■ 王衛(wèi)國

（河南工業(yè)大學生物工程學院，河南鄭州 450001）

小麥和稻谷是我國最重要的口糧。對于我國的糧食安全具有重要的保障作用。從1978年至2022年，我國小麥的播種面積因工業(yè)化和城鎮(zhèn)化從4.4億畝減少到3.53 億畝；小麥平均單產則從每畝131 kg 增長到390 kg，高產小麥畝產達到500 kg或更高；全國小麥總產量從0.54億噸增長到1.37億噸。近幾年，我國小麥總產量穩(wěn)定在1.3億噸以上[1]。其中，小麥制作面粉每年消耗約占59%，工業(yè)消費約占7%，種子糧約占4%，飼料用小麥約占30%。由于我國人口增長減速、人們膳食結構改變，人均口糧消費穩(wěn)定并略有下降，小麥的工業(yè)消費和種子用量不會有顯著變化，因而每年約有4 000多萬噸的小麥需要進入飼料工業(yè)[2]。小麥是良好的能量飼料原料。當玉米的價格高漲且小麥價格適宜時，小麥就成為玉米的替代品。由于小麥含有較高的粗蛋白水平，通常在11%～15%[3]，而玉米的蛋白含量通常在8%～10%[4]，當在飼料中用小麥替代玉米時，也可減少豆粕用量。

小麥在收獲季節(jié)遭遇連陰雨時，容易發(fā)生芽麥。2023 年小麥收獲季節(jié)，湖北北部、河南、山東西南部、河北南部等地發(fā)生連陰雨，造成較大面積的芽麥發(fā)生。小麥的發(fā)芽過程會消耗小麥中的營養(yǎng)成分，改變原有的營養(yǎng)物質組成，降低小麥的飼用價值。然而，有關發(fā)芽小麥的飼用品質評價及在畜禽和水產動物飼料中應用的研究文獻報道較少，如何正確評價和使用發(fā)芽小麥就成為飼料行業(yè)和企業(yè)非常關注的問題。文章就發(fā)芽小麥的營養(yǎng)與加工特性與飼用中的注意事項進行綜述，供行業(yè)相關人員參考。

1 發(fā)芽小麥與發(fā)芽過程

1.1 發(fā)芽小麥的定義

發(fā)芽小麥（germinated wheat, sprouted wheat）是指在適宜的水分和溫度條件下胚根和胚芽生長致使胚部種皮破裂但未突破種皮的麥粒，或是芽或幼根已突破種皮但不超過本顆粒長度的麥粒[5]。小麥籽實在成熟收獲季節(jié)遭遇連雨天于田間在穗上發(fā)芽的狀況叫穗發(fā)芽。而小麥在儲存過程中因水分、溫度適合也會導致發(fā)芽。發(fā)芽后的小麥也簡稱芽麥。

1.2 小麥發(fā)芽（萌發(fā)）過程

小麥的發(fā)芽過程包括吸水膨脹、萌動、發(fā)芽。前者是指小麥籽粒在水分含量較高的狀態(tài)下會吸水膨脹，籽粒腫大；萌動是指隨時間延長、水分飽和的麥胚生長活性迅速增強而發(fā)生胚根伸長至種皮表面，致種皮破裂且有部分芽微露（露白）；發(fā)芽是指生長的胚根逐漸從種臍處伸出種皮外，而隨發(fā)芽時間的延長，麥芽長度也不斷加長。由于小麥的萌發(fā)與發(fā)芽過程是小麥種子的強烈生理生化反應過程，其中的淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等多種酶的活力迅速上升，將小麥籽粒中的儲藏性淀粉、蛋白質、脂肪、纖維、植酸鹽等分解，用于麥芽的形成與生長，導致發(fā)芽小麥與未發(fā)芽小麥相比，化學與營養(yǎng)成分含量發(fā)生顯著變化，小麥原籽粒的總營養(yǎng)含量降低。若伴隨有小麥霉變發(fā)生，則會大大降低小麥的飼用價值。因此，了解不同發(fā)芽程度小麥的飼用營養(yǎng)特性對于在動物飼料中正確、合理使用發(fā)芽小麥具有重要意義。

2 發(fā)芽小麥的營養(yǎng)成分變化

發(fā)芽小麥的營養(yǎng)特性因小麥的品種、生長環(huán)境、發(fā)芽程度、受霉菌污染程度及收獲后的不同干燥方式、儲存條件等而不同。其中不同小麥品種的抗穗發(fā)芽的能力也不同。

2.1 不同發(fā)芽程度小麥的常規(guī)營養(yǎng)成分含量

Harpreet 等[6]研究了不同發(fā)芽時間對小麥營養(yǎng)成分含量的影響（表1）。

表1 不同發(fā)芽時間小麥營養(yǎng)成分含量（%）

由表1 可以看出，隨發(fā)芽時間增加，小麥的粗蛋白和總淀粉含量呈顯著下降；粗脂肪、灰分在發(fā)芽1～3 d 均顯著下降，但第2 天與第1 天之間，第3 天與第2 天之間差異不顯著。張玉榮等[7]的研究結果表明，隨著小麥萌動和發(fā)芽程度的加深，小麥中還原糖含量從皮裂開始有顯著升高，這意味著部分淀粉被淀粉酶降解成還原糖；對發(fā)芽小麥進行高溫干燥對還原糖含量的上升有一定的抑制作用，原因是高溫干燥會使淀粉酶失活，阻止淀粉酶的進一步降解作用。同時高溫干燥也會降低其他降解酶的活性；粗脂肪、直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉含量隨發(fā)芽程度加深逐漸下降（見圖1）。張玉榮等[7]還分析了周麥27 小麥、矮抗58 小麥的發(fā)芽試驗數據，得到相同的趨勢。這與Harpreet等[6]的研究結果相似。不同小麥品種的抗發(fā)芽能力不同，進而導致發(fā)芽后不同小麥的常規(guī)營養(yǎng)成分含量降低的程度也不同。因此，在采購芽麥時應分品種進行檢測，分別入庫單獨儲存。

圖1 百農207小麥中還原糖、粗脂肪、直鏈淀粉、支鏈淀粉含量隨發(fā)芽程度的變化

2.2 不同發(fā)芽程度小麥的氨基酸含量

Pham 等[8]研究了發(fā)芽高直鏈淀粉小麥中游離氨基酸含量的變化結果見表2。由表2 可以看出，發(fā)芽小麥中的游離必需氨基酸和半必需氨基酸含量隨著發(fā)芽時間加長而增加，特別是發(fā)芽時間達到24～48 h時，含量顯著增加。也即在此期間，發(fā)芽小麥中的蛋白酶活力快速增加，使蛋白質降解的速度快速增加，游離氨基酸含量提高。而不同的游離必需氨基酸和游離半必需氨基酸含量的增加速度和增加量的差距較大。這與小麥蛋白質的氨基酸組成以及蛋白酶的種類與多少相關。但此試驗的發(fā)芽時間僅為48 h，還不足以說明出芽達到麥粒長度1/2和更長時游離氨基酸的變化，因為此階段的變化會更加劇烈和顯著。

表2 發(fā)芽高直鏈淀粉小麥中游離氨基酸含量變化（mg/100 g干基）

2.3 不同發(fā)芽程度小麥的膳食纖維含量變化

小麥的皮層中具有多種活性物質，其中包含約50%的膳食纖維。麥麩膳食纖維主要由纖維素、半纖維素、木質素組成，分為可溶性膳食纖維和不可溶性膳食纖維。研究結果顯示，發(fā)芽可使小麥的總膳食纖維含量呈總體上升趨勢。Pham 等[8]研究了48 h 小麥發(fā)芽試驗的膳食纖維含量變化結果見表3。

表3 發(fā)芽小麥的膳食纖維含量變化（mg/g，干基）

從表3 可以看出，隨著發(fā)芽時間的延長，小麥中的可溶性膳食纖維含量在36 h顯著提高，發(fā)芽48 h與36 h 的可溶性膳食纖維含量無顯著差異。不可溶性膳食纖維含量在不同發(fā)芽時間內的變化不顯著?？偵攀忱w維含量從發(fā)芽36 h開始顯著增加。膳食纖維含量增加的原因可能是：①在小麥出芽后，隨著麥芽的生長，小麥在生理代謝與合成中會消耗許多的能量物質，釋放出二氧化碳和水，與未發(fā)芽小麥相比，干物質有明顯損失，導致膳食纖維相對含量提高；②部分不溶性膳食纖維被降解改性為可溶性膳食纖維。而發(fā)芽本身是否會合成新的可溶性膳食纖維，未見研究報道。

可溶性膳食纖維多是可發(fā)酵纖維。此纖維的增加可以增加動物后腸道發(fā)酵供能物質。但同時會增加食糜在前腸道的吸水能力，導致食糜黏稠，可能會影響營養(yǎng)物質的充分吸收。

2.4 不同發(fā)芽程度小麥的抗氧化活性、還原力、總酚量及黃酮含量

Harpreet 等[6]研究了不同發(fā)芽時間對小麥的抗氧化活性、還原力、總酚量及黃酮含量的影響（見圖2）。

圖2 發(fā)芽0～72 h小麥的抗氧化活性（a）、還原力（b）、總酚含量（c）及類黃酮總量（d）

從圖2 可以看出，小麥的抗氧化活性、還原能力、總酚量及類黃酮總量隨發(fā)芽時間的延長而增加。經72 h 發(fā)芽，抗氧化活性雖有增加，但各組間差異不顯著；還原力顯著提高，但發(fā)芽24 h 與48 h 組間差異不顯著；總酚量顯著提高，但48 h 及以下各組間差異不顯著；類黃酮含量增加顯著，但24～72 h各組間差異不顯著?？傮w而言，發(fā)芽72 h可以改善小麥的抗氧化活性、還原能力、總酚量及類黃酮總量。Arashdeep 等[9]的研究表明，在25、30、35 ℃經48 h 發(fā)芽，小麥的總酚含量、抗氧化活性、還原力均顯著提高，且培養(yǎng)溫度越高，提高越顯著。在35 ℃、48 h 發(fā)芽的小麥的總酚含量、抗氧化活性比25 ℃、48 h 發(fā)芽小麥的均提高約15.4%，還原力提高18%。與未發(fā)芽小麥相比，35 ℃、48 h發(fā)芽的小麥的總酚含量、抗氧化活性及還原力分別提高了59.2%、58.9%和80.4%。

3 發(fā)芽小麥的營養(yǎng)物消化率

3.1 淀粉的消化率

Arashdeep 等[9]進行的發(fā)芽小麥淀粉的體外消化率測定結果表明，與未發(fā)芽小麥43.08%的淀粉消化率相比，經25、30、35 ℃和48 h 發(fā)芽的各小麥組的淀粉消化率分別達到53.39%、57.71%和61.61%，分別提高23.9%、33.9%和43.0%，均有顯著增加。培養(yǎng)溫度越高，淀粉的消化率越高。Harpreet 等[6]研究了不同發(fā)芽時間對發(fā)芽小麥淀粉體外消化率的影響。研究結果表明，發(fā)芽0～48 h，總淀粉的消化率從69%下降至57%，下降顯著；發(fā)芽48 h 與72 h 小麥的總淀粉消化率之間無顯著差異；而發(fā)芽對于不同類型淀粉消化率的影響不同。其中快消化淀粉在不同發(fā)芽時間的消化率無顯著變化；慢消化淀粉的消化率在發(fā)芽0～48 h內顯著降低，從31%降低至18%；而發(fā)芽48～72 h內，慢消化淀粉的消化率無顯著變化。另外，發(fā)芽0～48 h，抗性淀粉的消化率顯著增加，從32%增加到35%；而發(fā)芽48～72 h內，抗性消化淀粉的消化率無顯著增加。

3.2 蛋白質的消化率

Arashdeep 等[9]進行的發(fā)芽小麥蛋白質的體外消化率測定結果表明，與未發(fā)芽小麥60.03%的蛋白質消化率相比，經25、30、35 ℃和48 h 發(fā)芽的各小麥組的淀粉消化率分別達到69.95%、77.64%和86.46%，分別提高16.5%、29.3%和44.0%，均有顯著增加。培養(yǎng)溫度越高，蛋白質的消化率越高。而各溫度組內，小麥蛋白質的消化率也隨發(fā)芽時間的延長而顯著增加。

3.3 對小麥能量的影響

未發(fā)芽的小麥因品種、種植環(huán)境與管理等因素的影響，豬消化能、凈能，雞代謝能、凈能，牛的凈能值差異較大。中國飼料營養(yǎng)成分及營養(yǎng)價值表2022 版中提供的小麥的豬消化能、凈能值分別為14.18 MJ/kg和10.64 MJ/kg；雞的代謝能值為12.72 MJ/kg[4]。通常正常小麥的豬消化能值為14.0～14.2 MJ/kg，雞的代謝能值為12.9～13.4 MJ/kg。澳大利亞的研究結果顯示，發(fā)生萌動的小麥的消化能值、代謝能值與未發(fā)芽小麥相比，無明顯降低。但麥芽長度為1/2 麥粒長度的發(fā)芽小麥的能值會降低2%左右，而麥芽長度為麥粒長度的發(fā)芽小麥的能值會降低5%～8%。但總體而言，這方面的研究數據很少。

4 發(fā)芽小麥的物理與物化特性

4.1 千粒重與容重

小麥在發(fā)芽過程中特別是發(fā)芽前期即萌動期，千粒重和容重變化不大。但在發(fā)芽后期，由于發(fā)芽過程儲藏性物質的分解與新物質的合成會消耗許多淀粉、蛋白質等物質，產生熱能損耗，釋放二氧化碳和水，導致小麥的單顆粒重量減小和容重的降低。張鐘等[10]研究了發(fā)芽對小麥千粒重的影響，結果表明，在發(fā)芽時間為24、48 h 時，試驗小麥的千粒重從未發(fā)芽的44.71 g 降低到42.15 g 和39.02 g，分別降低了5.7%和12.7%，差異顯著。正常質量較好的小麥容重通常為750～800 g/L。我國小麥國家標準GB 1351—2023 中規(guī)定的1、2、3、4 級小麥的容重分別應大于等于790、770、750、730 g/L。麥芽長度為麥粒長度1/2的小麥容重會降低6.25%～6.67%，而麥芽長度等于麥粒長度的小麥容重會降低6.25%～20.00%[11]。伴隨發(fā)芽小麥的千粒重和容重顯著降低，芽麥的營養(yǎng)價值也會降低。此外，芽麥的倉內、管道流動性會變差，需要引起注意。

4.2 吸水性、吸油性、降落值、pH

小麥的吸水性、吸油性、降落值會影響小麥在飼料加工中調質效果和成型后顆粒的質量。尤其是水產飼料的水中穩(wěn)定性。Harpreet 等[6]研究了發(fā)芽過程對小麥吸水能力和吸油能力的影響。結果顯示，與未發(fā)芽小麥的吸水能力1.22 g/g 相比，發(fā)酵24、48 h 和72 h的吸水能力分別降低至1.18、1.11 g/g和1.02 g/g，各組間差異顯著。說明發(fā)芽顯著降低了小麥的吸水能力，這對于使用發(fā)芽小麥飼料的調質與制粒效果有不利影響；與未發(fā)芽小麥的吸油能力2.23 g/g 相比，發(fā)芽24、48 h 和72 h 的小麥粉的吸油能力分別增加至2.28、2.33 g/g和2.38 g/g，各組間差異顯著。說明發(fā)芽顯著提高了小麥的吸油能力。這對于使用了發(fā)芽小麥的飼料中添加和吸收油脂是有利的。

Dhillon 等[13]研究了發(fā)芽過程對小麥降落值的影響。經72 h、（30±2）℃的發(fā)芽培養(yǎng)，小麥的降落值從未發(fā)芽時的420 s 下降至62 s，下降極顯著。這意味著72 h 發(fā)芽的小麥的α-淀粉酶活性很高，面粉形成面團中的面筋網絡會在短時間內失去支撐結構。而當使用芽麥作為原料制作水產硬顆粒飼料和膨化顆粒飼料時，對顆粒飼料的堅實度、耐水性可能有不利影響。

小麥發(fā)芽會提高小麥粉的酸度，即降低pH。Dhillon 等[13]的研究結果顯示，72 h 發(fā)芽小麥的pH 由未發(fā)芽時的6.81降至6.12。

5 發(fā)芽小麥的衛(wèi)生指標

由于小麥發(fā)芽過程所處的環(huán)境同樣適宜于微生物的生長，通常會導致細菌總數、霉菌總數與酵母菌等的增加。Dhillon等[13]的研究結果表明，在實驗室經72 h、（30±2）℃的發(fā)芽培養(yǎng)，小麥的細菌平板計數從未發(fā)芽時的1×102.9CFU/g 增加到1×105.4CFU/g；酵母和霉菌總數從未發(fā)芽時的1×102.5CFU/g增加到1×103.9CFU/g。而在自然環(huán)境下，遇到霉雨季節(jié)通?？赡軙е掳l(fā)芽小麥產生更高的細菌總數和霉菌總數，并有發(fā)生霉菌毒素超標的可能。據河南全印檢測技術有限公司今年對300 多個樣品的檢測，嘔吐毒素檢出率1%～2%，赤霉烯酮的檢出率也為1%～2%。其中嘔吐毒素最高含量達4 000 mg/kg。而對河北不同地區(qū)發(fā)芽小麥的嘔吐毒素檢出率與全印檢測技術有限公司的檢測結果相似，嘔吐毒素最高含量為2 000 mg/kg。

我國飼料衛(wèi)生標準GB 13078—2017 中規(guī)定[12]，發(fā)芽小麥的霉菌毒素限量標準值為：黃曲霉毒素B1≤30 μg/kg，赭曲霉毒素A≤100 μg/kg，玉米赤霉烯酮≤1 mg/kg，嘔吐毒素≤5 mg/kg，T-2毒素≤0.5 mg/kg。

6 發(fā)芽小麥在動物飼料產品中應用時的決策流程

發(fā)芽小麥在動物飼料中應用的決策流程見圖3。采用發(fā)芽小麥用作飼料原料的關鍵的控制步驟如下：

圖3 發(fā)芽小麥在動物飼料中應用的決策流程

① 檢測發(fā)芽小麥的霉菌毒素是否超過國家飼料衛(wèi)生標準的規(guī)定限值。只要有一項指標超標，就不能用作飼料原料。如果企業(yè)有生物脫毒技術將該原料霉菌毒素含量降低到符合國家標準要求，可以先行脫毒處理至合格后再作為原料使用，否則就應拒收。

② 對于未發(fā)霉發(fā)芽小麥，應進行常規(guī)營養(yǎng)成分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量測定，還可進行體外仿生消化測定發(fā)芽小麥的可消化營養(yǎng)物質含量。以便進行配方精準設計。也可使用現有小麥可消化營養(yǎng)物和可利用能量的估測公式計算出可消化營養(yǎng)物含量和能量值，再以此數據設計配方等。

③ 對于檢出霉菌毒素但未超標的發(fā)芽小麥，可以減量使用，也可以進行物理減毒處理和生物脫毒處理。如采用脫皮工藝去除部分表皮來降低霉菌毒素含量，提高麥粒的清潔度。還可以采用發(fā)酵脫毒技術處理后再使用。

7 發(fā)芽小麥在動物飼料中使用時應注意的事項

7.1 實測發(fā)芽小麥的真實質量數據

發(fā)芽小麥因小麥品種、種植環(huán)境、收獲手段、梅雨情況、發(fā)芽程度、受霉菌污染程度、干燥方式等的不同，實際營養(yǎng)成分、營養(yǎng)價值、霉菌毒素含量等會有很大差異。因此，應實測擬采購發(fā)芽小麥的營養(yǎng)成分、抗營養(yǎng)因子（水溶性非淀粉多糖含量）、霉菌毒素以及物理質量，拿到第一手數據，并依該數據將發(fā)芽小麥分等級單獨存放和分別用于不同質量等級的飼料產品中。

7.2 購買質量較好的高筋發(fā)芽小麥、中筋發(fā)芽小麥和低筋發(fā)芽小麥

高筋發(fā)芽小麥通常具有較高的蛋白質含量，其小麥粉面團有較高的面筋強度，應用到特種水產、蝦飼料中能增強顆粒飼料的堅實度和耐水性，亦可減少豆粕等蛋白質原料的用量。中筋發(fā)芽小麥可用于普通畜禽飼料中。低筋發(fā)芽小麥可用于烘焙、酥脆型飼料產品的生產。如能在原料采購中發(fā)現具有較高價值或性價比的發(fā)芽小麥原料并合理使用，則可以使企業(yè)獲益。

7.3 注意正確儲存發(fā)芽小麥

因發(fā)芽小麥的容重較正常小麥低，麥芽又增加大了發(fā)芽小麥與倉壁、流管的摩擦系數，降低了流動性。因此，發(fā)芽小麥的儲存應選用較小的筒倉，倉底出料斗與水平面的夾角應采用較大角度保證能小麥自流，或采用強制出倉機，防止倉內結拱和排料不暢。

發(fā)芽小麥中的α-淀粉酶活性高于普通小麥，其他酶的活性也較高，麥芽的生理活性也較高。為防止通風不暢，溫度升高，發(fā)芽小麥發(fā)熱變質，應注意發(fā)芽小麥儲存?zhèn)}的通風、降溫。遵循先進先出原則使用。包裝儲存時堆垛不宜過高，垛的平面尺寸不宜過大，各垛位之間應留出通道供通風和巡檢。

7.4 選擇科學合理的加工工藝和加工參數

應為使用發(fā)芽小麥制作不同動物飼料選擇合理的飼料粉碎粒度，如對麥芽長度較長、容重較低的小麥采用較細的粉碎粒度；通過生產試驗優(yōu)選出適合于有發(fā)芽小麥的飼料的調質參數；選用碾壓/壓片工藝生產反芻動物用飼料；采用膨脹工藝來鈍化發(fā)芽小麥中的酶活和抗營養(yǎng)因子，提高非淀粉多糖的消化利用率。

7.5 科學添加穩(wěn)定性好的小麥型飼料用酶制劑

發(fā)芽小麥仍然具有小麥的飼用特性。因而需要適當添加耐熱型或經微囊包被保護的木聚糖酶、β-葡聚糖酶、纖維素酶、植酸酶等酶制劑。不過一些研究發(fā)現，因為發(fā)芽過程本身已經降解了部分植酸鹽（植酸磷、植酸鈣）、β-葡聚糖、木聚糖等，可以提高發(fā)芽小麥中磷、鈣等的利用率等[14]，所以在使用發(fā)芽小麥的飼料產品中可以適當降低這些酶制劑的用量，以便節(jié)約成本。

7.6 在發(fā)芽小麥型日糧中添加著色劑以解決動物產品的特殊著色需求

因小麥中類胡蘿卜等色素含量很低，以小麥或發(fā)芽小麥為主要能量原料的飼料產品不能滿足有飼養(yǎng)動物的特殊皮膚著色要求，因而可通過合理添加相關準許使用的色素添加劑來滿足此要求。

7.7 加強發(fā)芽小麥飼用的科學研究

雖然發(fā)芽小麥在面粉加工、食品加工中已經發(fā)表了許多研究文獻，但在飼用方面，國內外發(fā)表的研究文獻很少，已發(fā)表文獻的研究內容也不全面，不系統(tǒng)。因此，需要加大對發(fā)芽小麥科學飼用的試驗研究，以便為更好地利用發(fā)芽小麥資源提供科學指導。