影响高粱饲用价值的主要内在因素及其利用措施

郭 琦，梁 笃，张一中，柳青山

(山西农业大学（省农业科学院）高粱研究所，山西 晋中 030600)

高粱在发达国家大多数用于制作动物饲料，一些中美洲国家作为主要粮食作物，中国则用于酿酒和酿醋。高粱中的3 种物质对食用高粱的动物消化系统会产生不利影响，影响动物对蛋白质的吸收和利用[1]。而高粱中的主要能源物质淀粉被蛋白质包裹，因此会进而影响动物对淀粉的吸收。国内目前对饲用高粱的研究较少，应加大研究力度，提高高粱的饲用价值。

一、山西省高粱种植现状

山西是高粱种植大省，种植面积占全国高粱种植面积的10%。20 世纪60 年代，山西推出“二矮”杂交高粱育种模式，广泛种植杂交高粱。高粱中矮秆恢复系的晋梁五号和晋辐一号产量高、品质好，占全国恢复系总量的45%以上。20 世纪80 年代，利用A2 细胞质培育出高梁雄性不孕系晋杂十二号，成为全国杂交系高粱的主推品种。

山西省酿造业十分发达，科研人员加大了提高高粱淀粉含量的相关研究，最终培育出晋杂十五、十六、一百零一号等淀粉含量极高的杂交高粱品种，提升了酿造原料的品质。近几年，研究人员利用硫酸二乙酯等化学诱变剂，使用有毒诱变剂处理愈伤组织，培育出第1 个克隆诱变品种晋杂十八号，在世界上都处于领先水平。但是山西省对饲用高粱的研究略有不足，没有重视影响高粱饲用价值的内在因素，相关研究较少。

二、影响高粱饲用价值的内在因素

1、酚类化合物

酚类化合物指芳香烃环上的氢被羟基取代而生成的一类芳香族化合物，根据羟基数目可以划分为一元酚和多元酚2 种。一般高粱类作物都含有酚类物质，有的品种内含有的酚类物质是黄酮类，也有的品种中含有缩合型单宁[2]。国外培育的饲用高粱往往不含缩合型单宁，有的品种甚至不含单宁。

单宁的生理活性主要是其与生物体内的蛋白质、多糖、核酸等作用来体现。一些研究表明，用含有缩合型单宁的高粱饲养动物，如果含量较高，会影响所饲动物的生长发育。最近的研究表明，如果饲料中单宁含量达3%，则鸡对含氮化合物、矿质元素及淀粉的吸收消化就会显著降低，但对脂类物质的消化和吸收没有影响。动物饲料中的单宁也会影响到反刍动物对蛋白质和碳水化合物的消化，降低瘤胃微生物酶的活性。

单宁对牛等反刍动物有一定益处。单宁可以和饲料中的蛋白质结合，大大降低蛋白质在瘤胃中的溶解度和表面活性，避免被微生物迅速降解，从而提高动物对蛋白质的吸收效率。单宁对于提高动物肉质也有一定效果。研究表明用高粱代替玉米饲养羔羊，并没有抑制羔羊对饲料中营养物质的消化吸收，反而随着饲料中高粱比例的上升，羔羊的含肉率、肉中的单宁含量以及血红素含量都有不同程度的增加，提高了羔羊肉的品质。

2、植酸及植酸磷

植酸又称肌酸，主要存在于植物的种子、茎和根中，其中豆科植物种子、谷物麸皮和胚芽中含量最高。植酸磷是含有6 个磷酸基团的环状化合物，可以影响其他矿物元素的有效性。其可以与植物中大部分磷结合，还可以与其他二价、三价金属元素结合，形成难溶的络合物—磷酸盐[3]。磷酸盐会和动植物体内的蛋白质、脂肪、淀粉结合，抑制淀粉酶、脂肪酶、蛋白质酶的活性，影响动物消化。一些实验研究表明，高粱与其他谷类作物相比植酸含量更高。高粱中的植酸和植酸磷主要集中在高粱籽的麸皮处，比高粱米中的植酸磷含量高很多。

3、醇溶蛋白

醇溶蛋白是植物种子里储存蛋白的组分之一，具有很强的耐水性、耐热性以及耐脂性。高粱醇溶蛋白是高粱蛋白的重要组成部分，占总粗蛋白的40%～50%。高粱醇溶蛋白主要有α-醇溶蛋白、β-醇溶蛋白、γ-醇溶蛋白。实验研究发现，蛋白质的含量与醇溶蛋白的含量呈负相关，其中γ-醇溶蛋白的含量与高粱中蛋白质的含量呈负相关。因此，高粱中养分利用率较低的主要原因是存在醇溶蛋白。

三、提高饲用高粱利用价值的措施

1、单宁的作用以及利用措施

实验研究表明，单宁可以凝结动物肠道的消化酶，并通过抑制酶的活性影响动物对营养物质的消化吸收。阿当比等[1]研究了高粱单宁对与动物胰蛋白酶和淀粉酶活性的影响，并在体外和体内同时展开实验。实验结果表明，体外实验中的玉米饲料在实验动物的肠道内残留的淀粉酶和胰蛋白酶要显著高于高粱饲料，但在体内实验中对消化酶的抑制作用不明显。高粱饲料与玉米饲料相比，在很大程度上降低了实验动物的增重和采食率。但是也有实验表明，增加饲料中的单宁含量并不能影响淀粉酶和脂肪酶的活性。

动物饲养中，可以利用单宁降解消化酶来提高消化吸收率。在梨和香蕉中存在的多酚氧化酶被证明可以降低高粱中酚类化合物的含量，可以利用多酚氧化酶、蘑菇多酚氧化酶、植酸酶等单宁降解酶降低单宁浓度，大大降低高浓度单宁对动物消化吸收的影响。

2、植酸的特性及利用措施

植酸和植酸磷不能被非反刍动物吸收，如果将植酸摄入体内还会和体内的金属元素结合形成磷酸盐，对营养物质的吸收和微量元素的利用造成影响。研究表明，动物体内蛋白质的消化率与脂酸含量呈负相关，饲料蛋白质含量越高，蛋白质消化率受植酸影响的程度越高。植酸还会抑制包括淀粉水解酶、蛋白质水解酶、脂肪酶等在内的多种消化酶活性，影响蛋白质、淀粉、脂肪的吸收和利用。

农业生产中，可添加植酸酶来提高高粱的饲用价值。植酸酶是一种可以将植酸磷复合物中的磷变为可利用磷的一种水解酶，对饲料中磷消化的促进作用很强，可以提高饲料的饲用价值。反刍动物利用植酸也非常重要，可影响动物体内及瘤胃中微生物的生长。也可通过添加植酸酶来降解植酸，最终实现体内磷元素的最大化利用。

3、醇溶蛋白的利用措施

可通过遗传改良高粱籽粒的质地，降低高粱籽的醇溶蛋白含量。研究表明，角质胚乳相比于软质胚乳有更多的蛋白质、醇溶蛋白以及二硫化合物，其中的蛋白质更容易溶解。一些干旱地区会种植一种小粒高粱，往往含有更坚硬的淀粉粒，以及不容易消化的醇溶蛋白。研究表面γ-醇溶蛋白存在于角质高粱，决定了高粱籽粒的硬度，大粒软质高粱往往醇溶蛋白较少，更利于动物消化。研究人员可以致力于籽粒胚乳的遗传改良，降低高粱醇溶蛋白的含量，提高动物对高亮蛋白的吸收效率。

四、结语

高粱是山西省酿造业的重要原料，也是重要的动物饲料，提高高粱品质意义重大。为研究影响高梁饲用价值的内在影响因素，本文分别对酚类化合物、醇溶蛋白、植酸与植酸磷进行了相应分析，并提出一些改良措施，以期提高高粱的饲料价值。