当前人畜争粮的矛盾日益突出，开发新型饲料原料成为研究的热点。高粱是全球第五大禾谷类作物，属于被子植物门，单子叶植物纲，禾本目，禾本科，高粱属，其具有耐旱涝、耐盐碱、耐贫瘠等特性^[1]，适合在我国干旱和半干旱地区种植。我国高粱年产量在300万~400万t，其能值与玉米接近，作为饲料原料比玉米更廉价^[2-3]，因此其开发利用潜力非常大。目前，高粱在家禽、家畜养殖中已被广泛应用^[4-5]。胡贵丽等^[6]研究表明，不同类型高粱(美国高粱、湖南高粱、内蒙古高粱)替代饲粮中30%或50%的玉米对黄羽肉鸡的生长性能无不利影响，以内蒙古高粱替代50%的玉米饲喂效果最佳。Pan等^[7]研究表明，低单宁白高粱品种的营养价值优于高单宁鞣红高粱品种，可作为生长猪的能量饲料。与玉米相比，高粱的淀粉、蛋白质消化率低，还含有较高的单宁，在一定程度上限制了高粱在畜牧中的应用。虽然已有高粱替代玉米在家禽及猪生产上应用的研究，但高粱对肉品中氨基酸和脂肪酸含量的影响程度尚不清楚。因此，本试验旨在研究高粱替代饲粮中不同水平玉米对育肥猪生长性能、胴体性状及肉品质的影响，为高粱在畜牧生产中的应用提供一定的依据。

1 材料与方法 1.1 试验材料

本试验所用高粱品种为晋杂22号。试验用玉米与高粱的主要营养成分及单宁含量见表 1。

1.2 试验动物分组与饲养管理

采用单因素试验设计，选择体重[(48.93±3.01) kg]相近、健康的杜×长×大三元杂交育肥猪160头(80头去势公猪、80头母猪)，随机分为4组，即对照组(基础饲粮)、30%替代组(用高粱替代基础饲粮中30%的玉米)、65%替代组(用高粱替代基础饲粮中65%的玉米)和100%替代组(用高粱替代基础饲粮中100%的玉米)，每组4个重复，每个重复10头(5头去势公猪、5头母猪)。基础饲粮参照NRC(2012)配制，各组饲粮组成及营养水平见表 2。饲养试验在山西寿阳寿康养殖基地进行。试验期60 d，试验期间试验猪自由采食和饮水，每天07：30和17：30进行饲喂，按猪场常规程序消毒。

1.3 样品采集与指标测定

在试验开始和结束时，空腹个体称重，以重复为单位记录耗料量，计算平均日采食量(average daily feed intake, ADFI)、平均日增重(average daily gain, ADG)及料重比(feed/gain, F/G)。

试验结束时，按体重相近原则从每个重复中选取2头猪(公母各1头)，按国家标准《生猪屠宰操作规程》进行屠宰测定与取样。颈动脉放血处死，去除头、蹄、尾及内脏，保留板油和肾脏，称量胴体重，计算屠宰率。用游标卡尺测量第6与第7肋骨结合处的背膘厚度，横向切开第12与第13肋骨之间脊椎上眼肌(背最长肌)，立即用硫酸纸绘出眼肌横切面轮廓面积，按以下公式计算眼肌面积：

眼肌面积(cm²)=眼肌高(cm)×眼肌宽(cm)×0.7。

取背最长肌样品，测定其滴水损失以及pH_{45 min}和pH_{24 h}。取背最长肌样品，测定粗蛋白质(GB/T 14924.9—2001)、粗脂肪(GB/T 14924.9—2001)、氨基酸(GB 5009.124—2016)和脂肪酸(GB 5009.168—2016)含量。

1.4 数据统计与分析

试验结果以“平均值±标准差”表示。不考虑性别差异，每个组作为1个统计单元，共4个统计单元。试验数据用Excel 2016进行初步整理后，采用SPSS 22.0中的one-way ANOVA程序进行单因素方差分析，采用Duncan氏法进行组间数据的多重比较，以P < 0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果 2.1 高粱替代不同水平玉米对育肥猪生长性能的影响

由表 3可知，高粱替代不同水平玉米对育肥猪平均日采食量和料重比无显著影响(P>0.05)；与对照组相比，高粱替代全部玉米后育肥猪的平均日增重降低3.4%(P < 0.05)，而高粱替代30%和65%的玉米则对育肥猪平均日增重无显著影响(P>0.05)。

2.2 高粱替代不同水平玉米对育肥猪胴体性状的影响

由表 4可知，与对照组相比，用高粱替代饲粮中30%、65%和100%的玉米后，背膘厚度分别提高3.0%、5.2%和4.3%(P < 0.05)。高粱替代不同水平玉米对胴体重、屠宰率、胴体长和眼肌面积无显著影响(P>0.05)。

2.3 高粱替代不同水平玉米对育肥猪肉品质的影响

由表 5可知，高粱替代不同水平玉米对背最长肌的滴水损失、pH_{24 h}以及粗蛋白质和肌苷酸含量无显著影响(P>0.05)。与对照组相比，高粱替代饲粮中30%、65%和100%的玉米后，背最长肌pH_{45 min}分别提高0.5%、1.0%和0.4%(P < 0.05)；高粱替代饲粮中65%和100%的玉米后，背最长肌粗脂肪含量分别提高8.7%和11.3%(P < 0.05)。

2.4 高粱替代不同水平玉米对育肥猪背最长肌氨基酸含量的影响

由表 6可知，用高粱替代不同水平玉米对育肥猪背最长肌中天冬氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、必需氨基酸、风味氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸、酪氨酸)和总氨基酸含量均无显著影响(P>0.05)；但用高粱替代饲粮中100%的玉米后，与对照组相比，背最长肌中谷氨酸和苏氨酸含量分别降低2.5%和11.7%(P < 0.05)。

2.5 高粱替代不同水平玉米对育肥猪背最长肌脂肪酸含量的影响

由表 7可知，高粱替代不同水平玉米对背最长肌中葵酸、十一碳酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五碳酸、棕榈酸、十七碳酸、十七碳一烯酸、硬脂酸、亚油酸、二十碳一烯酸、二十碳二烯酸、二十碳三烯酸、二十二碳酸、饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)、多不饱和脂肪酸(PUFA)和不饱和脂肪酸(UFA)含量均无显著影响(P>0.05)；但用高粱替代饲粮中100%的玉米后，与对照组相比，背最长肌中油酸、反式油酸、花生酸、花生四烯酸分别提高15.3%、39.6%、56.8%和52.4%(P < 0.05)；用高粱替代饲粮中65%的玉米后，与对照组相比，反式油酸、花生酸、二十碳三烯酸和花生四烯酸含量分别提高37.9%、77.15%、72.2%和53.2%(P < 0.05)。

3 讨论 3.1 高粱替代不同水平玉米对育肥猪生长性能的影响

玉米饲用价值高、适口性好、消化率高，是畜禽重要的能量饲料，但因市场价格频现波动，给畜牧生产带来诸多不便，而高粱的能值与玉米接近，具有替代畜禽饲料原料玉米的潜力^{[3, 8]}。但因多种抗营养因子(主要是单宁)的存在，限制了高粱在畜禽饲粮中的应用，国内外研究结果也不一致。Paulk等^[9]研究表明高粱对肥育猪的生长性能无显著影响，但有提高平均日采食量和平均日增重及降低料重比的趋势；潘龙^[10]研究表明高粱替代玉米对猪的平均日增重无显著影响，但是饲料利用效率有降低的趋势；李思思等^[11]研究表明饲粮中高粱水平为20%~80%时对生长猪的生长性能无不利影响，高粱可作为生长猪的能量饲料替代部分玉米；Benz等^[12]研究表明饲喂高粱型饲粮的育肥猪平均日增重高于玉米型饲粮。本研究结果表明，高粱替代饲粮中30%和65%的玉米对育肥猪平均日增重无显著影响，但当高粱替代全部玉米后，育肥猪的平均日增重显著降低。高粱品种差异(单宁含量差异)可能是导致研究结果不一致的主要原因。本研究与前人研究结果说明高粱在育肥猪饲粮的应用过程中应充分考虑高粱的营养水平及抗营养因子含量，从而确定合理的添加水平。

3.2 高粱替代不同水平玉米对育肥猪胴体性状及肉品质的影响

胴体性状是反映畜禽生产肉能力的重要指标。屠宰率、胴体重、胴体长、眼肌面积、背膘厚度等是评价胴体性状的常用指标。屠宰率是决定猪产肉性能和经济效益的重要指标，背膘厚度与瘦肉率呈负相关^[13]。Ben等^[12]研究表明，高粱有降低育肥猪屠宰率及背膘厚度的趋势，这与本研究结果相反。本研究结果表明饲粮中高粱替代不同水平玉米对育肥猪屠宰率无显著影响，但显著提高背膘厚度，说明高粱替代玉米不会影响育肥猪产肉性能，但会降低瘦肉率。Shelton等^[14]研究表明饲喂糯性和非糯性高粱后对生长育肥猪胴体性状无显著影响，但是与玉米组相比，具有提高背膘厚度的趋势，这与本研究结果基本相似。

猪肉品质受遗传、营养、环境、运输、屠宰等因素的影响。肉的色泽、嫩度、滴水损失、肌内脂肪含量、pH等是衡量肉品质的重要指标。pH是反映生猪屠宰后机体肌糖原酵解速度的重要指标，其可进一步影响肉的嫩度、剪切力和系水力，在一定范围内，pH下降程度与剪切力呈负相关，与系水力呈正相关^[15]。正常情况下，屠宰45 min后肌肉pH处于6~7。本研究结果表明，高粱替代不同水平玉米后肌肉pH_{45 min}处于6.70~6.74，均显著高于对照组，说明高粱可提高猪肉嫩度。肌内脂肪含量与肌肉的多汁性、口感、风味、嫩度等呈正相关，影响消费者对猪肉接受程度^[13]。Benz等^[12]研究表明高粱具有提高肋骨脂肪含量的趋势。本研究中，65%和100%替代组背最长肌粗脂肪含量显著高于对照组，表明高粱可促进胴体脂肪的沉积。但关于高粱对胴体脂肪的沉积效果优于玉米的原因目前尚不清楚，其促进脂肪沉积的机制有待进一步研究。

3.3 高粱替代不同水平玉米对育肥猪背最长肌氨基酸组成的影响

肉类产品是人类获取蛋白质的重要来源之一，氨基酸是蛋白质的基本组成单位。氨基酸尤其是必需氨基酸(苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、赖氨酸和苯丙氨酸等)的种类、含量和比例是评价猪肉品质的重要指标。本试验结果表明，高粱替代饲粮中30%与65%的玉米对育肥猪背最长肌氨基酸含量无显著影响，但替代100%玉米后，其总氨基酸含量有降低的趋势，苏氨酸和谷氨酸含量显著下降。这可能与高粱中抗营养因子的存在降低了氨基酸和蛋白质的利用等有关^[16]。因此，将高粱应用到饲粮中时可通过以下途径提高其利用率：1)采用物理、化学或微生物法将抗营养因子钝化；2)通过补充某1种或几种氨基酸来平衡饲粮氨基酸组成，提高氨基酸的消化率^[17-19]；3)通过添加其他功能性添加剂来提高肌肉中氨基酸含量^[20-22]。

3.4 高粱替代不同水平玉米对育肥猪背最长肌脂肪酸组成的影响

肌肉中脂肪酸的含量、种类和比例也是评价猪肉品质的重要指标之一。肌肉中脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。过多的摄入饱和脂肪酸会导致动脉硬化等一系列疾病^[23-24]。不饱和脂肪酸具有抗癌、降脂、预防心血管疾病等功能^[25-27]。本研究结果表明高粱替代部分玉米可显著提高育肥猪背最长肌中油酸、反式油酸、花生酸、二十碳三烯酸及花生四烯酸含量，但对单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量无显著影响。这与Benz等^[12]得出的饲喂育肥猪玉米和高粱后对其肌肉中饱和脂肪酸、总反式脂肪酸、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的含量无显著影响的结果一致。高粱对肌肉中脂肪酸含量的影响可能与高粱中单宁的含量有关^[28-30]，但其作用机理尚不清晰，有待进一步研究。

4 结论

综合考虑，在本试验条件下，用高粱替代部分玉米是可行的，不仅能够维持育肥猪正常的生长性能，还能够从提高肌肉中反式油酸、花生酸、二十碳三烯酸等不饱和脂肪酸含量方面改善肉品质。