福建省柘荣县有着250多年的太子参栽培史,素有“中国太子参之乡”的美称。其太子参产量占全国总产量的60%以上,目前全县太子参种植面积已达2 133.33 hm2,年产量4 900多t[1]。太子参含有太子参多糖、太子参皂甙、多种微量元素及人体所需的16种氨基酸[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10],其茎叶也含有丰富的营养物质。以每667 m2可收获太子参茎叶100 kg计,柘荣每年就有太子参茎叶3 000多t。多数太子参茎叶被遗弃或焚烧,造成大量太子参皂苷、氨基酸等物质的浪费[11]。在饲料资源紧缺条件下,如能将其作为非常规饲料加以开发应用,这不仅为畜牧业的发展增加新的饲料原料,而且对福建太子参产业发展有更好的促进作用。目前,太子参茎叶作为非常规饲料应用还未形成广泛共识,鲜见报道。本试验通过系统分析太子参茎叶的常规营养成分和氨基酸含量,以期为太子参茎叶的开发应用奠定基础,从而实现太子参产业的生态效益和经济效益。
1 材料和方法 1.1 试验材料太子参茎叶采自柘荣县乍洋乡桥岭村,经杂质清除,烘干,粉碎并过0.25 mm孔径(60目)筛,用四分法取样100 g,其中1/3供实验分析用,另1/3供复核备用,其余留样装入磨口瓶保存。
1.2 仪器和试剂仪器:FOSS2300自动凯氏定氮仪,SOXIEC2055手动溶剂浸提系统、FOSS2010纤维测定仪、menbarPureA300全自动氨基酸分析仪;menbarPure脱酸设备(试管浓缩仪、水解管、真空泵及真空瓶架子);BSA124S电子分析天平。
试剂:硫酸铜、硫酸钾、硫酸、氢氧化钠、硼酸、辛醇、盐酸等均为AR级、100 nmol·mL-1的混合氨基酸标准液、样品稀释液、流动相、茚三酮染色剂和缓冲液均由德国menbarPure提供。
1.3 分析方法 1.3.1 常规成分测定粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、钙、磷、盐分、粗灰分分别按GB/T6432-1994、GB/T 6433-2006、GB/T 6434-2006、GB/T 6436-2002、GB/T 6437-2002、GB/T 6439-1992、GB/T 6438-2007规定的方法进行测定。
1.3.2 氨基酸测定按GB/T18246-2000方法[12],样品用6 mol·L-1盐酸于110℃水解24 h,水洗,除去过量的盐酸加缓冲液稀释到一定的体积,采用德国的menbarPureA300全自动氨基酸分析仪进行测定。工作条件为:色谱柱为阳离子交换树脂钠盐分离柱,色谱柱工作温度40℃,Eluent Press为7~10 MPa,Reagent Press值为0.7~3.0 MPa。
检测器:可见光度检测,570 nm/440 nm。
1.4 评价方法根据必需氨基酸模式[13],即氨基酸比值(ratio of amino acid,RAA) 和氨基酸比值系数(ratio coefficient of amino acid,RC)评价摄食植物氨基酸的营养平衡。计算公式为:
RAA=样品中某必需氨基酸含量/(WHO/FAO模式中相应必需氨基酸含量),RAA为待测样品中某种EAA含量与模式中相应EAA的比值。
RC=RAA/RAA平均数。
某必需氨基酸的质量分数=某必需氨基酸含量/总氨基酸含量×100%。
1.5 数据分析采用氨基酸分析仪自带软件处理数据。所有数据用SPSS 16.0生统软件进行分析,F检验分析试验数据。
2 结果与分析 2.1 太子参茎叶常规营养成分为了对太子参茎叶进行精确的综合分析评价,对其常规营养成分进行了测定,结果见表 1。太子参茎叶中营养成分含量最高的是粗蛋白,达13.39%,其次为粗纤维8.32%。
从表 2可以看出,除了色氨酸无法测出,其他17种氨基酸均能测出。谷氨酸含量最高,为1.62%,其次是苯丙氨酸1.47%,含量最低的是胱氨酸和蛋氨酸。
饲料中各类蛋白质的氨基酸组成比例虽不尽相同,但其营养价值的优劣主要取决于所含必需氨基酸的种类、数量和组成比例。按照FAO/WHO提出的理想蛋白质条件[13],组成蛋白质的几种必需氨基酸E/T值应达总量的40%左右;E/N值应在60%以上。从表 3可以看出,太子参茎叶总氨基酸含量为10.83%,必需氨基酸和非必需氨基酸分别是4.40%和6.43%,E/N值68.4%;E/T值达40.6%。表明太子参茎叶蛋白接近于FAO/WHO 提出的理想蛋白质条件。
目前评价蛋白质优劣的方式中较常用的方式是计算氨基酸组成比例与1973年世界卫生组织(WHO)和联合国粮农组织(FAO)提出的蛋白质营养价值必需氨基酸模式[12]进行比较,比值与模式越接近,表明氨基酸营养价值越高。该方法中,必需氨基酸的组成比例是至关重要的一个指标。按照氨基酸平衡理论,必需氨基酸组成越接近WHO/FAO的模式比例,质量就越优。为此需要分别计算每种必需氨基酸的质量分数、氨基酸比值RAA、氨基酸比值系数RC。当RC等于1时表示必需氨基酸营养价值刚好,大于1则过剩,小于1则不足。因此RC值最小的为第一限制氨基酸。由表 4中的RC可以看出,太子参茎叶第一限制氨基酸为蛋氨酸+胱氨酸;氨基酸过剩最多是苯丙氨酸+酪氨酸含量,其次是缬氨酸。
太子参为石竹科植物孩儿参,主产于福建、江苏、山东、安徽等地。其中以福建柘荣县产的太子参最为出名。太子参的传统入药部位为根部,其茎叶则被丢弃,其中所含的大量太子参皂苷和多糖类物质未能得到充分利用。据雷松波等[11]研究报道,在基础日粮中添加0.5%~1.5%的太子参茎叶粉,能够显著提高断乳仔猪抗氧化和抗应激能力。太子参茎叶采收容易,6~7月初大部分植株枯黄倒苗后,多数的茎叶自然脱落,只需钉耙收拢清除杂质即可使用,晾晒到水分15%以下加工成饲料添加剂,既可减少浪费,又可产生良好的经济效益和社会效益。
粗蛋白含量的高低是饲料原料的营养价值的重要指标之一。太子参茎叶粗蛋白含量(13.39%)高于多种禾本科牧草,如象草11.52%[14]、多年生黑麦草10.98%[15]和东北羊草8.24%[16];太子参茎叶蛋白接近于FAO/WHO提出的理想蛋白质条件,不仅氨基酸种类齐全,含量丰富,而且含有太子参皂苷、氨基酸等物质能够显著提高断乳仔猪抗氧化和抗应激能力[13]。完全可作为饲料原料加以开发应用。
近年来,福建畜牧业发展较快,优质饲料原料短缺问题日益突出。如果将太子参茎叶作为新型饲料原料进行研究、开发,不仅拓宽饲料资源,而且还提高了太子参茎叶的利用价值,从而实现生态效益和经济效益双赢。对于太子参茎叶在饲料中应用时,要根据其第一限制氨基酸的不足适当调整饲料的配方。针对不同的畜禽及其不同生长阶段的添加量,以及添加太子参茎叶对其生长性能和生理生化的影响有待进一步研究。
[1] | 曾丽娜.高质量太子参栽培技术及其连作障碍自毒机制的研究[D].福州:福建农林大学,2013.(1) |
[2] | 中华人民共和国国家药典委员会.中国药典2010年版一部[S].北京:中国医药科技出版社,2010.(1) |
[3] | 罗国海,盛柳青,张秋霞,等.太子参药材主根与参尾的多糖含量比较[J].中药研究与开发,2006,13(11): 50.(1) |
[4] | 王文凯,贾静,丁仁伟,等.太子参近年研究概况[J].中国实验方剂学杂志,2011,17(12):264-267.(1) |
[5] | 韩邦必,朱志祥,姚勇,等.不同产地太子参多糖、氨基酸含量比较分析[J].中成药,2010,32(3):513-514.(1) |
[6] | 张健,李友宾,王大为,等.太子参化学成分研究[J].中国中药杂志,2007,32(11):1051.(1) |
[7] | 王媚,宋建平,韩乐,等.太子参环肽B含量分析及其动态研究[J].中药材,2010,33(8):1225-1227.(1) |
[8] | 李滢,杨秀伟.太子参(柘参1号)的化学成分[J].中国中药杂志,2008,33(20):2353-2355.(1) |
[9] | 秦民坚,余永邦,黄文哲,等.不同产地太子参的品质分析[J].现代中药研究与实践,2005,19(5):36-38.(1) |
[10] | 刘训红,谈献和,曾艳萍,等.不同产地太子参的质量比较研究[J].现代中药研究与实践,2007,22(2):36-38.(1) |
[11] | 雷松波,池春梅,金其全,等.太子参茎叶对断乳仔猪抗氧化和抗应激能力的影响[J].福建畜牧兽医,2014,36(6):28-30.(2) |
[12] | 于泓,牟世芬.氨基酸分析方法的研究进展[J].分析化学,2005,33(3):398-404.(2) |
[13] | FAO/WHO. Energy and protein requirements[J]. FAO Nutriting Meeting Report Series, 1973 (2):52-63.(3) |
[14] | 谭文彪,覃培龙.象草常规营养成分及总能含量分析[J].西南林学院学报,2008,28(3):45-47.(1) |
[15] | 董宽虎,沈益新.饲草生产学[M].北京:中国农业出版社,2003:7.(1) |
[16] | 朱珏,张彬,谭支良,等.刈割对牧草生物量和品质影响的研究进展[J].草业科学,2009,26(2): 80-85.(1) |