青藏高原老芒麥不同部位的營養(yǎng)價(jià)值及其分子結(jié)構(gòu)特性研究

彭 婧 孫曉旭 史海濤* 陳有軍 蔡曉蕊 王 茜 柏 雪 李勝利

(1.西南民族大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，青藏高原動物遺傳資源保護(hù)與利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610041；2.西南民族大學(xué)青藏高原研究院，青藏高原生態(tài)畜牧業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，成都 610041；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

青藏高原地區(qū)是我國主要牧區(qū)之一，但其高寒、缺氧和強(qiáng)輻射的環(huán)境特點(diǎn)又使其與其他牧區(qū)的生產(chǎn)模式明顯不同。當(dāng)前，超載過牧、草原退化以及飼草料嚴(yán)重匱乏已成為制約青藏高原地區(qū)畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級的瓶頸因素。培育適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高和營養(yǎng)價(jià)值良好的牧草對高原地區(qū)草原生態(tài)恢復(fù)和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

老芒麥?zhǔn)呛瘫究?Poaceae)、披堿草屬(Elymus)的多年生草本植物，具有抗旱、耐寒、耐鹽堿等優(yōu)良特性，能夠有效改善高原地區(qū)表層土壤理化性質(zhì)[1-2]。由于其高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和對寒冷干旱氣候的良好適應(yīng)性[3]，老芒麥已經(jīng)成為青藏高原地區(qū)栽培利用最為廣泛的當(dāng)家草種之一[1]。飼草的不同部位其營養(yǎng)成分含量及消化利用率通常也不同[4]。研究老芒麥不同部位的營養(yǎng)價(jià)值，對高原地區(qū)牧草育種和家畜飼糧配制具有重要的指導(dǎo)意義。

獲取飼料原料的營養(yǎng)價(jià)值參數(shù)是精準(zhǔn)配制動物飼糧的前提。傳統(tǒng)的化學(xué)分析需要較長的分析周期且嚴(yán)重依賴刺激性化學(xué)藥品，在分析加工過程中通常會破壞飼料的內(nèi)在結(jié)構(gòu)[5]。飼料的營養(yǎng)價(jià)值不僅與其營養(yǎng)成分含量有關(guān)，還與其分子結(jié)構(gòu)特性有關(guān)[5-6]。植物的不同品種及植株的不同部位都有其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)特征，研究其分子結(jié)構(gòu)特性并將其與營養(yǎng)價(jià)值參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，有助于從分子構(gòu)造層面揭示營養(yǎng)價(jià)值差異原因并實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)價(jià)值的快速、無損檢測。傅里葉變換紅外光譜(Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR)技術(shù)以其需要樣品量少、無需復(fù)雜的樣品準(zhǔn)備過程[6]以及直接、無損等優(yōu)點(diǎn)[7]，成為揭示飼料樣品內(nèi)在分子結(jié)構(gòu)特征的有力工具[8]。通過使用該技術(shù)，Ortuo等[9]揭示了不同品種柳樹葉和莖的分子結(jié)構(gòu)信息。此外，玉米秸稈[8]、紫花苜蓿[6]等相關(guān)的研究也相繼報(bào)道。目前，青藏高原地區(qū)老芒麥的營養(yǎng)價(jià)值參數(shù)尚不明確?；诖耍狙芯繑M通過FTIR技術(shù)揭示老芒麥不同部位的分子結(jié)構(gòu)信息，并結(jié)合常規(guī)化學(xué)分析和康奈爾凈碳水化合物-蛋白質(zhì)體系(CNCPS)技術(shù)比較不同部位老芒麥的營養(yǎng)價(jià)值，探求它們之間的相關(guān)關(guān)系，以期為老芒麥的育種和開發(fā)利用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品采集和制備

試驗(yàn)所需的老芒麥采自西南民族大學(xué)青藏高原生態(tài)保護(hù)與畜牧業(yè)高科技研究示范基地(四川省阿壩藏族羌族自治州紅原縣，海拔3 504 m)牧草育種試驗(yàn)田。在老芒麥乳熟期，于2個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)確定1 m2的樣方，留茬5 cm左右刈割，按照四分法進(jìn)行縮樣后，人工分離其不同部位(莖、葉、穗)，并保留全株老芒麥樣本做為對照。所有樣品在烘箱中于65 ℃烘干至恒重，制備為風(fēng)干樣品。部分樣品過1 mm篩粉碎，用于常規(guī)化學(xué)成分分析，同時(shí)以四分法取出部分樣品過0.25 mm篩用于采集FTIR分析。

1.2 常規(guī)營養(yǎng)成分及CNCPS組分分析

干物質(zhì)(dry matter,DM)、粗灰分(Ash)和粗脂肪(ether extract,EE)含量采用AOAC(2005)[10]的方法進(jìn)行測定；中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)和酸性洗滌木質(zhì)素(acid detergent lignin,ADL)含量按照Van Soest等[11]的方法進(jìn)行測定，使用全自動纖維分析儀(Fibretherm FT12，德國)完成；測定NDF和ADF成分之后的殘樣用于測定中性洗滌不溶蛋白質(zhì)(neutral detergent insoluble crude protein,NDICP)、酸性洗滌不溶蛋白質(zhì)(acid detergent insoluble crude protein,ADICP)、非蛋白氮(non protein nitrogen,NPN)和可溶性蛋白質(zhì)(soluble protein,SCP)的含量，測定按照Licitra等[12]的方法進(jìn)行，使用杜馬斯定氮儀(Dumatherm,德國)完成；淀粉(starch)含量采用愛爾蘭Megazyme淀粉總量檢測試劑盒(產(chǎn)品編號：K-TSTA；Megazyme,愛爾蘭)進(jìn)行測定[13]。最后根據(jù)測定值及CNCPS公式[14]得出各組分的含量；此外，因飼草中氨(PA1)的含量幾乎為0[15]，因此，本試驗(yàn)未測定CNCPS蛋白質(zhì)亞組分中PA1的含量。

1.3 FTIR數(shù)據(jù)的采集及分析

使用FTIR儀(Nicolet iS50,Thermo Fisher Scientific Co.,美國)對樣品進(jìn)行光譜掃描，掃描波段800～4 000 cm-1，分辨率4 cm-1，掃描次數(shù)64次，每個(gè)樣品重復(fù)采集6個(gè)圖譜，讀取并記錄樣品紅外光譜圖。利用OMNIC 8.2軟件對掃描樣品后獲得的FTIR譜系進(jìn)行處理分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SAS 9.4軟件中的PROC GLM模塊對營養(yǎng)成分、CNCPS組分及分子結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，試驗(yàn)結(jié)果用平均值和均值標(biāo)準(zhǔn)誤表示，P<0.05表示差異顯著，0.05≤P<0.10表示差異趨于顯著。根據(jù)Pearson相關(guān)分析法，利用SAS 9.4軟件中的PROC CORR模塊進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 老芒麥不同部位的營養(yǎng)成分及CNCPS組分

2.1.1 老芒麥不同部位的蛋白質(zhì)成分和CNCPS蛋白質(zhì)組分

老芒麥中莖、葉和穗的比例分別為59.8%、20.6%和19.6%(風(fēng)干基礎(chǔ))。由表1可知，老芒麥不同部位之間的粗蛋白質(zhì)(CP)、NDICP、ADICP、NPN和SCP含量均存在顯著差異(P<0.05)。其中，葉的CP、NDICP和ADICP含量在老芒麥各部分中均為最高，顯著高于全株、莖和穗(P<0.05)；莖的CP、NDICP和ADICP含量在各部位中均為最低，且CP和NDICP含量顯著低于全株、葉和穗(P<0.05)，ADICP含量顯著低于全株和葉(P<0.05)；穗的SCP和NPN含量顯著高于其他部位(P<0.05)。

表1 老芒麥不同部位的蛋白質(zhì)成分和CNCPS蛋白質(zhì)組分

從CNCPS蛋白質(zhì)組分來看，老芒麥不同部位之間的可溶性真蛋白質(zhì)(PA2)、難溶性真蛋白質(zhì)(PB1)、纖維結(jié)合蛋白質(zhì)(PB2)和非降解蛋白質(zhì)(PC)含量均存在顯著差異(P<0.05)。其中，莖的PA2和PC含量顯著高于全株、葉和穗(P<0.05)，葉的PB1含量顯著低于全株及其他部位(P<0.05)，莖的PB2含量顯著低于全株和葉(P<0.05)。

2.1.2 老芒麥不同部位的碳水化合物成分和CNCPS碳水化合物組分

由表2可知，老芒麥不同部位之間的NDF、ADF、ADL、淀粉、非纖維性碳水化合物(NFC)、半纖維素、纖維素以及碳水化合物含量均存在顯著差異(P<0.05)。其中，莖的NDF、ADF、ADL、纖維素和碳水化合物含量最高，顯著高于全株(ADL除外)、葉和穗(P<0.05)；葉的NFC含量顯著高于全株(P<0.05)，NDF、淀粉和碳水化合物含量則顯著低于其他部位(P<0.05)；在淀粉和半纖維素含量方面，穗顯著高于其他部位(P<0.05)。

表2 老芒麥不同部位的碳水化合物成分和CNCPS碳水化合物組分

從CNCPS中的碳水化合物組分來看，老芒麥不同部位之間的水溶性碳水化合物(CA4)、淀粉(CB1)、可溶性纖維(CB2)、可消化纖維(CB3)和不可消化纖維(CC)含量均存在顯著差異(P<0.05)。其中，穗的CA4含量顯著高于全株和葉(P<0.05)，CB1含量顯著高于全株、莖和葉(P<0.05)；葉的CB2含量顯著高于其他部位(P<0.05)，CB1和CB3含量則顯著低于其他部位(P<0.05)；莖的CB3含量在各部位中為最高，顯著高于葉和穗(P<0.05)；莖的CB2和CC含量在各部位中為最低，顯著低于全株和葉(P<0.05)。

2.2 老芒麥不同部位的營養(yǎng)成分分子結(jié)構(gòu)光譜參數(shù)

2.2.1 老芒麥不同部位的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)光譜參數(shù)

由表3可知，老芒麥不同部位之間的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)特征區(qū)域的部分峰參數(shù)存在顯著差異(P<0.05)。從蛋白質(zhì)酰胺帶參數(shù)來看，葉的酰胺Ⅰ區(qū)峰高、酰胺Ⅱ區(qū)峰高和酰胺Ⅱ區(qū)峰面積均顯著高于其他部位(P<0.05)；穗的酰胺Ⅰ區(qū)峰面積顯著高于其他部位(P<0.05)；葉的酰胺Ⅰ區(qū)峰面積、酰胺Ⅰ區(qū)峰高/酰胺Ⅱ區(qū)峰高值及酰胺Ⅰ區(qū)峰面積/酰胺Ⅱ區(qū)峰面積值在各部位中最低。從蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)參數(shù)來看，葉的α-螺旋峰高及α-螺旋峰高/β-折疊峰高值均為最高，且α-螺旋峰高顯著高于其他部位(P<0.05)；全株的α-螺旋峰高、β-折疊峰高以及α-螺旋峰高/β-折疊峰高值均為最低，且α-螺旋峰高和α-螺旋峰高/β-折疊峰高值顯著低于其他部位(P<0.05)。

表3 老芒麥不同部位的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)光譜參數(shù)

2.2.2 老芒麥不同部位的碳水化合物分子結(jié)構(gòu)光譜參數(shù)

由表4可知，老芒麥不同部位之間的碳水化合物分子結(jié)構(gòu)參數(shù)存在顯著差異(P<0.05)。其中，全株的總碳水化合物亞峰Ⅰ峰高和總碳水化合物亞峰Ⅱ峰高顯著高于其他部位(P<0.05)；莖的結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積、結(jié)構(gòu)性碳水化合物亞峰Ⅰ峰高、纖維素復(fù)合物峰面積、纖維素復(fù)合物峰高以及總碳水化合物亞峰Ⅲ峰高(全株除外)顯著高于其他部位(P<0.05)；葉的結(jié)構(gòu)性碳水化合物亞峰Ⅱ峰高和結(jié)構(gòu)性碳水化合物亞峰Ⅲ峰高顯著高于其他部位(P<0.05)；穗的結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積顯著低于其他部位(P<0.05)。

表4 老芒麥不同部位的碳水化合物分子結(jié)構(gòu)光譜參數(shù)

老芒麥全株的總碳水化合物亞峰Ⅱ峰高/總碳水化合物亞峰Ⅲ峰高值最低，顯著低于其他部位(P<0.05)；莖的總碳水化合物亞峰Ⅰ峰高/總碳水化合物亞峰Ⅱ峰高和總碳水化合物亞峰Ⅰ峰高/總碳水化合物亞峰Ⅲ峰高值最高，顯著高于其他部位(P<0.05)；葉的纖維性復(fù)合物峰面積/總碳水化合物峰面積和纖維素復(fù)合物峰面積/結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積值顯著低于全株、莖和穗(P<0.05)；穗的結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積/總碳水化合物峰面積值最低，顯著低于全株、莖和葉(P<0.05)。

2.3 老芒麥不同部位的營養(yǎng)價(jià)值與分子結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)關(guān)系

2.3.1 老芒麥不同部位的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與其蛋白質(zhì)組分之間的相關(guān)關(guān)系

由表5可知，老芒麥不同部位的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)光譜參數(shù)與蛋白質(zhì)組分之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。其中，在蛋白質(zhì)成分中，CP、ADICP、NDICP含量與酰胺Ⅰ區(qū)峰高、酰胺Ⅱ區(qū)峰高、α-螺旋峰高及酰胺Ⅱ區(qū)峰面積呈極顯著正相關(guān)(r=0.71～0.95,P<0.01)；SCP和NPN含量與酰胺Ⅰ區(qū)峰面積呈極顯著正相關(guān)(r=0.72～0.73,P<0.01)。

表5 老芒麥不同部位的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與其蛋白質(zhì)組分之間的相關(guān)關(guān)系

在CNCPS蛋白質(zhì)組分中，PA2含量與酰胺Ⅱ區(qū)峰高、酰胺Ⅰ區(qū)峰高/酰胺Ⅱ區(qū)峰高值和酰胺Ⅰ區(qū)峰面積/酰胺Ⅱ區(qū)峰面積值呈極顯著正相關(guān)(r=0.81～0.94，P<0.01)，與酰胺Ⅰ區(qū)峰高和酰胺Ⅱ區(qū)峰面積呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.77～-0.58，P<0.05)；PB1含量與α-螺旋峰高/β-折疊峰高值和酰胺Ⅰ區(qū)峰面積/酰胺Ⅱ區(qū)峰面積值呈顯著正相關(guān)(r=0.60～0.76，P<0.05)；PB2含量與酰胺Ⅱ區(qū)峰高、酰胺Ⅰ區(qū)峰面積和α-螺旋峰高呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.70～-0.53,P<0.05)。

2.3.2 老芒麥不同部位的碳水化合物分子結(jié)構(gòu)與其碳水化合物組分之間的相關(guān)關(guān)系

由表6可知，老芒麥不同部位的碳水化合物分子結(jié)構(gòu)光譜參數(shù)與碳水化合物組分之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。其中，在碳水化合物成分中，NDF含量與纖維素復(fù)合物峰面積、總碳水化合物峰面積及纖維性復(fù)合物峰面積/總碳水化合物峰面積值呈極顯著正相關(guān)(r=0.88～0.95,P<0.01)；ADF含量與結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積、纖維素復(fù)合物峰面積及纖維性復(fù)合物峰面積/總碳水化合物峰面積值呈極顯著正相關(guān)(r=0.69～0.82,P<0.01)；ADL含量與結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積呈極顯著正相關(guān)(r=0.84,P<0.01)；淀粉和半纖維素含量與結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積/總碳水化合物峰面積值呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.84～-0.83,P<0.01)；纖維素和碳水化合物含量與纖維素復(fù)合物峰面積、總碳水化合物峰面積及纖維性復(fù)合物峰面積/總碳水化合物峰面積呈極顯著正相關(guān)(r=0.71～0.96,P<0.01)。

表6 老芒麥不同部位的碳水化合物分子結(jié)構(gòu)與其碳水化合物組分之間的相關(guān)關(guān)系

在CNCPS碳水化合物組分中，CB1含量與結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積/總碳水化合物峰面積呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.69,P<0.01)；CB2、CC含量與結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積/總碳水化合物峰面積值呈極顯著正相關(guān)(r=0.76～0.94,P<0.01)，與纖維素復(fù)合物峰面積、總碳水化合物峰面積、纖維性復(fù)合物峰面積/總碳水化合物峰面積值及纖維素復(fù)合物峰面積/結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積值呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.97～-0.78,P<0.01)；CB3含量與纖維素復(fù)合物峰面積、總碳水化合物峰面積、纖維性復(fù)合物峰面積/總碳水化合物峰面積值及纖維素復(fù)合物峰面積/結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積值呈極顯著正相關(guān)(r=0.86～0.95,P<0.01)，與結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積/總碳水化合物峰面積呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.84,P<0.01)。

3 討 論

3.1 老芒麥不同部位的營養(yǎng)成分及CNCPS組分

3.1.1 老芒麥不同部位的蛋白質(zhì)成分和CNCPS蛋白質(zhì)組分

飼料中的營養(yǎng)成分可以在一定程度上反映飼料的營養(yǎng)價(jià)值。粗飼料CP含量高且NDF和ADF含量較低時(shí)，其營養(yǎng)價(jià)值通常較高[16]。Hao等[17]研究了構(gòu)樹不同部位(葉、莖和全株)的化學(xué)組成及瘤胃降解特性，結(jié)果表明，葉的CP、水溶性碳水化合物(WSC)、Ash、鈣和磷含量最高，莖的NDF、ADF和ADL含量最高。Ortuo等[9]測定了不同品種柳樹的葉和莖的化學(xué)成分，與莖相比，葉的纖維化合物的強(qiáng)度較低，CP含量較高。閆貴龍等[18]研究發(fā)現(xiàn)，與莖皮、苞葉等部位相比，玉米葉片的CP含量最高。以上結(jié)果與本試驗(yàn)得到的結(jié)果相一致。老芒麥葉的CP含量最高，符合植物葉片中蛋白質(zhì)含量通常高于莖稈的規(guī)律。

新版本CNCPS體系(V 6.5)將蛋白質(zhì)劃分為PA1、PA2、PB1、PB2和PC[15]。其中，PA2是指在10 h內(nèi)在瘤胃內(nèi)迅速降解的蛋白質(zhì)部分[15]，PB1、PB2是粗飼料中主要的蛋白質(zhì)來源，PB2含量高意味著更多的CP將通過瘤胃；而PC含量越高，說明其蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)消化率越低，提供的蛋白質(zhì)質(zhì)量越差[14,18]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，老芒麥葉的PB2含量高于其他部位，莖的PC含量最高，說明老芒麥葉片在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵速率可能更快，蛋白質(zhì)品質(zhì)較好，可以更好地被反芻動物利用，而纖維性物質(zhì)含量較高的莖稈部分更難被動物消化降解。

3.1.2 老芒麥不同部位的碳水化合物成分和CNCPS碳水化合物組分

飼草中NDF、ADF含量是反映牧草營養(yǎng)價(jià)值高低的重要指標(biāo)。NDF含量越高飼料的適口性越差；ADF含量越高，其在家畜體內(nèi)的消化率越低[19]。ADL是難以被動物消化利用的成分，與消化率成負(fù)相關(guān)，同時(shí)還會降低其他營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。莖作為整株植物的支撐，在植物生長過程中被木質(zhì)化[17]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，老芒麥莖的NDF、ADF和ADL含量高于其他部位；葉的NFC含量較高，而NDF、ADF、ADL、半纖維素和纖維素等纖維化合物含量較低。莖的高纖維含量可能會影響動物的采食量和養(yǎng)分的消化率[20]。

在CNCPS體系中，CA4代表糖類，CB1代表淀粉，CB2代表可溶性纖維部分，CB3代表可利用的NDF部分，CC代表著不可利用的碳水化合物部分，這些亞組分在瘤胃中以不同的速率降解[15]。本試驗(yàn)中，與葉相比，莖的CA4含量較高，但CB1+CB2含量較低，說明莖中糖類含量較高，而淀粉和可利用的細(xì)胞壁含量較低。

3.2 老芒麥不同部位的營養(yǎng)成分分子結(jié)構(gòu)光譜參數(shù)

3.2.1 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)光譜參數(shù)

研究表明，動物飼料中CP的溶解度、消化率等不僅受CP化學(xué)組成的影響，還受蛋白質(zhì)內(nèi)在分子結(jié)構(gòu)的影響[15]。研究蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)特性有助于深入評估其在動物體內(nèi)的可消化性[21]。酰胺Ⅰ區(qū)和酰胺Ⅱ區(qū)是與蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)相關(guān)的2個(gè)主要條帶[22]，通常使用該指標(biāo)進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的預(yù)測[23]。酰胺Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)的峰高、峰面積之間的差異反映了官能團(tuán)的數(shù)量和CP含量的差異[24]。本試驗(yàn)中，老芒麥不同部位的酰胺Ⅰ區(qū)峰高、酰胺Ⅰ區(qū)峰面積存在較大差異，葉的酰胺Ⅰ區(qū)峰高最高，穗的酰胺Ⅰ區(qū)峰面積最高，全株的酰胺Ⅰ區(qū)峰高、酰胺Ⅰ區(qū)峰面積較低，這與化學(xué)方法測得的CP含量趨勢一致。

飼料中蛋白質(zhì)在瘤胃內(nèi)的降解特性與蛋白質(zhì)α-螺旋和β-折疊參數(shù)有關(guān)[25]。α-螺旋/β-折疊值越大，通常表明蛋白質(zhì)的質(zhì)量更好[26]。Doiron等[27]研究表明，飼料α-螺旋/β-折疊值的變化可反映其真可吸收CP的供應(yīng)量。Yu等[21]研究表明，較低的CP利用率可能與β-折疊比例較高有關(guān)。本試驗(yàn)中，葉的α-螺旋峰高顯著高于其他部位，說明葉片蛋白質(zhì)利用率可能更高，這與葉的PB2含量最高的結(jié)果相一致。

3.2.2 碳水化合物分子結(jié)構(gòu)光譜參數(shù)

飼料碳水化合物組成及其分子結(jié)構(gòu)特性均與營養(yǎng)價(jià)值密切相關(guān)[28]。分子結(jié)構(gòu)的差異在理論上會造成飼料原料營養(yǎng)價(jià)值的不同[29]，進(jìn)而影響飼料養(yǎng)分在瘤胃內(nèi)的降解率[21]以及小腸內(nèi)的吸收率[30]。結(jié)構(gòu)性碳水化合物區(qū)域的3個(gè)特征峰高主要與半纖維素和纖維素化合物有關(guān)[31]。本試驗(yàn)研究表明，莖的結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積以及結(jié)構(gòu)性碳水化合物中3個(gè)亞峰的峰高均較高，這與其纖維素和半纖維素的含量結(jié)果相吻合。

纖維素復(fù)合物峰面積和峰高通常與植物中的纖維素含量有關(guān)[32]，分子結(jié)構(gòu)上的差異會影響飼料在瘤胃中的降解特性[33]。在總碳水化合物區(qū)域內(nèi)，總碳水化合物峰面積越大，其碳水化合物、淀粉的含量通常越高[34]。本研究中，莖的纖維素復(fù)合物峰面積顯著高于其他部位，這與常規(guī)化學(xué)成分中NDF和ADF含量在莖中較高一致。該結(jié)論也與Ortuo等[9]研究結(jié)果一致。

3.3 老芒麥不同部位的營養(yǎng)價(jià)值與分子結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)關(guān)系

3.3.1 蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與其蛋白質(zhì)組分之間的相關(guān)關(guān)系

研究表明，蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與其營養(yǎng)價(jià)值之間存在緊密的聯(lián)系，可以借助蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)特性對飼料蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行估測[33]。本研究中，CP含量與酰胺Ⅰ區(qū)峰高、酰胺Ⅱ區(qū)峰高及酰胺Ⅱ區(qū)峰面積存在顯著正相關(guān)。Xin等[26]和Ismael等[35]在關(guān)于生物燃料副產(chǎn)品、菜籽粕混合顆粒的研究中也得出相似結(jié)論。Doiron等[27]和Samadi等[36]在研究不同溫度熱處理對亞麻籽、油菜籽蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，α-螺旋/β-折疊值與NDICP、ADICP含量呈顯著正相關(guān)，而本試驗(yàn)中α-螺旋峰高/β-折疊峰高值與蛋白質(zhì)化學(xué)成分之間并不存在相關(guān)性。Huang等[7]研究發(fā)現(xiàn)，雙低菜籽粕的PA2含量與酰胺Ⅰ 區(qū)峰高/酰胺Ⅱ區(qū)峰高值呈正相關(guān)，而α-螺旋峰高/β-折疊峰高值與蛋白質(zhì)亞組分之間沒有相關(guān)性。上述結(jié)果與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致。然而，Gomaa等[37]在研究埃塞俄比亞芥籽粕和油菜籽粕時(shí)發(fā)現(xiàn)，PA2含量與酰胺Ⅰ區(qū)峰高、酰胺Ⅰ區(qū)峰面積和α-螺旋峰高呈正相關(guān)。這些差異可能與樣品的種類、加工方式、成分等因素有關(guān)。

3.3.2 碳水化合物分子結(jié)構(gòu)與其碳水化合物組分之間的相關(guān)關(guān)系

碳水化合物的分子結(jié)構(gòu)與碳水化合物組分構(gòu)成及含量有關(guān)，相應(yīng)的峰值或峰面積可以作為預(yù)測飼料原料營養(yǎng)價(jià)值的參數(shù)[38]。Xin等[26]在研究豆粕、麥麩和玉米酒糟等飼料時(shí)發(fā)現(xiàn)，纖維素復(fù)合物峰面積與NDF含量呈正相關(guān)，總碳水化合物峰面積與CC含量呈負(fù)相關(guān)。Xin等[8]在研究玉米秸稈時(shí)發(fā)現(xiàn)半纖維素含量與結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積存在顯著負(fù)相關(guān)，CB2含量與纖維素復(fù)合物峰面積存在顯著負(fù)相關(guān)。以上結(jié)果均與本試驗(yàn)結(jié)果一致。Ji等[31]在研究不同來源牧草時(shí)發(fā)現(xiàn)，CB3含量與纖維素復(fù)合物峰面積、結(jié)構(gòu)性碳水化合物峰面積呈負(fù)相關(guān)；Chen等[39]在研究干酒糟及其可溶物(DDGS)副產(chǎn)品時(shí)發(fā)現(xiàn)，光譜參數(shù)與碳水化合物組分之間沒有相關(guān)性，以上結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果不一致，導(dǎo)致這種差異的原因可能是由于飼料種類不同等因素導(dǎo)致的。

4 結(jié) 論

① 高原老芒麥對草食家畜具有良好的營養(yǎng)價(jià)值，老芒麥不同部位的營養(yǎng)價(jià)值存在顯著差異。其中，葉的CP、NDICP和NFC含量最高，穗的NPN、SCP、淀粉和半纖維素含量最高，莖的NDF、ADF、ADL、纖維素及碳水化合物含量最高。而CNCPS中的蛋白質(zhì)和碳水化合物組分在不同部位也存在明顯不同。從營養(yǎng)成分含量來看，老芒麥葉的營養(yǎng)價(jià)值較高，莖的營養(yǎng)價(jià)值相對較低。

② 老芒麥不同部位的分子結(jié)構(gòu)參數(shù)存在差異且與其營養(yǎng)特性之間存在較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，利用FTIR技術(shù)可以快速、無損地評定青藏高原老芒麥的營養(yǎng)價(jià)值。