年来国内外关于高粱在猪生产中的应用进展，以期为高粱在猪饲料生产中的进一步应用提供参考。1高粱的营养价值高粱从外到内分别为果皮、胚乳和胚芽。有些品种具有种皮，位于果皮和胚乳之间[4]。通常果皮（外层）和种皮由非淀粉多糖、酚类物质（3-脱氧花青素、单宁和酚酸等）和类胡萝卜素组成。胚乳中含有硫胺素、核黄素等多种B族维生素以及矿物质和碳水化合物。胚芽的组成与胚乳相似，均含有B族维生素、矿物质、脂类和维生素E等[4-5]。高粱蛋白质富含一些非极性氨基酸（AA），如脯氨酸、亮氨酸、丙氨酸和谷氨酸，其中赖氨酸是高粱的主要限制性AA[6]。高粱的化学组成、营养价值与多种谷物相似，如小麦、水稻和玉米。Stein等[7]较为全面地综述了高粱和玉米的营养成分，高粱和玉米的营养成分见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.19.031.T001表1高粱和玉米的营养成分项目高粱玉米样本数平均值样本数平均值干物质/%3688.9032988.20粗蛋白/%7811.203648.10中性洗涤纤维/%2210.1015010.20酸性洗涤纤维/%204.601352.90粗灰分/%621.801901.40钙/%130.021170.02磷/%140.281420.26植酸盐/%20.64100.74淀粉/%1069.206662.10总能/(MJ/kg)1016.3015716.70由表1可知，高粱营养成分与玉米接近甚至优于玉米。高粱的干物质、中性洗涤纤维、钙和磷等含量与玉米接近，粗蛋白和淀粉的含量却高于玉米。因此，高粱完全有潜能替代玉米作为饲料中的能量饲料。2高粱中的抗营养因子高粱籽粒内存在3种抗营养因子：（1）多酚化合物。多酚化合物是高粱的主要生物活性化合物，存在于各种谷物中[8]，但高粱主要的多酚物质是单宁、酚酸和黄酮类化合物。（2）醇溶蛋白。高粱中的蛋白质被归类为醇溶蛋白，高粱醇溶蛋白分子内会形成二硫键而对肽酶具有抗性，是其消化率低的主要原因[9]。（3）植酸。植酸是高粱籽粒中的一种有机酸，又被称为肌醇六磷酸，通常以钾、镁和钙盐（植酸盐或植酸盐）的形式存在于种子中。植酸可与矿物阳离子和蛋白质形成不溶性配合物，导致微量矿物质的生物利用度降低，蛋白质消化率降低[10]。这些抗营养因子可能会降低饲料效率[11-12]，影响畜禽的生长性能。3高粱在猪生产中的应用3.1高粱替代日粮中的玉米对猪生产性能的影响在营养物质消化率方面，高粱日粮的粗蛋白质表观全消化道消化率显著低于玉米日粮[13-14]。在胃肠道形态生理学方面，高粱替代玉米不影响猪的胃肠食糜的pH值以及肝脏和胰腺的重量、胰腺中总的和特定糜蛋白酶酶活性以及肠绒毛形态[15]，但高粱组淀粉酶活性和胰蛋白酶活性较低[16]，高单宁高粱会显著降低消化酶和抗氧化酶的活性[17]。在血液指标方面，高粱替代玉米会显著降低血清尿素、总蛋白水平以及血糖水平[18-19]。在生长性能方面，低单宁高粱替代日粮中全部玉米不影响仔猪和生长猪的日均采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）和饲料转化效率（FCR）[13-14]，但在育肥阶段高单宁高粱替代日粮中全部的玉米会显著降低ADG和FCR[20-21]。在肉品质方面，高粱替代部分玉米可显著提高猪肌肉中的不饱和脂肪酸含量，进而提高猪肉的品质[22]。高粱中的单宁和醇溶蛋白可能会影响日粮蛋白质的消化率[15]，且高粱蛋白体的独特结构，通过物理和化学相互作用影响蛋白质和能量的利用[23-24]。高粱中的抗性淀粉含量高，可能会限制高粱能量的利用[25]。能量和蛋白的利用率降低则会导致饲料资源的浪费和自然环境的破坏[26]。高粱替代部分玉米对猪生产性能的影响见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.19.031.T002表2高粱替代日粮中的玉米对猪生产性能的影响处理方法动物种类结果文献来源低单宁高粱替代0、25%和50%玉米妊娠后期和哺乳母猪玉米组母猪的产仔活数更高，高粱替代组仔猪哺乳期间的ADG显著高于玉米组Moreira等[27]红高粱替代玉米妊娠后期和哺乳母猪高粱替代组母猪的背膘损失有高于玉米组母猪的趋势，但高粱替代组母猪泌乳期的体重损失显著低于玉米组Sotak等[28]干低单宁高粱、低单宁和高单宁高分水青贮高粱替代玉米断奶仔猪低单宁高水分高粱青贮组的FCR显著高于其他处理组Lopes等[29]低单宁高粱替代玉米断奶仔猪试验前期降低仔猪粪氮水平Pan等[30]红高粱、白高粱替代玉米生长猪高粱替代组总AA回肠表观消化率显著低于玉米组Thomas等[13]红高粱、白高粱替代玉米生长猪低单宁的白高粱能量利用率比红高粱高，且白高粱对能量的利用率与玉米接近Pan等[31]低单宁高粱替代玉米生长猪高粱组的总能、粗蛋白质表观全消化道消化率显著低于玉米组Pan等[14]低单宁高粱替代中玉米中0、25%和50%的玉米保育、生长和育肥猪玉米组的血清尿素水平和血清总蛋白水平显著高于高粱替代组Moreira等[18]低单宁低醇溶蛋白高粱、低单宁高醇溶蛋白高粱和高单宁高醇溶蛋白高粱替代玉米生长猪高单宁和高醇溶蛋白可能会影响日粮蛋白质的消化率Soto等[15]高单宁红高粱替代日粮中0、200、400、600 g/kg的玉米Mukota猪、大白猪Mukota猪可以比大白猪更好利用红高粱Mushandu等[32]续表2　高粱替代日粮中的玉米对猪生产性能的影响10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.19.031.T003处理方法动物种类结果文献来源蜡质、非蜡质红高粱替代玉米生长育肥猪高粱组的ADFI更高，玉米组FCR更高Shelton等[20]无单宁高粱替代玉米育肥猪不影响ADFI和生长性能尚秀国等[33]红高粱替代30%、65%和100%玉米育肥猪高粱替代全部玉米显著降低ADG宋献艺等[21]红高粱替代30%、65%和100%玉米育肥猪高粱替代部分玉米可提高猪肉品质张凯等[22]3.2高粱日粮中添加酶制剂对猪生产性能的影响高粱中的抗营养因子导致高粱在猪体内的利用程度降低，影响畜禽的生长性能，通过在日粮中酶制剂可以弥补高粱在猪生产中的不足。在日粮中添加微生物植酸酶可提高猪磷的利用率和磷的全消化道消化率[34-35]，添加蛋白酶则可提高氮的利用率[36-37]。Messias等[38]在断奶仔猪日粮中添加多糖酶制剂（700 U/kg α-半乳糖苷酶、2 200 U/kg半乳甘露聚糖酶、3 000 U/kg木聚糖酶和22 000 U/kg β-葡聚糖酶）和植酸酶（500 FTU/kg），发现低单宁高粱日粮中添加多糖酶制剂可显著提高高粱干物质的消化率和代谢能/总能的比值，但添加多糖制剂、植酸酶或二者组合均不影响高粱蛋白的消化率以及AA回肠消化率。李志鹏等[37]在生长猪日粮中添加0.05%的角朊酶蛋白酶，结果显示，在高粱日粮中添加蛋白酶具有增加干物质、总能和中性洗涤纤维回肠表观消化率的趋势，能够显著提高粗蛋白质回肠表观消化率以及十二指肠绒毛高度与隐窝深度比值，但不影响生长猪的ADG和FCR。高粱日粮中添加酶制剂对猪生产性能的影响见表3。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.19.031.T004表3高粱日粮中添加酶制剂对猪生产性能的影响处理方法动物种类结果文献来源多糖酶制剂和500 FTU/kg植酸酶断奶仔猪多糖酶制剂可以提高高粱干物质消化率和代谢能/总能的比值Messias等[38]500 FTU/kg植酸酶生长猪高粱组钙、磷的利用率可以达到甚至优于玉米日粮Thomas等[13]0.05 %的角朊酶生长猪可以显著提高粗蛋白质回肠表观消化率以及十二指肠绒毛高度与隐窝深度比值李志鹏等[37]1 000 FTU/kg微生物植酸酶生长猪添加植酸酶可以显著提高高粱和玉米中钙、磷消化率，但植酸酶在高粱上的应用效果好于玉米Mc-Ghee等[39]0、400、800、1 200和1 600 U/kg黑曲霉植酸酶生长猪添加400 U/kg植酸酶就可以满足生长猪的需要且FCR显著高于对照组Veum等[40]500 FTU/kg黑曲霉植酸酶生长猪添加植酸酶不影响胃胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性Morales等[41]250 mg/kg的包被蛋白复合酶生长猪降低粪中氮产量来提高氮利用率，进而提高了生长猪的FCRPan等[36]360 mL/t（1 650 U/g淀粉酶和30 U/mL纤维素酶）育肥猪育肥前期可以提高FCRPark等[42]0.8 %酵母培养物育肥猪提高了背最长肌的饱和脂肪酸含量，降低了皮下脂肪和背最长肌的单不饱和脂肪酸含量路则庆等[43]3.3高粱的加工工艺对猪生产性能的影响饲料颗粒化可以改善猪的生长、提高饲料利用率，从而提高经济效益[44]。谷物在膨化过程中施加的热量、压力和添加的水分可能会使谷物中的淀粉糊化[45]，提高代谢能、消化能以及AA的消化率[46]。温度是蒸汽调节最重要的因素之一，可影响饲料的颗粒质量、营养价值和饲养价值[47]。Rodriguez等[48]在生长猪日粮中添加经过膨化后的高粱，结果发现，膨化工艺显著提高了淀粉的表观回肠消化率，从而显著降低了粪便中总能含量。Wang等[49]将高粱日粮的调制温度设为65、70、75、80和85 ℃饲喂生长猪，结果显示，随着调制温度的升高，高粱中抗性淀粉的含量、饲料硬度呈线性增加，淀粉糊化与调制温度呈二次曲线关系，但蛋白质溶解度线性降低；DM和CP的消化率以及ADG和FCR先升高后降低，呈明显的二次关系；高粱的调制温度在75~80 ℃范围内在生长猪中的使用效果较好。高温下，高粱蛋白体外围的β-和γ-醇溶蛋白有部分产生二硫键，可能造成了高粱醇溶蛋白溶解度降低[50]。王勇生等[51]研究了不同粉碎粒径高粱对生长猪消化能和消化率的影响，结果发现，与过20目筛的高粱相比，过40目和60目的高粱消化能显著提高，过40目筛的高粱处理组的中性洗涤纤维消化率显著升高。Owsley等[52]将高粱粒径从1 262 μm减小至471 μm，结果发现，减少颗粒大小可显著提高干物质、淀粉、氮和总能的表观消化率。Paulk等[53]将高粱分别研磨至800、600和400 μm，结果发现，随着高粱粒度的减小，育肥猪的FCR呈线性提高。4结论高粱在猪实际生产应用中需考虑以下因素：低单宁的高粱在生产中的应用效果较好；不同的加工处理和不同生长阶段的猪对高粱利用效果不一致；配制猪的日粮时应考虑不同品种高粱的消化能和代谢能，以实现精准营养；考虑高粱中的抗营养因子，可在日粮中应用酶制剂。