不同生态型的菵草种子营养学特性的比较

上海交通大学生命科学技术学院 姚邦威 褚建君*

据《中国植物志》记载，菵草为一年生或越年生的禾本科草本植物，多生于水边和潮湿的地方，广泛分布于长江中下游地区（褚建君和李扬汉，2000）。菵草可以作为高品质的畜牧饲料，每公顷可产干草650～1000 kg，干草率为32.5%；马、牛、羊等家畜均喜食，种子可作精料加工利用（中国饲料数据库中心，2002）。近年来，由于农田除草剂的大量施用导致农田杂草群落演化，菵草发展成为麦田、油菜田中的恶性杂草，如何对菵草进行综合管理已经成为亟待解决的问题。对菵草加以利用，也是对菵草进行综合管理的重要途径。美国阿拉斯加植物资源中心利用收集到的菵草种子选育出适于湿地生长的栽培品种“Egan”，从1986年开始正式推广种植，并在阿拉斯加栽培成功（Wright，1991）。 目前，由于各地农作情况差异，包括除草剂施用情况的不同，菵草出现了不同的生态型。本文对不同生态型菵草的营养成分进行定量分析，为菵草综合管理，特别是为菵草种子加工精饲料等应用研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料 收集华东地区（山东省临沂市、江苏省靖江市、安徽省滁州市、浙江省诸暨市、江西省南昌市和上海市闵行区）成熟菵草种子，盆钵栽培于上海交通大学农业示范田，土壤、阳光、水分、温度等生长条件完全相同，收集、挑选完整饱满的菵草种子用于实验。

1.2 主要实验仪器 Foss Tecator AB公司Kjeltec 2300型自动凯氏定氮仪、日立公司L-8900氨基酸自动分析仪、Perkin Elmer公司AutoSystem XL GC/TurboMass MS型气相色谱-质谱联用分析仪等。

1.3 试验方法

1.3.1 菵草种子粗蛋白质含量、游离氨基酸含量的测定及氨基酸组分的分析、鉴定 （1）粗蛋白质含量的测定：采用凯氏定氮法，参照GB/T6432-94。（2）游离氨基酸含量的测定：采用茚三酮比色法。（3）氨基酸组分的分析、鉴定：采用外标法分析确定样品中氨基酸的种类和浓度，参照GB/T 18246-2000。

1.3.2 菵草种子脂溶性成分的提取、测定及组分分析 （1）脂溶性成分含量测定：采用索氏提取法，参照GB-2906-82。（2）脂溶性成分组分分析、鉴定：采用气相色谱法（GC-MS）。

1.3.3 菵草种子糖含量的测定 （1）淀粉含量的测定：采用蒽酮-硫酸比色法测定。（2）还原糖含量的测定：采用3，5-二硝基水杨酸法测定。（3）可溶性糖含量的测定：采用蒽酮-硫酸比色法测定。

2 结果与分析

2.1 不同生态型菵草的种子所含主要营养成分分析 见表1。其粗蛋白质平均含量（4.71%）、脂溶性物质含量（7.78%）、总糖平均含量（76.89%），经LSR法比较，菵草各生态型种子营养成分无差异显著性，表明菵草各生态型种子的营养成分含量是稳定的，不受地区来源的影响，可以广泛收集不同地区的菵草种子作为饲料原料。与小麦、玉米等常用饲料原料相比，菵草的脂溶性成分含量较高，远高于饲用小麦、饲用玉米（中国饲料数据库，2010），与高油玉米脂肪酸含量（7%～9%）相当；粗蛋白质含量略低于饲用小麦和饲用玉米；总糖含量与饲用玉米、小麦相当（邰书静，2010；刘世杰，2009）。

2.2 不同生态型菵草的种子所含氨基酸种类及含量分析 见表2。菵草各生态型种子含量最高的氨基酸均为谷氨酸（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）， 赖氨酸的含量为2.864～3.700 mg/g。以菵草各生态型种子氨基酸含量计算各生态型之间的欧氏距离[0，1]及相关性系数，并进行主成分分析，表明菵草各生态型所含氨基酸组分含量并不与生态型差异相关。

2.3 不同生态型菵草的种子所含脂溶性成分种类及含量 见表3。共检测出峰25个，其中鉴定明确的脂溶性成分有19种，各生态型种子中所含脂溶性成分种类相同，含量略有差异。其中，所含脂肪酸主要为棕榈酸、亚油酸、硬脂酸、油酸，各生态型种子中含量最高脂溶性成分均为亚油酸，占种子干重的1.16%～3.53%；且各生态型种子均含有D-α-生育酚、菜籽甾醇、芸苔甾醇、β-谷甾醇等重要的动物饲料添加剂成分。以菵草各生态型种子脂溶性成分含量计算各生态型之间的欧氏距离及相关性系数，并进行主成分分析，表明菵草各生态型所含脂溶性成分并不与生态型差异相关。

表2 各生态型菵草种子氨基酸组分含量 mg/g

表3 不同生态型菵草种子脂溶性物质含量 mg/g

3 讨论与结论

与小麦、玉米等饲料原料相比，菵草具有脂肪酸、萜类等脂溶性物质含量高、种类多的优势。其中，含量最高的脂溶性物质亚油酸可代谢为共轭亚油酸，有助于提高动物肌肉含量、减少脂肪。菵草所含D-α-生育酚、菜籽甾醇、芸苔甾醇、β-谷甾醇等成分是重要的动物饲料添加剂。D-α-生育酚可以防止脂肪酸生成不饱和脂肪酸过氧化物，促进动物促性腺激素和催乳激素产生。菜籽甾醇、芸苔甾醇、β-谷甾醇同属于植物甾醇，能够阻碍动物对于胆固醇的吸收，降低蛋肉中胆固醇的含量，有助于开发低胆固醇含量的新型禽肉产品。

目前，菵草的利用价值已经在世界范围内得到了公认。其生态位宽，相对于其他杂草植株较高，菵草种群处于上层，在整个农田杂草群落中，其结实率高，尤其在环境适宜的冬闲田中生物产量相当大，具备了作为饲料加工用牧草的良好潜质（诸怡雯，2008；褚建君和李扬汉，2002）。

本研究对菵草种子所含氨基酸和脂溶性成分的色谱分析，表明不同生态型菵草的种子营养学品质稳定，为菵草规模化利用加工精饲料提供了饲料产品质量保证。

[1]褚建君，李扬汉.菵草生物学特性及其可利用性探讨 [J].杂草科学，2002，1：1 ～4.

[2]刘世杰.饲用小麦营养价值评定及其聚类分析和变异度研究：[D]北京：中国农业科学院，2009.9～12.

[3]饶娜.菵草生物学、生态学及其防除的研究：[D].南京：南京农业大学，2008.9～11.

[4]邰书静.品种、氮肥和种植密度对玉米产量与品质的影响：[D].西安：西北农林科技大学，2010.11～13.

[5]诸怡雯.麦田杂草群落生态学与菵草生物学特性的研究：[D].上海：上海交通大学，2008.66～67.