糠麸营养价值及其发酵饲料在动物生产中的应用

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小麦、玉米、大米是中国产量较大的谷物。中国2017 年谷物产量为61520.53万t，小麦为13433.39万t，水稻为21267.59 万t，玉米为25907.07万t。麦麸是小麦面粉加工和乙醇生物炼制的主要副产物，我国年产约2600万t。米糠资源丰富，100kg稻谷可产米糠6~9kg，米糠年产量约1200万t。玉米皮占玉米粒重量的9%~13%，玉米皮年产量近3000万t。中国的谷物糠麸产量巨大，但是未充分利用，附加值低，社会效益低。糠麸是富含植物化学物质的谷物外层，由酚类物质与膳食纤维和β-葡聚糖结合而成，具有广泛的生物活性。而固态发酵早已应用于生物活性产品开发中，常用于增加食品、饲料中活性成分的含量，分解有害物质。通过微生物的发酵，小麦麸、玉米皮、米糠等含有的抗营养因子含量降低，一些无法利用、利用率低的成分也被分解为易消化的小分子物质，蛋白质含量及消化率提高，可以部分替代蛋白饲料。固态发酵可以降低米糠中的脂肪含量，减少酸败延长米糠保存时间。另外，通过固态发酵糠麸生产富含有益代谢产物的饲料，能够为动物提供良好的抗氧化剂、益生菌来源，在合理利用糠麸的同时减少抗生素使用，达到经济效益、生态效益、社会效益多赢。作者综述了糠麸的营养价值、发酵菌种、发酵前后变化及其发酵饲料在动物生产的应用，以期为发酵糠麸的应用提供一定依据。

1 糠麸的营养价值

1.1 糠麸的营养成分

1.1.1 小麦麸的营养成分

由表1可见，小麦麸的粗蛋白质(CP)含量较高，为11.77%～17.02%，粗脂肪(EE)为2.33%～3.35%，粗纤维(CF)约8.45%。小麦麸维生素A、D 偏少，维生素E、B含量较高;矿物质元素丰富，含钙较少而磷偏多，主要为植酸磷。植酸酶活性很强，磷的利用率较高。小麦麸有轻泻作用，其口感粗糙，有苦涩味。因其结构疏松，在动物生产上常用作添加剂预混料、吸附剂与发酵饲料的载体。小麦麸吸水性较强，易霉变，易被呕吐毒素污染，不适合长时间储存。

1.1.2 米糠的营养成分

米糠营养丰富，CP含量为13.55%～15.47%，EE 含量为14.77%～19.58%，CF含量为5.99%;脱脂米糠的CP含量为18.63%，EE 含量为2.73% (表1)。米糠还含20.86%膳食纤维、32.92%淀粉、70%可溶性蛋白。米糠饱和脂肪酸(SFA)占总脂肪酸的10.30%，单不饱和脂肪酸43.40%，多不饱和脂肪酸占46.30%;主要脂肪酸为C16∶0、C18∶1、C18∶2(95.05%)。其能量高，适口性好，但大量饲喂会使动物下痢;同时，米糠易发生酸败，产生刺激性气味，动物代谢困难，还含有具有显著致癌毒性的小分子醛类。

1.1.3 其他糠麸的营养价值

黑麦麸、燕麦麸、高粱糠的CP含量较高，中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量较低，而玉米皮CP、NDF、ADF含量均较高(表1)。高粱糠含淀粉35.00% ～65.00%。玉米皮钙、磷含量低且不平衡，分别为0.09%、0.90%，含纤维素16.40%、半纤维素47.68%、木质素5.41%、淀粉15.50%。目前这些杂糠麸在动物生产中的应用较少，主要是作为提取抗氧化活性物质的底物。由于其CP、有机物含量较高，可考虑对提取活性物质后的残渣进行固态发酵生产发酵饲料。这样处理既能达到一物多用，又能减少废物排放污染环境的问题。

1.2糠麸中的功能性物质

1.2.1 酚酸

谷物中的酚类化合物通过增加血液中的抗氧化能力或通过细胞信号间接减轻氧化应激。酚类物质高浓度存在于米糠中(1% ～2%)。黑米糠、籼稻糠、粳稻糠的总酚(以没食子酸(GAE)计)含量分别为2785.28、409.01、913.37mg/100g，黄酮(以芦丁计)含量分别为589.93、87.84、140.24mg/100g。紫米糠、白米糠二氯甲烷、甲醇

提取物中总酚含量为 4.88～88.51、4.90～26.39mgGAE/g，总黄酮为 3.55～59.08、1.68～11.62mg儿茶素/g。Najavara水稻麦黄酮能调节人脐静脉内皮细胞MAPK和PI3K/Akt途径以及下调NF-kB信号传导，发挥强大的抗炎作用。高粱糠含单宁0.10%～10.00%，紫杉叶素、紫杉叶苷六糖苷、低聚原花青素和表儿茶素是高粱麸亚临界水提取物中最丰富的多酚化合物。大麦麸甲醇提取物中总酚含量为125.9～152.9μgGAE/mL，类黄酮含量为85.8～105.4μg表儿茶素/mL。

阿魏酸是一种含有类似羟基和苯氧基的酚类化合物，占小麦麸总酚酸的90%以上(1400mg/100g)。小麦麸阿魏酸可以调节YPEN-1细胞蛋白酪氨酸激酶/蛋白酪氨酸磷酸酶平衡，抵抗2，2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(AAPH)自由基诱导的蛋白质酪氨酸磷酸酶和丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶2A失活，改善氧化应激诱导的炎症。米糠阿魏酸也能改善小鼠和人体的氧化应激和线粒体生物合成。高粱糠阿魏酸能显著抑制AAPH 自由基诱导的红细胞膜氧化(78.0%)。可见不同糠麸来源的阿魏酸均具有较强的抗氧化作用，能够改善机体健康。

1.2.2 多糖/阿拉伯木聚糖

多糖是米糠的主要有效成分，由半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖等组成，其抗肿瘤活性可以通过攻击肿瘤细胞、清除氧自由基和抗脂质过氧化或增强免疫功能来实现。小麦麸多糖显著增加免疫抑制小鼠脾脏和胸腺指数，并显著促进环磷酰胺诱导的血清白介素-2(IL-2)和干扰素γ(IFN-γ)的产生，是潜在的免疫调节剂。

阿拉伯木聚糖是非淀粉多糖的一种，由木糖聚合物主链组成，具有阿拉伯糖残基分支。阿魏酸是所有谷物和小麦中主要的细胞壁结合酚酸，其含量与阿拉伯木聚糖呈正相关。用0%～60%、60%～90%乙醇沉淀的脱脂米糠水解产物含有75%的阿拉伯木聚糖，阿魏酸是主要的结合酚酸，对香豆酸次之。米糠阿拉伯木聚糖(MGN-3)在γ射线辐射小鼠中发挥抗氧化活性，可减少辐射引起的身体和器官重量下降。MGN-3可作为增强NK细胞活性的生物反应调节剂，治疗神经母细胞瘤。另外，MGN-3能特异性诱导癌细胞凋亡，防止化学诱导大鼠腺胃癌的发生。可见米糠阿拉伯木聚糖具有抗氧化、抗炎、抗癌等作用。

其他糠麸阿拉伯木聚糖也具有多种生物功能。小麦麸中阿拉伯糖/木糖占58.5%。小麦麸中大部分阿拉伯木聚糖是非水溶性的，可改善肠屏障功能，并参与菌群的变化，还能促进高胆固醇血症仓鼠粪便脂质的排泄，以及增加结肠短链脂肪酸来降低血浆总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇浓度。玉米麸水不溶性阿拉伯木聚糖主要由木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸组成