四棱豆養分消化特性的研究

鄧婷婷 葉 濤 毛春季 賀建華

(湖南農業大學食品科技學院，長沙 410128)

四棱豆養分消化特性的研究

鄧婷婷 葉 濤 毛春季 賀建華

(湖南農業大學食品科技學院，長沙 410128)

通過在飼糧中添加四棱豆粉，研究了四棱豆粉對大鼠生長發育、肝臟、胰臟、臟器系數等生理指標的影響，并應用套算法測定大鼠對四棱豆養分的表觀消化率。試驗選用64只體重為(50±2.16)g三周齡SD大鼠，隨機分為4個處理組，進行為期56 d的飼養試驗。對照組大鼠飼喂基礎日糧，3個試驗組分別添加5%、15%、25%的四棱豆粉，試驗結果表明，添加5%四棱豆粉的日糧能顯著提高大鼠的采食量、日增重，有利于大鼠的生長發育(P＜0.05);各處理組肝臟、胰臟重量及臟器系數差異不顯著(P＞0.05);添加5%四棱豆粉日糧組各營養成分消化率顯著高于其他組(P＜0.05)，添加25%四棱豆粉日糧組各營養成分消化率則有所下降(P＜0.05)。

四棱豆 大鼠 生長發育 臟器系數 套算法 消化率

四棱豆［psophocarpus tetragonolobus(L.)DC］，又名翼豆、四角豆、楊桃豆等，是豆科蝶形花亞科，菜豆族，四棱豆屬，一年生或多年生纏繞草質藤本植物，廣泛種植于巴布亞新幾內亞、加納、尼日利亞、斯里蘭卡、馬來西亞、印度尼西亞、菲律賓等非洲及東南亞國家，種植歷史悠久。我國栽培四棱豆主要以多年生的印尼品系為主，臺灣、海南、廣東、廣西、云南、湖南、安徽等地都已試種成功，現已向全國范圍內推廣。四棱豆蛋白質含量高，氨基酸種類豐富，富含不飽和脂肪酸，素有“金色豆子”美譽，其營養價值可與大豆相媲美。此外，四棱豆含有黃酮、卵磷脂、硒等活性成分，有一定的藥用價值，具有防衰老、抗癌、降血壓、補血、明目及清熱解毒等多項功效［1］。因此，備受各國科學家的關注。四棱豆易種易生，開發前景廣闊。但是，目前國內外關于對四棱豆的研究報道并不多，國內對四棱豆的研究主要集中在引種栽培、農藝性狀、營養素含量測定及加工特性上。國外學者則把焦點聚集在四棱豆的抗營養因子的研究上。試驗以四棱豆為研究對象，在大鼠日糧中添加不同量的四棱豆粉，探討四棱豆粉對大鼠生長發育、肝臟、胰臟等生理指標的影響，并測定大鼠對四棱豆粉的表觀消化率，為對四棱豆進一步的加工與利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

基礎日糧按大鼠的營養標準需要配制，具體配方及營養水平見表1。

表1 基礎日糧組成和營養成分

四棱豆，品種為 T8，由懷化學院陳東明老師惠贈。

將四棱豆置65℃烘箱中烘干，粉碎，過40目篩。按5%、15%、25%的比例與基礎日糧混合配制試驗日糧。

1.2 試驗動物和試驗設計

選用體重為(50±2.16)g，3周齡斷奶 SD (Spraque－Dawley)大鼠64只，性別均為雄性，健康狀況良好。試驗動物由長沙市開福區東創實驗動物科技服務部提供，試驗動物合格證號［SCXK(湘) 2009－0012］。將64只3周齡SD大鼠隨機分成4組，每組8個重復，每個重復2只，每籠兩只，分別給予4種日糧進行為期56天的飼養試驗［2］。對照組飼喂基礎日糧(見表1)，試驗組Ⅰ飼喂由95%基礎日糧+5%四棱豆粉組成的試驗日糧，試驗組Ⅱ飼喂由85%基礎日糧+15%四棱豆粉組成的日糧，試驗組Ⅲ飼喂由75%基礎日糧+25%四棱豆粉組成的日糧。

1.3 飼養管理

動物試驗在湖南農業大學動物營養研究所［SYXK(湘)2003－0006］小動物飼養房進行，室溫控制在20～25℃，濕度為50%～60%。試驗預試期5 d，正式試驗期56 d。每天上午8∶00投食飼喂，記錄投放的飼料質量，自由采食、飲水。次日記錄飼料剩余量，大鼠每日飼料攝入量=當日投放飼料質量－次日飼料剩余量。每周星期六上午8∶00記錄體重變化情況。7周齡時，采用全糞法收集鼠糞，收糞期為7 d，每天上午9∶00和晚5∶00兩次收集糞樣［3］。

1.4 試驗指標的測定及分析

飼料樣品從配制成的飼料中分多點采集，粉碎，過40目篩，以備分析。

糞樣，每次采集的糞樣裝袋密封，于－4℃保存，待全部采集完后將同組糞樣混合，置于65℃干燥箱中烘干，于室溫回潮24 h，粉碎過40目篩，混合均勻，形成四個檢測樣本，以備分析［4］。

飼料及糞樣檢測指標有:水分、灰分、粗蛋白、粗纖維、粗脂肪及總能［5］。

試驗結束后采用頸椎脫臼法處死大鼠，取出臟器，用濾紙吸干臟器表面血液后稱重，記錄胰臟重量，計算臟器指數。

計算公式［2－3］:①料重比=采食量/體增重;臟器系數=臟器重/動物體重;②某營養成分表觀消化率=(攝入某營養素量－糞中某營養素量)/攝入某營養素量×100%;③四棱豆養分消化率根據套算法的公式計算［6］:四棱豆養分消化率=(試驗組日糧消化率－基礎日糧消化率)/四棱豆提供的養分占試驗組日糧總養分的比例×100%+基礎日糧消化率

1.5 試驗數據處理與統計分析

采用SPSS17.0版，對數據進行單因子方差分析，采用Duncan氏法進行多重比較，結果用平均值±標準差表示，以P＜0.05為顯著標準，P＜0.01為極顯著標準［6］。

2 結果與討論

2.1 各組大鼠生長發育情況

由表2可知，試驗組Ⅰ大鼠的采食量、體增重顯著高于其他三組，料重比則顯著小于其他三組(P＜0.01);試驗組Ⅱ大鼠的采食量、體增重、料重比與對照組差異不顯著(P＞0.05);試驗組Ⅲ大鼠的體增重與采食量顯著低于其他各組，料重比比其他各組顯著要高(P＜0.01)。

表2 各組日糧對大鼠生長發育的影響

2.2 大鼠部分生理指標

統計分析結果表明(見表3)，不同處理對各組大鼠胰臟、肝臟重量的影響差異不顯著(P＞0.05)。換算成臟器系數，3個試驗組與對照組的大鼠仍無顯著差異(P＞0.05)。

表3 各組日糧對大鼠幾項生理指標的影響

2.3 日糧和四棱豆的養分消化率

統計分析結果表明(見表4)，不同處理組干物質的消化率之間差異顯著(P＜0.05);試驗組Ⅰ與試驗組Ⅲ灰分消化率差異顯著(P＜0.05)，其余處理之間消化率差異不顯著(P＞0.05);對照組和試驗組Ⅲ粗蛋白消化率差異不顯著(P＞0.05)，其余處理組蛋白質消化率之間的差異顯著(P＜0.05)，其中試驗組Ⅰ粗蛋白消化率顯著高于其他組(P＜0.05);試驗組Ⅰ粗脂肪消化率顯著高于其他處理組(P＜0.05)，試驗組Ⅲ粗脂肪消化率顯著低于其他處理組(P＜0.05)，對照組與試驗組Ⅱ粗脂肪消化率差異不顯著(P＞0.05);試驗組Ⅰ粗纖維消化率顯著高于對照組與試驗組Ⅲ(P＜0.05)，和試驗組Ⅱ之間差異不顯著(P＞0.05);試驗組Ⅰ總能的消化率顯著高于其他各處理組(P＜0.05)，試驗組Ⅲ總能消化率低于其他處理組(P＜0.05)，對照組與試驗組Ⅱ總能消化率差異不顯著(P＞0.05)。

表4 各組日糧養分消化率比較

根據大鼠的生長情況以及消化試驗的基本要求，以基礎日糧添加15%四棱豆粉組成的試驗日糧可以作為套算法的試驗日糧，并可據此計算出四棱豆各養分的消化率，結果見表4。四棱豆干物質和粗蛋白的消化率與試驗組Ⅰ相近(P＞0.05)，顯著高于基礎日糧組和其他試驗組(P＜0.05);四棱豆灰分和粗纖維的消化率則顯著高于各試驗組(P＜0.05)，粗脂肪的消化率顯著低于各試驗組(P＜0.05);四棱豆總能消化率顯著低于試驗組Ⅰ，與其他日糧組相近(P＞0.05)。

3 討論

3.1 各組日糧對大鼠生長發育的影響

采食過程是動物維持生命獲取營養物質的第一步，自由采食可以充分發揮動物生長潛力。各試驗組之間大鼠的采食量差異顯著。當四棱豆粉添加量為5%時，大鼠的采食量最多，而四棱豆粉添加量增加到25%時，大鼠的采食量則有所下降，這主要與四棱豆的營養分含量有關，從表5的結果可以看出，四棱豆的粗蛋白質含量和總能含量均高于基礎日糧，當四棱豆的加入比例較大時，就會造成試驗日糧的蛋白質和能量水平高于基礎日糧，自然采食量就會下降。同時由于四棱豆特有的豆腥味，這也可能在一定程度上影響飼糧的適口性，從而影響采食量，從試驗結果看，輕微的豆腥味有提高采食量的作用，而高濃度的豆腥味有抑制采食的作用，但其作用機理還有待于進一步研究。基于試驗結果，大鼠日糧中四棱豆粉適宜添加量為5%，它可顯著提高大鼠的采食量和體增重，加快其生長發育。

表5 四棱豆與日糧養分含量

3.2 各組日糧對大鼠幾項生理指標的影響

四棱豆中含有一定量的抗營養因子其中活性較強的主要有蛋白酶抑制劑與血球凝集素。Jones Chan等［7］通過親和色譜法提取出四棱豆中胰蛋白酶抑制劑，對其進行生物學評價。研究結果顯示，用未經處理的四棱豆喂養大鼠12 d，導致大鼠肝臟、脾的萎縮。臟器的重量及臟器系數值能夠一定程度反映臟器的異常病變情況。本試驗各處理組中，大鼠的肝、胰臟及臟器系數差異不顯著，說明添加5%、15%、25%四棱豆粉至日糧中不會對大鼠臟器造成損害，此添加量屬于安全食用范圍。

3.3 大鼠對四棱豆的養分消化率

由表4的結果可知:大鼠對四棱豆各養分均有良好的消化能力，其中干物質、蛋白質和能量消化率均高于大鼠對基礎日糧干物質、蛋白質和能量的消化率，提示在大鼠日糧中適量加入四棱豆能改善日糧的消化性，本試驗的結果也證實了這一點。試驗組Ⅰ日糧中干物質、灰分、粗蛋白、粗纖維、總能的表觀消化率都顯著高于其他處理組;但是由于四棱豆是一種蛋白質原料，且含有少量的抗營養因子，加入的比例過高會導致營養不平衡，從而影響日糧的消化率，試驗組Ⅲ干物質、粗脂肪、總能消化率，顯著低于其他各處理組，灰分的消化率顯著低于試驗組Ⅰ，就是由于營養失衡造成的。試驗組Ⅱ與對照組在灰分、粗脂肪、總能消化率差異不顯著，干物質、粗蛋白、粗纖維的消化率則存在差異，以上消化率結果提示:大鼠日糧中的四棱豆適宜添加水平為5%～15%。四棱豆中抗營養因子主要是胰凝乳酶蛋白酶和血球凝集素的，均可以通過不同的加工工藝進行處理。Nget－Hong Tan等［9］發現在120℃，1.05 kg/cm2，高溫高壓處理20 min，可使90%以上胰凝乳酶蛋白酶失活。據NH Tan等［10］和范志紅等［11］報道，四棱豆中血球凝集素在120℃，1.05 kg/cm2，高溫高壓處理5 min可全部滅活。Fagbenro O A［8］將成熟全脂四棱豆種子經過烘烤或高壓等處理來代替魚粉加入飼料，喂養魚苗70 d后，喂養了豆粉的魚無死亡發生，說明經過處理的四棱都對魚的生長無不良影響;飼喂四棱豆粉的魚對粗蛋白和能量的消化率比飼喂魚粉的要高，這與本試驗在日糧中添加5%與15%四棱豆粉的試驗組結果相同。從測定的指標灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、總能得知，四棱豆的各養分消化情況較為理想，可作為一種極具潛力的植物資源加以開發利用。

4 結論

4.1 四棱豆作為一種新型的植物資源開發，在大鼠日糧中添加量為5%時，可以提高采食量、體增重和各營養成分的表觀消化率。

4.2 添加量在5% ～15%時，四棱豆中的抗營養因子并不會對受試體各項生理指標產生不利影響。

志謝:衷心感謝懷化學院陳東明老師對本試驗提供的四棱豆原料。

［1］全妙華.四棱豆的營養保健作用與開發利用［J］.中國食物與營養，2006，(3):49－50

［2］孫敬方.動物試驗方法學［M］.北京:人民衛生出版社，2001

［3］計成.動物營養學［M］.北京:高等教育出版社，2008

［4］吳淑清，譚克，趙珺.熟化大豆粉與高蛋白豆粉中蛋白消化性能比較［J］.長春大學學報.2006，16(6):127－129

［5］賀建華.飼料分析與檢測［M］.北京:中國農業出版社，2005

［6］楊鳳.動物營養學［M］.北京:中國農業出版社，2001

［6］王欽德，楊堅.食品試驗設計與統計分析［M］.北京:中國農業大學出版社，2003

［7］Jones Chan，Benito O.Lumen.Biological effects of isolated trypsin inhibitor from winged bean［psophocarpus tetragonolobus(L.)DC］on rats［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1982，30:46－50

［8］Fagbenro O A.Comparative evaluation of heat－processed Winged bean(psophocarpus tetragonolobus)meals as partial replacement for fish meal in diets for the African catfish(Clarias gariepinus)［J］.Aquaculture，1999，170(3):297－305

［9］Nget－Hong Tan，Zubaidah HjA，Rahim，et al.Chymotrypsin inhibitor activity in winged beans［psophocarpus tetragonolobus(L.)DC］［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1984，32:163－166

［10］Tan NH，Rahim ZHA，Khor HT，et al.Winged bean［psophocarpus tetragonolobus(L.)DC］tannin level，phytate content，and hemagglutinating activity［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1983，31:916－917

［11］范志紅，劉芳，周威.淀粉類干豆的血糖反應與消化速度［J］.中國糧油學報，2007，22(2):22－26.

Nutrient Digestibility of Winged Bean

Deng Tingting Ye Tao Mao Chunji He Jianhua
(College of Food Science and Technology，Hunan Agricultural University，Changsha 410128)

Adding winged bean flour in diets，the effects on rat physiological indices，growth and development were studied，and the nutrient apparent digestibility was measured with the difference method.64 Spraque－Dawley rats body weight(50±2.16)g of 3 wk age were used in a 56 d－trial.The rats were randomly allotted to four groups.Three test groups were fed diet added with winged bean flour 5%，15%，25%，respectively.Results: Adding winged bean flour 5%to diet increases food intake and daily gain of rats，good for rat growth and development significantly(P＜0.05);the liver weight，pancreas weight and organ index show no significant difference(P＞0.05)among the test groups.The digestibility of all nutrients for the group of adding winged bean flour 5%are significantly higher than other groups(P＜0.05)，and that for the group of adding winged bean flour 25%are the lowest(P＜0.05).

winged bean，rats，growth and development，organ index，difference method，digestibility

R15 文獻標識碼:A 文章編號:1003－0174(2010)11－0048－04

國際科技合作項目(2009FDA32350)

2009－11－17

鄧婷婷，女，1985年出生，碩士，食品營養

賀建華，男，1963年出生，博士生導師，營養與健康