黑稻穎殼和籽粒的營養成分與飼用價值分析

陳凌華，程祖鋅，許 明

（1.福建農林大學金山學院，福建福州 350002；2.福建農林大學農學院，福建福州 350002）

水稻是我國主要糧食作物，水稻生產中除收獲主產品籽粒外，還產生大量秸稈、穎殼等副產品。水稻副產品常用于飼料生產，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搭配作為飼料營養添加的輔料（張振福和黃澤元，1997 ；陳功軒等，2019）。籽粒飼用，即栽培高產、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量與蛋白質含量。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，目前還未見針對其穎殼和籽粒的飼用價值進行分析。本研究分析了黑稻穎殼和籽粒的營養成分與飼用價值，以期為功能性色稻在飼料生產中的開發應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試黑稻由福建農林大學農學院提供，田間試驗按隨機區組排列，設3 個重復，每個重復隨機抽取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，裝袋密封用于后續試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 基本營養成分含量測定 各營養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：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 飼用價值指標計算 各飼用價值指標計算方法如下：

干物質采食量（DMI）/%=120/NDF% ；

可消化干物質（DDM）/%=88.9-0.779×ADF% ；

相對飼料價值（RFV）=DMI%×DDM%/ 1.29（Rohweder 等，1978）；

有機物質消化率（OMD）/%=123.5068-2.279×CF（韓建國和賈慎修，1987）；

總可吸收營養物質（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 數據處理 試驗數據采用Excel 2016 初步整理，采用SPSS 20.0 進行t 檢驗，結果以“平均數± 標準差”（n=3）表示。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分含量分析 由表1 可知，黑稻脫殼后，其穎殼與籽粒的各營養成分的含量均表現出極顯著差異（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、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成分含量分析

2.2 飼用價值分析 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），故由這些因素計算獲得的黑稻籽粒的各飼用價值指標均極顯著優于穎殼（P＜0.01）。粗纖維含量越高，飼料消化率越低，飼料品質也越低（王郝為等，2017）。黑稻穎殼有機物質的消化率（OMD）僅有26.35% ；但由公式計算得到的籽粒的有機質的消化率的理論值為118.49%（已超過100%），這也從側面反映出籽粒由于其特有的營養物質構成，導致其有機質消化率較高。研究上常用相對飼料價值（RFV）評價飼料營養價值，其值越大表明飼料營養價值越高；若RFV 大于100，說明該粗飼料營養價值整體較好。黑稻穎殼與籽粒的相對飼料價值分別為103.26 與1626.98，均高于100，說明黑稻的穎殼與籽粒均是優異的飼料來源，尤其籽粒飼料價值表現尤為突出。按照RFV 飼料分級標準（陳婷等，2023），黑稻穎殼屬于二級標準（103 ＜RFV＜124），黑稻籽粒屬于特級標準（RFV ＞151）。

表2 黑稻穎殼和籽粒的飼用價值分析

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構合理，具有較高的營養價值。

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現，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，但未達到顯著差異。而黑稻籽粒的MUFA 略大于PUFA，但未達到顯著差異；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褐色、黑色。為研究功能性色稻黑稻穎殼及籽粒的飼用價值，通過對其營養成分及飼用價值的分析發現，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，對提高機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，導致其有機物質消化率偏低，故穎殼較適合用于反芻動物的直接食用，或者在飼料中添加纖維素酶提高其有機物消化率（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節血脂平衡、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成分組成較為豐富，而且其產量大、價格低廉，同時其相對飼料價值RFV 已達到飼料的二級指標，但鑒于其蛋氨酸和胱氨酸的缺乏，建議在使用時需配合氨基酸補充劑。

黑稻籽粒黑米素有“世界米中之王”“貢米”“藥米”等美譽，相比白米含有更豐富的蛋白質、粗脂肪、礦物質、灰分等營養成分；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）等方面表現突出。稻米蛋白的利用率與生物價居糧食首位，且過敏性低，黑稻籽粒的粗蛋白質含量達到8.73%，必需氨基酸模式與FAO 模式相當。籽粒的油酸與亞油酸的比例為1.09 ∶1，基本符合國際衛生組織推薦的1 ∶1 的攝入比例；而且SFA ：MUFA ：PUFA 的比值較為接近中國營養協會推薦的“＜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，有機物消化率極高；而且其相對飼料價值RFV 達到特級標準，飼用價值極高。

4 結論

本試驗結果表明，黑稻穎殼和籽粒的相對飼料價值RFV 均達到飼料標準，但鑒于穎殼和籽粒的各營養成分側重點不同，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質飼料資源直接使用。