不同生態(tài)型的菵草種子營(yíng)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(guó)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(zhǎng)江中下游地區(qū)（褚建君和李揚(yáng)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(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)中心，2002）。近年來(lái)，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(duì)菵草進(jìn)行綜合管理已經(jīng)成為亟待解決的問(wèn)題。對(duì)菵草加以利用，也是對(duì)菵草進(jìn)行綜合管理的重要途徑。美國(guó)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(zhǎng)的栽培品種“Egan”，從1986年開(kāi)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(duì)不同生態(tài)型菵草的營(yíng)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(yàn)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(yáng)光、水分、溫度等生長(zhǎng)條件完全相同，收集、挑選完整飽滿的菵草種子用于實(shí)驗(yàn)。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器 Foss Tecator AB公司Kjeltec 2300型自動(dòng)凱氏定氮儀、日立公司L-8900氨基酸自動(dòng)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(yàn)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(cè)定及氨基酸組分的分析、鑒定 （1）粗蛋白質(zhì)含量的測(cè)定：采用凱氏定氮法，參照GB/T6432-94。（2）游離氨基酸含量的測(cè)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(cè)定及組分分析 （1）脂溶性成分含量測(cè)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(cè)定 （1）淀粉含量的測(cè)定：采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定。（2）還原糖含量的測(cè)定：采用3，5-二硝基水楊酸法測(cè)定。（3）可溶性糖含量的測(cè)定：采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)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(yíng)養(yǎng)成分分析 見(jiàn)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(yíng)養(yǎng)成分無(wú)差異顯著性，表明菵草各生態(tài)型種子的營(yíng)養(yǎng)成分含量是穩(wěn)定的，不受地區(qū)來(lái)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(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)，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(jiàn)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(jì)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(jiàn)表3。共檢測(cè)出峰25個(gè)，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(dòng)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(jì)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(shì)。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(dòng)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(dòng)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(guò)氧化物，促進(jìn)動(dòng)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(dòng)物對(duì)于膽固醇的吸收，降低蛋肉中膽固醇的含量，有助于開(kāi)發(fā)低膽固醇含量的新型禽肉產(chǎn)品。

目前，菵草的利用價(jià)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(duì)于其他雜草植株較高，菵草種群處于上層，在整個(gè)農(nóng)田雜草群落中，其結(jié)實(shí)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(yáng)漢，2002）。

本研究對(duì)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(yíng)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(yáng)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定及其聚類分析和變異度研究：[D]北京：中國(guó)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(duì)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.