呼倫貝爾草甸草原牧草青貯飼料脂肪酸成分研究

那亞，孫啟忠，王紅梅

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；3. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京 100081)

呼倫貝爾草甸草原牧草青貯飼料脂肪酸成分研究

那亞1，孫啟忠2*，王紅梅3

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；3. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京 100081)

為測定呼倫貝爾草甸草原區(qū)40種主要野生牧草青貯飼料中脂肪酸成分及含量，對采集的牧草進行青貯處理45 d后開袋取樣，采用氣相色譜法開展脂肪酸成分的測定，主要研究結(jié)果如下：40種牧草青貯飼料樣品主要由6種長鏈脂肪酸組成，均以棕櫚酸和亞麻酸為主，亞油酸含量為0.1735%～40.2036%；粗脂肪和脂肪酸總量分別為1.3507%～10.8523%和0.0376%～3.2505%，其中，飽和脂肪酸總量為0.0252%～1.5333%，不飽和脂肪酸總量為0.0515%～1.7172%；粗脂肪與6種脂肪酸之間沒有明顯的相關(guān)性，而各脂肪酸之間存在著較為復(fù)雜的相關(guān)性。綜合分析，40種牧草青貯飼料樣品中，不同牧草間脂肪酸的構(gòu)成比例差異較大，不同科別牧草的脂肪酸營養(yǎng)價值也有較大差異。

草甸草原；青貯；脂肪酸；營養(yǎng)價值

我國大部分牧區(qū)存在自然氣候惡劣，牧草生長期短，季節(jié)性飼草供給失衡的問題。青貯飼料具有減少牧草的營養(yǎng)損失，改善其適口性，提高飼料的消化利用率，并且可以長期保存利用等優(yōu)點[1]。將牧草及其他青綠作物調(diào)制成青貯飼料可有效緩解牧區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的困境[2-3]。青貯飼料作為草食家畜日糧的一個重要組份，其品質(zhì)直接影響家畜的健康和生產(chǎn)性能。目前對青貯飼料品質(zhì)及營養(yǎng)價值的研究報道較多，但對青貯飼料中脂肪酸營養(yǎng)成分的研究較少。自然界中約有40多種脂肪酸[4]，其中很多脂肪酸是對人體有益的脂肪酸。目前在畜產(chǎn)品中對乳品脂肪酸調(diào)控的相關(guān)研究比較多[5-7]。馬燕芬[8]和李志強等[9]研究認(rèn)為，通過調(diào)控草料可以改善牛奶中脂肪酸的成分。李秋鳳等[10]研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加亞麻籽可以改善育肥牛胴體品質(zhì)，能夠顯著增加其多不飽和脂肪酸含量。Dewhurst等[11]發(fā)現(xiàn)，植物葉片含有非常豐富的脂肪酸。本研究通過對呼倫貝爾草甸草原區(qū)40種主要野生牧草青貯飼料中脂肪酸組成及含量進行測定，為更全面地掌握呼倫貝爾天然草地牧草青貯飼料營養(yǎng)品質(zhì)，進而指導(dǎo)和調(diào)控反芻動物生產(chǎn)實踐提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料采自內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市境內(nèi)(N 47°05′-53°20′，E 115°31′-126°04′)，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫在-5～2 ℃左右，無霜期115～124 d，年平均降水量339 mm[12]。主要優(yōu)勢植物有貝加爾針茅、羊草、日蔭菅(Carexpediformis)、線葉菊(Filifoliumsibiricum)、大針茅等。

表1 試驗材料及生育期Table 1 Experiment materials and growth phases

試驗材料于2011年8月份(盛花-結(jié)實期)，采自全市草甸草原區(qū)不同樣地，共采集牧草樣品40種，主要為可被家畜采食的常見牧草，隸屬11科(表1)。40種牧草樣品分別鍘短至2～3 cm，裝入聚乙烯袋抽真空并封口[12]，每袋約為200 g，每個樣品做3個重復(fù)，樣品置于室內(nèi)分別貯藏45 d后作為待測樣品進行測定。

1.2 試驗方法

1.2.1 粗脂肪的測定 采用索氏提取法利用FOSS2050型脂肪測定儀提取測定[13-14]。

1.2.2 脂肪酸的測定 采用氣相色譜外標(biāo)法測定脂肪酸(fatty acid)含量[15-17]。使用日本島津GC-2014氣象色譜儀，以及上海安譜科學(xué)儀器有限公司提供的CD-2560彈性石英毛細(xì)管柱(100 m×0.25 mm×0.20 μm)，自動進樣器為AOC-20i，程序升溫參考GB/T17377-2008并結(jié)合樣品情況設(shè)定[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同牧草青貯飼料樣品脂肪酸組成分析

2.1.1 不同牧草青貯飼料樣品總脂肪酸含量分析 40種牧草青貯飼料樣品中粗脂肪含量為1.3507%～10.8523%；主要由6種脂肪酸組成，總脂肪酸(TFA)含量為0.0376%(灰綠藜)～3.2505%(尖葉胡枝子)，其中，TFA含量高于1%的有10種牧草；TFA含量高于0.5%低于1%的牧草有11種；TFA含量低于0.5%的牧草有19種(表2)。

2.1.2 不同牧草青貯飼料樣品飽和脂肪酸組成特點 40種牧草青貯飼料樣品飽和脂肪酸(棕櫚酸和硬脂酸)含量最高的為尖葉胡枝子(1.5333%)，最低的是垂穗披堿草(0.0076%)；含量高于0.5%的樣品有6種，低于0.1%的樣品有12種(表3)。各樣品飽和脂肪酸總量占總脂肪酸比值(SFA/TFA)為7.5266%(垂穗披堿草)～88.2726%(偃麥草)，比值超過50%的有12種樣品。

2.1.3 不同牧草青貯飼料樣品單不飽和脂肪酸組成特點 40種主要牧草青貯飼料樣品單不飽和脂肪酸(棕櫚油酸和油酸)含量最高的是反枝莧(1.0102%)，最低的為灰綠藜(0.0112%)；含量高于0.5%的樣品有3種，低于0.1%的樣品有24種(表3)。各樣品單不飽和脂肪酸總量占總脂肪酸比值(MUFA/TFA)為3.3296%(偃麥草)～72.2408%(垂穗披堿草)，有8種樣品的比值大于30%。

2.1.4 不同牧草青貯飼料樣品多不飽和脂肪酸組成特點 40種牧草青貯飼料樣品多不飽和脂肪酸(亞油酸和亞麻酸)含量最高的為尖葉胡枝子(1.0333%)，最低的是灰綠藜(0.0144%)；含量高于0.5%的樣品有8種，低于0.1%的樣品有20種。各樣品多不飽和脂肪酸總量占總脂肪酸比值(PUFA/TFA)為7.0349%(胡枝子)～73.6955%(山野豌豆)，比值大于30%的有23種樣品(表3)。

2.1.5 不同牧草青貯飼料樣品不飽和脂肪酸組成特點 40種主要牧草青貯飼料樣品不飽和脂肪酸(UFA=MUFA+PUFA)含量最高的是尖葉胡枝子(1.7172%)，最低的為有灰綠藜(0.0256%)；含量高于0.5%的樣品有12種，低于0.1%的樣品有7種(表3)。各樣品不飽和脂肪酸總量占總脂肪酸比值(UFA/TFA)為11.7274%(偃麥草)～92.4734%(垂穗披堿草)，有28種樣品的比值大于50%。

2.2 不同牧草青貯飼料樣品脂肪酸營養(yǎng)價值分析

40種牧草青貯飼料樣品所含不同種類脂肪酸的組成比例SFA∶MUFA∶PUFA，接近中國營養(yǎng)學(xué)會[19]建議的1∶1∶1比值的牧草有灰綠藜(1∶0.9∶1.2)、廣布野豌豆(1∶0.8∶1.2)和扁蓿豆(1∶0.7∶1.1)等(表4)。

40種牧草青貯飼料樣品所含PUFA n-6/n-3比值[20]，即亞油酸/亞麻酸的比值達(dá)到中國營養(yǎng)學(xué)會(2000)建議的(4～6)∶1比值的牧草只有菊葉委陵菜(4.37∶1)，接近這一比值的有山韭(6.39∶1)、鐵桿蒿(3.67∶1)和鵝觀草(3.67∶1)。

SFA/UFA比值是評價脂肪酸平衡關(guān)系的主要指標(biāo)[21]。40種牧草青貯飼料樣品的SFA/UFA比值最高的是偃麥草(7.5270)，最小的為垂穗披堿草(0.0814)；有12種樣品的比值大于1，小于0.5的樣品有15種。

鑒于亞油酸強大的生理功能和普遍認(rèn)知性[22-24]，其含量占總脂肪酸的比值也可作為評價脂肪酸營養(yǎng)價值的標(biāo)準(zhǔn)之一。40種牧草青貯飼料樣品總脂肪酸中亞油酸含量的比重最高的牧草是冷蒿(40.2036%)，最低的為黃花草木樨(0.1735%)，高于10%的樣品有14種，低于1%的樣品有9種。

表2 40種主要牧草青貯飼料樣品粗脂肪及脂肪酸組分含量Table 2 Content of ether extract and total fatty acid in 40 silages %

注：各樣品編號如表1所示；- 表示含量未檢出。下同。

Note：Sample number was shown in Table 1,- indicated that the content was not detected. The same below.

表3 40種主要牧草青貯飼料樣品中飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸含量Table 3 Content level of saturated fatty acid (SFA)、monounsaturated fatty acid (MUFA)、polyunsaturated fatty acid (PUFA) and unsaturated fatty acid (UFA) in 40 silages %

表4 40種主要牧草青貯飼料樣品脂肪酸酸含量評價表Table 4 Nutritional evaluation of the fatty acid in 40 silages

2.3 牧草青貯飼料樣品粗脂肪及鏈脂肪酸組分的相關(guān)分析

對40種牧草青貯飼料樣品粗脂肪及6種脂肪酸含量進行相關(guān)分析，結(jié)果如表5所示：粗脂肪含量與6種脂肪酸含量之間沒有明顯的相關(guān)性。各脂肪酸組分間存在著較為復(fù)雜的相關(guān)性，其中，棕櫚酸與棕櫚油酸、硬脂酸、油酸和亞麻酸均呈極顯著正相關(guān)；棕櫚油酸與硬脂酸和亞麻酸呈極顯著正相關(guān)，而與油酸呈顯著正相關(guān)；硬脂酸與油酸和亞麻酸均呈極顯著正相關(guān)；此外，油酸與亞麻酸呈極顯著正相關(guān)。

表5 40種牧草青貯飼料樣品粗脂肪及脂肪酸組分的相關(guān)系數(shù)矩陣Table 5 Correlation coefficient matrix of ether extract and fatty acid composition in 40 silages

*P<0.05, **P<0.01 (Pearson相關(guān)線性回歸的統(tǒng)計顯著性 Statistical significance of linear regression of Pearson correlation).

3 討論

動物產(chǎn)品脂肪酸組成與人體健康密切相關(guān)，而影響脂肪酸的組成因素主要有飼料、營養(yǎng)、環(huán)境，其中飼料的影響最大[25]。通過科學(xué)配比日糧，提高和優(yōu)化反芻動物產(chǎn)品中人體所需要的脂肪酸構(gòu)成特點，是動物營養(yǎng)研究的熱點問題之一。

呼倫貝爾草原40種牧草青貯飼料樣品總脂肪酸含量高于1%的牧草青貯飼料樣品只有10種，低于0.5%的牧草有19種(表2)，說明總脂肪酸含量普遍較低；主要由6種脂肪酸組成，總體上，棕櫚酸和亞麻酸含量較高，油酸、亞油酸、棕櫚油酸和硬脂酸的構(gòu)成含量差異較大。在牧草中得到相似研究結(jié)果的學(xué)者提出，可以在家畜日糧中將牧草與含有較多亞油酸和較少亞麻酸的植物油搭配進行飼喂，有利于共軛亞油酸的合成[9]。

不同種類脂肪酸的含量是決定脂肪酸營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)。40種牧草青貯飼料樣品多不飽和脂肪酸含量最高的為尖葉胡枝子(1.0333%)，最低的是灰綠藜(0.0144%)；含6種以上牧草的3種科別牧草青貯飼料樣品中PUFA/TFA比值分別為禾本科(35.1839%)、菊科(35.1307%)、豆科(35.0218%)，說明呼倫貝爾草甸草原區(qū)草原主要科別牧草中多不飽和脂肪酸的含量較為穩(wěn)定。各樣品單不飽和脂肪酸總量占總脂肪酸比值為3.3296%(偃麥草)～72.2408%(垂穗披堿草)(表3)。40種主要牧草青貯飼料樣品不飽和脂肪酸總量占總脂肪酸比值為11.7274%(偃麥草)～92.4734%(垂穗披堿草)，有28種樣品的比值大于50%，說明40種牧草青貯飼料樣品中不飽和脂肪酸的含量較高。

飽和脂肪酸，單不飽和脂肪酸以及多不飽和脂肪酸組成比例是評價脂肪酸營養(yǎng)價值的重要依據(jù)[26-27]。本次采集的40種牧草青貯飼料樣品所含不同種類脂肪酸的組成比例 SFA∶MUFA∶PUFA，接近中國營養(yǎng)學(xué)會[19](2000)建議的1∶1∶1比值的牧草有灰綠藜(1∶0.9∶1.2)、廣布野豌豆(1∶0.8∶1.2)和扁蓿豆(1∶0.7∶1.1)。40種牧草青貯飼料樣品所含PUFA n-6/n-3比值達(dá)到中國營養(yǎng)學(xué)會[19](2000)推薦的(4～6)∶1比值的牧草只有菊葉委陵菜(4.37∶1)，接近這一比值的有山韭(6.39∶1)、鐵桿蒿(3.67∶1)和鵝觀草(3.67∶1)。一般來說，SFA/UFA值越小，其脂肪酸營養(yǎng)價值越高[28-29]。40種牧草青貯飼料樣品的SFA/UFA比值最高的是偃麥草(7.5270)，最小的為垂穗披堿草(0.0814)；有31種樣品的比值小于牛初乳(1.44)[26]。

亞油酸是人們較為熟知的一種多不飽和脂肪酸，具有較強的生理功能。40種牧草青貯飼料樣品總脂肪酸中亞油酸含量的比重最高的牧草是冷蒿(40.2036%)，高于10%的樣品有14種，低于1%的樣品有9種。

粗脂肪含量與各脂肪酸含量之間沒有明顯的相關(guān)性，這說明各種牧草青貯飼料樣品所含各脂肪酸組分不受粗脂肪含量的影響。各脂肪酸組分間卻存在著較為復(fù)雜的相關(guān)性，且基本上均為正相關(guān)，這說明各脂肪酸組分間具有良好的相互促進關(guān)系。

4 結(jié)論

1)40種牧草青貯飼料樣品粗脂肪和脂肪酸總量分別為1.3507%～10.8523%和0.0376%～3.2505%。

2)40種牧草青貯飼料樣品主要由6種脂肪酸組成，均以棕櫚酸和亞麻酸為主，亞油酸含量也較高，棕櫚油酸和硬脂酸的含量較低，其中，亞油酸含量為0.1735%～40.2036%，飽和脂肪酸總量為0.0252%～1.5333%，不飽和脂肪酸總量為0.0515%～1.7172%。

3)40種牧草青貯飼料樣品中，不同牧草間脂肪酸的構(gòu)成比例差異較大，不同科別牧草的脂肪酸營養(yǎng)價值也有較大差異。

4)粗脂肪與各脂肪酸之間沒有明顯的相關(guān)性，而各脂肪酸組分間具有良好的相互促進關(guān)系。

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Fatty acid characteristics of forage silages from the Hulunbeir Meadow Steppe

NA Ya1, SUN Qi-Zhong2*, WANG Hong-Mei3

1.CollegeofGrassland,ResourcesandEnvironment,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010018,China； 2.GrasslandResearchInstituteofChineseAcademyofAgriculturalSciences,Hohhot010010,China； 3.FeedResearchInstituteofChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China

To determine the types and amounts of fatty acids in silages produced from vegetation on the Hulunbeir Meadow Steppe, 40 wild forages were ensiled and their fatty acids contents were analyzed by gas chromatography after 45 days. The main fatty acids in the 40 forage silages were six long-chain fatty acids, especially palmitic acid and linolenic acid. The linoleic acid contents ranged from 0.1735% to 40.2036%. The ether extract and total fatty acids contents of the 40 silages ranged from 1.3507% to 10.8523% and from 0.0376% to 3.2505%, respectively, and the saturated fatty acid and unsaturated fatty acid contents ranged from 0.0252% to 1.5333% and from 0.0515% to 1.7172%, respectively. There was no obvious correlation between ether extract contents and the contents of the six main fatty acids, while there were complex correlations among the different fatty acids. There were pronounced differences in fatty acids composition and proportions among the 40 different forages, and the nutritive values of fatty acids of forages also differed depending on the genera and families of the vegetation.

meadow steppe； silage； fatty acid； nutritive value

10.11686/cyxb2016115

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-03-14；改回日期：2016-06-28

中央公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203042)和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程-牧草栽培與加工利用團隊(CAAS-ASTIP-IGR2015-02)資助。

那亞(1985-)，男，內(nèi)蒙古赤峰人，講師，博士。E-mail:naya_2003@126.com

*通信作者Corresponding author. E-mail：Sunqz@126.com

那亞， 孫啟忠， 王紅梅. 呼倫貝爾草甸草原牧草青貯飼料脂肪酸成分研究. 草業(yè)學(xué)報, 2017, 26(2): 215-223.

NA Ya， SUN Qi-Zhong， WANG Hong-Mei. Fatty acid characteristics of forage silages from the Hulunbeir Meadow Steppe. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(2): 215-223.