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        黑稻穎殼和籽粒的營(yíng)養(yǎng)成分與飼用價(jià)值分析

        2023-11-18 11:35:14陳凌華程祖鋅
        中國(guó)飼料 2023年20期
        關(guān)鍵詞:不飽和消化率籽粒

        陳凌華,程祖鋅,許 明

        (1.福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院,福建福州 350002;2.福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)學(xué)院,福建福州 350002)

        水稻是我國(guó)主要糧食作物,水稻生產(chǎn)中除收獲主產(chǎn)品籽粒外,還產(chǎn)生大量秸稈、穎殼等副產(chǎn)品。水稻副產(chǎn)品常用于飼料生產(chǎn),但由于其纖維素含量較高,常通過(guò)青貯、酶解、微生物分解等方式(宮福臣等,2011 ;王博等,2012)提高秸稈飼用性,以及將秸稈或穎殼與其他物質(zhì)搭配作為飼料營(yíng)養(yǎng)添加的輔料(張振福和黃澤元,1997 ;陳功軒等,2019)。籽粒飼用,即栽培高產(chǎn)、高粗蛋白和高出糙率的飼料稻最早由青先國(guó)于1993 年提出(青先國(guó)和戴魁根,1998),此后研究者通過(guò)營(yíng)養(yǎng)供給(陳軍文等,2006)、栽培管理(吳朝暉和周瑞慶,2001)等方式致力于提高飼用稻米的產(chǎn)量與蛋白質(zhì)含量。目前用于飼料稻栽培的主要有早秈稻(唐為民和呼玉山,2004)、巨型稻、超級(jí)稻(崔延春等,2018)等白稻品種;而黑稻作為特殊的色稻資源,富含花色苷、黃酮等活性物質(zhì),目前還未見(jiàn)針對(duì)其穎殼和籽粒的飼用價(jià)值進(jìn)行分析。本研究分析了黑稻穎殼和籽粒的營(yíng)養(yǎng)成分與飼用價(jià)值,以期為功能性色稻在飼料生產(chǎn)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料 供試黑稻由福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供,田間試驗(yàn)按隨機(jī)區(qū)組排列,設(shè)3 個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)隨機(jī)抽取6 株植株,自然干燥后將黑稻稻谷脫殼,分別收集脫殼后的穎殼和籽粒,粉碎后過(guò)40 目篩,再用四分法取得代表性樣本,每份穎殼和籽粒樣本各200 g,裝袋密封用于后續(xù)試驗(yàn)。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分含量測(cè)定 各營(yíng)養(yǎng)成分含量測(cè)定參照方法分別為水分:GB 5009.3-2016(第一法直接干燥法);灰分:GB 5009.4-2016;蛋白質(zhì):GB 5009.5-2016;脂肪:GB 5009.6- 2016(第一法索氏抽提法);可溶性碳水化合物:GB 28050-2011;粗纖維(CF):GB/T 5009.10 -2003;中性洗滌纖維(NDF):GBT 20806-2006;酸性洗滌纖維(ADF):NY/T 1459-2022 ;總黃酮:采用Al(NO3)3法測(cè)定(郭溆等,2016);花色苷:采用分光光度法測(cè)定(李玲和郭麗萍,2017);鈣:GB 5009.92-2016 ; 鎂:GB 5009.241-2017 ;氨基酸:GB 5009.124 -2016 ;脂肪酸:GB 5009.168-2016。

        1.2.2 飼用價(jià)值指標(biāo)計(jì)算 各飼用價(jià)值指標(biāo)計(jì)算方法如下:

        干物質(zhì)采食量(DMI)/%=120/NDF% ;

        可消化干物質(zhì)(DDM)/%=88.9-0.779×ADF% ;

        相對(duì)飼料價(jià)值(RFV)=DMI%×DDM%/ 1.29(Rohweder 等,1978);

        有機(jī)物質(zhì)消化率(OMD)/%=123.5068-2.279×CF(韓建國(guó)和賈慎修,1987);

        總可吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(TDN)/(g/kg)=(-1.291×ADF)+101.35 ;

        凈能(NE1)=[1.044-(0.0119×ADF)]×2.205×4.187(Lithourgidis 等,2006)。

        1.2.3 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016 初步整理,采用SPSS 20.0 進(jìn)行t 檢驗(yàn),結(jié)果以“平均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差”(n=3)表示。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分含量分析 由表1 可知,黑稻脫殼后,其穎殼與籽粒的各營(yíng)養(yǎng)成分的含量均表現(xiàn)出極顯著差異(P<0.01),黑稻穎殼的灰分、粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、花色苷與鈣含量極顯著高于籽粒(P<0.01);黑稻籽粒的蛋白質(zhì)、脂肪、可溶性碳水化合物、總黃酮和鎂含量極顯著高于穎殼(P<0.01)。

        表1 黑稻穎殼和籽粒的營(yíng)養(yǎng)成分含量分析

        2.2 飼用價(jià)值分析 由表2 可知,由于黑稻穎殼的粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量極顯著高于籽粒(P<0.01),故由這些因素計(jì)算獲得的黑稻籽粒的各飼用價(jià)值指標(biāo)均極顯著優(yōu)于穎殼(P<0.01)。粗纖維含量越高,飼料消化率越低,飼料品質(zhì)也越低(王郝為等,2017)。黑稻穎殼有機(jī)物質(zhì)的消化率(OMD)僅有26.35% ;但由公式計(jì)算得到的籽粒的有機(jī)質(zhì)的消化率的理論值為118.49%(已超過(guò)100%),這也從側(cè)面反映出籽粒由于其特有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)構(gòu)成,導(dǎo)致其有機(jī)質(zhì)消化率較高。研究上常用相對(duì)飼料價(jià)值(RFV)評(píng)價(jià)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,其值越大表明飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高;若RFV 大于100,說(shuō)明該粗飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值整體較好。黑稻穎殼與籽粒的相對(duì)飼料價(jià)值分別為103.26 與1626.98,均高于100,說(shuō)明黑稻的穎殼與籽粒均是優(yōu)異的飼料來(lái)源,尤其籽粒飼料價(jià)值表現(xiàn)尤為突出。按照RFV 飼料分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(陳婷等,2023),黑稻穎殼屬于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(103 <RFV<124),黑稻籽粒屬于特級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(RFV >151)。

        表2 黑稻穎殼和籽粒的飼用價(jià)值分析

        2.3 氨基酸含量分析 由表3 可知,黑稻穎殼和籽粒的色氨酸(酸解被破壞)均未被檢出,籽粒檢測(cè)出17 種氨基酸,穎殼檢測(cè)出15 種氨基酸,蛋氨酸與胱氨酸未在穎殼中檢測(cè)出,推測(cè)應(yīng)是其含量過(guò)低且低于檢出限所致。黑稻籽粒的各氨基酸含量均極顯著高于穎殼(P<0.01),穎殼和籽粒的EAA/TAA 分別為37.26% 和35.29%,接近40% ;EAA/NEAA 分別為59.38% 和54.54%,接近60%,可見(jiàn)黑稻穎殼和籽粒的氨基酸組成接近FAO/WHO 推薦的理想模式(Davalos 等,2004)。

        表3 黑稻穎殼和籽粒的氨基酸種類(lèi)及含量 mg/g

        由表4 可知,黑稻籽粒的各必需氨基酸含量均極顯著高于穎殼(P<0.01)。穎殼和籽粒的必需氨基酸含量分別為27.25% 和34.16%,穎殼的必需氨基酸含量明顯低于FAO 提出的必需氨基酸模式;籽粒的必需氨基酸含量雖低于雞蛋必需氨基酸含量,但基本等同于FAO 提出的必需氨基酸模式,說(shuō)明黑稻籽粒的氨基酸組成結(jié)構(gòu)合理,具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

        表4 黑稻穎殼和籽粒的必需氨基酸含量分析 mg/g

        2.4 脂肪酸含量分析 由表5 可知,黑稻穎殼和籽粒分別檢測(cè)出17 種和12 種脂肪酸,飽和脂肪酸十五烷酸(C15 :0)、二十一烷酸(C21 :0)和二十三烷碳(C23 :0),單不飽和脂肪酸芥酸(C22 :1n9c)、多不飽和脂肪酸花生五烯酸(C20 :5n3c)、二十二碳二烯酸(C22 :2n6c)這6種脂肪酸僅在黑稻穎殼中被檢測(cè)出,未在籽粒中被檢測(cè)出;而單不飽和脂肪酸棕櫚油酸(C16 :1n7c)僅在黑稻籽粒中被檢測(cè)出,未在穎殼中被檢測(cè)出。黑稻穎殼與籽粒中排名前三的脂肪酸均為油酸(C18 :1)、亞油酸(C18 :2)和棕櫚酸(C16 :0),且均檢測(cè)出必需脂肪酸亞油酸(C18 :2)與亞麻酸(C18 :3)。對(duì)在黑稻穎殼和籽粒中均檢測(cè)出的11 種脂肪酸含量比較分析發(fā)現(xiàn),黑稻穎殼的飽和脂肪酸肉豆蔻酸(C14 :0)、十七烷酸(C17 :0)、硬脂酸(C18 :0)、花生酸(C20 :0)、山崳酸(C22 :0)、木焦油酸(C24 :0)和多不飽和脂肪酸亞麻酸(C18 :3n3c)的含量均極顯著高于籽粒(P<0.01);而黑稻穎殼的飽和脂肪酸棕櫚酸(C16 :0)、單不飽和脂肪酸油酸(C18 :1n9c)與花生烯酸(C20 :1n9c)、多不飽和脂肪酸亞油酸(C18 :2n6c)的含量均極顯著低于籽粒(P<0.01)。對(duì)黑稻穎殼和籽粒的各類(lèi)型脂肪酸存在比例分析可得,黑稻穎殼的SFA 極顯著大于PUFA(P<0.01);PUFA 略大于MUFA,但未達(dá)到顯著差異。而黑稻籽粒的MUFA 略大于PUFA,但未達(dá)到顯著差異;PUFA 極顯著大于SFA(P<0.01)。

        表5 黑稻穎殼和籽粒的脂肪酸含量分析 %

        3 討論

        黑稻作為珍貴的水稻品種,其穎殼和籽粒因花色苷積累程度的不同而呈現(xiàn)褐色、黑色。為研究功能性色稻黑稻穎殼及籽粒的飼用價(jià)值,通過(guò)對(duì)其營(yíng)養(yǎng)成分及飼用價(jià)值的分析發(fā)現(xiàn),黑稻穎殼和籽粒均含有豐富的花色苷與黃酮等生理活性物質(zhì),對(duì)提高機(jī)體抗氧化與免疫能力有積極作用(李慧等,2021 ;孫玲等,2000 ;馬先紅等,2018)。黑稻穎殼的纖維素、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維與灰分含量較高,導(dǎo)致其有機(jī)物質(zhì)消化率偏低,故穎殼較適合用于反芻動(dòng)物的直接食用,或者在飼料中添加纖維素酶提高其有機(jī)物消化率(邱向鋒等,2006)。黑稻穎殼的氨基酸含量不高,蛋氨酸和胱氨酸含量低于檢出限而未能被測(cè)出。但穎殼的脂肪酸種類(lèi)較為豐富,尤其是不飽和脂肪酸,不飽和脂肪酸具有調(diào)節(jié)血脂平衡、抗心血管疾病等作用,穎殼中檢測(cè)出7 種不飽和脂肪酸,包括必需脂肪酸亞油酸(C18 :2)、亞麻酸(C18 :3)和花生五烯酸EPA(C20 :5n3c)。由于黑稻穎殼的營(yíng)養(yǎng)成分組成較為豐富,而且其產(chǎn)量大、價(jià)格低廉,同時(shí)其相對(duì)飼料價(jià)值RFV 已達(dá)到飼料的二級(jí)指標(biāo),但鑒于其蛋氨酸和胱氨酸的缺乏,建議在使用時(shí)需配合氨基酸補(bǔ)充劑。

        黑稻籽粒黑米素有“世界米中之王”“貢米”“藥米”等美譽(yù),相比白米含有更豐富的蛋白質(zhì)、粗脂肪、礦物質(zhì)、灰分等營(yíng)養(yǎng)成分;而且其富含花色苷、黃酮和生物堿等功能性成分(柏鶴等,2017),使得黑米在抗氧化、降血脂、抑菌抗炎、抑癌、提高免疫力(Vivian 等,2019)等方面表現(xiàn)突出。稻米蛋白的利用率與生物價(jià)居糧食首位,且過(guò)敏性低,黑稻籽粒的粗蛋白質(zhì)含量達(dá)到8.73%,必需氨基酸模式與FAO 模式相當(dāng)。籽粒的油酸與亞油酸的比例為1.09 ∶1,基本符合國(guó)際衛(wèi)生組織推薦的1 ∶1 的攝入比例;而且SFA :MUFA :PUFA 的比值較為接近中國(guó)營(yíng)養(yǎng)協(xié)會(huì)推薦的“<1 ∶1 ∶1”的比例(蘇宜香和郭艷,2003)。黑稻籽粒的粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量極低,有機(jī)物消化率極高;而且其相對(duì)飼料價(jià)值RFV 達(dá)到特級(jí)標(biāo)準(zhǔn),飼用價(jià)值極高。

        4 結(jié)論

        本試驗(yàn)結(jié)果表明,黑稻穎殼和籽粒的相對(duì)飼料價(jià)值RFV 均達(dá)到飼料標(biāo)準(zhǔn),但鑒于穎殼和籽粒的各營(yíng)養(yǎng)成分側(cè)重點(diǎn)不同,黑稻穎殼較適合作為飼料添加劑使用,而黑稻籽??勺鳛閮?yōu)質(zhì)飼料資源直接使用。

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