■文/山西省呂梁市離石區(qū)農(nóng)業(yè)委員會(huì) 高 彥
燕麥在飼料中的應(yīng)用概況
■文/山西省呂梁市離石區(qū)農(nóng)業(yè)委員會(huì) 高 彥
燕麥?zhǔn)俏覈爬系霓r(nóng)作物之一,屬于禾本科、燕麥族、燕麥屬,一年生草本植物,分為皮燕麥(帶稃型)和裸燕麥(裸粒型)兩種(淋汝法等,2002)。世界上燕麥產(chǎn)量僅次于小麥、玉米、水稻、大麥、高粱,位于第6位。主產(chǎn)國是俄羅斯、美國、加拿大,中國第4。我國燕麥主要種植在華北、東北、西北、內(nèi)蒙古及西南高寒地區(qū),主要作為糧食作物和飼料原料。我國主要種植裸燕麥,占整體種植面積的92%,其中內(nèi)蒙古自治區(qū)種植面積最大,占全國種植面積的40%。燕麥喜冷涼濕潤氣候,生長期長并且產(chǎn)量低,但是與其他糧食作物相比,燕麥營養(yǎng)最均衡,經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高。
燕麥含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),主要是淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性膳食纖維和其他一些微量元素。根據(jù)中國醫(yī)學(xué)院研究所對燕麥成分的分析結(jié)果可知:裸燕麥中含有的氨基酸種類較多,并且含量較高,與人類每日必需的氨基酸攝取量非常接近,可促進(jìn)人類身體發(fā)育(顧堯臣,1999)。此外,人體的8種必需氨基酸在燕麥中含量也較豐富。李志強(qiáng)等(2013)研究表明,燕麥干草富含可溶性纖維,而木質(zhì)素含量較低。燕麥的可溶性膳食纖維中主要是β-葡聚糖,燕麥所含的β-葡聚糖90%存在于燕麥麩皮中。燕麥麩皮是燕麥加工的副產(chǎn)物,近年來作為預(yù)防和治療糖尿病的膳食纖維資源越來越引起的人們的注意。燕麥因富含粗纖維,增加食糜黏性和體積,能夠促進(jìn)腸道蠕動(dòng)利于排便,并且熱量低,容易引起飽腹感,因此升糖指數(shù)低,具有降脂降糖功效。研究表明,在糖尿病小鼠日糧中添加燕麥麩,隨著添加量的增加,小鼠的血糖水平顯著降低;尿多、體重下降的癥狀有所緩解,同時(shí)還能抑制因高血糖引起的并發(fā)癥,增強(qiáng)患病小鼠的胰臟的器官功能(曹盛樂等,2014)。燕麥麩具有降血糖、降血脂、降低膽固醇等保健功能,其中起主要作用的有效成分是β-葡聚糖和具有抗氧化性的多酚類物質(zhì)(黃相國和葛菊梅,2004)。
在燕麥的膳食纖維中,目前研究較多的就是β-葡聚糖。β-葡聚糖中大部分是可溶性葡萄糖,少部分是不溶性葡萄糖。其中β-葡聚糖主要存在于燕麥麩皮中(董吉林和申瑞玲,2005),具體為燕麥糊粉層細(xì)胞壁中,并且是其他農(nóng)作物不可替代的。β-葡聚糖是由葡萄糖按照β-(1-4)和β-(1-3)糖苷鍵連接在一起的多糖,是分子量較小的短鏈葡聚糖,以水溶液提取燕麥麩皮中可溶性膳食纖維,燕麥品種、生長環(huán)境、燕麥麩皮加工方法不同,得到的β-葡聚糖的含量就不同。
研究表明,β-葡聚糖不僅可以提高動(dòng)物的生長性能,還具有提高動(dòng)物免疫力,降低膽固醇含量,降血脂,防止心腦血管疾病,抗腫瘤等作用。β-葡聚糖提高動(dòng)物生長性能的機(jī)理尚不清楚,各學(xué)者說法也不統(tǒng)一,β-葡聚糖提高魚類生長性能的解釋是β-葡聚糖能增加血清總蛋白,促進(jìn)機(jī)體蛋白質(zhì)合成,增加氮沉積,從而提高動(dòng)物對蛋白質(zhì)的利用率(吳春玉等,2013)。在斷奶仔豬日糧中添加β-葡聚糖可以提高其日增重,降低消化道中的病原性大腸桿菌和沙門氏菌數(shù)量,改善腸道形態(tài)及降低腸黏膜因斷奶應(yīng)激產(chǎn)生的損傷(安尚澤等,2012)。在肉仔雞日糧中添加β-葡聚糖,與基礎(chǔ)日糧相比,顯著提高仔雞增重量,提高血清免疫球蛋白含量和盲腸內(nèi)乳酸菌數(shù)量(曲昆鵬等,2016)。目前,關(guān)于β-葡聚糖其他生物功能的作用機(jī)理也尚未清晰,但是相關(guān)推論較多。關(guān)于β-葡聚糖降低膽固醇比較有說服力的解釋是β-葡聚糖作為可溶性纖維,能夠增強(qiáng)腸道內(nèi)黏性,阻礙膽汁酸和膽固醇在腸內(nèi)的吸收和分布(Anderson等,1986),直接從糞便排出,從而降低血液膽固醇。預(yù)防腫瘤及提高機(jī)體免疫力作用主要是β-葡聚糖能夠激活巨噬細(xì)胞攻擊腫瘤細(xì)胞,并且調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等其他免疫系統(tǒng)(Hong等,2003)。
燕麥中含有較多具有抗氧化活性的物質(zhì),例如維生素E、植酸、黃酮類物質(zhì)和植物多酚,其中主要的抗氧化成分是多酚,且主要分布在燕麥麩皮中。多酚是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)相連的羥基化合物,其在植物體重的含量位列第4,僅次于纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。植物多酚能夠與蛋白質(zhì)、多糖、酶、生物堿、核酸等結(jié)合發(fā)生相互作用(李健等,2008),其最主要的是與蛋白質(zhì)結(jié)合。目前研究多酚與蛋白質(zhì)結(jié)合的試驗(yàn)較多,也比較深入,實(shí)際應(yīng)用較多,例如利用單寧給絲綢染色、茶多酚對于人的澀味等。與蛋白質(zhì)結(jié)合的機(jī)理目前比較認(rèn)可的是植物多酚先依靠疏水鍵接近蛋白質(zhì)分子,進(jìn)入疏水袋,然后與蛋白質(zhì)的氫鍵結(jié)合(宋立江等,2000)。燕麥麩皮中還含有一種特有的抗氧化物質(zhì),燕麥生物堿,它是植物多酚中酚酸類的衍生物,具有較強(qiáng)的抗氧化性、抗衰老、抗動(dòng)脈硬化、抗炎止癢等功效。試驗(yàn)表明,燕麥生物堿含量是其抗氧化作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ),且不同地點(diǎn)、不同品種中燕麥生物堿含量差異較大(任袆等,2010)。
在增強(qiáng)油脂穩(wěn)定性試驗(yàn)中,燕麥麩提取物的抗氧化性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)合成的抗氧化劑BHA和TBHQ。天然抗氧化劑具有安全、無毒、環(huán)保等優(yōu)勢。目前,天然抗氧化活性物質(zhì)已從單純的作為油脂的抗氧化劑發(fā)展到清除體內(nèi)多余自由基,已達(dá)到抗衰老、抗腫瘤、保護(hù)機(jī)體細(xì)胞和心腦血管的生理作用,并且已經(jīng)取得較多研究成果。今后,我國燕麥產(chǎn)業(yè)會(huì)不斷發(fā)展,研究如何深度發(fā)掘燕麥的營養(yǎng)價(jià)值及保健作用,改善加工工藝,使燕麥種植和利用轉(zhuǎn)為規(guī)模化和商業(yè)化。
目前,燕麥的籽實(shí)主要用來食用,而秸稈常用來飼喂反芻動(dòng)物,是我國常用的飼草來源。周瑞(2016)在研究燕麥干草和玉米青貯相比對綿羊的營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝和瘤胃微生物區(qū)的影響中得到,燕麥干草組的有機(jī)物、干物質(zhì)、粗纖維的采食量和消化率均顯著高于玉米青貯組;燕麥干草組的食入氮、沉積氮和氮存留率也顯著高于玉米青貯組;燕麥干草組瘤胃內(nèi)白色瘤胃球菌和產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌相對含量高于玉米青貯組,更加有利于微生物生長及瘤胃微生態(tài)穩(wěn)定。燕麥因?yàn)楹禽^多,有“甜干草”之稱,因此與其他干草配合飼喂反芻動(dòng)物,可提高采食量。王亮亮(2011)將燕麥干草和東北羊草配合苜蓿干草飼喂奶牛,燕麥干草組顯著提高了奶牛產(chǎn)奶量和乳蛋白含量。燕麥在單胃動(dòng)物中研究較少,但是隨著近期粗纖維保健功能研究的興起,越來越多的學(xué)者開始嘗試在單胃動(dòng)物中加入燕麥。例如梁曉兵(2013)用燕麥青干草與配合日糧按照比例將試驗(yàn)組分成高、中、低纖維組飼喂互助八眉二元母豬,對其初生仔豬器官發(fā)育的研究結(jié)果顯示,肝臟指數(shù)、脾臟指數(shù)、胰臟指數(shù)中纖維組和高纖維組均顯著或極顯著高于對照組;小腸指數(shù)高纖維組顯著高于對照組;心臟指數(shù)高、中、低纖維組均顯著高于對照組;腎臟指數(shù)高纖維組和中纖維組顯著高于對照組;初生產(chǎn)仔數(shù)和初生產(chǎn)活仔數(shù)高纖維組和中纖維組均顯著高于對照組;初生窩重中纖維組顯著高于對照組。研究結(jié)果說明,在妊娠母豬飼料中添加適量燕麥青干草能夠顯著提高母豬生產(chǎn)性能及仔豬消化道發(fā)育和免疫器官發(fā)育。朱麗媛(2016)在研究麥麩和燕麥麩對生長豬氮排放的影響中得出,添加20%燕麥麩可顯著降低生長豬尿液總氮含量、尿液貯存后的氮氨含量和糞便pH,效果優(yōu)于麥麩組,可能與燕麥含有的可溶性纖維較多有關(guān)。
早期動(dòng)物營養(yǎng)研究都要減少飼料纖維含量,提高飼料消化率,但是現(xiàn)代研究則表示要適量添加粗纖維,維持腸道微生態(tài)環(huán)境和刺激腸道發(fā)育。隨著營養(yǎng)學(xué)系統(tǒng)化研究,開始對每一種纖維原料進(jìn)行細(xì)化研究,其中燕麥在動(dòng)物體內(nèi)所表現(xiàn)的作用非同小可,不單單作為粗纖維來源,起特殊功能和抗氧化性均對動(dòng)物生長起到重要作用,深入研究燕麥或燕麥提取物對動(dòng)物的其他作用機(jī)理不但可以作為動(dòng)物保健理論基礎(chǔ),還可以為人類保健研究提供理論依據(jù),因此,深入發(fā)掘燕麥功能對動(dòng)物營養(yǎng)和人類保健都有著重要影響。■
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