资源的饲用部位为研究对象，测定其根、茎和叶的营养成分和氨基酸含量，并进行评价分析。结果表明：薏苡的根、茎、叶中均含有7种必需氨基酸和10种非必需氨基酸，各部位间氨基酸含量差异显著，总体趋势为叶>根>茎，其中台湾红衣薏苡叶的氨基酸含量显著高于其他供试资源。薏苡饲用部位功能性氨基酸特别是药用氨基酸含量丰富，占总氨基酸含量的59.34%～69.27%。通过氨基酸评分明确了（蛋氨酸+胱氨酸）是薏苡饲用资源的第一限制氨基酸，并通过分部位聚类筛选出2份氨基酸含量高的薏苡叶资源（台湾红衣薏苡和北峰野生薏苡），为薏苡饲用提供数据参考。
关键词 薏苡；饲用部位；氨基酸；评价
中图分类号 S543 文献标识码 A
Feeding Value Evaluation of Coix Based on Amino Acid Analysis
DENG Sufang， YANG Youquan， LI Chunyan， YING Zhaoyang*
Agricultural Ecology Institute， Fujian Academy of Agricultural Sciences / Fujian Engineering and
Technology Research Center for Hilly Prataculture， Fujian， Fuzhou 350013， China
Abstract Nutritional components and amino acid contents were analyzed and evaluated in different feed tissues of 9 coix germplasms in order to clarify the amino acid nutrition of coix feed parts. The results showed that 7 essential amino acids and 10 non-essential amino acids were detected in the root， stem and leaf of coix. The difference of amino acid content between different parts was significant. The overall order from high to low was leaves， roots and stems. Amino acid contents of Taiwan red coix leaves were significantly higher than that of the other test resources. Feed tissues of coix were rich in functional amino acids， especially medicinal amino acids， accounting for 59.34%～69.27% of the total amino acids. Amino acids score made clear that methionine-cystenine was the first limiting amino acid of coix. Two coix resources（Taiwan red coix and North peak wild coix）with the highest amino acid content were selected by cluster analysis of various parts， which provided data reference for the feeding of coix.
Key words Coix； feed tissue； amino acid； evaluation
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.08.016
薏苡（Coix lacryma-jobi）為禾本科（Poaceae）薏苡属（Coix Linn.）一年生或多年生草本植物，广泛种植于中国贵州、广西、福建等地[1]。薏苡全株兼有食用、药用和饲用功能，素有“禾本科之王”的美誉[2]。其种仁因作食用营养丰富、药用保健效果好、利用方便，已被广泛开发利用，而其他部位（根、茎、叶）的饲用、药用功能因常被忽略而遭废弃。薏苡的生物产量比传统饲料玉米大[3]，种仁以外的废弃部分不仅占了总生物量的84%[4]以上，而且营养丰富，是良好的饲用资源[5]。在大力发展南方草牧业的大背景下，薏苡这种耐贫瘠、适合荒坡山地种植的饲用植物，具有广泛的应用前景。
近年来，已陆续有学者开展薏苡饲用品种的选育工作[6]，并选育出了一些饲用薏苡品种[7]。然而，关于薏苡特别是非种仁部位饲用价值的研究很少，仅有少量关于薏苡非种仁部位的常规营养成分[3，8]、氨基酸[9-10]和脂肪酸[4]的检测以及薏苡副产品对家畜（猪、兔[8]、牛[11]）个别生长性能的影响等方面的报道。其中，在薏苡氨基酸营养方面，邵进明等[9]和王颖[10]各自检测了来自云南和贵州不同产地的薏苡非种仁部位中氨基酸的含量，不仅品种间氨基酸含量差异大，而同样来自贵州的兴仁薏苡测定结果也有较大差异，如内种皮中氨基酸总量分别为11.342 g/100 g和3.80 g/100 g，相差近3倍。可见薏苡不仅品种间氨基酸含量差异大[9]，其营养品质还受到产地环境影响[12]。氨基酸是衡量饲草饲用品质的重要指标之一，福建薏苡如果作为饲用，必须弄清其饲用部位的氨基酸营养价值，目前尚未有此方面的报道。鉴于此，本文选择福建种植的薏苡根、茎、叶来进行氨基酸成分分析及评价，找出薏苡饲用的限制性氨基酸，旨在明确福建薏苡饲用资源的营养价值，为薏苡饲用提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 材料
实验材料取自同样种植在福州泉头试验基地的北峰野生薏苡、德化薏苡、台湾红衣薏苡、金沙薏苡、台湾薏苡、翠薏1号、浦薏6号、玉山薏苡等8种薏苡，以及南平农科所溪口山基地的浦薏6号，共9个资源（表1），取种仁收获后的根、茎、叶分别进行基本营养成分和氨基酸检测，以便分析品种和产地造成的薏苡营养差异。
1.2 方法
1.2.1 材料处理 随机3点取样法，取1.1中的各供试薏苡资源植株3丛，按根、茎、叶分别收集，于65 ℃烘干后粉碎，并过0.45 mm孔径（40目）筛，得各部位样品500 g左右，装入磨口瓶中备用。
1.2.2 测定方法 参照各种成分测定的国家标准，分别取适量材料进行常规营养成分和氨基酸的测定。具体方法如下：粗蛋白测定方法参照GB/T 6432-1994；粗脂肪测定方法参照GB/T 6433-2006；粗灰分测定方法参照GB/T 6438-2007；粗纤维测定方法参照GB/T 6434-2006；总磷测定方法参照GB/T 6437-2002；钙的测定方法参照GB/T 6436-2002；氨基酸的测定参照GB/T 18246-2000饲料中氨基酸的测定方法[13]，采用日立L-8800型氨基酸自动分析仪测定。
1.2.3 氨基酸的营养评价方法 参照国际粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）的氨基酸评分标准和全鸡蛋蛋白质的氨基酸评价标准[14]，按以下公式计算氨基酸评分（AAS）和化学评分（CS）。
AAS=aa/AA（FAO/WHO）×100% （1）
CS=aa/AA（Egg）×100% （2）
式中：aa为实验样品氨基酸含量， %；AA（FAO/WHO）为FAO/WHO评分标准中同种氨基酸含量，%；AA（Egg）为全鸡蛋白质中同种氨基酸含量，%。
1.3 数据处理
每个样品进行3次平行实验，测定结果以（x±s）表示，用Excel等软件进行数据处理和制图，采用SPSS13.0进行方差分析，用LSD进行差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 薏苡饲用部位常规营养成分分析
不同薏苡资源根、茎、叶常规营养成分含量的平均值和标准差见图1。薏苡不同部位的营养成分含量存在一定差异。叶的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、磷、钙含量均比其他部位高，粗纤维含量则较低，其中粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、钙的含量与根差异极显著，粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、钙的含量与茎差异极显著。可见，叶具有比其他部位更高的营养价值。同一部位不同品种之间营养成分差异较大，特别是叶的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分等指标变幅较大。可見，不同品种间存在营养差异。
2.2 薏苡饲用部位氨基酸的组成与营养评价
2.2.1 不同来源薏苡氨基酸含量的差异 供试薏苡的根、茎、叶均被检出常见的17种氨基酸，包括7种必需氨基酸和10种非必需氨基酸。不同部位的氨基酸含量存在差异，3个重复的平均值见表2。从表2可以看出，同一品种中，除了部分品种（德化薏苡、金沙薏苡、台湾薏苡、翠薏1号和玉山薏苡）根的天门冬氨酸含量比叶高外，其他氨基酸的含量都是叶最高，并且存在显著性差异。从9个供试资源的平均水平来看，不同部位之间的氨基酸含量除了根、茎中的胱氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸之间差异不显著外，其它氨基酸各部位间都存在显著性差异。来源于同一部位不同资源之间的差异显著性分析表明，除了茎中的胱氨酸含量品种间没有差异显著性，其他部位各种氨基酸含量均有存在差异极显著的品种。而9个薏苡资源中，台湾红衣薏苡的根（天门冬氨酸除外）、翠薏1号的茎（天门冬氨酸和脯氨酸除外）和叶（天门冬氨酸除外）中各种氨基酸含量分别是3个部位中含量最低的，并与其它多数品种间存在显著性差异。而北峰野生薏苡的茎和台湾红衣薏苡的叶在各自部位中均占有显著性优势。另外，不同品种不同部位的各氨基酸水平变化趋势基本一致。17种氨基酸中，含量较高的依次是谷氨酸或天门冬氨酸、亮氨酸或丙氨酸、赖氨酸、甘氨酸、缬草氨酸等，占氨基酸总量的62.28%～68.07%。
2.2.2 供试薏苡的氨基酸构成 供试的9个薏苡资源中不同部位的总氨基酸、必需氨基酸和非必需氨基酸含量规律一致，依次是叶>根>茎，而且不同部位间存在极显著差异（表3）。氨基酸含量丰富的叶中，最高的是台湾红衣薏苡，可达10.88 g/100 g，是最低（翠薏1号）的2.68倍；茎中最高的是北峰野生薏苡（3.58 g/100 g），最低的是翠薏1号（1.39 g/100 g）；根中最高的是玉山薏苡（4.56 g/100 g），最低的是台湾红衣薏苡（1.99 g/100 g）。
根据FAO/WHO中的标准，必需氨基酸占总氨基酸含量的40%以上且必需氨基酸与非必需氨基酸比值在60%以上为优质蛋白质。由此看来，供试的薏苡资源仅有叶中的指标（EAA/TAA平均37.50%， EAA/NEAA平均59.94%）接近标准，属于优质蛋白质。
2.2.3 薏苡功能性氨基酸的分析 供试薏苡资源的功能性氨基酸占比见表4。从表4可以看出，供试资源中不同部位的各种功能性氨基酸平均含量规律一致，均为叶>根>茎，且各部位间差异极显著；各种功能性氨基酸占总氨基酸含量的平均比值则没有统一规律，药用氨基酸和鲜味氨基酸各自占总氨基酸含量的平均比值是根>茎>叶，甜味氨基酸和苦味氨基酸各自占总氨基酸含量的平均比值则是叶>茎>根。而同样来源于根，台湾红衣薏苡根中的各种氨基酸含量最低，玉山薏苡根中的各种氨基酸含量最高，与其他品种的差异均达到极显著水平；茎叶中各种氨基酸含量最低的都是翠薏1号；茎中最高的是北峰野生薏苡；叶中最高的是台湾红衣薏苡，与其他品种的差异均达到极显著水平。
根据周琳[15]提出的功能性氨基酸（FAA，funtional amino acid）范围，薏苡中测到包括天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、酪氨酸、精氨酸和脯氨酸在内的9种功能性氨基酸，平均含量为1.10～3.55 g/100 g，占总氨基酸的54.14%～64.75%。而薏苡各种功能性氨基酸中药用氨基酸（PAA）（包括谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、酪氨酸、甘氨酸和亮氨酸等9种氨基酸[16]）含量最高，占总氨基酸含量59.34%～69.27%。随后依次是鲜味氨基酸（DAA）、甜味氨基酸（SAA）和苦味氨基酸（BAA）等呈味氨基酸。鲜味氨基酸包括谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸、丙氨酸和甘氨酸[17-19]，这5种氨基酸的含量在薏苡各资源中均较高，因此薏苡鲜味氨基酸的含量占总氨基酸含量的一半左右（44.59%～59.75%，平均值49.93%）。甜味氨基酸包含丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸等[20]，薏苡甜味氨基酸平均含量占总氨基酸的30.51%。苦味氨基酸包含亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸和酪氨酸5种[21]。台湾薏苡的茎中苦味氨基酸含量占总氨基酸中的比例在供试资源中最高，可达28.66%；金沙薏苡根中苦味氨基酸含量占总氨基酸的比例最低，为18.75%。
2.2.4 薏苡氨基酸评分 通过分别计算根、茎和叶中的必需氨基酸评分和化学评分值，得到不同薏苡资源不同部位的评分结果，见图2和图3。结果表明，相比鸡蛋蛋白值，薏苡氨基酸的评分更接近FAO推荐值，其中多个资源的部分必需氨基酸评分甚至超过了FAO推荐值，例如北峰野生薏苡、德化薏苡、台湾红衣薏苡和南平浦薏6号的叶中多个必需氨基酸评分高于FAO推荐值。同一部位的不同供试品种中，台湾薏苡叶的必需氨基酸评分最高，德化薏苡的根在供试品种中必需氨基酸评分最高，北峰野生薏苡茎的必需氨基酸评分在供试品种中最高。台湾红衣薏苡叶的必需氨基酸评分除了蛋氨酸+胱氨酸外，其他均远远高于FAO的推荐值，是良好的蛋白源。
此外，从图2和图3中可以看出，虽然不同资源不同部位的薏苡资源氨基酸水平差异较大，但各资源根、茎、叶的氨基酸水平呈现一致的变化规律。供试的9种薏苡资源的不同部位（根、茎、叶）的第一限制性氨基酸均是蛋氨酸+胱氨酸，第二限制性氨基酸是异亮氨酸，最优质的必须氨基酸是苏氨酸。
2.3 薏苡资源的氨基酸聚类
为了将来在分别利用不同部位时能够有品种选择参考依据，针对氨基酸含量，利用欧式距离和离差平方和法对供试薏苡品种进行聚类分析，得出不同部位下氨基酸含量高低的品种分类结果，具体见图4。不同部位的聚类结果不同。以薏苡根的氨基酸进行聚类，可以将9个薏苡资源分为3类（图4-A）。其中，台湾红衣薏苡区别于其他8个资源，其根中的氨基酸含量最低（TAA<2%），单独为一类；金沙薏苡、台湾薏苡和玉山薏苡根中的氨基酸含量在供试薏苡中较高（TAA≥4%），此3个资源聚为一类，属于高氨基酸的薏苡根资源；而德化薏苡、翠薏1号、宁化浦薏6号、南平浦薏6号和北峰野生薏苡聚为一类（2% 以薏苡茎的氨基酸进行聚类，可以将9个薏苡资源分为2类（图4-B）。北峰野生薏苡茎氨基酸含量最高（TAA=3.58%），单独聚为一类；供试的其他8种薏苡资源茎的氨基酸含量相当（1.39%≤TAA≤2%），聚为一类。 以薏苡叶的氨基酸进行聚类，则可以将9个薏苡资源分为3类（图4-C）。北峰野生薏苡和台湾红衣薏苡在供试的9个薏苡资源中，其叶的氨基酸含量最高（TAA>9%），聚为一类；德化薏苡、玉山薏苡和南平浦薏6号叶的氨基酸含量相当，在供试资源中屬于中等水平（5.52%≤TAA≤6.21%），聚为一类；金沙薏苡、宁化浦薏6号、台湾薏苡和翠薏1号叶的氨基酸含量在供试资源中属于较低的一类（4.06%≤TAA≤4.92%）。 3 讨论 饲草氨基酸是草食家畜体内重要的蛋白来源，不仅反映了饲草的营养品质，还与饲草的抗性、风味和功能性有一定的相关性，对于促进动物生长、提高饲料利用率具有重要作用。因此，明确薏苡的氨基酸营养价值对薏苡的饲用具有重要意义。本研究通过对不同来源薏苡饲用资源的氨基酸进行分析，明确了薏苡中包含常见的17种氨基酸（7种必需氨基酸和10种非必需氨基酸），主要的氨基酸依次是谷氨酸、天门冬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、赖氨酸、甘氨酸、缬草氨酸等。叶的常规营养成分和氨基酸含量均比其他部位丰富和均衡，这与王颖[10]的分析结果一致，可见，薏苡叶较其他部位而言，是良好的饲用资源。不同品种的氨基酸营养成分差异显著，本研究从不同部位按氨基酸含量高低进行品种分类，便于为今后分开利用时提供品种选择参考。此外，黄羌维等[12]研究认为薏苡的营养成分与场地环境关系较大，本研究也证实了这一点。同样是浦薏6号，种植地不同（泉头试验基地和南平农科所）的2个资源测定结果存在显著差异，特别是叶的氨基酸差异更大，聚到了不同的类别。因此，在实际应用时，参考本研究分类的同时，还应充分考虑产地环境的影响，必要时可采取适当的耕作措施促进薏苡氨基酸养分的积累，例如低温、弱光有利于叶片氨基酸的积累[22]，追施氮肥促进茎秆的氨基酸积累[23]等。 功能性氨基酸包括精氨酸、谷氨酰胺、支链氨基酸、色氨酸、甘氨酸和脯氨酸等[15]，参与调节并能够提高动物健康水平、促进其生长发育、泌乳及繁殖等重要代谢途径[24-26]；药用氨基酸是维持机体氮平衡所必需的；呈味氨基酸则直接影响饲草的适口性。本研究测得薏苡中功能性氨基酸含量丰富，特别是药用氨基酸含量最高，这正是薏苡作为药用植物的重要依据，为薏苡防病保健的功能奠定了物质基础。另外，呈味氨基酸特别是鲜味氨基酸含量高，能够增强薏苡的适口性。 饲草中的第一限制氨基酸决定了其他必需氨基酸的利用率。王颖[10]虽然对贵州兴仁薏苡不同部位的氨基酸进行了评分，但评分结果不规律，未能找出薏苡饲用的限制氨基酸。本研究通过氨基酸评分明确了薏苡的第一限制氨基酸是蛋氨酸和胱氨酸（含硫氨基酸），因此在将薏苡作饲用时为了提高混合饲粮的必需氨基酸利用率，必须要合理搭配一定量的含硫氨基酸，其最佳添加量可以通过模式比来计算，它取决于薏苡第二限制性氨基酸（异亮氨酸）的含量。明确限制薏苡饲用的氨基酸种类，将为今后薏苡饲用、提高蛋白质利用率提供科学的依据。 总之，通过氨基酸检测和聚类分析，本研究认为在种植地相同的供试资源中，台湾红衣薏苡和北峰野生薏苡叶的氨基酸营养最丰富，无论是在总量还是质量上都超过了“中国饲料数据库”记载的饲用玉米、高梁和稻米等[27]，是较好的饲用资源。 参考文献 [1] 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志第十卷第二分册[M]. 北京： 科学出版社， 1989： 289. [2] 林 波， 李祥栋. 薏苡种质资源及其遗传特性研究进展[J]. 种子， 2016， 35（7）： 49-53. [3] 高金香， 吴世景， 周宗运， 等. 薏苡饲料资源开发和利用的研究——栽培试验及营养分析[J]. 安徽农业技术师范学院学报， 1994： 66-68. [4] 苏海兰， 黄颖桢， 陈菁瑛. 福建浦城薏苡不同器官脂肪酸组分及其含量测定[J]. 福建农业学报， 2012， 27（7）： 695-699.
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