蓖齒眼子菜與狐尾藻營養價值評價

段杰仁，石 偉，邱小琮，王曉奕

（1.寧夏固原市第七中學，寧夏 固原 756002；2.銀川市水產技術推廣服務中心，銀川 750001；3.寧夏大學生命科學學院，銀川 750021）

水生植物是水生態系統的重要組成，處于初級生產者的地位，具有提高物種多樣性、維持物種豐度、吸收水體營養鹽、改善水質的重要作用［1］，但較多水草殘留在湖泊中，會引起水體缺氧，加劇植物殘體的腐解，導致水質惡化［2，3］，因此有必要適時打撈，控制水草殘體生物量，開展水生植物的資源化利用［4］，減少水生植物消亡帶來的的二次污染。

水生植物主要含有蛋白質、糖類、脂肪和微量營養成分（包括維生素、抗氧化物和微量元素），生長過程中可有效吸收水體中的氮、磷等營養成分，全株維管組織木質部成分少，適口性較好，易于消化，可作為畜禽的飼料或飼料原料。孫婉婧等［5］將綠狐尾藻（Myriophyllum verticillatumL.）作為非糧飼料，不僅可以提高動物生產性能，還可以創造較大的經濟價值；王艷立［6］于綿羊日糧中添加少量眼子菜，對羊的生長發育沒有影響；曾冠軍等［7］在蘆花雞配合飼料中添加7%綠狐尾藻粉可以改善其血液生化指標，提高蘆花雞健康狀況，并可增加肌肉鮮味中氨基酸的含量，進而改善其肌肉品質。

已檢測營養成分并進行了營養價值評價的水生植物有菹草、蘆草、莎草、龍須眼子菜等。任文君等［8］對菹草的研究結果表明，在整個生長期，菹草粗蛋白含量在10.0%以上，粗纖維含量低于15.5%，粗脂肪含量在1.2%以上，粗灰分在14.0%以上，鈣、磷含量均在0.3%以上；李琳［9］對蘆草的研究數據顯示，蘆草粗蛋白含量為16.62%，粗脂肪含量為2.13%，粗纖維含量為56.06%，粗灰分含量為8.92%，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量分別為56.06%、28.40%；虞道耿等［10］對16 種莎草的研究結果表明，莎草粗蛋白的平均含量為6.08%，粗脂肪的平均含量為2.43%，粗纖維的平均含量為23.03%，粗灰分的平均含量為6.49%；王艷麗等［11］對龍須眼子菜的研究結果表明，龍須眼子菜粗蛋白的含量為10.97%，鈣、磷含量為5.30%、0.27%，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量分別為33.66%、28.35%。

通過栽種香蒲、蘆葦、藨草、荇菜和眼子菜等水生植物對寧夏回族自治區（以下簡稱寧夏）河湖濕地受污染的水體進行修復［12］，水資源質量不斷提升，水環境持續好轉，狐尾藻與篦齒眼子菜（Potamogeon pectinatusL.）已成為寧夏大部分水域的優勢種。本研究通過測定篦齒眼子菜、狐尾藻的常規營養成分和氨基酸含量，應用飼料相對價值指數（RFV）、粗飼料分級指數（GI）評價其營養價值，應用氨基酸評分法（AAS）、化學分法（CS）、氨基酸比值系數（RC）和氨基酸比值系數分（SRC）評價其氨基酸營養價值，旨在通過營養價值科學評價，為寧夏水生植物資源化利用提供科學依據和參考資料。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

采集約1 kg 鮮嫩的水草樣品，剔除雜草，清洗，自然風干后運至實驗室進行處理，用小型粉碎機將樣品粉碎后過40 目篩，自封袋密封并標記相關信息，進行常規營養成分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、氨基酸含量的測定。

1.2 營養成分測定

水分采用105 ℃常壓干燥法（GB/T 6435—2014）測定，粗蛋白質（Crude protein，CP）用凱氏定氮法按照GB/6432—2018 標準測定，干物質（Dry matter，DM）用烘干法按照GB/T8858—1988 標準測定，粗灰分（Crude ash，Ash）用550 ℃灼燒法按照GB/T6438—2007 標準測定，粗脂肪（Ether extract，EE）用索氏浸提法按照GB/T6433—2006 標準測定，粗纖維（Crude fiber，CF）采用酸堿消煮法按照GB/T 6434—2006 標準測定，無氮浸出物（Nitrogen-free extract，NFE）使用差減法按照TCVN 1545—1993 標準計算，鈣采用EDTA 絡合滴定法按照GB/T 6436—2018 標準測定，總磷采用鉬黃分光光度法按照GB/T 6437—2018 標準測定。

中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（Acid detergent fiber，ADF）用Van Soest洗滌劑法分別按照GB/T20806—2006和NY/T1459—2007 標準測定。氨基酸含量測定使用氨基酸自動分析儀（日立L8800 型，日本日立公司），按照GB 5009.124—2016 標準測定。

1.3 營養價值評價

1.3.1GI指數分級評價 國內尚無統一粗飼料等級評定標準，本研究以其其格等［13］提出的GI分級標準，依據飼料相對指數評分結果將粗飼料按照其品質差異劃分為6 級，詳見表1。

表1 利用GI指數對粗飼料分級標準

1.3.2 粗飼料相對營養價值指數（RFV）評價 根據測定的營養成分，參照美國飼草和草原理事會下屬的干草市場特別工作組提出的飼料相對營養價值指數（Relative feed value，RFV）模型［14］，即相對一特定標準粗飼料（如盛花期苜蓿），某種粗飼料可消化干物質的采食量［15］。評定所測定樣品的營養品質，其關系式如下。

式中，NDF為中性洗滌纖維，以占干物質（DM）的百分數表示；ADF表示酸性洗滌纖維，以占干物質的百分數表示；DMI為粗飼料干物質隨意采食量，以占體重（BW）的百分數表示；DDM為可消化干物質量，以占干物質的百分數表示。常數1.29 為盛花期苜蓿DDM的采食量。除以1.29 是以盛花期苜蓿的RFV值為100 作標準，RFV大于100 表明相較于基數100 而言，整體上質量較好。

1.3.3 粗飼料分級指數（GI）評價 根據測定的營養成分，采用張吉鹍等［15］提出的粗飼料分級指數（Grading index，GI）模型評定所測定樣品的營養價值，計算模型如下［16］。

式中，ME為粗飼料代謝能，DMI為粗飼料干物質隨意采食量，是以奶牛標準體質量600 kg 計，借鑒RFV中DMI 模型，乘以標準體質量后再除以100 進行計算［17］得到公式（5）。CP為干物質中粗蛋白質含量，GI反映粗飼料中可為家畜采食的有效能值，將能量和蛋白質指標聯系起來，使粗飼料的營養價值評價更為客觀、科學。

1.3.4 氨基酸營養價值評價

1）氨基酸評分。采用世界衛生組織（WHO）和聯合國糧農組織（FAO）建議的理想蛋白質必需氨基酸評分標準模式［18］，即氨基酸評分（Amino acid sore，AAS）。計算公式如下。

式中，EAA含量為必需氨基酸含量。

2）化學評分。采用中國預防醫學科學院營養與食品衛生研究所提出的雞蛋蛋白評分標準模式［19，20］，即化學評分（Chemical score，CS）。計算公式如下。

3）必需氨基酸的氨基酸比值（RAA）［18，19］。

4）氨基酸比值系數。 采用對比待評樣品蛋白質中必需氨基酸比例與WHO/FAO 氨基酸模式譜之間的偏離程度，以氨基酸平衡理論為基礎，是蛋白質營養評價的常用方法［21］，即氨基酸比值系數（Ratio coefficient of amino acid，RC）。計算公式如下。

式中，若RC＞1，表示該種必需氨基酸相對過剩；若RC＜1，表示該種必需氨基酸相對缺乏；RC最小者為該食物中的限制性氨基酸。

5）氨基酸比值系數分。表示食物蛋白質的相對營養價值［21］，即氨基酸比值系數分（Score of RC，SRC）。

式中，CV為RC的變異系數，CV=RC的標準差/RC的平均數。若CV=0，SRC=100，表示飼料蛋白質的氨基酸組成與氨基酸模式一致；若飼料蛋白質的RC分散程度變大，則CV變大，SRC變小，蛋白質的營養價值就越差。

苜蓿干草的數據引自文獻［22］，以苜蓿干草的各項指標為對照，與2 種水草進行比較分析。

2 結果與分析

2.1 水草常規營養成分含量及價值評價

2.1.1 水草常規營養成分含量 篦齒眼子菜與狐尾藻常規營養成分含量見表2。由表2 可知，按粗蛋白質（CP）含量對水草進行分級時，篦齒眼子菜＞狐尾藻；按酸性洗滌纖維（ADF）和中性洗滌纖維（NDF）進行分級時，二者屬于一級牧草。

表2 篦齒眼子菜與狐尾藻常規營養成分含量（風干基礎）（單位：%）

按照國際飼料分類法，篦齒眼子菜的粗纖維含量≥18%，可劃分為粗飼料（飼料編碼：1-00-000），狐尾藻的粗纖維含量≤18%，且粗蛋白質的含量≤20%，可劃分為能量飼料（飼料編碼：4-00-000）。

2.1.2 水草營養價值評定 篦齒眼子菜與狐尾藻價值評定指數見表3。由表3 可知，蓖齒眼子菜與狐尾藻的GI和RFV分別為35.44%、91.36%和154.95%、404.62%。通過與表1 分級標準對比得出，按RFV對水草進行分級時，篦齒眼子菜與狐尾藻都屬于一級牧草；按GI對牧草進行分級時，狐尾藻屬于一級牧草，篦齒眼子菜屬于二級牧草；從以上2 個指數對水草分級的結果看，分級情況存在差異。這說明使用GI能明顯區分養分含量差異很小的不同種類牧草，GI的計算公式把牧草中代謝能和粗蛋白結合起來，同時把牧草中NDF和ADF包括在內，對全面、準確評價水草的營養價值具有科學的指導意義。

表3 苜蓿干草與水草價值評定指數

2.2 水草氨基酸含量與價值評定

2.2.1 水草氨基酸含量 篦齒眼子菜與狐尾藻17種氨基酸含量占比見表4，水草中氨基酸種類豐富（除色氨酸因水解幾乎全被破壞外），狐尾藻中氨基酸總量（TAA）和必需氨基酸總量（EAA）分別為5.306、2.031 g/（100 g），其中含量最高的是天冬氨酸，為0.754 g/（100 g），占氨基酸總含量的14.21%，其次是谷氨酸和亮氨酸，分別占氨基酸總量的13.29%和8.80%。篦齒眼子菜的氨基酸總量和必需氨基酸總量則分別為5.165、1.993 g/（100 g），占氨基酸總含量排前三的氨基酸與狐尾藻相同，依次為天冬氨酸（12.47%）、谷氨酸（11.40%）、亮氨酸（10.73%）。依據WHO/FAO 提出的蛋白質理想模式（EAA/TAA約為40.00%、EAA/NEAA高于60.00%）可知，狐尾藻與篦齒眼子菜的EAA/TAA分別為38.28%和38.59%，EAA/NEAA則為62.02%和62.83%，可作為畜禽的理想蛋白質補充來源。

表4 水草的17 種氨基酸含量

2.2.2 水草氨基酸評分 篦齒眼子菜與狐尾藻氨基酸評分與化學評分見表5，根據AAS分析，狐尾藻和蓖齒眼子菜的氨基酸評分除Met+Cys（81.4%、33.1%），其余均大于100.0%，高于WHO/FAO 評分標準模式（100.0%），滿足飼料必需氨基酸的需求，蛋白質營養價值高；根據CS分析，與標準雞蛋蛋白模式相比較，狐尾藻和蓖齒眼子菜中第一限制性氨基酸均為Met+Cys，評分為51.8%、21.1%。采用氨基酸評分和化學評分評價狐尾藻和蓖齒眼子菜蛋白質營養價值時，可通過WHO/FAO 標準模式與雞蛋蛋白模式計算來明確2 種水草分別缺乏的氨基酸。若僅以第一限制性氨基酸作為蛋白質質量的判斷標準，數據單一，存在不足，同時單一氨基酸過多還會影響蛋白質質量，為了更好地評價蛋白質營養，可從蛋白質的氨基酸平衡性角度去評價水草蛋白質質量［19］。

表5 水草的氨基酸評分與化學評分

2.2.3RAA、RC、SRC分析 篦齒眼子菜與狐尾藻必需氨基酸的RAA、RC見表6。RC分析中，狐尾藻中除蛋氨酸+胱氨酸含量不足，為第一限制氨基酸外，其他氨基酸評分均在0.80～1.39，接近WHO/FAO 理想模式；蓖齒眼子菜中蛋氨酸+胱氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸的RC為0.26、1.97，分別表明其與對應氨基酸WHO/FAO 理想模式推薦值相對不足和相對過剩，限制了蓖齒眼子菜的氨基酸營養價值。由RC計算CV后可得SRC，2 種水草的SRC按順序排列為狐尾藻（82.84）＞蓖齒眼子菜（62.23）。說明狐尾藻的必需氨基酸相對平衡，蛋白質營養價值高于蓖齒眼子菜；蓖齒眼子菜的RC分散程度較狐尾藻大，但其SRC＞50.00，說明仍具有較高的營養價值。

表6 水草必需氨基酸的RAA 和RC

3 討論

該研究結果表明，狐尾藻的營養價值評價高于蓖齒眼子菜，其中常規營養成分價值評定中，按粗蛋白（CP）對水草進行分級時，苜蓿草粉＞篦齒眼子菜＞狐尾藻；按酸性洗滌纖維（ADF）和中性洗滌纖維（NDF）進行分級時，三者均屬于一級牧草。因為ADF用于估測粗飼料潛在采食量，其含量越高，粗飼料品質越低，NDF用于估測粗飼料消化率，其含量越低，粗飼料品質越好［23］。篦齒眼子菜的粗蛋白含量雖低于苜蓿草粉（NY/T140—20023 級），卻接近于玉米（CFN：4-07-0278）9.00%，是一種低纖維、鈣和粗蛋白含量較好的粗飼料，狐尾藻中鈣的含量遠超過苜蓿草粉，可作為畜禽的理想補鈣來源。在氨基酸含量評定中，狐尾藻＞篦齒眼子菜。苜蓿干草TAA含量為14.56%，EAA含量為5.82%［22］，而本研究中狐尾藻中TAA和EAA分別為5.306 g/（100 g）和2.031 g/（100 g），篦齒眼子菜的TAA和EAA則分別為5.165 g/（100 g）和1.993 g/（100 g）。氨基酸相關價值品質排序為苜蓿干草＞狐尾藻＞篦齒眼子菜。依據WHO/FAO 提出的蛋白質理想模式可知，苜蓿干草、狐尾藻與篦齒眼子菜的EAA/TAA分別為39.31%、38.28%和38.59%，EAA/NEAA則為60.69%、62.02%和62.83%，含量相近，可作為苜蓿的替代飼料。

水草作為替代飼料，在不影響畜禽正常生長性能的情況下，可通過添加適宜比例替代部分常規飼料。吳飛等［24］在飼糧中添加10%綠狐尾藻可改善肥育豬的血清生化指標，降低平均背膘厚，改善豬肉品質；李琳［9］研究表明，相較于玉米秸稈，蘆草對肉羊的生產性能更好，隨著飼喂時間越長，蘆草組羔羊平均日增重和料重比與青貯苜蓿無顯著差異，對肉羊的增重效果相當，可替代青貯苜蓿作為粗飼料來源；黃仲園［25］在飼料中添加30%以內的苦草粉可提高草魚肌肉的品質和營養價值，同時提高了草魚腸道菌群的多樣性，可增強腸道對苦草纖維素的分解能力；王艷立等［11］將富營養化湖泊中龍須眼子菜為主的沉水水草應用于綿羊日糧飼料中，有效添加量最高可達到30 %，最佳添加量為20 %，既具有生態效益，又具有經濟效益。

該研究采用飼料相對價值指數、粗飼料分級指數進行常規營養成分的評定，應用氨基酸評分法、化學評分法、氨基酸比值系數和氨基酸比值系數分來分析水草的營養價值。綜合分析可知，蓖齒眼子菜與狐尾藻的氨基酸種類豐富、含量高，營養物質全面，營養價值略低于苜蓿干草，可以作為常規飼料原料的補充飼料，有望解決水環境的二次污染問題，同時為下一步替代常規飼料適宜添加比例的研究提供科學依據和參考資料，促進寧夏水生植物資源化利用的發展。

4 小結

通過對水草常規營養成分及價值的初步評定，蓖齒眼子菜與狐尾藻的GI和RFV分別為35.44、91.36MJ 和154.95%、404.62%，均屬于一級牧草。對水草的氨基酸含量及價值初步評定，篦齒眼子菜和狐尾藻中氨基酸總量分別為5.165、5.306 g/（100g），AAS、CS分析與其對應評分標準模式比較可知，2 種水草蛋白質營養價值高，滿足飼料必需氨基酸的需求，且SRC按順序排列為狐尾藻（82.84）＞蓖齒眼子菜（62.23）。說明狐尾藻的必需氨基酸相對平衡，蛋白質營養價值高于蓖齒眼子菜。2 種水草的飼用價值接近于苜蓿干草，是一種營養價值較高、氨基酸種類豐富、含量高的優質飼料，二者均可作為畜禽飼料理想蛋白質的補充來源，提高機體免疫力，適合作為牛、羊等草食動物粗飼料，同時起到補充寧夏飼料短缺、降低飼養成本的作用，是具有潛力的水草資源，值得大力開發利用。