不同生態(tài)型的菵草種子營養(yǎng)學(xué)特性的比較

上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院 姚邦威 褚建君*

據(jù)《中國植物志》記載，菵草為一年生或越年生的禾本科草本植物，多生于水邊和潮濕的地方，廣泛分布于長江中下游地區(qū)（褚建君和李揚漢，2000）。菵草可以作為高品質(zhì)的畜牧飼料，每公頃可產(chǎn)干草650～1000 kg，干草率為32.5%；馬、牛、羊等家畜均喜食，種子可作精料加工利用（中國飼料數(shù)據(jù)庫中心，2002）。近年來，由于農(nóng)田除草劑的大量施用導(dǎo)致農(nóng)田雜草群落演化，菵草發(fā)展成為麥田、油菜田中的惡性雜草，如何對菵草進(jìn)行綜合管理已經(jīng)成為亟待解決的問題。對菵草加以利用，也是對菵草進(jìn)行綜合管理的重要途徑。美國阿拉斯加植物資源中心利用收集到的菵草種子選育出適于濕地生長的栽培品種“Egan”，從1986年開始正式推廣種植，并在阿拉斯加栽培成功（Wright，1991）。 目前，由于各地農(nóng)作情況差異，包括除草劑施用情況的不同，菵草出現(xiàn)了不同的生態(tài)型。本文對不同生態(tài)型菵草的營養(yǎng)成分進(jìn)行定量分析，為菵草綜合管理，特別是為菵草種子加工精飼料等應(yīng)用研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 收集華東地區(qū)（山東省臨沂市、江蘇省靖江市、安徽省滁州市、浙江省諸暨市、江西省南昌市和上海市閔行區(qū)）成熟菵草種子，盆缽栽培于上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)示范田，土壤、陽光、水分、溫度等生長條件完全相同，收集、挑選完整飽滿的菵草種子用于實驗。

1.2 主要實驗儀器 Foss Tecator AB公司Kjeltec 2300型自動凱氏定氮儀、日立公司L-8900氨基酸自動分析儀、Perkin Elmer公司AutoSystem XL GC/TurboMass MS型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀等。

1.3 試驗方法

1.3.1 菵草種子粗蛋白質(zhì)含量、游離氨基酸含量的測定及氨基酸組分的分析、鑒定 （1）粗蛋白質(zhì)含量的測定：采用凱氏定氮法，參照GB/T6432-94。（2）游離氨基酸含量的測定：采用茚三酮比色法。（3）氨基酸組分的分析、鑒定：采用外標(biāo)法分析確定樣品中氨基酸的種類和濃度，參照GB/T 18246-2000。

1.3.2 菵草種子脂溶性成分的提取、測定及組分分析 （1）脂溶性成分含量測定：采用索氏提取法，參照GB-2906-82。（2）脂溶性成分組分分析、鑒定：采用氣相色譜法（GC-MS）。

1.3.3 菵草種子糖含量的測定 （1）淀粉含量的測定：采用蒽酮-硫酸比色法測定。（2）還原糖含量的測定：采用3，5-二硝基水楊酸法測定。（3）可溶性糖含量的測定：采用蒽酮-硫酸比色法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生態(tài)型菵草的種子所含主要營養(yǎng)成分分析 見表1。其粗蛋白質(zhì)平均含量（4.71%）、脂溶性物質(zhì)含量（7.78%）、總糖平均含量（76.89%），經(jīng)LSR法比較，菵草各生態(tài)型種子營養(yǎng)成分無差異顯著性，表明菵草各生態(tài)型種子的營養(yǎng)成分含量是穩(wěn)定的，不受地區(qū)來源的影響，可以廣泛收集不同地區(qū)的菵草種子作為飼料原料。與小麥、玉米等常用飼料原料相比，菵草的脂溶性成分含量較高，遠(yuǎn)高于飼用小麥、飼用玉米（中國飼料數(shù)據(jù)庫，2010），與高油玉米脂肪酸含量（7%～9%）相當(dāng)；粗蛋白質(zhì)含量略低于飼用小麥和飼用玉米；總糖含量與飼用玉米、小麥相當(dāng)（邰書靜，2010；劉世杰，2009）。

2.2 不同生態(tài)型菵草的種子所含氨基酸種類及含量分析 見表2。菵草各生態(tài)型種子含量最高的氨基酸均為谷氨酸（15.137～19.306 mg/g），所含必需氨基酸（除色氨酸外）占全部氨基酸含量的31.02% ～33.78%（24.35～27.66 mg/g）， 賴氨酸的含量為2.864～3.700 mg/g。以菵草各生態(tài)型種子氨基酸含量計算各生態(tài)型之間的歐氏距離[0，1]及相關(guān)性系數(shù)，并進(jìn)行主成分分析，表明菵草各生態(tài)型所含氨基酸組分含量并不與生態(tài)型差異相關(guān)。

2.3 不同生態(tài)型菵草的種子所含脂溶性成分種類及含量 見表3。共檢測出峰25個，其中鑒定明確的脂溶性成分有19種，各生態(tài)型種子中所含脂溶性成分種類相同，含量略有差異。其中，所含脂肪酸主要為棕櫚酸、亞油酸、硬脂酸、油酸，各生態(tài)型種子中含量最高脂溶性成分均為亞油酸，占種子干重的1.16%～3.53%；且各生態(tài)型種子均含有D-α-生育酚、菜籽甾醇、蕓苔甾醇、β-谷甾醇等重要的動物飼料添加劑成分。以菵草各生態(tài)型種子脂溶性成分含量計算各生態(tài)型之間的歐氏距離及相關(guān)性系數(shù)，并進(jìn)行主成分分析，表明菵草各生態(tài)型所含脂溶性成分并不與生態(tài)型差異相關(guān)。

表2 各生態(tài)型菵草種子氨基酸組分含量 mg/g

表3 不同生態(tài)型菵草種子脂溶性物質(zhì)含量 mg/g

3 討論與結(jié)論

與小麥、玉米等飼料原料相比，菵草具有脂肪酸、萜類等脂溶性物質(zhì)含量高、種類多的優(yōu)勢。其中，含量最高的脂溶性物質(zhì)亞油酸可代謝為共軛亞油酸，有助于提高動物肌肉含量、減少脂肪。菵草所含D-α-生育酚、菜籽甾醇、蕓苔甾醇、β-谷甾醇等成分是重要的動物飼料添加劑。D-α-生育酚可以防止脂肪酸生成不飽和脂肪酸過氧化物，促進(jìn)動物促性腺激素和催乳激素產(chǎn)生。菜籽甾醇、蕓苔甾醇、β-谷甾醇同屬于植物甾醇，能夠阻礙動物對于膽固醇的吸收，降低蛋肉中膽固醇的含量，有助于開發(fā)低膽固醇含量的新型禽肉產(chǎn)品。

目前，菵草的利用價值已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了公認(rèn)。其生態(tài)位寬，相對于其他雜草植株較高，菵草種群處于上層，在整個農(nóng)田雜草群落中，其結(jié)實率高，尤其在環(huán)境適宜的冬閑田中生物產(chǎn)量相當(dāng)大，具備了作為飼料加工用牧草的良好潛質(zhì)（諸怡雯，2008；褚建君和李揚漢，2002）。

本研究對菵草種子所含氨基酸和脂溶性成分的色譜分析，表明不同生態(tài)型菵草的種子營養(yǎng)學(xué)品質(zhì)穩(wěn)定，為菵草規(guī)模化利用加工精飼料提供了飼料產(chǎn)品質(zhì)量保證。

[1]褚建君，李揚漢.菵草生物學(xué)特性及其可利用性探討 [J].雜草科學(xué)，2002，1：1 ～4.

[2]劉世杰.飼用小麥營養(yǎng)價值評定及其聚類分析和變異度研究：[D]北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2009.9～12.

[3]饒娜.菵草生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及其防除的研究：[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.9～11.

[4]邰書靜.品種、氮肥和種植密度對玉米產(chǎn)量與品質(zhì)的影響：[D].西安：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2010.11～13.

[5]諸怡雯.麥田雜草群落生態(tài)學(xué)與菵草生物學(xué)特性的研究：[D].上海：上海交通大學(xué)，2008.66～67.