阿拉伯木聚糖作為大米副產(chǎn)物中主要的非淀粉多糖對其消化率的影響

賈素巧，黃士良，曹 珍，鮑冠男，顏 麗

（河北女子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北石家莊 050091）

稻谷的干碾磨通常需要去除稻殼，稻殼中含有高濃度的木質(zhì)素和二氧化硅，而且豬不能消化，也基本上不能發(fā)酵（李琳娜等，2010）。谷物纖維部分副產(chǎn)物主要由碳水化合物如纖維素、阿拉伯木聚糖、β-葡聚糖和少量的碳水化合物組成。纖維不能被動(dòng)物小腸中表達(dá)的酶消化，但可以被盲腸或結(jié)腸中微生物產(chǎn)生的酶消化（Bach Knudsen，2014）。Jaworski等（2015）報(bào)道了玉米、小麥副產(chǎn)物中纖維含量與干物質(zhì)體外消化率成負(fù)相關(guān)關(guān)系。與低濃度中性洗滌纖維的副產(chǎn)物相比，含高濃度中性洗滌劑纖維的水稻副產(chǎn)物體內(nèi)干物質(zhì)消化率和總能量較低（Casas和 Stein，2016）。全脂米糠約含20.5%的中性洗滌纖維，8.9%的酸性洗滌纖維，而脫脂米糠含有24.1%的中性洗滌纖維和11.3%的酸性洗滌劑纖維。但目前缺乏對水稻副產(chǎn)物中非淀粉多糖、糖殘基和纖維組分的濃度及其對干物質(zhì)和有機(jī)物消化率的影響研究。本試驗(yàn)的主要目的是測定碎米、糙米、米糠、脫脂米糠和統(tǒng)糠中碳水化合物的組成、干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率，同時(shí)評估水稻副產(chǎn)物中纖維的濃度與水稻副產(chǎn)物干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料 試驗(yàn)中碎米、糙米、米糠、米糠粕和統(tǒng)糠各選擇3個(gè)樣品，采用常規(guī)養(yǎng)分測定方法分析總能、干物質(zhì)、灰分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質(zhì)素、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量，營養(yǎng)成分分析值見表1。

1.2 多糖成分分析 每個(gè)大米副產(chǎn)物選擇1個(gè)樣品用于分析多糖成分。參考劉建學(xué)等（2000）的研究方法分析大米副產(chǎn)物中淀粉含量。通過添加無水單糖組分定量5種水稻副產(chǎn)物中的非淀粉多糖，采用酸水解法、三步提取工藝分析非淀粉多糖總量、非纖維素多糖和不溶性非淀粉多糖含量。水解后用氣相色譜法定量中性糖，比色法測定糖醛酸，木質(zhì)素用12 mol/L濃硫酸酸解后不溶性殘余物表示。

1.3 干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率 參考Jaworski等（2015）的研究方法分析大米副產(chǎn)物干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算與分析 可溶性纖維、不溶性纖維和粗纖維含量由原料碳水化合物成分計(jì)算，其中可溶性纖維由可溶性非纖維多糖中無水單糖總量計(jì)算，不溶性纖維由不溶性非纖維多糖中無水單糖總量計(jì)算。纖維素為不溶性纖維與可溶性纖維的總和。參考Boisen和Fernandez（1997）的方法計(jì)算大米副產(chǎn)物干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS軟件MIXED模型進(jìn)行分析，大米副產(chǎn)物原料為固定因素，用最小二乘計(jì)算成分均值。P＜0.05為差異顯著判定標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)考察纖維組分與干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 大米副產(chǎn)物營養(yǎng)成分分析 由表1可知，與碎米、糙米、米糠粕、統(tǒng)糠相比，米糠總能和粗脂肪含量最高（P＜0.05）。碎米和糙米中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質(zhì)素和灰分含量顯著低于米糠、米糠粕和統(tǒng)糠（P＜0.05）。在所有大米副產(chǎn)物中，統(tǒng)糠中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質(zhì)素和灰分含量最高（P＜0.05），而粗蛋白質(zhì)含量最低（P＜0.05）。

表1 ?碎米、糙米、米糠、米糠粕和統(tǒng)糠營養(yǎng)成分分析

2.2 大米副產(chǎn)物碳水化合物組成及含量 由表2可知，碎米和糙米淀粉含量大于80%，米糠和米糠粕淀粉含量低于27%，統(tǒng)糠淀粉含量最低，但粗纖維含量最高。所有大米副產(chǎn)物中可溶性非纖維多糖含量均較低，其中可溶性非纖維多糖組分，如阿拉伯糖、木糖、果糖、半乳糖、葡萄糖和糖醛酸含量均小于0.1%，其中碎米和糙米未檢測出。米糠粕中阿拉伯糖和糖醛酸含量高于其他大米副產(chǎn)物，而統(tǒng)糠木糖含量最高，米糠中可溶性非纖維多糖成分木糖的含量只有0.01%。

所有的大米副產(chǎn)物中均存在不溶性非纖維多糖組分，但碎米和糙米較米糠、米糠粕、統(tǒng)糠不溶性非纖維多糖含量較低。大米副產(chǎn)物中都含有不溶性非纖維多糖組分——阿拉伯糖，但不同大米副產(chǎn)物中阿拉伯糖和木糖含量差異較大。其中，碎米和糙米阿拉伯糖含量最低，米糠和米糠粕阿拉伯糖含量居中，統(tǒng)糠阿拉伯糖含量最高。統(tǒng)糠中阿拉伯糖與木糖比值最低，只有2 g/kg，米糠和米糠粕其次，均為0.98 g/kg，而碎米和糙米最高，分別是1.37 g/kg和1.14 g/kg。統(tǒng)糠非淀粉多糖成分含有57%的纖維素，而米糠和米糠粕非淀粉多糖成分分別含有30.7%和34.2%的纖維素。米糠、米糠粕和統(tǒng)糠非淀粉多糖、不溶性纖維、木質(zhì)素和粗纖維含量高于碎米和糙米。

2.3 大米副產(chǎn)物干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率由表3可知，碎米和糙米干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率均顯著高于其他大米副產(chǎn)物（P＜0.05），其次分別是米糠和米糠粕。

表2 碎米、糙米、米糠、米糠粕和統(tǒng)糠碳水??????????????化合物組成及含量????????g/kg

表3 碎米、糙米、米糠、米糠粕和統(tǒng)糠干物質(zhì)和?????????????有機(jī)物的體外消化率?????????%

2.4 纖維組分與干物質(zhì)和有機(jī)物的體外消化率的相關(guān)系數(shù) 由表4可知，干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率與中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、酸性洗滌木質(zhì)素、不溶性非纖維多糖、纖維素、非淀粉多糖、可溶性纖維、不溶性纖維和粗纖維含量均表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。

3 討論

與其他谷物一樣，大米副產(chǎn)物由于品種、生長條件、收獲時(shí)間和碾磨質(zhì)量的不同，其化學(xué)成分也存在一定差異。在設(shè)計(jì)豬飼料配方時(shí)，需要準(zhǔn)確了解配方中各原料的營養(yǎng)成分信息。然而，相關(guān)資料提供的大米副產(chǎn)物化學(xué)成分值通常是基于有限的樣品檢測數(shù)據(jù)，同時(shí)，碳水化合物的成分通常局限于粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的濃度（Sauvant等，2004）。本試驗(yàn)測定的大米和碎米中淀粉含量高于Sauvant等（2004）的研究數(shù)據(jù)，但與Reed等（2013）的研究結(jié)果一致。統(tǒng)糠非淀粉多糖成分含有57%的纖維素，而米糠和米糠粕非淀粉多糖成分分別含有30.7%和34.2%的纖維素。米糠、米糠粕和統(tǒng)糠非淀粉多糖、不溶性纖維、木質(zhì)素和粗纖維含量高于碎米和糙米，這與Ngoc等（2012）的研究結(jié)果一致。

表4 纖維組分與干物質(zhì)和有機(jī)物的體外消化率的相關(guān)系數(shù)

由于大米在碾磨過程中會分離出不同的成分，因此，不同的大米副產(chǎn)物的化學(xué)成分會有所不同。碎米和糙米含有更多的淀粉，因?yàn)樗鼈兒泄任锏呐呷椋ㄖx有發(fā)，2012）。某些水稻品種，如粳稻和秈稻比其他品種含有更多的淀粉（Dhital等，2015）。糙米含有糊粉層和胚芽，胚芽中含有大量脂質(zhì)和粗蛋白質(zhì)，因此，糙米比碎米含有更多的這些營養(yǎng)成分。飼料成分的常規(guī)分析可以測定粗纖維、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和酸性洗滌木質(zhì)素的含量，然而，關(guān)于纖維碳水化合物組成和性質(zhì)的信息比較有限。相比之下，酶化學(xué)方法可以將纖維分離成纖維素和不溶性非纖維多糖，并根據(jù)單糖殘基估算出組分含量，從而為營養(yǎng)師提供飼料成分中復(fù)雜碳水化合物結(jié)構(gòu)的信息（Bach Knudsen，2014）。本研究結(jié)果表明，大米副產(chǎn)物非纖維多糖含量高于纖維素，但米糠非纖維多糖含量高于纖維素。從非纖維多糖的單體組成也可以看出，阿拉伯木聚糖是該組分的主要多糖，但其在不同大米副產(chǎn)物中的含量不同。根據(jù)阿拉伯糖和木糖比例可以發(fā)現(xiàn)，碎米、糙米、米糠和米糠粕阿拉伯糖和統(tǒng)糠相比有不同的結(jié)構(gòu)，這表明統(tǒng)糠中的阿拉伯糖溶解性低（Ebringerova，2006）。水稻、大麥和燕麥的外殼中的阿拉伯木聚糖比谷物中其他部分具有更線性的結(jié)構(gòu)，這使得阿拉伯木聚糖和細(xì)胞壁中的纖維素連接更緊密（Bach Knudsen，2014）。此外，干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率與大米副產(chǎn)物纖維成分表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)，這與（Jaworski等，2015）的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

除了統(tǒng)糠主要以纖維素為主要組分外，其他大米副產(chǎn)物的多糖成分主要是阿拉伯木聚糖。碎米、糙米、米糠和米糠粕中的阿拉伯木聚糖具有不同的結(jié)構(gòu)，其中可溶性阿拉伯木聚糖含量高于統(tǒng)糠。隨著大米副產(chǎn)物纖維含量的增加，其干物質(zhì)和有機(jī)物體外消化率降低。