1　高粱概述

　　高粱，为禾本科高粱属，一年生草本植物，是人类栽培的重要谷物作物，产量比其他四种谷物(小麦、玉米、大麦和水稻)低，位居第五位。但其具有产量高、抗逆性强(抗旱、抗涝、耐盐碱、耐瘠薄、耐高温和寒冷等)及用途广泛的特点，因此受到人们的重视。高粱的主产国有美国、阿根廷、墨西哥等。中国也是高粱生产大国，栽培历史较早，但研究发现中国的高粱起源于非洲。

　　按用途分类，高粱可以分为粒用高粱、甜高粱、草高粱和帚高粱。籽粒高梁用作粮食、饲料或是工业原料。甜(糖)高粱是世界上最为重要的生物能源原料，全株都可以利用，此外其籽实或全株也用于酿酒、制糖或饲用。草高粱是苏丹草与粒用高粱的杂交种，主要用于制作畜禽的青贮饲料。帚高粱籽粒可以和其他高粱籽粒一样用于不同行业，而其杆茎和硬芒可以加工制作扫帚或刷子等。

　　2　高粱籽实在养猪生产中的应用

　　在畜牧生产中，高粱全株可以作为青贮饲料用于反刍动物生产中，而高粱籽实则可以更广泛的应用于单胃动物和反刍动物饲料中。在猪饲料中，高粱籽实作为能量饲料使用，尽管它含有较多的活性物质，但也含有较多抗营养因子，比如单宁和植酸盐，特别是单宁，使饲料适口性及消化率降低，可引起动物溃疡性胃肠炎。

　　2.1　高粱籽实中的有益活性物质

　　除了单宁等抗营养因子，高粱籽实中也含有对动物健康有益的活性物质，比如酚酸、原花青素、类黄酮等多种酚类化合物。这些物质具有抗氧化，抗病毒和癌细胞，保肝利胆、止咳平喘等功效，对动物机体的健康有积极的影响。黄朝晖等测定了150余种不同产地高粱样品的总原花青素含量和抗氧化活性，发现原花青素含量有地区和品种间的差异，总体范围在0.02%～4.00%之间，而对DPPH(1，1-二苯基-2-三硝基苯肼)的抑制率范围为84.19%～98.23%，说明高粱具有比较高的抗氧化活性。张国涛和王华研究发现，6个国内地方品种高粱面粉甲醇提取物均具有较强的抗氧化活性，其强弱与品种有关，并且与高粱提取物中总酚的含量相关，而与缩合单宁的含量没有相关性。刘禹等利用80%丙酮从高粱籽实中提取多酚和黄酮，其含量分别可达6.49mg/g和61.2mg/100g，并且这些活性物质有较强的清除DPPH、ABTS自由基和铁还原能力。

　　2.2　高粱籽实中的抗营养因子

　　与玉米相比，高粱中抗营养因子含量较多，单宁是高粱中含量最多的抗营养因子。单宁能与蛋白质和消化酶(比如淀粉酶和胰蛋白酶)形成难溶于水的复合物，影响饲料的吸收消化;单宁与植物细胞的多糖或纤维素等结合，会降低细胞壁或细胞膜通透性，使细胞内营养成分不易溶出被利用;单宁与口腔唾液蛋白结合，产生不良涩味，降低动物的摄食量。

　　高粱蛋白质中含量最多的醇溶蛋白中富含交联二硫键，交联醇溶蛋白占整个高粱蛋白含量的18.8%，该结构形成疏水性并使蛋白质的二级结构发生变化，降低蛋白质的水解并抵抗酶的消化作用，因此生猪对高粱蛋白的消化率相对较低。此外，高粱蛋白中缺乏人和动物所必需的几种重要氨基酸，比如赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸和精氨酸，这也成为高粱在猪饲料中应用的一个限制因素。与玉米一样，淀粉也是高粱籽实中含量最多的营养成分，但高粱淀粉的营养价值比玉米淀粉要低，这主要是受高粱特殊结构和其中组分影响所致，高粱蛋白质易与淀粉结合，这种联结非常紧密，造成淀粉难以分离出来不宜被消化。而高粱中的单宁，带涩味，又易与蛋白质结合，这种单宁、蛋白质和淀粉的结合，影响了高粱蛋白质和淀粉的消化率，还会降低动物的采食量。

　　植酸是谷物籽实中普遍存在的抗营养因子，植酸经常与磷结合，高粱中植酸磷的含量占总磷的70%～85%。而单胃动物体内缺少植酸酶，对植酸磷的降解率较低，所以生猪对高粱中磷的消化和利用处于较低的水平。Tonroy等发现在磷含量分别为0.3%和0.5%的生长猪日粮中，高粱中的磷表观消化率分别为4.5%和1.9%。而高存柱等在生长猪上所作的研究测定出高粱中磷的表观消化率和沉积率分别为16.51%和16.21%，比小麦和稻谷相应指标数值低2倍以上。此外，植酸磷带有负电荷，具有很强的螯合能力，能与很多阳离子形成不溶性复合物，从而影响上述金属离子的消化吸收和利用。

　　2.3　高粱籽实在生猪饲料中的营养特点和饲喂价值

　　像玉米一样，高粱籽实富含淀粉，其次是蛋白质，还含有纤维、脂肪和矿物质，在猪饲料中作为能量饲料加以利用。尽管高粱品种不同，但王继师对60份来源于不同国家和不同品种高粱的检测发现，不同类型高粱籽粒间可溶性糖、淀粉、纤维素、半纤维素和木质素差异较小，组分稳定。

　　高粱中淀粉含量占65%～81%，由支链和直链淀粉组成。普通高粱的淀粉中支链淀粉占70%~80%，直链淀粉含量较低，而甜高粱的淀粉几乎都是支链淀粉。上面已经分析，由于抗营养因子的影响，高粱淀粉的品质不如玉米，但通过品种改良或特殊的加工方法可以提高动物对淀粉的消化率。Rooney和Pflugfelder利用蒸汽压片技术进行处理使高粱淀粉的消化率得到提高，与玉米淀粉相当，他们还发现甜高粱中的淀粉以及淀粉蛋白结合体比普通高粱更易消化。然而在之前进行的生长猪对高粱淀粉日粮消化率的研究中，Cohen和Tanksley发现甜高粱和普通高粱日粮中干物质、有机物和和总能的消化率相同。

　　蛋白质也是高粱籽实中的重要营养成分，占6.8%～19.6%。高粱中含有醇溶蛋白、谷蛋白、清蛋白和球蛋白四种蛋白质，其中含量最多的是醇溶蛋白，其次是谷蛋白。由于单宁和二硫键等抗营养因子存在，严重了影响了生猪对高粱蛋白的消化和利用，此外高粱蛋白质中氨基酸的组成和比例不平衡，用于生猪生长和发育的必需氨基酸含量较低。与玉米相比，高粱中氨基酸的消化率更低，猪饲料中应用时要搭配高蛋白消化率的原料。

　　高粱籽实中的脂肪、矿物质和纤维含量较少，作为饲料应用对这些成分的研究也比较少。

　　考虑将一种原料用于猪日粮中时，需要提供该原料的一套营养成分数据以便在配方中进行调整和组配。不同品种、不同产地高粱籽实中营养素的含量以及消化利用率可能有所不同，而不同机构检测分析的数据也有差异，现有饲料原料数据库(中国、美国NRC，荷兰CVB以及法国INRA-AFZ)中高粱籽实的营养成分和价值数据也不尽一致。使用高粱籽实的营养素实测值做配方最好，但这只限于几种营养素的概略分析值，其他数据因时间和费用等因素无法得到。对于这种情况，一个比较有效的方法是根据配方师经验的积累和同行业专家之间的交流来确定采用哪个数据库的数据。根据笔者多年制作配方和生猪饲养实践以及与六和集团、正邦集团和其他公司配方师的交流，推荐将法国(INRA-AFZ，2006)中的高粱籽实数据作为制作生猪饲料配方的基础数据。另外根据高粱品种改良和栽种技术发展趋势以及饲料行业的现实需要判断，低单宁低抗营养因子的高粱品种将会成为饲用高粱籽实的主流，所以本文将会引用低单宁高粱的相关数据。为了与玉米作比较，将二者数据一并列出(见表1)。

　　与玉米相比，高粱中的蛋白质含量更高，淀粉含量与玉米相当;高粱中多数常量和微量矿物质元素含量高于玉米或与其相当;高粱中的脂溶性维生素含量比玉米低，而绝大多数水溶性维生素含量均比玉米高;高粱中的亚油酸含量比玉米低，而亚麻酸和棕榈油酸含量比玉米高，其他脂肪酸含量与玉米相当;从脂肪酸构成比例来看，高粱中亚油酸所占脂肪酸的比例比玉米中相应指标低很多。饲料原料中的能量和氨基酸及其消化率是评价其品质最为重要的因素。从表中可见，无论是生长猪还是母猪，高粱的能量含量与玉米相当或者比玉米低，而所列出的能量消化率、有机物消化率和氮消化率等6个指标，高粱的数值均比玉米对应的指标数值低。从氨基酸含量和消化率来看，高粱中的色氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和亮氨酸的含量比玉米高，而更为重要的赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸等氨基酸含量比玉米低或与其相当，而从消化率来看，高粱中每种主要氨基酸的内源氮校正猪氨基酸回肠消化率(SID)均比玉米低。

　　作为一种能量饲料原料，对饲料营养价值起决定作用的是能量和氨基酸含量及其消化率。综合来看，高粱中大多数关键指标数值均比玉米低，而其他非关键性营养素，二者之间互有所长。根据这些数据估计，高粱的饲喂价值可能为玉米的95%，这与较早在生猪上所作的研究结果相近。但近期在育肥猪上所作的研究结果表明，按ADG(平均日增重)和F/G(饲料增重比)衡量，高粱的饲喂价值为玉米的103%和98%，与玉米相当，这可能跟肥育猪消化能力较强以及高粱品种改良有关。此外，Louis等在哺乳母猪上的研究表明，与采食玉米-豆粕日粮相比，采食高粱-豆粕的母猪从妊娠54天到分娩时体重改变更大(P<0.06)，21天哺乳期的采食量(p<0.01)以及仔猪增重(p<0.05)更低。而氮平衡试验证明高粮-豆粕日粮的表观氮消化率、表观氮平衡生物学价值比对玉米低(p<0.05)，这说明哺乳母猪上高粱的饲喂价值不如玉米。