稻谷及其加工副产品的营养特性

水稻是我国第一大经济作物，国家统计局数据表明，2020年我国水稻种植规模为30076千公顷，约占世界水稻种植面积的1/5。随着育种、栽培和水肥管理等相关技术的持续进步，水稻产量得以不断提升。据统计局数据，2019年我国水稻生产2.0961亿吨，2020年水稻生产2.1186亿吨。近年来国家政策性粮食收购总量大幅度增长，而口粮消费量相对保持稳定，因此稻谷库存有所增长。根据国家粮油数据中心统计2020-2021年全国稻米剩余约1148万吨，稻米的合理使用年限均在3年以内，对超期库存稻米的合理化开采和使用亟待进一步提高。

近年来，随着我国畜牧业的飞速发展，加之国际贸易摩擦不断，玉米、豆粕等大宗饲料原料缺口加大，价格居高不下，动物口粮安全形势严峻。因此，在保障我国居民口粮供给的前提下，充分开发利用剩余的库存稻谷及其副产品，推进玉米、豆粕减量替代，构建适合我国国情的新型日粮配方结构，减少我国饲料工业对单一饲料原料的过分依赖，保障动物口粮安全，成为动物营养领域的热点。

1 稻谷的形态结构

稻谷由最外层的颖壳和内部的糙米两部分组成，颖壳主要含纤维素和灰分，约占稻谷总重量的20%，糙米主要含淀粉和蛋白质。稻谷的形态结构如下图1。

                  图1 稻谷的形态结构

谷粒外壳称为颖，分为内颖、外颖、护颖和颖尖，外颖、内颖又称为外稃和内稃，其外表均有茸毛。稃内富含大量的膳食纤维素和硅质，质地粗糙而坚硬，水分较低时脆性大易破裂。去除内外稃后显露出的颖果即为糙米，由果皮、种皮、糊粉层、胚和胚乳等构成。

2 稻谷及其副产品的营养特性

2.1 稻谷及其副产品的营养价值比较

我国水稻按类型可分为粳稻和籼稻，按种植时期又分为早稻、中稻和晚稻。籼稻和粳稻稻米质量特征上有明显区别，籼稻通常拥有较长的籽粒，较小的粒厚，支链淀粉浓度较低，直链淀粉含量多(>25%)，饭粒较硬，口感较差，因此主要被用于畜禽饲料，而粳稻性能品质和外观品质普遍高于籼稻。

稻谷经过加工后产生的副产品主要有稻壳、糙米、碎米、米糠和大米次粉 (加工流程见图2)。稻壳的主要成分是粗纤维，在稻谷经过加工生产出精米的过程中第一个产出。稻谷经过一系列脱壳处理后剩下的部分被称之为糙米，淀粉是糙米的主要构成成分，在糙米的种皮内含有丰富的非淀粉多糖，如戊聚糖等，胚乳内含少量蛋白质。米糠是糙米的表皮层，占稻谷总质量的5%~7%，由皮、糊粉、亚糊粉层和胚芽构成，集中了约64%的稻谷营养素及90%以上的机体必需元素(如机体必需的8种氨基酸)，还富含多种矿物质。大米次粉是指稻米在抛光或生产精米流程中产生的粉状物质，既包含后续加工流程中脱落的米胚、糠乳，又包含在前段流程中未能清除干净的米糠，其中大米次粉中的粗蛋白含量为最高。碎米是在一系列的加工过程中，稻谷由糙米加工成精米后产生的破碎米粒，其成分与大米相似，同时，碎米中还含有B族维生素和钙、铁、磷、钾等，其粗蛋白质含量高于稻谷。

2.2 稻谷、糙米和玉米的营养价值比较

稻谷及其副产品与玉米的常规营养成分含量见表1.从营养成分上来分析，稻谷与玉米较营养价值明显较低。稻谷的粗纤维含量高，大约为玉米的5倍，不仅大大削弱了其适口性，同时导致稻谷在饲喂时的养分吸收利用率较大程度的降低;稻谷的粗蛋白含量以及必需氨基酸构成中组氨酸、苏氨酸都略低于玉米;稻谷中的粗脂肪大多为不饱和脂肪酸(主要是油酸和亚油酸)，容易氧化、酸败，不适于长期贮存;矿物质中含较多硅酸盐，钙、铜、锌、硒浓度较玉米明显偏少。关于稻谷及其副产品与玉米的矿物质含量见表2。

稻谷完全替代玉米在畜禽饲料中应用效果不佳，但稻谷经过脱壳处理后产生的糙米饲用价值提高，甚至较玉米更高。糙米的粗纤维含量低于稻谷，与玉米相比，粗纤维含量明显更低，其他参数多数优于玉米。研究发现，糙米含较多的可消化蛋白，生物学效价较高;而玉米的难消化蛋白达到40%以上，其生物学效价明显低于糙米。从氨基酸构成来分析(见表3)，糙米的精氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、缬氨酸含量高于玉米，亮氨酸、组氨酸、胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸等较玉米低，这有利于支链氨基酸之间的平衡，此外糙米中必需氨基酸与非必需氨基酸之比、必需氨基酸总量以及氨基酸平衡性均优于玉米。糙米的总淀粉含量略高于玉米，而直链淀粉含量则低于玉米，其淀粉粒度较小(3~8μm)，因此糙米更易被畜禽消化吸收。因此，糙米与玉米的营养价值相似，在某些方面甚至优于玉米，可完全替代玉米。

2.3 稻谷的其他功能性因子

研究发现，稻米皮层中含多种微营养元素、膳食纤维和植酸等;胚乳中富含淀粉;胚富含多种特殊功能的生物活性成分，如γ-氨基丁酸、肌醇、谷维素、VE、谷胱甘肽、N-去氢神经酰胺等。

γ-氨基丁酸是一类主要的抑制性神经递质，它参与多种新陈代谢活动，具有很高的生理活性，研究表明，γ-氨基丁酸除了能够降低血压和安定精神外，尚具有改善肾机能和肝机能的作用。多磷酸肌醇，是一种由肌醇和磷酸离子构成的天然化合物，包括三磷酸肌醇，五磷酸肌醇和六磷酸肌醇等。美国学者试验表明六磷酸肌醇具有防止和治愈多种疾病的作用。它可以控制癌细胞增值，减少癌细胞数量，;抗氧化，控制和杀灭自由基，保护细胞免遭自由基的破坏;避免形成肾脏结石;减少血脂含量;维护心肌细胞;预防动脉硬化等。谷维素是一类具有激素和维生素双重作用的化合物质，其主要成分是十几种甾醇类阿魏酸酯。

2.4 稻谷与玉米的抗营养因子比较

非淀粉多糖、植酸、胰蛋白酶抑制因子、糖醛酸等是稻谷中的抗营养因子，含量由高到低依次为稻壳、种皮和糊粉层、胚乳。非淀粉多糖是稻谷与玉米共有的主要抗营养因子。非淀粉多糖是指除去淀粉外其他的多糖类物质，是构成植物纤维的主要成分，主要包含纤维素、半纤维素和果胶类物质等，这些纤维将营养物质包裹起来，使其不能透过细胞壁，单胃动物利用自身分泌的消化酶不能将这些纤维水解，从而导致细胞壁内的这些营养物质不能被利用。玉米中的非淀粉多糖为9.32%[23]，而稻谷中的非淀粉多糖含量甚至超过了20%，约是玉米的2倍，能明显减少畜禽对稻谷中营养物质的消化吸收，极大地降低了稻谷的饲用价值，可以采用稻谷去壳、降低稻谷添加量以及在饲粮中添加酶制剂等途径加以改良。

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