黑稻穎殼和籽粒的營養(yǎng)成分與飼用價(jià)值分析

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于1993 年提出（青先國和戴魁根，1998），此后研究者通過營養(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 基本營養(yǎng)成分含量測定 各營養(yǎng)成分含量測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法測定（郭溆等，2016）；花色苷：采用分光光度法測定（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（韓建國和賈慎修，1987）；

總可吸收營養(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100%），這也從側(cè)面反映出籽粒由于其特有的營養(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)飼料營養(yǎng)價(jià)值，其值越大表明飼料營養(yǎng)價(jià)值越高；若RFV 大于100，說明該粗飼料營養(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，說明黑稻的穎殼與籽粒均是優(yōu)異的飼料來源，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，籽粒檢測出17 種氨基酸，穎殼檢測出15 種氨基酸，蛋氨酸與胱氨酸未在穎殼中檢測出，推測應(yīng)是其含量過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，說明黑稻籽粒的氨基酸組成結(jié)構(gòu)合理，具有較高的營養(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出，未在籽粒中被檢測出；而單不飽和脂肪酸棕櫚油酸（C16 ：1n7c）僅在黑稻籽粒中被檢測出，未在穎殼中被檢測出。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，通過對(duì)其營養(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出。但穎殼的脂肪酸種類較為豐富，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營養(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，而黑稻籽粒可作為優(yōu)質(zhì)飼料資源直接使用。