黑稻颖壳和籽粒的营养成分与饲用价值分析

陈凌华，程祖锌，许 明

（1.福建农林大学金山学院，福建福州 350002；2.福建农林大学农学院，福建福州 350002）

水稻是我国主要粮食作物，水稻生产中除收获主产品籽粒外，还产生大量秸秆、颖壳等副产品。水稻副产品常用于饲料生产，但由于其纤维素含量较高，常通过青贮、酶解、微生物分解等方式（宫福臣等，2011 ；王博等，2012）提高秸秆饲用性，以及将秸秆或颖壳与其他物质搭配作为饲料营养添加的辅料（张振福和黄泽元，1997 ；陈功轩等，2019）。籽粒饲用，即栽培高产、高粗蛋白和高出糙率的饲料稻最早由青先国于1993 年提出（青先国和戴魁根，1998），此后研究者通过营养供给（陈军文等，2006）、栽培管理（吴朝晖和周瑞庆，2001）等方式致力于提高饲用稻米的产量与蛋白质含量。目前用于饲料稻栽培的主要有早籼稻（唐为民和呼玉山，2004）、巨型稻、超级稻（崔延春等，2018）等白稻品种；而黑稻作为特殊的色稻资源，富含花色苷、黄酮等活性物质，目前还未见针对其颖壳和籽粒的饲用价值进行分析。本研究分析了黑稻颖壳和籽粒的营养成分与饲用价值，以期为功能性色稻在饲料生产中的开发应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料 供试黑稻由福建农林大学农学院提供，田间试验按随机区组排列，设3 个重复，每个重复随机抽取6 株植株，自然干燥后将黑稻稻谷脱壳，分别收集脱壳后的颖壳和籽粒，粉碎后过40 目筛，再用四分法取得代表性样本，每份颖壳和籽粒样本各200 g，装袋密封用于后续试验。

1.2 试验方法

1.2.1 基本营养成分含量测定 各营养成分含量测定参照方法分别为水分：GB 5009.3-2016（第一法直接干燥法）；灰分：GB 5009.4-2016；蛋白质：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；粗纤维（CF）：GB/T 5009.10 -2003；中性洗涤纤维（NDF）：GBT 20806-2006；酸性洗涤纤维（ADF）：NY/T 1459-2022 ；总黄酮：采用Al（NO3）3法测定（郭溆等，2016）；花色苷：采用分光光度法测定（李玲和郭丽萍，2017）；钙：GB 5009.92-2016 ； 镁：GB 5009.241-2017 ；氨基酸：GB 5009.124 -2016 ；脂肪酸：GB 5009.168-2016。

1.2.2 饲用价值指标计算 各饲用价值指标计算方法如下：

干物质采食量（DMI）/%=120/NDF% ；

可消化干物质（DDM）/%=88.9-0.779×ADF% ；

相对饲料价值（RFV）=DMI%×DDM%/ 1.29（Rohweder 等，1978）；

有机物质消化率（OMD）/%=123.5068-2.279×CF（韩建国和贾慎修，1987）；

总可吸收营养物质（TDN）/（g/kg）=（-1.291×ADF）+101.35 ；

净能（NE1）=[1.044-（0.0119×ADF）]×2.205×4.187（Lithourgidis 等，2006）。

1.2.3 数据处理 试验数据采用Excel 2016 初步整理，采用SPSS 20.0 进行t 检验，结果以“平均数± 标准差”（n=3）表示。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分含量分析 由表1 可知，黑稻脱壳后，其颖壳与籽粒的各营养成分的含量均表现出极显著差异（P＜0.01），黑稻颖壳的灰分、粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、花色苷与钙含量极显著高于籽粒（P＜0.01）；黑稻籽粒的蛋白质、脂肪、可溶性碳水化合物、总黄酮和镁含量极显著高于颖壳（P＜0.01）。

表1 黑稻颖壳和籽粒的营养成分含量分析

2.2 饲用价值分析 由表2 可知，由于黑稻颖壳的粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量极显著高于籽粒（P＜0.01），故由这些因素计算获得的黑稻籽粒的各饲用价值指标均极显著优于颖壳（P＜0.01）。粗纤维含量越高，饲料消化率越低，饲料品质也越低（王郝为等，2017）。黑稻颖壳有机物质的消化率（OMD）仅有26.35% ；但由公式计算得到的籽粒的有机质的消化率的理论值为118.49%（已超过100%），这也从侧面反映出籽粒由于其特有的营养物质构成，导致其有机质消化率较高。研究上常用相对饲料价值（RFV）评价饲料营养价值，其值越大表明饲料营养价值越高；若RFV 大于100，说明该粗饲料营养价值整体较好。黑稻颖壳与籽粒的相对饲料价值分别为103.26 与1626.98，均高于100，说明黑稻的颖壳与籽粒均是优异的饲料来源，尤其籽粒饲料价值表现尤为突出。按照RFV 饲料分级标准（陈婷等，2023），黑稻颖壳属于二级标准（103 ＜RFV＜124），黑稻籽粒属于特级标准（RFV ＞151）。

表2 黑稻颖壳和籽粒的饲用价值分析

2.3 氨基酸含量分析 由表3 可知，黑稻颖壳和籽粒的色氨酸（酸解被破坏）均未被检出，籽粒检测出17 种氨基酸，颖壳检测出15 种氨基酸，蛋氨酸与胱氨酸未在颖壳中检测出，推测应是其含量过低且低于检出限所致。黑稻籽粒的各氨基酸含量均极显著高于颖壳（P＜0.01），颖壳和籽粒的EAA/TAA 分别为37.26% 和35.29%，接近40% ；EAA/NEAA 分别为59.38% 和54.54%，接近60%，可见黑稻颖壳和籽粒的氨基酸组成接近FAO/WHO 推荐的理想模式（Davalos 等，2004）。

表3 黑稻颖壳和籽粒的氨基酸种类及含量 mg/g

由表4 可知，黑稻籽粒的各必需氨基酸含量均极显著高于颖壳（P＜0.01）。颖壳和籽粒的必需氨基酸含量分别为27.25% 和34.16%，颖壳的必需氨基酸含量明显低于FAO 提出的必需氨基酸模式；籽粒的必需氨基酸含量虽低于鸡蛋必需氨基酸含量，但基本等同于FAO 提出的必需氨基酸模式，说明黑稻籽粒的氨基酸组成结构合理，具有较高的营养价值。

表4 黑稻颖壳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，黑稻颖壳和籽粒分别检测出17 种和12 种脂肪酸，饱和脂肪酸十五烷酸（C15 ：0）、二十一烷酸（C21 ：0）和二十三烷碳（C23 ：0），单不饱和脂肪酸芥酸（C22 ：1n9c）、多不饱和脂肪酸花生五烯酸（C20 ：5n3c）、二十二碳二烯酸（C22 ：2n6c）这6种脂肪酸仅在黑稻颖壳中被检测出，未在籽粒中被检测出；而单不饱和脂肪酸棕榈油酸（C16 ：1n7c）仅在黑稻籽粒中被检测出，未在颖壳中被检测出。黑稻颖壳与籽粒中排名前三的脂肪酸均为油酸（C18 ：1）、亚油酸（C18 ：2）和棕榈酸（C16 ：0），且均检测出必需脂肪酸亚油酸（C18 ：2）与亚麻酸（C18 ：3）。对在黑稻颖壳和籽粒中均检测出的11 种脂肪酸含量比较分析发现，黑稻颖壳的饱和脂肪酸肉豆蔻酸（C14 ：0）、十七烷酸（C17 ：0）、硬脂酸（C18 ：0）、花生酸（C20 ：0）、山嵛酸（C22 ：0）、木焦油酸（C24 ：0）和多不饱和脂肪酸亚麻酸（C18 ：3n3c）的含量均极显著高于籽粒（P＜0.01）；而黑稻颖壳的饱和脂肪酸棕榈酸（C16 ：0）、单不饱和脂肪酸油酸（C18 ：1n9c）与花生烯酸（C20 ：1n9c）、多不饱和脂肪酸亚油酸（C18 ：2n6c）的含量均极显著低于籽粒（P＜0.01）。对黑稻颖壳和籽粒的各类型脂肪酸存在比例分析可得，黑稻颖壳的SFA 极显著大于PUFA（P＜0.01）；PUFA 略大于MUFA，但未达到显著差异。而黑稻籽粒的MUFA 略大于PUFA，但未达到显著差异；PUFA 极显著大于SFA（P＜0.01）。

表5 黑稻颖壳和籽粒的脂肪酸含量分析 %

3 讨论

黑稻作为珍贵的水稻品种，其颖壳和籽粒因花色苷积累程度的不同而呈现褐色、黑色。为研究功能性色稻黑稻颖壳及籽粒的饲用价值，通过对其营养成分及饲用价值的分析发现，黑稻颖壳和籽粒均含有丰富的花色苷与黄酮等生理活性物质，对提高机体抗氧化与免疫能力有积极作用（李慧等，2021 ；孙玲等，2000 ；马先红等，2018）。黑稻颖壳的纤维素、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维与灰分含量较高，导致其有机物质消化率偏低，故颖壳较适合用于反刍动物的直接食用，或者在饲料中添加纤维素酶提高其有机物消化率（邱向锋等，2006）。黑稻颖壳的氨基酸含量不高，蛋氨酸和胱氨酸含量低于检出限而未能被测出。但颖壳的脂肪酸种类较为丰富，尤其是不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸具有调节血脂平衡、抗心血管疾病等作用，颖壳中检测出7 种不饱和脂肪酸，包括必需脂肪酸亚油酸（C18 ：2）、亚麻酸（C18 ：3）和花生五烯酸EPA（C20 ：5n3c）。由于黑稻颖壳的营养成分组成较为丰富，而且其产量大、价格低廉，同时其相对饲料价值RFV 已达到饲料的二级指标，但鉴于其蛋氨酸和胱氨酸的缺乏，建议在使用时需配合氨基酸补充剂。

黑稻籽粒黑米素有“世界米中之王”“贡米”“药米”等美誉，相比白米含有更丰富的蛋白质、粗脂肪、矿物质、灰分等营养成分；而且其富含花色苷、黄酮和生物碱等功能性成分（柏鹤等，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）等方面表现突出。稻米蛋白的利用率与生物价居粮食首位，且过敏性低，黑稻籽粒的粗蛋白质含量达到8.73%，必需氨基酸模式与FAO 模式相当。籽粒的油酸与亚油酸的比例为1.09 ∶1，基本符合国际卫生组织推荐的1 ∶1 的摄入比例；而且SFA ：MUFA ：PUFA 的比值较为接近中国营养协会推荐的“＜1 ∶1 ∶1”的比例（苏宜香和郭艳，2003）。黑稻籽粒的粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量极低，有机物消化率极高；而且其相对饲料价值RFV 达到特级标准，饲用价值极高。

4 结论

本试验结果表明，黑稻颖壳和籽粒的相对饲料价值RFV 均达到饲料标准，但鉴于颖壳和籽粒的各营养成分侧重点不同，黑稻颖壳较适合作为饲料添加剂使用，而黑稻籽粒可作为优质饲料资源直接使用。