參薯莖葉營養成分和飼用價值分析

■王高鑫 黃東益 周漢林 王定發 吳文嬙 王 堅 黃小龍*

(1.海南大學熱帶農林學院，海南海口 570228；2.中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所，海南儋州 571737)

參薯(Dioscorea alata L.)，又名大薯，屬于單子葉植物綱百合目薯蕷科薯蕷屬纏繞性藤本植物，原產于印度，主要分布于熱帶和亞熱帶地區[1]。在中國浙江、江西、福建、海南、臺灣、湖北、湖南、廣東、廣西、貴州、四川、云南、西藏等地常有栽培[2]。參薯繁殖簡單，生長快，產量潛力高，是最具生產優勢的薯蕷屬物種之一。地下塊莖是參薯的主要營養器官，富含淀粉、蛋白質、豐富的微量元素（如：Zn、Fe、Mn、Cu、Se）、維生素以及多糖等營養成分，在食品和醫藥領域有著重要的應用價值[3-4]。但參薯地上莖葉生長旺盛、生物量大，一直未得到應有的重視和利用。在海南，黑山羊的養殖以農戶散養為主，飼料主要以天然草地和農副產品廢棄物為主，采食植物范圍較廣，對許多熱帶灌木和草本植物都有采食，對參薯莖葉的采食情況常有發生[5-8]，表明參薯莖葉具有潛在的飼用價值，有可能成為黑山羊的粗飼料。為了將參薯的莖葉變廢為寶，開發其潛在飼用價值，服務于當地黑山羊的養殖，促進熱區農業畜牧業的發展。本研究以21份參薯品系的莖葉為研究對象，測定其主要營養成分含量，對其營養價值進行評價分析，為參薯莖葉粗飼料的開發和利用提供科學依據，

1 材料與方法

1.1 材料

供試植物參薯種植于海南大學參薯蕷種質資源圃，采樣時間為2016 年9 月份。采集品系包括：Da4、Da37、Da46、Da47、Da95、Da118、Da128、Da134、Da137、Da141、Da198、Da200、Da208、Da211、Da216、Da222、Da223、Da228、Da234、Da241、Da254，共21 個品系。所選取的品系有較好的抗病蟲害特性，且地上生物量較大。采集時于植株東南西北四個方向的上部、中部、下部各取兩個點，將采集的樣品剪碎混合，通過120 ℃殺青20 min，然后于65 ℃烘干至恒重，然后用微型粉碎機粉碎，將樣品密封分裝備測。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品營養成分測定

參照張麗英的方法[9]測定參薯莖葉的營養成分包括：干物質(DM)、粗蛋白質(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、粗纖維（CF）、無氮浸出物（NFE）、粗灰分(ASH)。

單寧(Tannins)含量測定采用F-D 顯色法[10]。

1.2.2 飼用品質評定

參薯莖葉飼用價值和品質的評定，采用飼料相對值RFV(Relative Feed Value)[11]和粗飼料分級指數GI(Grading Index)兩種方法評定[12]。

RFV=DMI(% BW)×DDM(% DM)/1.29

DMI與DDM的預測模型分別為:

DMI(% BW)=120/NDF(% DM)

DDM(% DM)=88.9-0.779ADF(% DM)

式中：DMI(Dry Matter Intake，占%BW)為粗飼料干物質的隨意采食量，單位為占體重的百分比即% BW；DDM(Digestible Dry Matter)為可消化的干物質，單位為% DM。

RFV 的分級標準為：＞151 為特級標準；在125～151 之間為1 級標準；在103～124 之間為2 級標準；在87～102 之間為3 級標準；在75～86 之間為4 級標準；＜75為5級標準。

GI(Mcal)=ME(Mcal/kg)×DMI(kg/d)×CP(% DM)/NDF(或ADL)(% DM)

ME與DMI的預測模型分別為:

ME=4.201 4+0.023 6ADF+0.179 4CP

DMI[g/(d·kg)W0.75]=51.26/NDF(% DM)

GI 的分級標準為：＞12.83 為特級標準；在8.01～12.83 之間為1 級標準；在4.59～7.00 之間為2 級標準；在2.66～3.93之間為3級標準；在1.50～2.55之間為4級標準；＜1.50為5級標準。

1.2.3 數據處理

采用SPSS 數據處理軟件和Excel 軟件進行數據處理和統計分析; 差異顯著性標準采用Duncan's 法，數據用平均值表示，P＜0.05 為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 參薯品系莖葉營養成分（見表1）

21 份參薯品系莖葉主要營養成分如表1 所示。干物質含量的平均值為13.72%，其中Da200號品系含量最小為9.86%；Da46號品系含量最大為17.53%。粗蛋白質含量的平均值為19.55，其中Da141 號品系含量最小為16.26%；Da198 號品系含量最大為23.26%。粗灰分含量的平均值為9.23%，其中Da46號品系含量最小為7.60%；Da200 號品系含量最大為11.00%。粗脂肪含量的平均值為2.70%，其中Da222 號品系含量最小為1.78%；Da118號品系含量最大為4.19%。粗纖維含量的平均值為25.16%，其中Da222號品系的含量最小為20.98%；Da46 號品系的含量最大為30.98%。無氮浸出物含量的平均值為43.36%，其中Da200號品系的含量最小為37.20%；Da141號品系的含量最大為48.69%。中性洗滌纖維含量的平均值為50.73%，其中Da128號品系的含量最小為44.32%；Da228號品系的含量最大為56.00%。酸性洗滌纖維含量的平均值為33.76%，其中Da46 號品系的含量最小為30.78%；Da254 號品系的含量最大為39.11%。單寧含量的平均值為0.66%，其中Da241 號品系的含量最小為0.49%；Da47號品系的含量最大為0.78%。

在各營養成分的差異顯著性方面，21份參薯品系分成了多個差異區間，差異區間數目多且存在不在同一區間的品系，說明品系之間存在著差異顯著性，同時區間內包含的品系數目也多且存在很多同一品系存在于多個區間的現象，說明也存在很多差異不顯著的品系。就最為重要的營養成分粗蛋白質而言，存在11個之多的差異區間，在表中顯示為11個不同小字母后綴，其中存在無共同小字母的品系，即表示差異顯著，同時也有一個品系存在于許多連續區間的現象，在表中顯示為一個數字后有4個小字母后綴，如Da234號粗蛋白質含量為20.08%cdef擁有四個小字母，表示它與其他擁有cdef小字母的品系全部沒有差異顯著性，這樣的品系一共有10個，在同一個區間中最多擁有7個品系，在表中表示為擁有同一個字母，如d擁有它的品系一共有Da208、Da211、Da216、Da222、Da234、Da241、Da254七個，表明這七個品系間粗蛋白質含量無顯著性差異，占了實驗品系總量的三分之一。除粗蛋白質外其余營養成分的差異顯著性也存在同樣的現象，既有存在很多差異區間品系間存在顯著性差異，也有一個區間有很多品系最高占比高達76.19%不存在顯著性差異。

表1 參薯莖葉主要營養成分（干物質基礎%）

2.2 參薯品系莖葉品質評定（見表2）

由表2 可以看出，參薯莖葉的平均飼料相對值RFV 為115.20，平均粗飼料分級指數GI 為3.37，根據RFV 和GI 的飼料分級標準發現，在RFV 體系中為2級，而在GI體系中為3級。從單個品系的角度看飼料相對值RFV 最好的是Da128 為134.03，達到了1 級標準，最差的是Da254為103.72，達到2級標準。而粗飼料分級指數GI最好的是Da200為4.59達到2級標準，最差的是Da141 為2.31，僅是4 級標準。總的來看飼料相對值RFV，達到1 級標準的品系有3 個，占比14.29%，達到2 級標準的品系有18 個，占比85.71%。而粗飼料分級指數GI，達到2級標準的品系有1個，占比4.76%，達到2 級到3 級標準之間的品系有4 個，占比19.05%，達到3 級標準的品系有13 個，占比61.91%，達到3 級到4 級標準之間的品系有1 個占比4.76%，達到4級標準的品系有2個，占比9.52%。

表2 檢測樣品的RFV和GI數值

在差異顯著性方面，也同營養成分的差異顯著性相似，雖然差異區間數目減少為四個和五個，但是還是存在差異顯著性，區間數目減少同時導致區間內品系數目變多，不存在差異顯著性品系數目占比也增高。

3 討論

飼料的品系、種植方式、地理環境、收獲期以及加工、儲存方法均影響飼草的營養價值[13-14]。本實驗選取的21 個參薯品系，各項營養指標的差異并不是很大，但有些品系之間的營養指標還是具有較大差異，達到了顯著的程度。在各項營養指標中，粗蛋白質含量是衡量粗飼料營養價值的最為重要的指標之一，參薯粗蛋白質含量的均值為19.55%，略微高于Chen等報道的同為藤本植物具有較高飼用價值的甘薯蔓的平均值（16.13%）[15]，高于周漢林等報道的熱帶禾本科牧草熱研2號柱花草粗蛋白質含量平均值（12.39%），而低于熱帶豆科牧草熱研1 號銀合歡粗蛋白質含量平均值（20.49%）[16]。其中，Da198和Da47均有較高的粗蛋白質含量質分別為23.26%和22.18%，是有潛力的飼用資源，可作為選擇的標準之一。美國國家研究委員會資料表明，反芻動物生產所需的粗蛋白質含量為12%～25%[17]，根據美國牧草和草地局制定的標準[18]，特級牧草產品的粗蛋白質含量大于19%，酸性洗滌纖維小于31%，中性洗滌纖維小于40%。而參薯莖葉的粗蛋白質含量不僅僅達到反芻動物的生產所需的標準，部分品系還達到了特級牧草的標準。在美國牧草和草地局制定的標準中，特級牧草產品的酸性洗滌纖維小于31%，中性洗滌纖維小于40%。但是參薯的酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維的含量高于了特級牧草的標準數值。酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維，是動物較難利用的資源，兩者含量越低，就表明其他可利用的糖類和蛋白質含量越高，因此這兩個指標越低，表明飼料質量越好。而參薯的酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維的平均值為33.76%和50.73%，高于美國牧草和草地局制定的特級牧草產品的標準。參薯的酸性洗滌纖維達到1 級標準（31%～35%），高于甘薯蔓的33.37%，低于柱花草的37.92%。中性洗滌纖維達到2級標準（47%～53%），高于甘薯蔓的46.37%，低于柱花草的52.22%。粗脂肪和無氮浸出物為動物提供必不可少的能量供應，是主要的能量來源。參薯粗脂肪的平均值為2.70%，高于甘薯蔓的2.62%，低于柱花草的3.36%。總體看參薯各營養指標與甘薯蔓和柱花草有著相近的水平，有著作為飼料的潛力。

RFV 由美國牧草草地理事會飼草分析小組委員會提出，是美國廣泛使用的粗飼料質量評定指數，僅需要測定NDF、ADF以及DM就可以計算出RFV、RFV值越大表明該粗飼料營養價值越高[19]。參薯所有品系的均值為115.20 達到2 級飼料標準，其中Da128 和Da200 號是數值最好的兩個品系分別為134.03、128.08，達到了1級飼料的標準。

GI是盧德勛在RFV的基礎上建立的，它彌補了RFV的不足，在參數上還引入了CP和DMI等參數，將能量與蛋白質指標統一起來考慮[20]。而GI的結果與RFV出現了差異，所有品系的均值，僅達到了3級飼料標準，Da200和Da128號是數值最好的兩個品系分別為4.59、4.32，是2級和2～3級飼料標準。雖然與RFV的排名有一些出入，但是Da200和Da128兩個品系由兩種評定體系評價的結果看數值是最高的。就兩個評定體系的結果而言，Da200和Da128兩個品系具有成為飼用資源的潛力。

單寧含量對反芻動物的營養代謝和健康養殖有著重要作用。首先，單寧含量的高低影響適口性進而影響反芻動物的采食量，單寧含量越高適口性越差，采食量越低，因此單寧含量不能過高[21-22]。然后，適量的單寧濃度（0.5%～5.5%）在動物體內時,可以降低蛋白質的瘤胃降解率而提高氮的利用率，同時可以抑制反芻動物膨脹病和寄生蟲病的發生，除此之外，低到中濃度的單寧（2%～4%）可以提高動物平均排卵率、體重、產毛率和產奶量，減少反芻動物甲烷排放。最后，當單寧濃度高于6%時，單寧被認為是飼料的抗營養因子，會影響飼料適口性和養分消化率[22]。參薯莖葉單寧平均含量為0.66%，為適量濃度單寧含量，為促營養因子，對動物有積極作用。

4 結論

參薯莖葉的營養成分的干物質基礎的含量平均值分別為：粗蛋白質19.55%、粗脂肪2.70%、粗纖維25.16%、粗灰分9.23%、酸性洗滌纖維33.76%、中性洗滌纖維50.73%、無氮浸出物43.36%、單寧0.66%。RFV和GI評價的均值為115.20和3.37，分別達到2級和3級飼料標準。參照美國牧草和草地局制定的標準及與同類型飼用植物甘薯蔓和熱帶牧草柱花草的比較發現，參薯的莖葉有著良好的粗蛋白水平。酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗脂肪含量與甘薯蔓和柱花草有著相近的含量水平。有著較低的單寧含量，居于適量的單寧含量標準（0.5%～5.5%），為促營養因子。根據RFV和GI可以篩選出評價數值最高的Da200和Da128兩個品系可作為后續研究和應用的基礎。參薯莖葉具有飼用的潛質，可以進行進一步開發利用。