近年来,我国畜牧业发展迅猛,各种经济动物养殖基地在不断的建设之中,大量的经济动物不断增加,随之而来的就是饲用粮食需求的增加。但随着我国人口的激增,大量可耕用地被占用,人均占有可耕地减少、人均占有粮食少等现象依旧是当前我国所面临的严峻问题。而随着粮油的深加工以及生物能源加工业的高速发展,饲用粮食的短缺已成为了我国饲料行业发展面临的迫切而又具有现实意义的突出问题。目前,在粮食增产乏力,大量减产,价格大幅提升,进口资源受到限制的情况下,特别是近期关于能量饲料--转基因MIR162玉米被海关拒收,要实现我国饲料行业的可持续发展已显得非常困难。由于现阶段我国饲料原料资源不能满足畜禽的实际需求量,为解决这一突出问题,可以充分利用现有饲料资源、加强开发非粮和新型的饲料资源,实现饲料资源的工业化生产,其中大力开发潜在饲料资源势在必行[1]。
我国是稻谷生产大国,据相关部门报道,我国稻谷年产已达到2亿多吨,占全国粮食总产量的42%,世界上稻谷产量占粮食总产量的37%,可见稻谷资源是相当丰富的。米糠是稻谷加工过程中所产生的副产品,是稻谷的精华所在,是稻谷脱壳后依附在糙米上的表面层,由外果皮、中果皮、交联层、种皮及糊粉层组成,约占稻谷质量的5~7%。目前,我国米糠年产量已突破1400万吨,居世界之首,约占世界米糠总产量的1/3,是一种产量丰富的可再生资源。米糠不但资源丰富,其营养价值也很丰富,富含水分、蛋白质、脂肪、水溶性多糖、维生素、纤维素、油脂和磷脂等脂肪酸以及各种矿物质,这些营养成分约占大米营养价值的60%[2]。 联合国工业发展组织(UNIDO)把米糠称为一种未充分利用的原料[3]。因此,在畜牧生产中,适当利用米糠替代饲粮中一部分玉米,既可以缓解了玉米紧缺的情况也确保了能量饲料的正常供应,而且从经济效益角度,米糠比玉米的市场售价便宜很多,节省了饲料成本。
1 米糠种类及营养特性
米糠根据它的加工方式可分为普通米糠、脱脂米糠和细米糠。其化学成分以糖类、脂肪和蛋白质为主,还含有较多的维生素和灰分(主要是植酸盐)[4]。米糠的质量与各营养成分的数量取决于碾米精度以及碾米过程中胚乳破碎程度[5],其中脱脂米糠含15.1%粗蛋白、1.75%乙醚抽取物、13.1%粗纤维和13.0%灰分;细米糠的营养成分比较高,含有14.93%的粗蛋白,远远高于玉米(一级玉米8.7%),且价格低于玉米和小麦麸,是一种很好的能量饲料。普通米糠和细米糠的具体营养成分见表1。米糠不含胆固醇,其蛋白质的氨基酸种类齐全, 营养品质可与鸡蛋蛋白媲美, 而且米糠所含脂肪主要为不饱和脂肪酸,必需脂肪酸含量达47% , 还含有70多种抗氧化成分。因此,米糠在国外被誉为“天赐营养源”[6]。
1.1米糠蛋白
米糠中粗蛋白含量比较高,约占干物质的14%,是公认的优质植物蛋白,其必须氨基酸组成平衡合理,更接近FAO/WHO 推荐模式[7],赖氨酸含量较高,为其他植物蛋白无法比拟,而且蛋白质的相对生物学价值也比较高,其营养价值可以和与鸡蛋、牛奶相媲美,消化率可达90%以上。其中,米糠中可溶性蛋白质约占总蛋白的70%,与大豆蛋白接近,但具有低致敏性的特点,是已知谷物蛋白中致敏性最低的蛋白质,可作为低过敏性蛋白原料用于婴幼儿和特殊人群营养食品[8]。为此米糠蛋白日益得到国内外学者们的高度重视。
1.2米糠脂肪
米糠中含有20%左右的油脂,米糠油中富含多不饱和脂肪酸(80%以上)和人体必需的脂肪酸(35.7%),维生素E含量高[9],有着抗血栓及抑制肿瘤等性能,具有降低血液中的胆固醇、降低血压、加速血液循环、刺激人体内激素分泌、促进人体发育的作用。但在饲料生产中,不饱和脂肪酸容易氧化酸败,不仅影响米糠的适口性,降低其营养价值,而且还可能产生有害物质。因此,在饲料生产中应适当控制米糠的质量与添加量。
1.3米糠纤维
米糠纤维是一种具有很高生物价值的谷物纤维,大约为米糠干物质的10%。米糠中含有丰富的膳食纤维,特别是包含可溶性和不溶性纤维的膳食纤维[10]。科研工作人员通过大量的研究证明,在米糠中富含的约占米糠纤维组分50%的米糠纤维素,以及不饱和脂肪酸、可溶性多糖等生理活性物质对改善心脑血管功能,预防高血脂、高血压、高血糖、恶性肿瘤和便秘均有较好的效果。米糠中的膳食纤维同样亦可抑制食量, 促进胃肠蠕动,达到通便防癌的效果。可溶性膳食纤维能降低血清胆固醇,影响食品的结构性质、胶凝性质、稠化性质和乳化性质。不仅如此,米糠还含有丰富的其它营养素,因此它可作为功能纤维素源,并且在传统食品中作为营养素源而不影响食品原有的风味和特性。由于粗纤维含量较多,因此在家畜生产中要控制使用量。
1.4米糠多糖
米糠中存在着多种类型的多糖, 其组分和结构也各不相同, 具有多种生物活性。米糠多糖存在于稻谷颖果皮层里, 是目前尚未被深入开发和广泛应用的主要营养成分之一。米糠中无氮浸出物占33%~56%, 其中主要为淀粉、纤维素和半纤维素。一部分半纤维素构成了水溶性米糠多糖,广泛存在于稻谷颖果皮层中,以α-1,6 糖苷键为主要结构组成。它们是米糠中重要的活性物质,近年,米糠被国际上作为健康食品原料进行深度加工,并开发成各种保健食品,如营养面包、低热值饼干、以及日本开发生产的水溶性米糠提取物RICEO等。这些开发生产的保健食品,可用以预防心血管病、预防肿瘤、降血脂、减肥、抗疲劳、美容等,加工后附加值可上升数倍至数十倍。并且其还具有调节免疫、抗炎、抗衰老、抗突变、抗肿瘤、抗氧化、降血糖等功能[11]。在畜牧生产中,构成米糠多糖的大量抗营养因子,如非淀粉多糖、植酸等物质却抑制着动物生长[12]。
2 米糠在畜牧生产中使用情况
2.1鸡生产中的使用
经过热蒸汽处理后的米糠含油酸40%-50%,亚油酸30%-40%,亚麻酸1%-2%,棕榈酸13%-18%,硬脂酸2%-3%,肉豆蔻酸0.1%-1%,是优良脂质,加入鸡饲配合饲料中( 加量20%)[13],可使饲喂的鸡体重、产蛋量、蛋平均重均明显提高,且鸡蛋色泽好。同样Khan(2004)采用化学和挤压膨化相结合的方法来稳定米糠中的营养成分,通过化学和挤压膨化的方法能够有效的破坏蛋白酶和脂肪酶的结构,使其失去活性,亦可灭活水解植酸,并能使植物血凝素变性,能够提高米糠的营养价值,并且探讨了用米糠替代部分谷物饲料在肉仔鸡饲养中,试验表明仔鸡增重比对照鸡高,饲料转化率远优于对照组。试验证明了用此种方法处理的米糠可以替代20%的玉米[14]。
大量研究证明,产蛋鸡对米糠的耐受能量较高,日粮中米糠使用量高于45%时,死亡率开始增加,产蛋量开始受到影响。但由于米糠中亚麻酸含量高,使用脱脂米糠的日粮,蛋重往往有所增加。采用两种不同能量、蛋白质水平的日粮饲喂蛋鸡发现,当米糠用量达38.5%时,与米糠用量18.5%日粮组相比,尽管粗蛋白质水平相同、能量略高,蛋鸡产蛋量、蛋重等指标都明显下降。还有一种观点认为,在蛋鸡日粮中加入适量ZnCO3,可适量提高日粮中米糠的使用量。
2.2鸭生产中的使用
相对鸡而言,鸭子对米糠耐受力更大,日粮中较大比例的米糠对其生产性能影响很小,尤其是成鸭,其日粮中米糠添加量可达45%。试验表明,肉鸭饲料中添加植酸酶可以使饲料转化率提高。另外的试验还表明,在添加植酸酶的日粮中最好添加部分动物性饲料,这样米糠含量在69%范围内对肉鸭生长速度没有影响,而全植物性饲料则会明显抑制肉鸭生长。也有其他实验表明,在肉鸭不同生长阶段的日粮中分别添加10%-20%-20%的米糠粕对肉鸭的生产性能无任何影响。但是考虑到实际生产中营养浓度问题以及生产加工问题,建议肉鸭生长后期米糠粕的添加量不宜超过20%。沈柏根等(2005)研究了用米糠和小麦替代部分玉米饲喂肉鸭,结果表明,米糠和小麦组平均日增重最高;料肉比米糠和小麦加酶组效果最好,饲料转化率最高;肉鸭每千克增重成本也是米糠和小麦加酶组效果好于米糠和小麦组,玉米组最差[15]。所以对于养鸭业来讲,米糠应该是一种比较理想的饲料来源。
2.3猪生产中的使用
许多研究表明,米糠虽然属于能量饲料,但粗纤维含量较高,因此在家畜生产中要控制使用量。在猪的日粮中使用米糠,虽然可提高饲料的利用率,降低料肉比,但为保证稳定的生产性能,致使米糠用量不宜超过30%,以25%-30%为宜[16],徐昌云(1994)试验也表明在饲料中用30%米糠和猪用复合饲料添加剂对育肥猪的生长有极显著的促生长作用, 提高了饲料的利用率,降低了料肉比[17]。若超过30%,种猪会因体况过肥而导致繁殖性能下降,容易产生炎症,仔猪会腹泻而不利于生长发育[18]。米糠用量过高,同时也会影响猪肉的品质,米糠中大量的不饱和脂肪酸,使米糠饲粮易于氧化酸败从而软化动物胴体脂肪、降低肉质品质,对动物肉质产生不良影响,间接对人体造成不同程度的损害[19]。试验表明,饲喂米糠日粮组的背膘厚度明显低于普通饲粮组,且其背膘中含碘量也显著低于普通饲粮组[20]。
2.4反刍动物生产中的使用
随着饲料行业的竞争越来越激烈,牛只数量的大量增加。牛只饲料的研发也成为科研和各饲料厂家最关心的一门技术,对饲养反刍动物来讲,米糠是经济且营养价值很高的饲料。
Gadberry 等(2004)进行了试验,从饲粮中的干物质、日粮提供的消化能、总的消化能、消化能代谢率方面进行分析比较,表明在反刍动物饲粮中脱脂米糠能够有效的替代玉米,达到良好效果[21]。何余湧等(2004)研究在矮象草补充不同比例米糠和棉粕对生长育肥牛生产性能和经济效益的影响,发现添加补充料的试验组平均日增重均极显著高于未添加补充料的对照组,其中,同时添加等量5.0 g/d米糠和棉粕组平均日增重最高,提高了饲料转化率,缩短育肥时间,降低了增重成本,增加了经济效益[22]。
对于奶牛来说,米糠的添加量应随奶牛不同阶段而异。青年牛和干奶期牛用量较多,一般可以用到日粮干物质的30%-40%;产奶牛随着泌乳阶段的变化而变化,一般可以用到日粮干物质的15%-30%。当然,作为肉牛的精料补充料,可以将米糠作为主要的精料补充物。
2.5米糠在饲料应用中注意事项
米糠中含量较高的植酸盐和胰蛋白酶抑制因子不利于粗蛋白的分解,因此米糠的添加量不可过多,并要与其他精、粗、青饲料合理搭配,以满足畜禽对多种营养的需要。如上所述,米糠的添加量育肥猪用量不宜超过30%,鸡饲料用量不宜超过20%,牛的饲料用量可以占到30%左右。
米糠中油脂的含量较高,一般脂肪含量在14%-22%,米糠中还含有数量较多的解脂酶。新鲜米糠中的脂肪在解脂酶的作用下即能迅速分解,使游离脂肪酸大量增加,再加上高温、潮湿、光照和空气等诸因素的影响,会逐渐酸败变质,使酸值急剧上升。另外,微生物污染又使酸值上升。使营养价值和适口性降低[23]。目前国外采取多途径防止米糠变质,如日本采用过热蒸汽处理米糠、印度使用盐酸处理米糠、美国利用挤压机处理米糠、英国则是用电解质加热米糠,通过不同方法提高米糠贮藏性,对充分利用米糠这一宝贵资源有极重要意义。米糠在存放过程中除了注意防高温、防潮湿外,生产上往往采取即时榨油的办法,或预先破坏解脂酶的活性,控制酸度增高。养殖户贮存米糠要保证库房干燥,经常通风,防止雨淋或潮湿。另外,不要一次购入太多,储存时间过长易变质,应随用随买,防止变质浪费。
3 小结
米糠作为一种优质的能量饲料,在畜牧业和饲料兽药行业中具有较大的开发空间。然而,米糠在饲料应用中同时也存在一定的问题,如其中的某些营养特性不稳定,易变质以及加工、贮藏过程中的各种因素限制了其使用。除此外,米糠副产品的加工技术尚不完善,而且米糠应用于饲料配方中的比例还较低。随着人们认识的加深和技术的发展,米糠在饲料中大量应用和作为巨大的可再生资源,在未来将有很好的发展前途,如果合理利用,将会产生不可估量的经济效益。