巨菌草不同生长时间的常规营养成分及氨基酸含量测定

陈碧成， 林洁荣，2*， 罗宗志， 叶健军， 焦文静

(1.福建农林大学， 福建 福州 350000； 2.国家菌草工程技术研究中心， 福建 福州 350000)

畜牧·兽医·水产

巨菌草不同生长时间的常规营养成分及氨基酸含量测定

陈碧成1， 林洁荣1，2*， 罗宗志1， 叶健军1， 焦文静1

(1.福建农林大学， 福建 福州 350000； 2.国家菌草工程技术研究中心， 福建 福州 350000)

为了解巨菌草不同生长时间的营养变化规律，分别在生长90 d、130 d、170 d和210 d时进行取样，测定其常规营养成分及氨基酸含量。结果表明：粗蛋白含量在90 d时最高，为9.19%，并随生长时间的延长极显著下降(P<0.01)；粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均随生长时间的延长而增加，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量90 d、130 d均与170 d和210 d间差异极显著(P<0.01)，而170 d与210 d中性洗涤纤维间差异显著、酸性洗涤纤维间差异不显著(P>0.05)；无氮浸出物含量随生长时间延长变化差异不大(P>0.05)。总氨基酸含量随生长时间的延长而下降，在90 d时总氨基酸含量最高，为7.069%；总氨基酸/粗蛋白、总必需氨基酸/总氨基酸均呈现高-低-高变化趋势。

巨菌草； 营养成分； 氨基酸

巨菌草(P.purpureumcv.Jujuncao.)系禾本科狼尾草属多年生草本植物，福建农林大学菌草研究所于2005—2007年由南非引进福建试种成功，暂命名为巨菌草[1]。其直立丛生，茎粗可达3.5 cm，株高最高可达708 cm；适宜在热带、亚热带地区栽培；主要分布于巴布亚新几内亚、马来西亚、卢旺达、莱索托、南非、埃及[2]，中国南方已有大量种植与应用，北方个别地区也有试种，但只能作为一年生植物看待。巨菌草抗逆性强，根系发达且具有较强的分蘖能力，具有治理水土流失、增加土壤微生物功能多样性、提高土壤肥力，并在修复Cu、Cd污染土壤上有一定的潜力[3-4]。巨菌草为四碳植物，适合作为能源作物，可用于生物发电、厌氧发酵产沼气，并可替代石化燃料[5]。幼嫩期营养价值高、适口性好，可作为牛、羊、鹿、兔、鹅、鱼的饲料[6]；利用巨菌草可以代替木屑栽培食用菌，解决菌林矛盾，当巨菌草含量为48%时是栽培灵芝的最佳配方[7]；巨菌草富含纤维素，可用于制备纳米纤维素，减少木质植物资源的消耗[8]。因此，巨菌草是一种具有很大种植潜力，并能够产生良好经济效益的草种[9]。常规营养成分和氨基酸含量作为评价菌草利用价值的重要指标，但在巨菌草上却未见研究报道。为此，笔者于2015年5月对不同刈割时期巨菌草的常规营养成分以及氨基酸进行了测定，旨在为其生产上推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 巨菌草 试验巨菌草由福建农林大学菌草研究所提供。

1.1.2 仪器与试剂 仪器主要有FW高速万能粉碎机，由天津市泰斯特仪器有限公司制造；电子天平，由梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司制造；VELP消化炉和VELP半自动凯氏定氮仪，由意大利VELP公司生产；ANKOM脂肪测定仪和ANKOM半自动纤维测定仪，由美国ANKOM公司生产；A300氨基酸自动分析仪，由德国曼默博尔公司生产。试剂主要有98%硫酸、氢氧化钠、无水乙醚、30 g/L十二烷基硫酸钠溶液、20 g/L十六烷三甲基溴化铵溶液，均为分析纯。

1.2 试验地概况

试验在福建省三明市尤溪县洋中镇福建农林大学试验基地进行。该地海拔约450 m，属亚热带季风气候区，年平均气温19.4℃，极端高温37℃，极端低温-2.0℃，年均降雨量175 7.9 mm，平均年日照时数超过161 6.8 h；土质疏松，肥力中等。

1.3 试验设计

采用随机区组试验设计，共设置4个处理，即生长时间90 d、130 d、170 d和210 d。每个小区面积2.4 m×5 m=12 m2，每个处理3次重复。

1.4 种植管理与取样

种植巨菌草之前将每个小区翻犁30 cm深，按幅宽2.4 m起畦，开好排水沟。2014年4月中旬进行种植。每穴扦插1根单芽茎秆，深度3～4 cm，规格60 cm×50 cm。苗期注意中耕除草，并在分蘖期施复合肥230 kg/hm2，拔节期施复合肥230 kg/hm2，尿素150 kg/hm2。

待巨菌草分别生长至90 d、130 d、170 d和210 d 时，选择有代表性的样点进行取样，每个样本取约2.0 kg。新鲜巨菌草先用刀切碎(长约3 cm)，后置于65℃烘箱中烘干至恒重，粗样再用小型植物粉碎机粉碎并过40目筛，最后密封保存并做好标记，供指标测定用。

1.5 指标测定

1) 常规营养成分。干物质(Dry Matter)用烘箱干燥法，粗蛋白质(Crude Protein)用凯氏定氮法，粗脂肪(Crude Fat)用索氏抽提法，粗纤维(Crude Fiber)用酸碱消煮法，中性洗涤纤维(Neutral Detergent Fiber)、酸性洗涤纤维(Acidic Detergent Fiber)用范氏纤维测定法，粗灰分(Crude Ash)用550℃高温灼烧法，无氮浸出物(Nitrogen Free Extract)用差减法计算。

2) 氨基酸含量。样本测定前处理：称取适宜粉碎并通过40目筛的样品，加入酸水解管中，并加入10 mL盐酸(6 mol/L分析纯)溶液；冷冻后抽真空，再充入氮气，封口；将试管放入110℃烘箱中水解22～24 h；冷却后利用去离子水过滤到50 mL容量瓶中。吸取定容后的溶液 1～2 mL，置60℃真空脱酸至干燥，然后加入1～2 mL样品缓冲液并混合均匀，针管吸取少量，通过 0.45 μm或 0.22 μm过滤器过滤后，用A300氨基酸自动分析仪分析。

1.6 统计分析

试验数据用Excel 2003软件进行统计，利用SpssV17.0软件进行单因素方差分析(One Way ANOVA)，并利用Duncan’s 方法进行多重比较，结果用平均数±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 常规营养成分

从表1看出，巨菌草的干物质含量最高为170 d的94.43%，最低为90 d的91.76%，各组间差异极显著。随生长时间延长粗蛋白含量减少，而粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量增加，粗蛋白含量各组间差异极显著；粗纤维含量90 d时极显著低于其余时间，但其余时间的差异不显著；中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量90 d、130 d均与170 d和210 d间差异极显著，而170 d与210 d中性洗涤纤维间差异显著、酸性洗涤纤维间差异不显著。粗灰分含量随生长时间延长而下降，除170 d和210 d间差异不显著外，其余时间的差异极显著。粗脂肪含量随生长时间延长而下降，90 d与210 d间差异极显著，与其余时间差异不显著；170 d与130 d、210 d间差异不显著，130 d与210 d间差异显著。无氮浸出物含量随生长时间延长变化差异不大，各组间差异不显著。

表1 不同生长时间巨菌草的常规营养成分

注：同行不同大、小写字母分别表示差异极显著(P<0.01)和差异显著(P<0.05)(下同)。

Note：Different capital and lowercase letters in the same row indicated 1% and 5% significant levels respectively. The same below.

表2 不同生长时间巨菌草的氨基酸含量

注：*表示必需氨基酸。

Note: * indicates essential amino acid.

2.2 氨基酸含量

从表2可知，巨菌草17种氨基酸除胱氨酸外均随生长时间延长呈降低趋势，170 d和210 d间除脯氨酸存在极显著差异外，其余氨基酸间差异不显著。巨菌草富含天冬氨酸、谷氨酸和丙氨酸，在90 d时最高，含量分别为0.864%、0.761%和0.742%；含量最低的为含硫氨基酸，包括胱氨酸和蛋氨酸，含量分别为0.024%和0.096%。表明，含硫氨基酸是巨菌草自身的限制性氨基酸。赖氨酸是家畜第一限制性氨基酸，也是评价牧草品质的重要指标之一[10]。巨菌草的赖氨酸含量90 d时最高，为0.406%；210 d 时最低，为0.145%。总氨基酸含量随生长时间延长呈下降趋势，除170 d与210 d间差异显著外，其余时间的差异极显著；总氨基酸/粗蛋白、总必需氨基酸/总氨基酸均呈现高-低-高变化趋势，在90 d时最高，分别为76.905%和38.145%。

3 结论与讨论

3.1 巨菌草常规营养成分的动态变化

植物的营养物质是由光合作用所制造的有机物总生产量、呼吸消耗量及其枯死脱落的损失量收支决定[10]，而植物营养成分的变化也会受品种、气候、生育期、留茬高度、土壤肥力等多因素影响。裴彩霞等[11]研究发现，无芒雀麦等5种牧草不同发育期营养成分变化很大。测定结果表明，巨菌草的干物质含量在生长90～170 d随生长时间的延长而增加。原因是随生长时间的延长，巨菌草的生长速度增加，生物合成加快，物质生产效率高，提高了植物的干物质含量。粗蛋白含量随生长时间延长而逐渐降低，这可能是在生长初期水分较多，粗蛋白是随以氮代谢为主的同化作用而积累，但随时间延长氮代谢逐渐衰退，因此粗蛋白含量也逐渐降低；同时，生长后期叶子的脱落以及茎叶比例的不断增加，使主要集中在叶子上的蛋白比例逐渐减少。中性洗涤纤维是反映纤维质量好坏最有效的指标[12]，包含于粗纤维，因此其含量与粗纤维的关系呈正相关，也随生长时间延长、碳代谢增强而增加；酸性洗涤纤维是指示饲草能量的关键，其含量越低，饲草消化率越高，饲用价值越大[13]。巨菌草的酸性洗涤纤维在90 d时含量最低，为38.92%，之后随生长时间的延长而逐渐增加。表明，巨菌草在相对幼嫩时期消化率较高，从饲草角度而言，更有利于作为牧草供畜禽饲用；也遵循普通牧草的一般变化规律。粗脂肪是指植物中的脂肪、游离脂肪酸、磷脂、蜡、色素以及脂溶性维生素等，其高低与草的营养品质呈正相关。巨菌草的粗脂肪含量随生长时间的延长而逐渐减少，与刘铁梅等[10]研究即脂肪在饲草生产初期含量最高，随生长时间延长其含量逐渐降低的结果一致。

3.2 巨菌草氨基酸含量的动态变化

巨菌草中天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸含量较丰富，这3种氨基酸为风味氨基酸，其中谷氨酸、天冬氨酸为鲜味氨基酸，丙氨酸为甜味氨基酸，可能对巨菌草的适口性具有较好的作用；而含硫氨基酸胱氨酸和蛋氨酸的含量较低，与禾本科牧草黑麦草和紫羊茅的氨基酸含量相似[14]。巨菌草氨基酸总量随生育期延长呈下降趋势，与刘太宇等[15]对黄河滩区6种牧草的测定结果一致。巨菌草的胱氨酸含量随生育期增加而呈上升趋势，与其他牧草不一致，这可能与草的品种有关，有待进一步研究。

综合分析巨菌草的常规营养成分和氨基酸含量，其在90 d的营养价值较高，粗蛋白、总氨基酸含量分别达9.19%和7.069%；在210 d时纤维含量高、氨基酸含量低，因此营养价值相对较低。生产实践中可以参考巨菌草的营养价值变化规律进行合理开发利用。

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(责任编辑： 冯 卫)

Determination of Routine Nutritional Ingredients and Amino Acid Contents of Jujuncao During Different Growth Stages

CHEN Bicheng1， LIN Jierong1,2*， LUO Zongzhi1， YE Jianjun1， JIAO Wenjing1

(1.FujianAgriculturalandForestryUniversity，Fuzhou,Fujian350000; 2.ChinaNationalEngineeringResearchCenterofJUNCAOTechnology，Fuzhou,Fujian350000，China)

To understand the dynamic variation of nutrition and amino acid of different growth stages of Jujuncao, the contents of routine nutritional ingredients and amino acid were determined at the growth stages of 90 d, 130 d, 170 d and 210 d. Results: Crude protein(CP) content reached the highest(9.19%) after 90 days growth and decreased significantly (P<0.01) with the growth stage prolonging; The content of crude fiber(CF), neutral detergent fiber(NDF) and acidic detergent fiber(ADF) increased with the growth stage prolonging；The content of NDF and ADF both in 90 days and 130 days were significantly different(P<0.01) with 170 days and 210 days, the content between 170 days and 210 days was significantly different for NDF but not significantly different(P>0.05) for ADF. The content of total amino acids in 90 days was 7.069% and reduced with the growth stage prolonging, both of TAA/CP and TEAA/TAA were of high-low-high change trend.

Jujuncao; nutrient content; amino acid

2015-07-20； 2015-12-15修回

福建省农业科技重大专项“菌草食药用菌产业化关键技术研究与示范”(2014NZ0002-1)；国家菌草工程技术研究中心项目“菌草生物学特性及优良品种评价体系研究”(JCGG14020)

陈碧成(1990-)，男，在读硕士，研究方向：动物营养与饲料科学。E-mail：fjnldxcbc@163.com

*通讯作者：林洁荣(1958-)，男，副研究员，从事动物营养与饲料科学、草业科学研究。E-mail：fafumcs@163.com

1001-3601(2016)01-0027-0101-03

S543

A

Animal Husbandry·Veterinary·Fishery