呼伦贝尔草甸草原牧草青贮饲料脂肪酸成分研究

2017-02-28那亚孙启忠王红梅

草业学报 2017年2期

那亚，孙启忠，王红梅

(1.内蒙古农业大学草原与资源环境学院，内蒙古呼和浩特 010018；2.中国农业科学院草原研究所，内蒙古呼和浩特 010010；3. 中国农业科学院饲料研究所，北京 100081)

那亚1，孙启忠2*，王红梅3

为测定呼伦贝尔草甸草原区40种主要野生牧草青贮饲料中脂肪酸成分及含量，对采集的牧草进行青贮处理45 d后开袋取样，采用气相色谱法开展脂肪酸成分的测定，主要研究结果如下：40种牧草青贮饲料样品主要由6种长链脂肪酸组成，均以棕榈酸和亚麻酸为主，亚油酸含量为0.1735%～40.2036%；粗脂肪和脂肪酸总量分别为1.3507%～10.8523%和0.0376%～3.2505%，其中，饱和脂肪酸总量为0.0252%～1.5333%，不饱和脂肪酸总量为0.0515%～1.7172%；粗脂肪与6种脂肪酸之间没有明显的相关性，而各脂肪酸之间存在着较为复杂的相关性。综合分析，40种牧草青贮饲料样品中，不同牧草间脂肪酸的构成比例差异较大，不同科别牧草的脂肪酸营养价值也有较大差异。

草甸草原；青贮；脂肪酸；营养价值

我国大部分牧区存在自然气候恶劣，牧草生长期短，季节性饲草供给失衡的问题。青贮饲料具有减少牧草的营养损失，改善其适口性，提高饲料的消化利用率，并且可以长期保存利用等优点[1]。将牧草及其他青绿作物调制成青贮饲料可有效缓解牧区畜牧业发展的困境[2-3]。青贮饲料作为草食家畜日粮的一个重要组份，其品质直接影响家畜的健康和生产性能。目前对青贮饲料品质及营养价值的研究报道较多，但对青贮饲料中脂肪酸营养成分的研究较少。自然界中约有40多种脂肪酸[4]，其中很多脂肪酸是对人体有益的脂肪酸。目前在畜产品中对乳品脂肪酸调控的相关研究比较多[5-7]。马燕芬[8]和李志强等[9]研究认为，通过调控草料可以改善牛奶中脂肪酸的成分。李秋凤等[10]研究发现，日粮中添加亚麻籽可以改善育肥牛胴体品质，能够显著增加其多不饱和脂肪酸含量。Dewhurst等[11]发现，植物叶片含有非常丰富的脂肪酸。本研究通过对呼伦贝尔草甸草原区40种主要野生牧草青贮饲料中脂肪酸组成及含量进行测定，为更全面地掌握呼伦贝尔天然草地牧草青贮饲料营养品质，进而指导和调控反刍动物生产实践提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料采自内蒙古自治区呼伦贝尔市境内(N 47°05′-53°20′，E 115°31′-126°04′)，属温带大陆性季风气候，年平均气温在-5～2 ℃左右，无霜期115～124 d，年平均降水量339 mm[12]。主要优势植物有贝加尔针茅、羊草、日荫菅(Carexpediformis)、线叶菊(Filifoliumsibiricum)、大针茅等。

表1 试验材料及生育期Table 1 Experiment materials and growth phases

试验材料于2011年8月份(盛花-结实期)，采自全市草甸草原区不同样地，共采集牧草样品40种，主要为可被家畜采食的常见牧草，隶属11科(表1)。40种牧草样品分别铡短至2～3 cm，装入聚乙烯袋抽真空并封口[12]，每袋约为200 g，每个样品做3个重复，样品置于室内分别贮藏45 d后作为待测样品进行测定。

1.2 试验方法

1.2.1 粗脂肪的测定采用索氏提取法利用FOSS2050型脂肪测定仪提取测定[13-14]。

1.2.2 脂肪酸的测定采用气相色谱外标法测定脂肪酸(fatty acid)含量[15-17]。使用日本岛津GC-2014气象色谱仪，以及上海安谱科学仪器有限公司提供的CD-2560弹性石英毛细管柱(100 m×0.25 mm×0.20 μm)，自动进样器为AOC-20i，程序升温参考GB/T17377-2008并结合样品情况设定[18]。

2 结果与分析

2.1 不同牧草青贮饲料样品脂肪酸组成分析

2.1.1 不同牧草青贮饲料样品总脂肪酸含量分析 40种牧草青贮饲料样品中粗脂肪含量为1.3507%～10.8523%；主要由6种脂肪酸组成，总脂肪酸(TFA)含量为0.0376%(灰绿藜)～3.2505%(尖叶胡枝子)，其中，TFA含量高于1%的有10种牧草；TFA含量高于0.5%低于1%的牧草有11种；TFA含量低于0.5%的牧草有19种(表2)。

2.1.2 不同牧草青贮饲料样品饱和脂肪酸组成特点 40种牧草青贮饲料样品饱和脂肪酸(棕榈酸和硬脂酸)含量最高的为尖叶胡枝子(1.5333%)，最低的是垂穗披碱草(0.0076%)；含量高于0.5%的样品有6种，低于0.1%的样品有12种(表3)。各样品饱和脂肪酸总量占总脂肪酸比值(SFA/TFA)为7.5266%(垂穗披碱草)～88.2726%(偃麦草)，比值超过50%的有12种样品。

2.1.3 不同牧草青贮饲料样品单不饱和脂肪酸组成特点 40种主要牧草青贮饲料样品单不饱和脂肪酸(棕榈油酸和油酸)含量最高的是反枝苋(1.0102%)，最低的为灰绿藜(0.0112%)；含量高于0.5%的样品有3种，低于0.1%的样品有24种(表3)。各样品单不饱和脂肪酸总量占总脂肪酸比值(MUFA/TFA)为3.3296%(偃麦草)～72.2408%(垂穗披碱草)，有8种样品的比值大于30%。

2.1.4 不同牧草青贮饲料样品多不饱和脂肪酸组成特点 40种牧草青贮饲料样品多不饱和脂肪酸(亚油酸和亚麻酸)含量最高的为尖叶胡枝子(1.0333%)，最低的是灰绿藜(0.0144%)；含量高于0.5%的样品有8种，低于0.1%的样品有20种。各样品多不饱和脂肪酸总量占总脂肪酸比值(PUFA/TFA)为7.0349%(胡枝子)～73.6955%(山野豌豆)，比值大于30%的有23种样品(表3)。

2.1.5 不同牧草青贮饲料样品不饱和脂肪酸组成特点 40种主要牧草青贮饲料样品不饱和脂肪酸(UFA=MUFA+PUFA)含量最高的是尖叶胡枝子(1.7172%)，最低的为有灰绿藜(0.0256%)；含量高于0.5%的样品有12种，低于0.1%的样品有7种(表3)。各样品不饱和脂肪酸总量占总脂肪酸比值(UFA/TFA)为11.7274%(偃麦草)～92.4734%(垂穗披碱草)，有28种样品的比值大于50%。

2.2 不同牧草青贮饲料样品脂肪酸营养价值分析

40种牧草青贮饲料样品所含不同种类脂肪酸的组成比例SFA∶MUFA∶PUFA，接近中国营养学会[19]建议的1∶1∶1比值的牧草有灰绿藜(1∶0.9∶1.2)、广布野豌豆(1∶0.8∶1.2)和扁蓿豆(1∶0.7∶1.1)等(表4)。

40种牧草青贮饲料样品所含PUFA n-6/n-3比值[20]，即亚油酸/亚麻酸的比值达到中国营养学会(2000)建议的(4～6)∶1比值的牧草只有菊叶委陵菜(4.37∶1)，接近这一比值的有山韭(6.39∶1)、铁杆蒿(3.67∶1)和鹅观草(3.67∶1)。

SFA/UFA比值是评价脂肪酸平衡关系的主要指标[21]。40种牧草青贮饲料样品的SFA/UFA比值最高的是偃麦草(7.5270)，最小的为垂穗披碱草(0.0814)；有12种样品的比值大于1，小于0.5的样品有15种。

鉴于亚油酸强大的生理功能和普遍认知性[22-24]，其含量占总脂肪酸的比值也可作为评价脂肪酸营养价值的标准之一。40种牧草青贮饲料样品总脂肪酸中亚油酸含量的比重最高的牧草是冷蒿(40.2036%)，最低的为黄花草木樨(0.1735%)，高于10%的样品有14种，低于1%的样品有9种。

表2 40种主要牧草青贮饲料样品粗脂肪及脂肪酸组分含量Table 2 Content of ether extract and total fatty acid in 40 silages %

注：各样品编号如表1所示；- 表示含量未检出。下同。

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

表3 40种主要牧草青贮饲料样品中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量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种主要牧草青贮饲料样品脂肪酸酸含量评价表Table 4 Nutritional evaluation of the fatty acid in 40 silages

2.3 牧草青贮饲料样品粗脂肪及链脂肪酸组分的相关分析

对40种牧草青贮饲料样品粗脂肪及6种脂肪酸含量进行相关分析，结果如表5所示：粗脂肪含量与6种脂肪酸含量之间没有明显的相关性。各脂肪酸组分间存在着较为复杂的相关性，其中，棕榈酸与棕榈油酸、硬脂酸、油酸和亚麻酸均呈极显著正相关；棕榈油酸与硬脂酸和亚麻酸呈极显著正相关，而与油酸呈显著正相关；硬脂酸与油酸和亚麻酸均呈极显著正相关；此外，油酸与亚麻酸呈极显著正相关。

表5 40种牧草青贮饲料样品粗脂肪及脂肪酸组分的相关系数矩阵Table 5 Correlation coefficient matrix of ether extract and fatty acid composition in 40 silages

*P<0.05, **P<0.01 (Pearson相关线性回归的统计显著性 Statistical significance of linear regression of Pearson correlation).

3 讨论

动物产品脂肪酸组成与人体健康密切相关，而影响脂肪酸的组成因素主要有饲料、营养、环境，其中饲料的影响最大[25]。通过科学配比日粮，提高和优化反刍动物产品中人体所需要的脂肪酸构成特点，是动物营养研究的热点问题之一。

呼伦贝尔草原40种牧草青贮饲料样品总脂肪酸含量高于1%的牧草青贮饲料样品只有10种，低于0.5%的牧草有19种(表2)，说明总脂肪酸含量普遍较低；主要由6种脂肪酸组成，总体上，棕榈酸和亚麻酸含量较高，油酸、亚油酸、棕榈油酸和硬脂酸的构成含量差异较大。在牧草中得到相似研究结果的学者提出，可以在家畜日粮中将牧草与含有较多亚油酸和较少亚麻酸的植物油搭配进行饲喂，有利于共轭亚油酸的合成[9]。

不同种类脂肪酸的含量是决定脂肪酸营养价值的重要指标。40种牧草青贮饲料样品多不饱和脂肪酸含量最高的为尖叶胡枝子(1.0333%)，最低的是灰绿藜(0.0144%)；含6种以上牧草的3种科别牧草青贮饲料样品中PUFA/TFA比值分别为禾本科(35.1839%)、菊科(35.1307%)、豆科(35.0218%)，说明呼伦贝尔草甸草原区草原主要科别牧草中多不饱和脂肪酸的含量较为稳定。各样品单不饱和脂肪酸总量占总脂肪酸比值为3.3296%(偃麦草)～72.2408%(垂穗披碱草)(表3)。40种主要牧草青贮饲料样品不饱和脂肪酸总量占总脂肪酸比值为11.7274%(偃麦草)～92.4734%(垂穗披碱草)，有28种样品的比值大于50%，说明40种牧草青贮饲料样品中不饱和脂肪酸的含量较高。

饱和脂肪酸，单不饱和脂肪酸以及多不饱和脂肪酸组成比例是评价脂肪酸营养价值的重要依据[26-27]。本次采集的40种牧草青贮饲料样品所含不同种类脂肪酸的组成比例 SFA∶MUFA∶PUFA，接近中国营养学会[19](2000)建议的1∶1∶1比值的牧草有灰绿藜(1∶0.9∶1.2)、广布野豌豆(1∶0.8∶1.2)和扁蓿豆(1∶0.7∶1.1)。40种牧草青贮饲料样品所含PUFA n-6/n-3比值达到中国营养学会[19](2000)推荐的(4～6)∶1比值的牧草只有菊叶委陵菜(4.37∶1)，接近这一比值的有山韭(6.39∶1)、铁杆蒿(3.67∶1)和鹅观草(3.67∶1)。一般来说，SFA/UFA值越小，其脂肪酸营养价值越高[28-29]。40种牧草青贮饲料样品的SFA/UFA比值最高的是偃麦草(7.5270)，最小的为垂穗披碱草(0.0814)；有31种样品的比值小于牛初乳(1.44)[26]。

亚油酸是人们较为熟知的一种多不饱和脂肪酸，具有较强的生理功能。40种牧草青贮饲料样品总脂肪酸中亚油酸含量的比重最高的牧草是冷蒿(40.2036%)，高于10%的样品有14种，低于1%的样品有9种。

粗脂肪含量与各脂肪酸含量之间没有明显的相关性，这说明各种牧草青贮饲料样品所含各脂肪酸组分不受粗脂肪含量的影响。各脂肪酸组分间却存在着较为复杂的相关性，且基本上均为正相关，这说明各脂肪酸组分间具有良好的相互促进关系。

4 结论

1)40种牧草青贮饲料样品粗脂肪和脂肪酸总量分别为1.3507%～10.8523%和0.0376%～3.2505%。

2)40种牧草青贮饲料样品主要由6种脂肪酸组成，均以棕榈酸和亚麻酸为主，亚油酸含量也较高，棕榈油酸和硬脂酸的含量较低，其中，亚油酸含量为0.1735%～40.2036%，饱和脂肪酸总量为0.0252%～1.5333%，不饱和脂肪酸总量为0.0515%～1.7172%。

3)40种牧草青贮饲料样品中，不同牧草间脂肪酸的构成比例差异较大，不同科别牧草的脂肪酸营养价值也有较大差异。

4)粗脂肪与各脂肪酸之间没有明显的相关性，而各脂肪酸组分间具有良好的相互促进关系。

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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

中央公益性行业(农业)科研专项(201203042)和中国农业科学院科技创新工程-牧草栽培与加工利用团队(CAAS-ASTIP-IGR2015-02)资助。

那亚(1985-)，男，内蒙古赤峰人，讲师，博士。E-mail:naya_2003@126.com

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

那亚，孙启忠，王红梅. 呼伦贝尔草甸草原牧草青贮饲料脂肪酸成分研究. 草业学报, 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.