2025年高粱：宠物食品配方聪明之选研究报告-美国谷物协会

高粱：宠物食品配方聪明之选22将高粱纳入配方的主要原因4使用高粱的品牌5高粱的保健功效6提升消化率7粪便质量10感官特性13参考文献174热处理，如膨化和蒸汽压片，以及用碱进行热处理，如膨化和蒸汽压片，以及用碱进行含有高粱的日粮的粪便评分均在理想的瓦尔瑟采食含高粱的食量后，胰岛素反应曲线低于食用含消费者对膨化全高粱日粮的香气和外观的接受程使用高粱的品牌高粱因其保健功效、价格优势以及在配方中的加工便利性，成为宠物食品制造商的理想选择。目前市场上已有超过130款宠物食品含有高粱。以下是一些在配方中采用高粱的知名品牌：》Adirondack》Blackwood》CoolCanine》Eukanuba》GNC》HillsPetNutrition》Hi-TekSignaturePetProducts》IAMS》Mr.BucksPetFood》MuensterNatural》Newman’sOwnOrganics》PetWants》Verus》VictorSuperPremiumDog值得信赖的原料值得信赖的原料“高粱是我们宠物食品的明智选择，因为它营养丰富，深受宠物喜爱。我们的客户希望为他们毛茸朋友提供最好的食物。高粱富含纤维和蛋白质，且不含麸质，是完美的搭配。”—Adirondack&Blackwood“全谷高粱是一种易于消化、营养丰富的复杂碳水化合物，对于过敏犬来说没有任何不良反应。添加高粱不仅能满足犬只的营养需求，还能在减少喂食量的情况下帮助它们保持饱腹感。”—VerusPetFood6高粱的营养价值美国农业部食品营养数据库显示，高粱的蛋白质含量为10.62%，高于玉米。赖氨酸和苏氨酸是其主要限制性氨基酸（Aldrich，2015）。然而,高粱的氨基酸含量略低于玉米（Wall和Paulis，1976）。高粱的脂肪含量为3.46%，略低于玉米，因此其可代谢能也相对较低。亚油酸（C18:2n6）作为犬猫必需的脂肪酸，占高粱脂肪酸的超过一半。油酸（C18:1n9),虽非宠物必需脂肪酸，但在高粱脂肪酸组成中占三分之一。Omega-3的亚油酸（C18:3n3）占总脂肪酸的不到3%。高粱的纤维部分（6.7%）主要为不溶性纤维，种皮中含有丰富的木质素。与玉米相比，高粱的磷、钾和铁含量较高，而钠含量较低。高粱的维生素含量与其他几种谷物相似。一些源自紫色双色亚种的高粱富含植物化学物质，如单宁、酚酸、花青素、植物甾醇和多酮醇。这些成分具有抗氧化等保健功效，其效果与某些水果相当（Awika，2004）。所有高粱都含有酚类化合物，但每个品种中酚类的含量，以及其颜色、外观和营养品质均受到基因型和生长环境的影响(Dykes，2005）。含色素的外种皮品种中存在浓缩单宁，但仅凭颜色并不能准确判断单宁的含量（Boren，1992）。提升消化率由于宠物食品配方在消化率方面存在显著差异，选择优质的原料来源至关重要。蛋白质的品质、膳食纤维的类型、淀粉和脂肪的含量等因素，都是影响消化率的重要考量，从而直接影响营养素的生物利用率。Bednar等人（2001）指出，谷物与豆类之间不同的淀粉组成会影响犬类的消化率。快速消化淀粉的比例，如高粱、碎米和玉米，明显高于豌豆和扁豆等豆类。不同饲料来源中淀粉消化率的差异，可能与谷物类型、淀粉与蛋白质的相互作用、物理颗粒形态、淀粉类型、消化抑制剂以及最为关键的加工工艺有关。在玉米和高粱中，淀粉与蛋白质之间的相互作用可能会干扰胃肠道内的内源性酶消化作用。淀粉-蛋白质基质的形成也与加工方法密切相关，公认通过膨化加工狗粮可以显著提高淀粉的消化率，达到0.90-0.95（Murray等，1999），这可能是因为膨化促进了淀粉的糊化，使其几乎完全可被消化（Twomey，2003）。Carciofi等（2008）报道，喂食含有高粱、木薯粉、碎米和玉米的膨化狗粮的犬只，其淀粉消化系数低于0.98。2009年，Kore等人进行了一项研究，旨在探讨用高粱、珍珠粟和玉米作为干狗粮中替代大米的样品的消化率。每种配方中，特定谷物占比70.5%,25%为膨化大豆，1.8%为大豆油，0.3%为盐，1.3%为二钙磷，1%为碳酸钙，以及维生素和矿物质。结果显示，与大米相比，玉米、珍珠粟和高粱的干物质（DM）消化率明显较低。蛋白质和脂肪的消化率在大米、高粱和玉米之间基本相似。喂食大米样品的犬只，其粪便中的干物质含量显著低于喂食玉米、珍珠粟和高粱的犬只。SilvaJunior等人（2005）也报道，当用玉米（0.83）或高粱（0.81）替代大米（0.87）时，干物质的消化系数明显降低。Fortes等人（2010）的另一项研究比较了碎米、高粱、高油玉米、玉米胚芽、米糠和小米的营养价值。参考日粮的成分构成（以鲜重计，g/kg）为：玉米667.7g，家禽副产品粉178g，玉米蛋白粉62.1g（粗蛋白600g/kg78),家禽脂肪36g，水解牛肝粉30.4g，二钙磷13.3g，碳酸钙3.4g，维生素和矿物质预混料5.6g，以及氯化钠3.6g。在每份试验日粮中，将700g参考日粮与300g试验原料混合。结果显示，参考日粮、高油玉米、高粱、小米和碎米的干物质、蛋白质和淀粉的消化率均较高。高粱的代谢能（ME；MJ/kg，鲜重基准）与高油玉米、小米和碎米相似，但低于玉米胚芽日粮。粪便产量在高粱、高油玉米、碎米、小米、玉米胚芽和米糠组之间差异不大。总体而言，对于犬类来说，高粱、高油玉米、碎米和小米的消化率更优，代谢能也高于麦麸、玉米胚芽和米糠。Aldrich（2015）的一项研究采用了三种不同玉米高粱干狗粮配方，分别由不同的高粱部分制成（全粒高粱-WSD、高粱粉-FD、麸皮-MF以及一份对照样品（CD），其中包含米、玉米和小麦。研究发现，干物质的消化率在CD和WSD之间相似，仅略低于FD（分别为89.9%、88.9%和92.0%）。MF配方的干物质消化率最低，仅为78.5%。有机物、能量和粗蛋白的消化率也呈现类似的趋势。高粱粉配方（FD）略微改善了消化系数,研究者认为这可能为易消化产品的开发提供了新的应用前景。MF配方的湿粪排出量最高，其次是WSD，再是CD，而FD的排粪量最低。MF配方的排粪量几乎是FD的三倍（95.4克/天对32.6克/天）。每天排便次数在CD、WSD和FD之间差异不大，且每天排便的频率都少于MF。由于每日排便量增加且排便次数增多，可能会让人推测粪便含水量较高且质地较软。然而，MF配方的粪便评分最高（在5分制中为3.91，其中4分代表坚硬干燥的粪便),而CD的粪便评分最低，与WSD和FD的评分存在差异。Murray等人（1999）发现，用高粱饲料替代玉米饲料（粗蛋白消化率为86.5%）时，蛋白质消化率有所下降，而总肠道消化率（TTD）为83.3%。在本研究中，以米为基础的饲料（TTD为84.9%）在这一指标上与玉米和高粱饲料相当。高粱、玉米和大米饲料中，高粱日粮、玉米日粮和大米日粮中，原料的淀粉占比分别为44.2%、43.6%和44.1%。9Twomey等人（2002年）的研究显示，高粱饲料的蛋白质消化率较低（蛋白质消化系数为0.85玉米为0.83，而水稻则为0.87，说明高粱的蛋白质消化率优于玉米。不同淀粉来源的添加比例为：水稻49%，玉米51%，高粱46.1%。Carciofi等人（2008）研究了六种不同淀粉源（包括高粱）经膨化处理的犬用配方对犬类全肠道表观消化率以及血糖和胰岛素反应的影响。这些配方中淀粉源的相对比例分别为：木薯粉（42.49%）、玉米（53.49%）、高粱（59.27%）、碎米（45.66%）、扁豆（69.53%）和豌豆（66.35%）。本研究所用高粱的鞣酸含量较低（0.57%）。为了制备含有相似淀粉、脂肪、钙和磷比例的均衡配方，还加入了如大豆蛋白分离物等其他成分。所有犬只在试验期间均能顺利进食，无呕吐、腹泻或拒食现象。喂食高粱配方的犬只摄入的蛋白质多于喂食扁豆配方的犬只，同时摄入的脂肪较少。碎米配方的蛋白质消化率高于高粱、玉米、豌豆和扁豆配方。所有配方的淀粉消化率均低于98%（碎米和木薯粉的消化率最高，豌豆和扁豆最低）。全膳食纤维的消化率在高粱、豌豆和扁豆配方中较高。不同处理组之间的粪便评分没有显著差异，但碎米、高粱和玉米配方的粪便干物质含量高于豌豆配方。在同一研究中，喂食木薯粉和玉米饲料的犬只血浆平均葡萄糖浓度低于食用其他饲料的犬只。在碎米、木薯粉和玉米饲料采食后180分钟，血浆平均葡萄糖浓度与基础值无显著差异。而在300分钟时，高粱、豌豆和扁豆饲料组的血浆葡萄糖浓度仍高于基础值。高粱饲料的餐后胰岛素反应曲线在整个300分钟观察期内未能恢复到基线水平。胰岛素的曲线下面积（0-300分钟）显示，木薯粉组的总面积小于高粱组。而胰岛素在≥30分钟的曲线下面积，食用高粱的犬只明显高于碎米或木薯粉组。这项研究表明，含有高粱、扁豆或豌豆的饲料对犬只健康具有积极影响，包括延缓和延长血糖和胰岛素反应时间。粪便质量是宠物主人关注的重要指标。Twomey等人（2003）发现，在高粱饲料中加入含有多种碳水化合物的饲料酶制剂，可以改善粪便评分，使其与喂养大米为基础日粮的犬只粪便相当。这些酶能轻微软化粪便，但不会引起腹泻。该酶以每吨1000毫升的浓度喷洒在干料上，实验中所用的饲料含有每千克552克高粱、535克玉米和521克米。虽然未添加酶的玉米和高粱的粪便评分低于大米组，但所有饲料的粪便评分在沃尔瑟姆（Waltham)评分标准上均为“理想”。2002年，Twomey等人进行了一项研究，探讨了含有大米（49%）、高粱（46%）和玉米（51%）的饲料对粪便营养物消化率及粪便质量的影响。研究发现，不同处理组的粪便评分存在差异，以大米组的粪便评分较高(粪便较稀）。所有粪便评分均在沃尔瑟姆粪便评分系统所建议的理想范围内,表明高粱和玉米饲料对粪便质量没有负面影响。淀粉的消化率在各组之间没有差异，所有饲料的粪便淀粉消化率均达100%。研究者指出，这可能归因于膨化工艺，该工艺使高粱和玉米中的淀粉糊化，从而提高了其消化率。粪便中的蛋白质、脂肪和总能量的消化系数在大米组中更高，因此大米饲料的可消化能量含量也更高。尽管大米的营养物消化率优于其他饲料，但所有饲料的营养物消化率均高于美国国家研究委员会（NRC）关于犬类营养需求的平均值，显示出良好的消化性能。2016年，堪萨斯州立大学（Alavi）进行的一项体内试验显示，含约50%谷物的高粱饲料的消化率与大米和玉米饲料没有统计学差异。为了使各饲料的营养成分更为接近，研究中对大米饲料的纤维水平进行了调整，加入了更多的甜菜浆，因为大米的纤维含量低于高粱。这种调整在已发表的研究中并不常见，但它可能在某些研究观察到的差异中起到一定作用。关于粪便的产量和质量，研究还显示不同饲料之间在粪便评分、含水量和产量方面没有差异。此外，所有饲料组的粪便都非常接近理想状态。红高粱和白高粱饲料组的粪便pH值较低。餐后血糖分析显示，各饲料组的血糖平均值、最大值、增量和峰值浓度没有显著差异。膨化工艺占宠物干粮生产的80%，而烘焙和膨化是行业内另外两种主要的生产方式（Gibson,2015）。烘焙仅涉及热能，而膨化则结合了机械能和热能，使得膨化颗粒中的糊化程度可以达到90%到100%（Gibson,2013）。在烘焙宠物粮颗粒中观察到的淀粉糊化程度通常在60%及以上。随着淀粉糊化和蛋白质变性程度的提高，膨化工艺的消化率也相应提升，促进淀粉-脂肪复合物的形成（Pilli,2011）。淀粉-脂肪复合物的形成可以减少易氧化的游离脂肪含量，从而延长宠物食品的保质期。此外，淀粉-脂肪复合物还会减缓淀粉的消化速度，为犬类提供潜在的健康益处（Muoki,2011）。研究（Gibson，2015）还表明，膨化工艺可以减少并杀死动物饲料中的细菌，但目前尚无研究显示烘焙工艺对动物饲料具有相同的效果。然而，一些对比膨化和烘焙样品感官特性的研究发现，烘焙样品颜色较浅，且具有较低的油脂氧化相关属性（Koppel等，2014）。Gibson（2015）指出，在膨化过程中增加总APC）和沙门氏菌的数量也显著减少。根据Gibson（2013）、Murray等（1999）以及Twomey等究，膨化加工能够显著提高狗粮中淀粉的消化率，达到0.90至0Murray等（2009）发现，高温膨化（124至140°C）后粉比例从36.8%升至90.3%（干物质基准），而（干物质基准）。此外，Carciofi等（2008）的一项研究显示，在高粱饲料的膨化过程中，粒径对淀粉糊化具有显著影响。Puta（400转/分钟，75-80°C）。堆积密度与膨化过程中颗），感官特性外观、香气、质地和风味是宠物食品相关研究中测量的主要感官特性。酚类化合物可能导致食品和饮料的苦味和涩味。在饲料高粱中，酚类化合物如单宁、花青素和酚酸主要存在于麸皮中。不同品种饲料高粱中酚类化合物的类型和含量受遗传和环境因素的共同影响。Kobue-Lekalake等人(2007)研究了含有不同总酚类化合物、单宁或不含单宁的高粱的感官特性。该研究使用了浸泡液和高粱全谷米（煮熟的高粱谷物）。在所有分析的高粱品种中都存在涩味和苦味，但含单宁高粱的苦味和涩味比不含单宁的高粱更明显，后者被认为更甜。白高粱米具有更硬的胚乳，并且比其他高粱的咀嚼性差。一个出乎意料的结果是，总酚含量超过两倍的含单宁高粱品种NS5511的苦味和涩味与不含单宁高粱样品的苦味和涩味相当。在Aldrich和Koppel(2015)于堪萨斯州立大学进行的一项研究中，他们制作了三种含有不同高粱组分（全高粱、高粱粉、富集麸皮）的膨化干狗粮日粮，以及一种含有大米、玉米和小麦的对照样品。日粮的配方旨在实现等营养。每种高粱组分的添加量约为60%（全高粱64.69%，高粱粉67.65%，富集麸皮62.31%而对照日粮中玉米、大米和小麦各占21.2%。所有日粮均含有鸡肉副产品粉、玉米蛋白粉、鸡脂、甜菜浆、抗氧化剂、维生素和矿物质。使用DiDonfrancesco等人（2012）先前开发的词汇表进行描述性感官分析，结果发现样品在风味、香气和质地上彼此相似。外观差异更为明显。麸皮日粮（MF，含有富集麸皮和红高粱）外观最深，而对照日粮最浅。全高粱日粮（WSD）的颗粒感最强，油腻感与高粱粉日粮（FD）并列最高，纤维感与对照日粮并列最高。高粱粉日粮的表面粗糙度值也最低，因此看起来比其他样品更光滑。在质地方面，高粱粉日粮最硬，而全高粱日粮和对照日粮的砂砾感最高。富集麸皮日粮具有最高的烘烤香气、霉味和灰尘味,以及棕色回味。在高粱样品中，高粱粉日粮的畜舍回味最低。与对照日粮相比，高粱样品没有表现出明显更高的苦味或涩味。一项消费者研究（Aldrich和Koppel，2015）招募了105名消费者，这些消费者是根据宠物所有权、直接参与宠物食品购买以及购买的宠物食品类型等若干标准筛选出来的。该研究调查了宠物主人对宠物食品的整体外观、颜色和气味的喜好程度。参与者观看了所有样品，并被要求观察和闻嗅它们。结果表明，WSD和对照组食品的整体喜好度最高。研究结果还表明，宠物主人对样品外观的喜好程度高于对气味的喜好。高粱粉和麸皮饲料的喜好度得分相差不大，这表明可以通过改善外观特性来提高宠物主人对这些产品的接受度。在同一项研究（Aldrich和Koppel，2015）中，还进行了一项单碗适口性测试。由各自的主人喂养三十只不同性别、品种和体型的犬只（不小于10磅，不大于100磅），分别喂食四种不同的日粮。每种日粮喂食每只犬只五天，饲喂量根据犬只的体重计算。结果表明，高粱日粮和对照日粮之间的采食量没有统计学上的显著差异（见表1）。）：WSD57.0655.6253.4457.50在堪萨斯州立大学2016年进行的另一项研究（Alavi）中，研究粱和红高粱（添加比例50%）制成的膨化高粱饲料，以及一种础的对照饲料，喂养给36只成年犬舍犬（包括不同品种结论便质量和较低的血糖生成指数。然而，一些研究表明，与大》膨化处理可以将犬粮中高粱日粮的淀粉消化率提高至98%。组系，其蛋白质和蛋白质消化率水平显著提高，这应被视为REFERENCESAlavi,S.2016.UseofGrainSorghumasthePrimaryCerealIngredientinPremiumPetFoodProducts.ReporttoSorghumCheckoff.Aldrich,G.,Koppel,K,DiDonfrancsco,B.,Alvarenga,I.2015IntroducingNewProfitStreamsforGrainSorghum:MillingCharacteristicsandInclusionConsiderationsforUseinPetFoods.ReporttoSorghumCheckoff.Awika,M.J.,Rooney,W.L.2004.Sorghumphytochemicalsandtheirpotentialimpactonhumanhealth.Phytochemistry65(2004)11991221.Bednar,G.E.,Patil,A.R.,Murray,S.M.,Grieshop,C.M.etal.2001.Starchandfiberfractionsinselectedfoodandfeedingredientsaffecttheirsmallintestinaldigestibilityandfermentabilityandtheirlargebowelfermentabilityinvitroinacaninemodel.JNutr.2001Feb;131(2):276-86.Carciofi,A.C.,TakM.A.Effectsofsixcarbohydratesourcesondogdietdigestibilityandpost-prandialglucoseandinsulinresponse.JAnimPhysiolAnimNutr.92:326336(2008).dietswithdifferentsourcesofcarbohydratesandyourinfluenceinthebloodglucoseandbloodinsulininhealthdogs.Ciênc.agrotec.,Lavras,v.29,n.2,p.436-443.De-Oliveira,L.D.,Carciofi,A.C.,Oliveira,M.C.C.,Vasconcellos,R.S.,Bazolli,R.S.,Pereira,G.T.Effectsofsixcarbohydratesourcesoncatdietdigestibilityandpostprandialglucoseandinsulinresponse.JAnimSci86:22372246(2008).DiDonfrancesco,B.,Koppel,K.,Chambers,E.IV.2012.Aninitiallexiconforsensorypropertiesofdrydogfood.J.Sens.Stud.27:498-510.Dykes,L.andRooney,L.W.2005.Sorghumandmilletphenolsandantioxidants.CerealFoodsWorld52,105-111.Boren,1992Gibson,M.2015.Physico-chemicalandshelf-lifebetweenbakedandextrudedpetfoods.K-REx.ElectronicThesesandDissertations.Gibson,M.,Aalavi,S.,2013.PetFoodprocessing-UnderstandingTransformationsinStarchduringextrusionandbaking.CerealFoodsWorld,58,5,232-236.Kobu-Lekalake,R.,Taylor,J.R.N.,DeKock,H.L.2007.Effectsofphenolicsinsorghumgrainonitsbitterness,astringencyandothersensoryproperties.JSciFoodAgric87:19401948.Koppel,K.,Gibson,M.,Alavi,S.,Aldrich,G.2014.Theeffmeatinclusiononpetfoodflavorandtexturecharacteristics.Animals2014,4,254-271.Kore,K.B.,Pattanaik,A.K.,Das,A.,Sharma,K.2009.Evaluationofalternativecerealsourcesindogdiets:effectonnutrientutilizationandhindgutfermentationcharacteristics.JSciFoodAgric2009;89:2174–2180Muoki,P.N.,DeKock,H.L.,Emmambux,M.N.2011.Effectofsoyflouradditionandheat-processingmethodonnutritionalqualityandconsumeracceptabilityofcassavacomplementaryporridges.Journalofthescienceoffoodandagriculture,92(8),1771-9.Murray,S.M.,Fahey,JR.,G.C.,Merchen,N.R.,SunvoldG.D.,Reinhart,G.A.1999.Evaluationofselectedhigh-starchfloursasingredientsincaninediets.J.Anim.Sci.77:2180-2186.Fortesetal.(2010)NationalResearchCouncil,1985:NutrientRequirementsofDogs.NationalAcademyPress,Washington,USA.Pilli,T.,Derossi,A.,Talja,R.,Joppila,K.,Severini,C.2011.Starch–lipidcomplexformationduringextrusion-cookingofmodelsystem(ricestarchandoleicacid)andrealfood(ricestarchandpistachionutflour).EuropeanFoodResearchandTechnology,517-525