段杰仁，石 偉，邱小琮，王曉奕

（1.寧夏固原市第七中學(xué)，寧夏 固原 756002；2.銀川市水產(chǎn)技術(shù)推廣服務(wù)中心，銀川 750001；3.寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，銀川 750021）

水生植物是水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，處于初級(jí)生產(chǎn)者的地位，具有提高物種多樣性、維持物種豐度、吸收水體營養(yǎng)鹽、改善水質(zhì)的重要作用［1］，但較多水草殘留在湖泊中，會(huì)引起水體缺氧，加劇植物殘?bào)w的腐解，導(dǎo)致水質(zhì)惡化［2，3］，因此有必要適時(shí)打撈，控制水草殘?bào)w生物量，開展水生植物的資源化利用［4］，減少水生植物消亡帶來的的二次污染。

水生植物主要含有蛋白質(zhì)、糖類、脂肪和微量營養(yǎng)成分（包括維生素、抗氧化物和微量元素），生長過程中可有效吸收水體中的氮、磷等營養(yǎng)成分，全株維管組織木質(zhì)部成分少，適口性較好，易于消化，可作為畜禽的飼料或飼料原料。孫婉婧等［5］將綠狐尾藻（Myriophyllum verticillatumL.）作為非糧飼料，不僅可以提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，還可以創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；王艷立［6］于綿羊日糧中添加少量眼子菜，對(duì)羊的生長發(fā)育沒有影響；曾冠軍等［7］在蘆花雞配合飼料中添加7%綠狐尾藻粉可以改善其血液生化指標(biāo)，提高蘆花雞健康狀況，并可增加肌肉鮮味中氨基酸的含量，進(jìn)而改善其肌肉品質(zhì)。

已檢測營養(yǎng)成分并進(jìn)行了營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)的水生植物有菹草、蘆草、莎草、龍須眼子菜等。任文君等［8］對(duì)菹草的研究結(jié)果表明，在整個(gè)生長期，菹草粗蛋白含量在10.0%以上，粗纖維含量低于15.5%，粗脂肪含量在1.2%以上，粗灰分在14.0%以上，鈣、磷含量均在0.3%以上；李琳［9］對(duì)蘆草的研究數(shù)據(jù)顯示，蘆草粗蛋白含量為16.62%，粗脂肪含量為2.13%，粗纖維含量為56.06%，粗灰分含量為8.92%，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量分別為56.06%、28.40%；虞道耿等［10］對(duì)16 種莎草的研究結(jié)果表明，莎草粗蛋白的平均含量為6.08%，粗脂肪的平均含量為2.43%，粗纖維的平均含量為23.03%，粗灰分的平均含量為6.49%；王艷麗等［11］對(duì)龍須眼子菜的研究結(jié)果表明，龍須眼子菜粗蛋白的含量為10.97%，鈣、磷含量為5.30%、0.27%，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量分別為33.66%、28.35%。

通過栽種香蒲、蘆葦、藨草、荇菜和眼子菜等水生植物對(duì)寧夏回族自治區(qū)（以下簡稱寧夏）河湖濕地受污染的水體進(jìn)行修復(fù)［12］，水資源質(zhì)量不斷提升，水環(huán)境持續(xù)好轉(zhuǎn)，狐尾藻與篦齒眼子菜（Potamogeon pectinatusL.）已成為寧夏大部分水域的優(yōu)勢(shì)種。本研究通過測定篦齒眼子菜、狐尾藻的常規(guī)營養(yǎng)成分和氨基酸含量，應(yīng)用飼料相對(duì)價(jià)值指數(shù)（RFV）、粗飼料分級(jí)指數(shù)（GI）評(píng)價(jià)其營養(yǎng)價(jià)值，應(yīng)用氨基酸評(píng)分法（AAS）、化學(xué)分法（CS）、氨基酸比值系數(shù)（RC）和氨基酸比值系數(shù)分（SRC）評(píng)價(jià)其氨基酸營養(yǎng)價(jià)值，旨在通過營養(yǎng)價(jià)值科學(xué)評(píng)價(jià)，為寧夏水生植物資源化利用提供科學(xué)依據(jù)和參考資料。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

采集約1 kg 鮮嫩的水草樣品，剔除雜草，清洗，自然風(fēng)干后運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理，用小型粉碎機(jī)將樣品粉碎后過40 目篩，自封袋密封并標(biāo)記相關(guān)信息，進(jìn)行常規(guī)營養(yǎng)成分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、氨基酸含量的測定。

1.2 營養(yǎng)成分測定

水分采用105 ℃常壓干燥法（GB/T 6435—2014）測定，粗蛋白質(zhì)（Crude protein，CP）用凱氏定氮法按照GB/6432—2018 標(biāo)準(zhǔn)測定，干物質(zhì)（Dry matter，DM）用烘干法按照GB/T8858—1988 標(biāo)準(zhǔn)測定，粗灰分（Crude ash，Ash）用550 ℃灼燒法按照GB/T6438—2007 標(biāo)準(zhǔn)測定，粗脂肪（Ether extract，EE）用索氏浸提法按照GB/T6433—2006 標(biāo)準(zhǔn)測定，粗纖維（Crude fiber，CF）采用酸堿消煮法按照GB/T 6434—2006 標(biāo)準(zhǔn)測定，無氮浸出物（Nitrogen-free extract，NFE）使用差減法按照TCVN 1545—1993 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，鈣采用EDTA 絡(luò)合滴定法按照GB/T 6436—2018 標(biāo)準(zhǔn)測定，總磷采用鉬黃分光光度法按照GB/T 6437—2018 標(biāo)準(zhǔn)測定。

中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（Acid detergent fiber，ADF）用Van Soest洗滌劑法分別按照GB/T20806—2006和NY/T1459—2007 標(biāo)準(zhǔn)測定。氨基酸含量測定使用氨基酸自動(dòng)分析儀（日立L8800 型，日本日立公司），按照GB 5009.124—2016 標(biāo)準(zhǔn)測定。

1.3 營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

1.3.1GI指數(shù)分級(jí)評(píng)價(jià) 國內(nèi)尚無統(tǒng)一粗飼料等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，本研究以其其格等［13］提出的GI分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)飼料相對(duì)指數(shù)評(píng)分結(jié)果將粗飼料按照其品質(zhì)差異劃分為6 級(jí)，詳見表1。

表1 利用GI指數(shù)對(duì)粗飼料分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 粗飼料相對(duì)營養(yǎng)價(jià)值指數(shù)（RFV）評(píng)價(jià) 根據(jù)測定的營養(yǎng)成分，參照美國飼草和草原理事會(huì)下屬的干草市場特別工作組提出的飼料相對(duì)營養(yǎng)價(jià)值指數(shù)（Relative feed value，RFV）模型［14］，即相對(duì)一特定標(biāo)準(zhǔn)粗飼料（如盛花期苜蓿），某種粗飼料可消化干物質(zhì)的采食量［15］。評(píng)定所測定樣品的營養(yǎng)品質(zhì)，其關(guān)系式如下。

式中，NDF為中性洗滌纖維，以占干物質(zhì)（DM）的百分?jǐn)?shù)表示；ADF表示酸性洗滌纖維，以占干物質(zhì)的百分?jǐn)?shù)表示；DMI為粗飼料干物質(zhì)隨意采食量，以占體重（BW）的百分?jǐn)?shù)表示；DDM為可消化干物質(zhì)量，以占干物質(zhì)的百分?jǐn)?shù)表示。常數(shù)1.29 為盛花期苜蓿DDM的采食量。除以1.29 是以盛花期苜蓿的RFV值為100 作標(biāo)準(zhǔn)，RFV大于100 表明相較于基數(shù)100 而言，整體上質(zhì)量較好。

1.3.3 粗飼料分級(jí)指數(shù)（GI）評(píng)價(jià) 根據(jù)測定的營養(yǎng)成分，采用張吉鹍等［15］提出的粗飼料分級(jí)指數(shù)（Grading index，GI）模型評(píng)定所測定樣品的營養(yǎng)價(jià)值，計(jì)算模型如下［16］。

式中，ME為粗飼料代謝能，DMI為粗飼料干物質(zhì)隨意采食量，是以奶牛標(biāo)準(zhǔn)體質(zhì)量600 kg 計(jì)，借鑒RFV中DMI 模型，乘以標(biāo)準(zhǔn)體質(zhì)量后再除以100 進(jìn)行計(jì)算［17］得到公式（5）。CP為干物質(zhì)中粗蛋白質(zhì)含量，GI反映粗飼料中可為家畜采食的有效能值，將能量和蛋白質(zhì)指標(biāo)聯(lián)系起來，使粗飼料的營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)更為客觀、科學(xué)。

1.3.4 氨基酸營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

1）氨基酸評(píng)分。采用世界衛(wèi)生組織（WHO）和聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）建議的理想蛋白質(zhì)必需氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式［18］，即氨基酸評(píng)分（Amino acid sore，AAS）。計(jì)算公式如下。

式中，EAA含量為必需氨基酸含量。

2）化學(xué)評(píng)分。采用中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提出的雞蛋蛋白評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式［19，20］，即化學(xué)評(píng)分（Chemical score，CS）。計(jì)算公式如下。

3）必需氨基酸的氨基酸比值（RAA）［18，19］。

4）氨基酸比值系數(shù)。 采用對(duì)比待評(píng)樣品蛋白質(zhì)中必需氨基酸比例與WHO/FAO 氨基酸模式譜之間的偏離程度，以氨基酸平衡理論為基礎(chǔ)，是蛋白質(zhì)營養(yǎng)評(píng)價(jià)的常用方法［21］，即氨基酸比值系數(shù)（Ratio coefficient of amino acid，RC）。計(jì)算公式如下。

式中，若RC＞1，表示該種必需氨基酸相對(duì)過剩；若RC＜1，表示該種必需氨基酸相對(duì)缺乏；RC最小者為該食物中的限制性氨基酸。

5）氨基酸比值系數(shù)分。表示食物蛋白質(zhì)的相對(duì)營養(yǎng)價(jià)值［21］，即氨基酸比值系數(shù)分（Score of RC，SRC）。

式中，CV為RC的變異系數(shù)，CV=RC的標(biāo)準(zhǔn)差/RC的平均數(shù)。若CV=0，SRC=100，表示飼料蛋白質(zhì)的氨基酸組成與氨基酸模式一致；若飼料蛋白質(zhì)的RC分散程度變大，則CV變大，SRC變小，蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值就越差。

苜蓿干草的數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)［22］，以苜蓿干草的各項(xiàng)指標(biāo)為對(duì)照，與2 種水草進(jìn)行比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水草常規(guī)營養(yǎng)成分含量及價(jià)值評(píng)價(jià)

2.1.1 水草常規(guī)營養(yǎng)成分含量 篦齒眼子菜與狐尾藻常規(guī)營養(yǎng)成分含量見表2。由表2 可知，按粗蛋白質(zhì)（CP）含量對(duì)水草進(jìn)行分級(jí)時(shí)，篦齒眼子菜＞狐尾藻；按酸性洗滌纖維（ADF）和中性洗滌纖維（NDF）進(jìn)行分級(jí)時(shí)，二者屬于一級(jí)牧草。

表2 篦齒眼子菜與狐尾藻常規(guī)營養(yǎng)成分含量（風(fēng)干基礎(chǔ)）（單位：%）

按照國際飼料分類法，篦齒眼子菜的粗纖維含量≥18%，可劃分為粗飼料（飼料編碼：1-00-000），狐尾藻的粗纖維含量≤18%，且粗蛋白質(zhì)的含量≤20%，可劃分為能量飼料（飼料編碼：4-00-000）。

2.1.2 水草營養(yǎng)價(jià)值評(píng)定 篦齒眼子菜與狐尾藻價(jià)值評(píng)定指數(shù)見表3。由表3 可知，蓖齒眼子菜與狐尾藻的GI和RFV分別為35.44%、91.36%和154.95%、404.62%。通過與表1 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比得出，按RFV對(duì)水草進(jìn)行分級(jí)時(shí)，篦齒眼子菜與狐尾藻都屬于一級(jí)牧草；按GI對(duì)牧草進(jìn)行分級(jí)時(shí)，狐尾藻屬于一級(jí)牧草，篦齒眼子菜屬于二級(jí)牧草；從以上2 個(gè)指數(shù)對(duì)水草分級(jí)的結(jié)果看，分級(jí)情況存在差異。這說明使用GI能明顯區(qū)分養(yǎng)分含量差異很小的不同種類牧草，GI的計(jì)算公式把牧草中代謝能和粗蛋白結(jié)合起來，同時(shí)把牧草中NDF和ADF包括在內(nèi)，對(duì)全面、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)水草的營養(yǎng)價(jià)值具有科學(xué)的指導(dǎo)意義。

表3 苜蓿干草與水草價(jià)值評(píng)定指數(shù)

2.2 水草氨基酸含量與價(jià)值評(píng)定

2.2.1 水草氨基酸含量 篦齒眼子菜與狐尾藻17種氨基酸含量占比見表4，水草中氨基酸種類豐富（除色氨酸因水解幾乎全被破壞外），狐尾藻中氨基酸總量（TAA）和必需氨基酸總量（EAA）分別為5.306、2.031 g/（100 g），其中含量最高的是天冬氨酸，為0.754 g/（100 g），占氨基酸總含量的14.21%，其次是谷氨酸和亮氨酸，分別占氨基酸總量的13.29%和8.80%。篦齒眼子菜的氨基酸總量和必需氨基酸總量則分別為5.165、1.993 g/（100 g），占氨基酸總含量排前三的氨基酸與狐尾藻相同，依次為天冬氨酸（12.47%）、谷氨酸（11.40%）、亮氨酸（10.73%）。依據(jù)WHO/FAO 提出的蛋白質(zhì)理想模式（EAA/TAA約為40.00%、EAA/NEAA高于60.00%）可知，狐尾藻與篦齒眼子菜的EAA/TAA分別為38.28%和38.59%，EAA/NEAA則為62.02%和62.83%，可作為畜禽的理想蛋白質(zhì)補(bǔ)充來源。

表4 水草的17 種氨基酸含量

2.2.2 水草氨基酸評(píng)分 篦齒眼子菜與狐尾藻氨基酸評(píng)分與化學(xué)評(píng)分見表5，根據(jù)AAS分析，狐尾藻和蓖齒眼子菜的氨基酸評(píng)分除Met+Cys（81.4%、33.1%），其余均大于100.0%，高于WHO/FAO 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式（100.0%），滿足飼料必需氨基酸的需求，蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值高；根據(jù)CS分析，與標(biāo)準(zhǔn)雞蛋蛋白模式相比較，狐尾藻和蓖齒眼子菜中第一限制性氨基酸均為Met+Cys，評(píng)分為51.8%、21.1%。采用氨基酸評(píng)分和化學(xué)評(píng)分評(píng)價(jià)狐尾藻和蓖齒眼子菜蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值時(shí)，可通過WHO/FAO 標(biāo)準(zhǔn)模式與雞蛋蛋白模式計(jì)算來明確2 種水草分別缺乏的氨基酸。若僅以第一限制性氨基酸作為蛋白質(zhì)質(zhì)量的判斷標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)單一，存在不足，同時(shí)單一氨基酸過多還會(huì)影響蛋白質(zhì)質(zhì)量，為了更好地評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)營養(yǎng)，可從蛋白質(zhì)的氨基酸平衡性角度去評(píng)價(jià)水草蛋白質(zhì)質(zhì)量［19］。

表5 水草的氨基酸評(píng)分與化學(xué)評(píng)分

2.2.3RAA、RC、SRC分析 篦齒眼子菜與狐尾藻必需氨基酸的RAA、RC見表6。RC分析中，狐尾藻中除蛋氨酸+胱氨酸含量不足，為第一限制氨基酸外，其他氨基酸評(píng)分均在0.80～1.39，接近WHO/FAO 理想模式；蓖齒眼子菜中蛋氨酸+胱氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸的RC為0.26、1.97，分別表明其與對(duì)應(yīng)氨基酸WHO/FAO 理想模式推薦值相對(duì)不足和相對(duì)過剩，限制了蓖齒眼子菜的氨基酸營養(yǎng)價(jià)值。由RC計(jì)算CV后可得SRC，2 種水草的SRC按順序排列為狐尾藻（82.84）＞蓖齒眼子菜（62.23）。說明狐尾藻的必需氨基酸相對(duì)平衡，蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值高于蓖齒眼子菜；蓖齒眼子菜的RC分散程度較狐尾藻大，但其SRC＞50.00，說明仍具有較高的營養(yǎng)價(jià)值。

表6 水草必需氨基酸的RAA 和RC

3 討論

該研究結(jié)果表明，狐尾藻的營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)高于蓖齒眼子菜，其中常規(guī)營養(yǎng)成分價(jià)值評(píng)定中，按粗蛋白（CP）對(duì)水草進(jìn)行分級(jí)時(shí)，苜蓿草粉＞篦齒眼子菜＞狐尾藻；按酸性洗滌纖維（ADF）和中性洗滌纖維（NDF）進(jìn)行分級(jí)時(shí)，三者均屬于一級(jí)牧草。因?yàn)锳DF用于估測粗飼料潛在采食量，其含量越高，粗飼料品質(zhì)越低，NDF用于估測粗飼料消化率，其含量越低，粗飼料品質(zhì)越好［23］。篦齒眼子菜的粗蛋白含量雖低于苜蓿草粉（NY/T140—20023 級(jí)），卻接近于玉米（CFN：4-07-0278）9.00%，是一種低纖維、鈣和粗蛋白含量較好的粗飼料，狐尾藻中鈣的含量遠(yuǎn)超過苜蓿草粉，可作為畜禽的理想補(bǔ)鈣來源。在氨基酸含量評(píng)定中，狐尾藻＞篦齒眼子菜。苜蓿干草TAA含量為14.56%，EAA含量為5.82%［22］，而本研究中狐尾藻中TAA和EAA分別為5.306 g/（100 g）和2.031 g/（100 g），篦齒眼子菜的TAA和EAA則分別為5.165 g/（100 g）和1.993 g/（100 g）。氨基酸相關(guān)價(jià)值品質(zhì)排序?yàn)檐俎８刹荩竞苍澹倔鼾X眼子菜。依據(jù)WHO/FAO 提出的蛋白質(zhì)理想模式可知，苜蓿干草、狐尾藻與篦齒眼子菜的EAA/TAA分別為39.31%、38.28%和38.59%，EAA/NEAA則為60.69%、62.02%和62.83%，含量相近，可作為苜蓿的替代飼料。

水草作為替代飼料，在不影響畜禽正常生長性能的情況下，可通過添加適宜比例替代部分常規(guī)飼料。吳飛等［24］在飼糧中添加10%綠狐尾藻可改善肥育豬的血清生化指標(biāo)，降低平均背膘厚，改善豬肉品質(zhì)；李琳［9］研究表明，相較于玉米秸稈，蘆草對(duì)肉羊的生產(chǎn)性能更好，隨著飼喂時(shí)間越長，蘆草組羔羊平均日增重和料重比與青貯苜蓿無顯著差異，對(duì)肉羊的增重效果相當(dāng)，可替代青貯苜蓿作為粗飼料來源；黃仲園［25］在飼料中添加30%以內(nèi)的苦草粉可提高草魚肌肉的品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)提高了草魚腸道菌群的多樣性，可增強(qiáng)腸道對(duì)苦草纖維素的分解能力；王艷立等［11］將富營養(yǎng)化湖泊中龍須眼子菜為主的沉水水草應(yīng)用于綿羊日糧飼料中，有效添加量最高可達(dá)到30 %，最佳添加量為20 %，既具有生態(tài)效益，又具有經(jīng)濟(jì)效益。

該研究采用飼料相對(duì)價(jià)值指數(shù)、粗飼料分級(jí)指數(shù)進(jìn)行常規(guī)營養(yǎng)成分的評(píng)定，應(yīng)用氨基酸評(píng)分法、化學(xué)評(píng)分法、氨基酸比值系數(shù)和氨基酸比值系數(shù)分來分析水草的營養(yǎng)價(jià)值。綜合分析可知，蓖齒眼子菜與狐尾藻的氨基酸種類豐富、含量高，營養(yǎng)物質(zhì)全面，營養(yǎng)價(jià)值略低于苜蓿干草，可以作為常規(guī)飼料原料的補(bǔ)充飼料，有望解決水環(huán)境的二次污染問題，同時(shí)為下一步替代常規(guī)飼料適宜添加比例的研究提供科學(xué)依據(jù)和參考資料，促進(jìn)寧夏水生植物資源化利用的發(fā)展。

4 小結(jié)

通過對(duì)水草常規(guī)營養(yǎng)成分及價(jià)值的初步評(píng)定，蓖齒眼子菜與狐尾藻的GI和RFV分別為35.44、91.36MJ 和154.95%、404.62%，均屬于一級(jí)牧草。對(duì)水草的氨基酸含量及價(jià)值初步評(píng)定，篦齒眼子菜和狐尾藻中氨基酸總量分別為5.165、5.306 g/（100g），AAS、CS分析與其對(duì)應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式比較可知，2 種水草蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值高，滿足飼料必需氨基酸的需求，且SRC按順序排列為狐尾藻（82.84）＞蓖齒眼子菜（62.23）。說明狐尾藻的必需氨基酸相對(duì)平衡，蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值高于蓖齒眼子菜。2 種水草的飼用價(jià)值接近于苜蓿干草，是一種營養(yǎng)價(jià)值較高、氨基酸種類豐富、含量高的優(yōu)質(zhì)飼料，二者均可作為畜禽飼料理想蛋白質(zhì)的補(bǔ)充來源，提高機(jī)體免疫力，適合作為牛、羊等草食動(dòng)物粗飼料，同時(shí)起到補(bǔ)充寧夏飼料短缺、降低飼養(yǎng)成本的作用，是具有潛力的水草資源，值得大力開發(fā)利用。