生姜莖葉在肉羊瘤胃中的降解特性研究

李 平，王富偉，邵大富，李毓華，畢小兵，張乃鋒，屠 焰，刁其玉，畢研亮*

（1.山東省濰坊市峽山區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村和水資源局，山東濰坊 261325；2.北京首農(nóng)畜牧發(fā)展有限公司，北京 100076；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院信息所，北京 100081；4.寧夏固原市畜牧技術(shù)推廣服務(wù)中心，寧夏固原 756000；5.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼料生物技術(shù)重點實驗室，北京 100081）

生姜是我國農(nóng)產(chǎn)品市場中重要的經(jīng)濟作物之一，種植規(guī)模與產(chǎn)量均居世界首位。我國生姜的主產(chǎn)地在中國中東部、東南部至西南部，北方主產(chǎn)區(qū)生姜產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的65%，其中山東生姜產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的30%～40%。2018 年我國生姜種植面積29.9 萬公頃，生姜總產(chǎn)量846 萬t，生姜地上莖葉產(chǎn)量達400 萬t。目前，對生姜的開發(fā)利用主要集中在地下塊莖部分，對地上莖葉部分開發(fā)利用的研究鮮有報道。在廣大的生姜主產(chǎn)區(qū)，生姜莖葉的利用率非常低，生姜莖葉被隨意拋棄、焚燒的現(xiàn)象愈演愈烈，帶來資源浪費、環(huán)境污染以及病蟲害擴散傳播等一些列問題。生姜莖葉含有豐富的蛋白質(zhì)、可溶性糖類、粗纖維、維生素及微量元素，還含有黃酮類、多酚類化合物以及姜辣素等多種功能因子，可開發(fā)為非常規(guī)飼料資源用于家畜生產(chǎn)，不僅可減少資源浪費，還可在一定程度上緩解我國優(yōu)質(zhì)粗飼料短缺的問題。目前，生姜莖葉作為粗飼料資源開發(fā)利用的研究較少。焦洪超研究發(fā)現(xiàn)，青貯姜苗及其提取物可顯著降低肉仔雞耗料增重比，提高飼料報酬，促進肉仔雞免疫器官的生長發(fā)育，提高肉雞的抗氧化能力，顯著增加肉雞小腸的絨毛高度，降低隱窩深度。劉公言等報道，飼糧中不同比例的生姜秸稈替代花生秧對萊蕪黑兔的生長性能和肌肉品質(zhì)無明顯不良影響，但能提高肌肉的營養(yǎng)價值。生姜莖葉的主要營養(yǎng)成分在反芻動物瘤胃中的降解率及生姜莖葉作為反芻動物粗飼料資源的研究未見報道。本試驗旨在研究新鮮生姜莖葉主要營養(yǎng)成分在肉羊瘤胃中的降解率，為生姜莖葉作為粗飼料資源用于反芻動物生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 新鮮生姜莖葉來源于山東省濰坊市昌邑縣，品種為金昌面姜，生姜收獲時，從不同地塊采集10 份新鮮生姜莖葉，詳細記錄每份新鮮生姜莖葉的重量，然后低溫郵寄至中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所反芻動物飼料創(chuàng)新團隊進行常規(guī)營養(yǎng)成分檢測和瘤胃降解率測定。從前期常規(guī)營養(yǎng)成分分析可知，新鮮生姜莖葉中的干物質(zhì)（DM）含量為8.48%，干物質(zhì)樣品中粗蛋白質(zhì)（CP）為17.24%，中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量分別為47.36%和27.99%。

1.2 試驗動物與飼糧 生姜莖葉肉羊瘤胃降解率試驗于2019 年12 月于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所南口中試基地進行。選用3 只裝有永久性瘤胃瘺管、健康狀況良好的杜泊羊（♂）× 小尾寒羊（♀）雜交1 代成年公羊為試驗動物。試驗飼糧以羊草、玉米和豆粕為主要原料，試驗飼糧組成和營養(yǎng)成分見表1。試驗羊單欄飼養(yǎng)，每日飼喂3 次（07:30，13:30，18:30），自由飲水。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成和營養(yǎng)成分（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3 尼龍袋試驗方法 選用孔徑300 目（0.05 mm）的尼龍布制成尼龍袋，準確稱取5 g 過2 mm 篩的樣品裝入尼龍袋中，每個樣品設(shè)立3 個重復(fù)，每個重復(fù)1 只羊。樣品設(shè)0、4、8、12、24、48、72 h 7 個時間點，每個待測時間點做2 個平行樣品，每2 個平行樣固定在一段塑料管的細縫中并用尼龍扎帶固定。飼喂后2 h 投放至瘤胃，采用不同時間點投放，最后統(tǒng)一取出的方法，從瘤胃中取出尼龍袋，隨后立即連同軟塑料管一起浸泡在冷水中，用自來水沖洗（0 時間點的也需要一起沖洗），直至沖洗流水澄清為止。將沖洗過的尼龍袋于65℃下恒溫烘48 h，回潮24 h 后稱重，放入自封袋中待測。

1.4 降解率的計算

1.4.1 飼料樣品量的校正

樣品逃逸率= [空白樣重（g）–空白袋中殘渣重（g）] /空白樣重（g）×100%

校正飼料樣重= 實際飼料樣重（g）×[1–逃逸率]

1.4.2 營養(yǎng)成分降解率的計算

營養(yǎng)成分某時間點的降解量=校正飼料樣重（g）×空白殘渣中營養(yǎng)成分的含量（%） –某時間點殘渣重（g）×某時間點殘渣中營養(yǎng)成分的含量（%）

某營養(yǎng)成分瘤胃降解率=營養(yǎng)成分某時間點的降解量（g）/ [校正飼料樣重（g）×空白殘渣中營養(yǎng)成分的含量（%）] ×100%

1.4.3 瘤胃降解參數(shù)和有效降解率的計算

式中，P 為某養(yǎng)分在t 時間點時的降解率；a 為快速降解部分；b 為慢速降解部分；a+b 為潛在降解部分；c為b 的降解速率；ED 為待測樣品目標養(yǎng)分的有效降解率（%）；t 為瘤胃降解時間；K 為飼料瘤胃外流速率，本試驗K 取值0.031 4 /h。

1.5 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)采用Excеl 整理統(tǒng)計后，降解參數(shù)用SAS 9.4 NLIN（Nonlinеar rеgrеssion）程序計算。降解率和降解參數(shù)采用SAS 9.4 的ANOVA 進行單因素方差分析，采用Duncan′s 多重比較進行差異顯著性分析。<0.05 作為差異顯著的判定標準。結(jié)果用平均值±標準差表示。

2 結(jié) 果

2.1 生姜莖葉DM、CP、NDF 和ADF 在肉羊瘤胃的降解率變化 由圖1 看出，生姜莖葉DM、CP、NDF 和ADF 在肉羊瘤胃中不同時間點的降解率均差異顯著，但降解趨勢相似，降解率均隨停留時間的延長而增加。生姜莖葉DM 在各時間點的降解率均高于CP、NDF 和ADF 在相應(yīng)時間點的降解率（<0.05），DM 在4 h 降解率達到了25.20%，之后平穩(wěn)增加，48 h 和72 h 的降解率分別達到了52.79% 和58.69%。生姜莖葉CP、NDF 和ADF 的降解趨勢相似，在12 h 內(nèi)緩慢增加，12～48 h 降解率快速增加，之后緩慢增加。生姜莖葉CP在4 h 降解率為5.32%，24 h 降解率為24.90%，48 h 和72 h 的降解率分別為32.05%和35.92%，CP 在24 h 之前降解率高于NDF 和ADF 的降解率（<0.05），24 h之后的降解率低于NDF 和ADF 的降解率（<0.05）。NDF 和ADF 的降解率在4 h 時降解率很低，只有3.56%和3.94%，24 h 后降解率迅速升高，48 h 的降解率分別為38.31%和40.64%，72 h 的降解率分別為44.94%和47.20%。

圖1 生姜莖葉DM、CP、NDF 和ADF 在肉羊瘤胃中的降解率

2.2 生姜莖葉DM、NDF、ADF 和CP 在肉羊瘤胃中的降解參數(shù)分析 由表2 看出，生姜莖葉DM、NDF、ADF 和CP 在肉羊瘤胃中的降解參數(shù)存在顯著差異。DM 的a 值較高，為19.01%，而CP、NDF 和ADF 沒有快速降解部分。NDF 和ADF 的b 值高于DM 和CP（<0.05）。DM、NDF 和ADF 的a+b 值非常高，都在63%以上，并且高于CP（<0.05）。生姜莖葉各營養(yǎng)成分的ED 值也存在顯著差異，DM 的ED 值高于CP、NDF 和ADF（<0.05），DM 的ED 值 為43.64%，CP、NDF 和ADF 的ED 值相似，都超過25%。

表2 生姜莖葉主要營養(yǎng)成分在肉羊瘤胃中的降解參數(shù)

3 討 論

3.1 生姜莖葉的營養(yǎng)價值分析 由此前對新鮮生姜莖葉常規(guī)營養(yǎng)成分分析可知，新鮮生姜莖葉中的DM 含量較低，只有8.48% 左右，但生姜莖葉含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，CP 含量達到17.24%，EE 含量達到3.51%，Ca和P 含量分別為1.20% 和0.25%，同時生姜莖葉含有較低的纖維含量，NDF 和ADF 含量分別為47.36% 和27.99%。從營養(yǎng)成分上分析，生姜莖葉是一種優(yōu)質(zhì)的粗飼料資源。

花生秧是肉羊常用粗飼料，比較二者營養(yǎng)成分，可進一步了解生姜莖葉的營養(yǎng)價值。唐夢琪等研究了河南省13 個花生品種花生秧的營養(yǎng)價值，發(fā)現(xiàn)CP 含量為11.17%～14.64%，NDF 含量為39.86%～46.02%，ADF 含量為30.13%～37.85%，EE 含量為1.87%～2.58%，Ca 含量為1.44%～1.92%，P 含量為0.13%～0.21%。蔡阿敏等研究發(fā)現(xiàn)，春花生秧與夏花生秧的營養(yǎng)成分的營養(yǎng)成分有顯著差異，春花生秧與夏花生秧CP 含量分別為10.44% 和7.16%，NDF 含量分別為37.70% 和54.43%，ADF 含量分別為34.50%和51.55%，EE 含量分別為2.41% 和2.06%。劉黎等統(tǒng)計了不同地區(qū)花生莖葉的常規(guī)營養(yǎng)成分，發(fā)現(xiàn)不同省區(qū)、季節(jié)和品種的花生莖葉營養(yǎng)成分差異很大，CP 含量為5.97%～10.44%，NDF 含量為35.93%～77.30%，ADF 含量為29.25%～51.55%。從營養(yǎng)成分分析可知，生姜莖葉的CP、EE 含量高于花生秧，ADF 含量低于花生秧，兩者的NDF 含量相當?？傮w來看，生姜莖葉的營養(yǎng)價值高于花生秧的營養(yǎng)價值，可作為優(yōu)質(zhì)粗飼料資源用于反芻動物生產(chǎn)。

3.2 生姜莖葉DM、CP、NDF 和ADF 的降解率 粗飼料各營養(yǎng)成分的瘤胃降解率不僅可以反映其可消化程度，還能影響反芻動物的DM 采食量，瘤胃降解率越高，其飼料原料越容易被消化利用。本研究結(jié)果表明，生姜莖葉DM、CP、NDF 和ADF 在肉羊瘤胃中的降解率存在顯著差異，DM、ADF、NDF 和CP 的72 h 瘤胃降解率依次降低，分別為58.69%、47.20%、44.94%和35.92%，DM 的ED 值最高為43.64%，CP、NDF 和ADF 的ED 值差別不大，在25.13%～26.33%。于勝晨等測定花生秧DM、ADF、NDF 和CP 在杜×寒雜交肉羊瘤胃中的72 h降解率分別為69.52%、57.38%、54.54%和79.30%，ED分別為46.88%、40.41%、34.41%和57.24%。陳曉琳等測定花生秧DM 和NDF 在杜×寒雜交肉羊瘤胃中72 h降解率分別為54.14% 和38.18%，ED 分別為43.36%和26.38%。不同研究中花生秧各營養(yǎng)成分的降解率不同可能是由于品種、種植條件、收獲和儲存時間不同等引起的。本研究中發(fā)現(xiàn)，生姜莖葉主要營養(yǎng)成分在肉羊瘤胃的降解率低于于勝晨等測定花生秧的結(jié)果，但與陳曉琳等結(jié)果相似。由此可見，生姜莖葉在肉羊瘤胃中的降解率也較高，是一種優(yōu)質(zhì)粗飼料資源。本研究中生姜莖葉CP 的48 h 和72 h 瘤胃降解率均顯著低于NDF 和ADF，而其他粗飼料（如苜蓿、花生秧等）CP 的瘤胃降解率均高于NDF 和ADF，原因可能是生姜莖葉的CP 與其他成分結(jié)合不容易被微生物降解利用。目前，國內(nèi)外對生姜莖葉的營養(yǎng)特性及瘤胃降解率研究較少，具體原因需要進一步研究。

4 結(jié) 論

本試驗結(jié)果表明，生姜莖葉DM、CP、NDF 和ADF在肉羊瘤胃中的降解率差異較大， 但生姜莖葉DM、CP、NDF 和ADF 均具有較高的瘤胃降解率。生姜莖葉的營養(yǎng)價值較高，可作為優(yōu)質(zhì)粗飼料資源用于反芻動物生產(chǎn)。