何貝貝 王永偉 康芳菲 鐘海雁 魏園園 劉寬博 施晶晶 王薇薇 李愛科*

(1.國家糧食和物資儲備局科學研究院糧食品質(zhì)營養(yǎng)研究所，北京 102629；2.中南林業(yè)科技大學食品科學與工程學院，長沙 410004；3.武漢輕工大學動物科學與營養(yǎng)工程學院，武漢 430023)

我國作為稻谷的生產(chǎn)大國和消費大國，稻谷的產(chǎn)量和種植面積分別居世界第一和第二，2020年稻谷產(chǎn)量達2.118 5億t。我國稻谷主要以口糧消費為主，但近年來居民人均口糧的消費比重呈下降趨勢，工業(yè)消費和飼料消費占比有所增加[1]。根據(jù)國家糧油信息中心預計，2020—2021年度全國稻谷結(jié)余1 148萬t，稻谷去庫存壓力巨大。與此同時，飼料業(yè)面臨著玉米和豆粕供需緊張和周期波動的突出問題，急需尋求替代解決途徑。稻谷脫殼所得糙米粗纖維含量低于玉米，粗蛋白質(zhì)、氨基酸、多種礦物質(zhì)和維生素含量高于或與玉米相當。研究表明，用糙米部分或全部替代玉米飼喂畜禽，可取得與玉米同等效果[2-5]。因此，系統(tǒng)評估庫存稻谷的飼用營養(yǎng)價值，是緩解飼料資源短缺的有效途徑之一。

稻谷貯存期多在3年以上，在貯存期間，受呼吸、氧化、酶和微生物等的綜合作用，稻谷的營養(yǎng)組成會發(fā)生變化，尤其是儲存管理不當時，易發(fā)生霉變造成霉菌毒素含量超標，蛋白質(zhì)和脂質(zhì)氧化變質(zhì)，不宜作為飼料原料使用[6-7]。然而，當前庫存稻谷飼用營養(yǎng)價值數(shù)據(jù)缺乏，尤其是庫存稻谷脂肪酸值和霉菌毒素含量等衛(wèi)生指標未見系統(tǒng)報道。因此，本研究以我國稻谷主產(chǎn)區(qū)的不同品種和不同庫存年份的稻糙米為研究對象，分析其營養(yǎng)組成、脂肪酸值和霉菌毒素含量，以期為庫存稻糙米在畜禽飼糧中的合理應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以稻谷產(chǎn)量和庫存數(shù)量為標準，選取占比較大的黑龍江、安徽和湖南三省代表性的中央儲備糧庫作為取樣地點，分別采集黑龍江省6個糧庫(雙鴨山、鶴崗、齊齊哈爾、虎林、佳木斯、雞西)2015年、2016年、2017年、2018年和2019年5年收儲的粳稻30個(n=6)，安徽省5個糧庫(廬江、巢湖、滁州、淮南、合肥)2017年、2018年和2019年3年收儲的中晚秈稻15個(n=5)，以及湖南省4個糧庫(長沙、衡陽、常德、益陽)2017年、2018年和2019年3年收儲的早秈稻12個(n=4)，共計57個稻谷樣品。糧庫扦樣過程嚴格按照GB 5491—1985執(zhí)行，每個糧倉中的樣品均勻混合，四分法取樣后置于密封袋中-20 ℃保存待測。

1.2 檢測方法

稻谷樣品經(jīng)礱谷機脫殼后制成糙米，旋風磨粉碎過40目篩后進行營養(yǎng)組成、脂肪酸值和霉菌毒素含量測定。干物質(zhì)(dry matter,DM)、粗蛋白質(zhì)(crude protein,CP)、粗脂肪(ether extract,EE)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)、粗灰分、鈣、總磷和總淀粉含量分別按照GB/T 6435—2014、GB/T 6432—2018、GB/T 6433—2006、GB/T 20806—2006、GB/T 6438—2007、GB/T 6436—2018、GB/T 6437—2018和GB/T 20194—2018的方法測定。酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)含量按照NY/T 1459—2007的方法測定。按照GB/T 18246—2019的方法，樣品經(jīng)堿水解、氧化水解或常規(guī)酸水解后，用高效液相色譜或氨基酸自動分析儀分別測定18種氨基酸含量。直鏈淀粉含量按照GB/T 15683—2008的方法測定。脂肪酸值按照GB/T 29405—2012中的方法，使用智能電位滴定儀測定。玉米赤霉烯酮和嘔吐毒素含量分別按照GB/T 28716—2012和GB/T 30956—2014的方法，使用免疫親和柱凈化-高效液相色譜法測定。

1.3 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計軟件SPSS 23.0進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，若各處理間差異顯著，則用Student-Newman-Keuls多重比較進行檢驗，結(jié)果以平均值±標準差表示，P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)地和不同品種新收獲稻糙米的營養(yǎng)組成

黑龍江省、安徽省和湖南省糧庫2019年新收獲粳稻糙米、中晚秈稻糙米和早秈稻糙米的常規(guī)營養(yǎng)組成如表1所示。由表可知，2019年新收獲安徽中晚秈稻糙米和湖南早秈稻糙米的干物質(zhì)含量顯著高于黑龍江粳稻糙米(P<0.05)，湖南早秈糙稻米的粗蛋白質(zhì)含量顯著高于黑龍江粳稻糙米和安徽中晚秈稻糙米(P<0.05)，湖南早秈稻糙米的粗灰分含量顯著高于黑龍江粳稻糙米(P<0.05)，而3個產(chǎn)地2019年新收獲稻糙米的粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、鈣和總磷的含量均無顯著差異(P>0.05)。3個產(chǎn)地2019年新收獲稻糙米的總淀粉含量無顯著差異(P>0.05)，而直鏈淀粉含量由高到低依次為湖南早秈稻糙米>黑龍江粳稻糙米>安徽中晚秈稻糙米(P<0.05)。

表1 不同產(chǎn)地新收獲稻糙米的常規(guī)營養(yǎng)組成(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Conventional nutrient composition of newly harvested brown rice in different processing areas (DM basis) %

黑龍江省、安徽省和湖南省糧庫2019年新收獲稻糙米的氨基酸組成如表2所示。由表可知，2019年當年新收獲安徽中晚秈稻糙米和湖南早秈稻糙米的組氨酸、半胱氨酸和甘氨酸含量顯著高于黑龍江粳稻糙米(P<0.05)，安徽中晚秈稻糙米的異亮氨酸和丙氨酸含量顯著高于黑龍江粳稻糙米(P<0.05)，而3個產(chǎn)地2019年新收獲稻糙米的精氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、脯氨酸、絲氨酸、酪氨酸以及總氨基酸含量均無顯著差異(P>0.05)。

表2 不同產(chǎn)地新收獲稻糙米的氨基酸組成(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 2 Amino acid composition of newly harvested brown rice in different processing areas (DM basis) %

2.2 不同庫存年份稻糙米的營養(yǎng)組成

3個產(chǎn)地稻糙米的干物質(zhì)、粗脂肪、粗灰分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、總淀粉、鈣和總磷含量，在各庫存年份間均無顯著差異(P>0.05，表3、表4和表5)。黑龍江粳稻糙米和湖南早秈稻糙米的粗蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量在不同庫存年份間無顯著變化(P>0.05，表3、表5)，僅安徽省糧庫庫存中晚秈稻糙米的粗蛋白質(zhì)含量顯著高于當年新收獲中晚秈稻糙米(P<0.05，表4)，直鏈淀粉含量有升高的趨勢(0.050.05，表6、表7、表8)。

表3 黑龍江省庫存粳稻糙米(2015—2019年)的常規(guī)營養(yǎng)組成(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 3 Conventional nutrient composition of stored japonica brown rice (2015 to 2019) in granaries of Heilongjiang province (DM basis, n=6) %

表4 安徽省庫存中晚秈稻糙米(2017—2019年)的常規(guī)營養(yǎng)組成(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 4 Conventional nutrient composition of stored mid-late indica brown rice (2017 to 2019) in granaries of Anhui province (DM basis, n=5) %

表5 湖南省庫存早秈稻糙米(2017—2019年)的常規(guī)營養(yǎng)組成(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 5 Conventional nutrient composition of stored early indica brown rice (2017 to 2019) in granaries of Hunan province (DM basis, n=4) %

表6 黑龍江省庫存粳稻糙米(2015—2019年)的氨基酸組成(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 6 Amino acid composition of stored japonica brown rice (2015 to 2019) in granaries of Heilongjiang province (DM basis, n=6) %

表7 安徽省庫存中晚秈稻糙米(2017—2019年)的氨基酸組成(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 7 Amino acid composition of stored mid-late indica brown rice (2017 to 2019) in granaries of Anhui province (DM basis, n=5) %

表8 湖南省庫存早秈糙米(2017—2019年)的氨基酸組成(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 8 Amino acid composition of stored early indica brown rice (2017 to 2019) in granaries of Hunan province (DM basis, n=4) %

2.3 不同庫存年份稻糙米的脂肪酸值變化

不同庫存年份黑龍江粳稻糙米、安徽中晚秈稻糙米和湖南早秈稻糙米的脂肪酸值變化如圖1所示。隨庫存年份的增加，3個產(chǎn)地稻糙米的脂肪酸值均逐漸升高。其中，黑龍江省2017—2019年收儲粳稻糙米的脂肪酸值較低，2015年和2016年收儲粳稻糙米的脂肪酸值分別為28.86和27.47 mg KOH/100 g。安徽省和湖南省2019年新收獲稻糙米脂肪酸值較低，安徽省2017年和2018年收儲中晚秈稻糙米的脂肪酸值分別為31.00和31.13 mg KOH/100 g，湖南省2017年收儲早秈稻糙米的脂肪酸值為32.40 mg KOH/100 g。

A、B、C分別為黑龍江省、安徽省和湖南省稻糙米脂肪酸值。黑龍江省庫存稻糙米n=6，安徽省庫存稻糙米n=5，湖南省庫存稻糙米n=4。數(shù)據(jù)柱形標注相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，標注不同字母表示差異顯著(P<0.05)。圖2同。

2.4 不同庫存年份稻糙米的霉菌毒素含量變化

不同庫存年份黑龍江粳稻糙米、安徽中晚秈稻糙米和湖南早秈稻糙米的霉菌毒素含量如圖2所示。黑龍江粳稻糙米和湖南早秈稻糙米的嘔吐毒素和玉米赤霉烯酮含量，在各庫存年份間均無顯著差異(P>0.05)，僅安徽省糧庫庫存中晚秈稻糙米的嘔吐毒素含量顯著高于當年新收獲中晚秈稻糙米(P<0.05)，2017年收儲的安徽中晚秈稻糙米的嘔吐毒素含量達到了0.05 mg/kg，但均未超過《飼料衛(wèi)生標準》規(guī)定的植物性飼料原料嘔吐毒素含量的限量值(5 mg/kg)。

3 討 論

3.1 不同產(chǎn)地稻糙米的營養(yǎng)組成差異

我國稻谷資源豐富，按品種主要分為粳稻和秈稻，按栽種季節(jié)劃分為早稻、中稻和晚稻，不同亞種和栽種季節(jié)稻谷的生理和質(zhì)構(gòu)特性存在差異。有研究表明，秈稻的粗蛋白質(zhì)含量一般高于粳稻，早稻高于晚稻[8]。稻米淀粉主要由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，通常秈稻的直鏈淀粉含量高于粳稻[9-10]。稻谷中的脂類含量較低，主要分布于種皮和胚中，粳稻在2%～3%，秈稻在1%左右。參考《中國飼料成分及營養(yǎng)價值表(2019年第30版)》[2]，將本研究從黑龍江省、安徽省和湖南省糧庫采集的稻糙米的營養(yǎng)組成與玉米進行比較可以發(fā)現(xiàn)，稻糙米的粗蛋白質(zhì)、總淀粉、總磷和多種氨基酸(除亮氨酸和脯氨酸外)含量均高于玉米，直鏈淀粉、粗脂肪、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量低于玉米。何瑞國等[11]對稻糙米和玉米的氨基酸含量及利用率進行了測定，結(jié)果表明稻糙米的總氨基酸含量與玉米相差不大，但玉米的亮氨酸含量較高、賴氨酸和蛋氨酸含量較低，氨基酸的平衡性較差，而稻糙米的可利用氨基酸含量和氨基酸消化率均高于玉米。吳士博等[12]評定了4個品種飼料稻糙米生長豬有效能和氨基酸消化率，結(jié)果顯示4個稻糙米的大部分營養(yǎng)組成與玉米相當或高于玉米，生長豬有效能與玉米相當，氨基酸消化率優(yōu)于玉米。有研究表明，盡管直鏈淀粉和支鏈淀粉都可在動物小腸內(nèi)完全降解，但與支鏈淀粉相比，直鏈淀粉被小腸酶消化降解的速率更慢，由于稻糙米的直鏈淀粉含量低于玉米，因此稻糙米淀粉比玉米淀粉更易消化[13-14]。但也有研究表明，生長豬回腸末端對糯米淀粉可完全消化，抗性淀粉的消化率較低，為83%，而玉米淀粉和糙米淀粉的消化率接近，都在96%～97%[15]。本研究所采集的稻糙米由于產(chǎn)地和品種不同，導致重要營養(yǎng)成分含量存在差異，例如，湖南早秈糙稻米的粗蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量顯著高于黑龍江粳稻糙米和安徽中晚秈稻糙米，安徽中晚秈稻糙米和湖南早秈稻糙米的必需氨基酸(組氨酸和異亮氨酸)和非必需氨基酸(半胱氨酸、丙氨酸、甘氨酸)含量顯著高于黑龍江粳稻糙米。不同產(chǎn)地和不同品種糙米的營養(yǎng)組成，特別是粗蛋白質(zhì)、氨基酸和淀粉含量的不一致，可能導致其營養(yǎng)價值和利用效率存在差異。因此，在將糙米替代玉米作為畜禽能量飼料使用時，必須全面了解不同來源糙米的營養(yǎng)成分含量差異，才能使糙米資源在飼料工業(yè)中得到合理和高效的利用。

A、B、C分別為黑龍江、安徽和湖南省稻糙米嘔吐毒素含量，D、E、F分別為黑龍江、安徽和湖南省稻糙米玉米赤霉烯酮含量。

3.2 不同庫存年份稻糙米的營養(yǎng)組成差異

糧食的陳化是指隨儲存時間的延長，糧食自身的酶活性和呼吸作用減弱、原生質(zhì)膠體結(jié)構(gòu)松弛，一系列理化特性的改變造成糧食種用和食用營養(yǎng)品質(zhì)降低的現(xiàn)象。稻谷作為不耐儲存的糧食品種，一般從第2年開始就會出現(xiàn)陳化變質(zhì)現(xiàn)象，適宜儲存年限在3年左右。稻谷在儲存過程中，蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪的結(jié)構(gòu)和組成會發(fā)生變化，從而導致其營養(yǎng)價值降低。有研究表明，陳化稻谷蛋白質(zhì)的總量基本保持不變，但水溶性和鹽溶性蛋白質(zhì)比例下降、谷蛋白平均分子質(zhì)量增加，導致其溶解度和起泡性能下降[16-17]。此外，陳化稻谷的蛋白體巰基(-SH)易被氧化成二硫鍵(-S-S-)，非淀粉粒蛋白與淀粉相互作用增強后形成的致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)限制了淀粉粒的膨脹，降低了蛋白質(zhì)和淀粉的可消化性[18-19]。也有研究表明，隨著陳化稻谷的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的改變，部分氨基酸特別是賴氨酸和色氨酸易被氧化，尤其是在高溫高濕條件下，稻谷賴氨酸和色氨酸的含量明顯降低[20-21]。稻谷淀粉在儲存期間雖然會發(fā)生水解反應，但由于稻谷中淀粉含量較高，陳化過程中總淀粉含量無明顯變化，而淀粉的組成會發(fā)生改變，主要是支鏈淀粉易在脫支酶的作用下發(fā)生脫支，使得不溶性直鏈淀粉的比例增加、支鏈淀粉比例降低。

本研究采集了黑龍江省、安徽省和湖南省中央儲備糧庫的庫存稻谷樣品，發(fā)現(xiàn)3個產(chǎn)地糧庫稻糙米的常規(guī)營養(yǎng)成分和氨基酸含量在各儲存年份間均無顯著差異，說明在適宜的儲存條件下，黑龍江省糧庫儲存5年、安徽省與湖南省糧庫儲存3年稻糙米的營養(yǎng)成分含量無顯著變化。李俊波[22]研究發(fā)現(xiàn)，湖南當?shù)孛讖S儲存3年糙米和新鮮糙米的常規(guī)營養(yǎng)組成、淀粉和氨基酸含量無顯著變化，但陳化糙米抗性淀粉含量稍高，一定程度上可降低斷奶仔豬小腸黏膜二糖酶的活性和生長豬蛋氨酸、異亮氨酸和纈氨酸的表觀回腸消化率。舒劍成[23]的研究則顯示，陳化糙米完全替代玉米對斷奶仔豬的體增重、飼料轉(zhuǎn)化率和腹瀉率等均無不良影響。袁召光[24]的研究也表明，四川省崇州市糧庫儲存7年的陳化稻糙米大部分常規(guī)營養(yǎng)成分含量與玉米相近，蛋白質(zhì)的氨基酸組成及平衡性優(yōu)于玉米，用其替代飼糧中的玉米可改善肉鴨的生長性能和養(yǎng)分表觀消化率。有關(guān)中央儲備糧庫陳玉米的研究也有類似報道，例如王薇薇等[25-26]研究發(fā)現(xiàn)黑龍江省中央儲備糧庫儲存3年玉米的營養(yǎng)組成和豬體外仿生消化能與新鮮玉米相比無顯著差異，用其飼喂仔豬可取得與新鮮玉米相似的效果。Yin等[27]的研究顯示儲存2～5年的玉米對肉雞全期生長性能、代謝能以及粗蛋白質(zhì)、氨基酸(除組氨酸和精氨酸外)和淀粉的消化率無顯著影響。殷潔鑫[28]的研究則表明，低溫儲存時玉米的營養(yǎng)物質(zhì)損失和氨基酸消耗量較小，給肉雞飼喂儲存1年的陳玉米還有助于緩解新玉米引起的肉雞消化道酶活性、鈣和磷利用率以及飼料轉(zhuǎn)化效率的降低。

由上述研究結(jié)果可以看出，在較好的儲存條件下，庫存稻谷或庫存玉米主要營養(yǎng)成分含量的變化較小，在畜禽飼糧中也可取得良好的利用效果；但當儲存條件較差時，庫存糧食的蛋白質(zhì)和淀粉的組成和結(jié)構(gòu)會發(fā)生顯著改變，而關(guān)于這些營養(yǎng)物質(zhì)分子組成和結(jié)構(gòu)上的改變是否會影響谷物飼料原料整體營養(yǎng)價值和養(yǎng)分利用效率，還有待于進一步系統(tǒng)研究。

3.3 不同庫存年份稻糙米的脂肪酸值和霉菌毒素含量差異

稻谷脂類物質(zhì)含量雖然較低，僅占1%～3%，但在儲存過程中相比于蛋白質(zhì)和淀粉而言，脂質(zhì)更易發(fā)生氧化。陳化稻谷脂質(zhì)經(jīng)脂肪酶水解產(chǎn)生游離脂肪酸，主要包括油酸、亞油酸和軟脂酸等不飽和脂肪酸，而這些不飽和脂肪酸進一步被氧化生成醛、酮類羰基化合物會導致稻米出現(xiàn)腐敗味[29-30]，將其添加到飼糧中不僅會降低適口性，還會對動物的生長和健康產(chǎn)生不利影響[31-32]。此外，游離脂肪酸含量增加后，易與直鏈淀粉形成復合結(jié)構(gòu)，抑制淀粉的糊化，導致其營養(yǎng)價值和消化率的降低[33]。在本研究中，3個產(chǎn)地稻糙米的脂肪酸值均隨庫存年份的增加而逐漸升高。其中，黑龍江省糧庫庫存4年和5年粳稻糙米、安徽省糧庫庫存2年和3年中晚秈稻糙米以及湖南省糧庫庫存3年早秈稻糙米的脂肪酸值顯著高于當年新收獲稻糙米。有關(guān)庫存糧食脂質(zhì)氧化對畜禽影響的研究主要集中在玉米。例如，崔小燕等[34]采集了北京周邊糧庫新收獲和分別儲存2年和4年的玉米，發(fā)現(xiàn)各年份玉米淀粉和粗蛋白質(zhì)含量的變化較小，但與新收獲玉米和儲存2年的玉米相比，儲存4年的玉米脂肪酸值明顯升高、過氧化氫酶和過氧化物酶活性下降，將其添加到飼糧中會引起肉雞免疫功能的下降。而劉比一等[35]也采集了北京周邊糧庫儲存時間分別為0～5年的玉米，發(fā)現(xiàn)儲存期較長尤其是儲存期為4年以上的玉米會顯著降低肉雞的抗氧化功能。但也有研究表明，在儲存條件較好時，黑龍江省糧庫儲存3年玉米的脂肪酸值變化較小，用其配制飼糧對仔豬的生長性能、血清生化指標、抗氧化和毒素指標均未產(chǎn)生顯著影響[26]。

稻谷等谷物在田間時就會被霉菌感染，收獲后在運輸、加工和儲存過程中霉菌可能會繼續(xù)生長，不僅會分解稻谷中的有機物，還會產(chǎn)生霉菌毒素(黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素、單端孢霉烯族毒素)等有毒代謝產(chǎn)物[36-37]，造成飼料安全風險[38-39]。周建新等[40]研究發(fā)現(xiàn)，稻谷霉菌含量與儲存溫度和水分含量有關(guān)，當儲存溫度低于20 ℃時霉菌含量基本不變或略有增加，而當儲存溫度在25 ℃以上時稻谷霉變速度加快。庫存玉米相關(guān)研究也表明，當糧庫儲存條件較好時，長期儲存的玉米霉菌毒素含量較低且在安全限量范圍內(nèi)[25-26,34-35]。本研究中，黑龍江省糧庫儲存5年的粳稻糙米和湖南省糧庫儲存3年的早秈稻糙米的嘔吐毒素和玉米赤霉烯酮含量，在各庫存年份間均無顯著差異，僅安徽省糧庫儲存的中晚秈稻糙米的嘔吐毒素含量顯著高于當年新收獲中晚秈稻糙米，但均未超過《飼料衛(wèi)生標準》規(guī)定的安全限值。這可能是由于國家糧庫在糧食入庫前對水分、霉菌含量和蟲害等進行了嚴格篩選，同時在糧食儲存過程中嚴格控制糧庫的溫度、濕度并定期進行殺蟲，因此糧食發(fā)生霉變的可能性較小、霉菌毒素含量也較低。

4 結(jié) 論

① 我國黑龍江省、安徽省和湖南省糧庫儲存稻糙米的干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、氨基酸和直鏈淀粉含量存在顯著差異。

② 黑龍江省糧庫儲存5年、安徽省與湖南省糧庫儲存3年稻糙米的營養(yǎng)組成變化不大，脂肪酸值和霉菌毒素含量略有升高，但均低于《飼料衛(wèi)生標準》規(guī)定的限值。

致謝：

感謝中國儲備糧管理集團有限公司倉儲管理部、國家糧食和物資儲備局糧食儲備司對庫存稻谷信息收集和樣品采集所提供的幫助和支持。