1、大豆荚皮营养成分积累动态分析 刁秀楠 1 李文帅 1 高春燕 1 张永坡 1 王敏 2 赵晋忠 1 杜维俊 2 岳爱琴 2 （ 山西农业大学文理学院 1，太谷 030801） （ 山西农业大学农学院 2，太谷 030801） 摘要 为明确大豆荚皮不同发育时期蛋白质和纤维含量积累动态，本研究利用 分光光度法 和范氏洗涤纤维分析法 ，对 9 份山西大豆材料开花后 25、 32、 40、 50、 60、 70 天大豆荚皮的蛋白质和纤维含量进行了测定，并对饲用价值进行综合评定。结果表明： 9 个大豆材料不同发育时期荚皮中蛋白质、纤维素、半纤维素、木 质素、 NDF 和 ADF 积累趋势不同。 大豆 荚
2、皮 发育过程中 RFV 总体上呈下降趋势 。 6 个大豆材料汾豆 56、 L-6、晋大 74、晋豆 19、晋遗 30 和中黄 24 不同发育时期大豆荚皮 的 RFV 均大于 100，可作为粗饲料开发应用。 关键词 大豆 荚皮 蛋白质 纤维素 饲用价值 中图分类号： S529 文献标识码： A 文章编号： 大豆荚皮作为大豆生产的主要副产品，荚皮和籽粒的比例达到 1 2。由于荚皮中含有蛋白质 和 纤维素等营养成分，因此有较高的饲用价值，可作为一种粗饲料开发应用 1,2。张磊等研究表明大豆荚 皮中 粗蛋白 含量为 12.4%，中性洗涤纤维 （ NDF） 、 酸性洗涤纤维 （ ADF） 、纤维素、半纤
3、维素和木质素 含量分别为51.1%、 37.3%、 30.5%、 13.8%和 6.8%2。但大豆荚皮利用率低，多作为农业废弃物进行焚烧，对自然资源造成极大破坏 2-4。近年来随着 畜牧业的迅速发展 ，对饲料的需求量大幅增加，探求新的饲料资源 显得 越来越重要 5, 6。 Sruamsiri等用大豆荚皮替代部分稻草饲喂奶牛，结果表明奶牛的采食量和 4%标准乳产量均 有升高 7。将大豆荚皮作为家畜养殖的饲料，不仅可高效利用大豆荚皮， 还可减少焚烧带来的环境污染，具有一定的市场潜力和经济效益。 然而，有关大豆荚皮不同发育时期蛋白质 和 纤维素等成分积累动态研究较少。因此，本研究通过测定 9个大豆材
4、料不同发育时期荚皮中蛋白质、纤维素、半纤维素和木质素的含量，探讨大豆荚皮发育过程中蛋白质、纤维素、半纤维素和木质素的积累动态，为今后大豆荚皮的有效利用，尤其是为大豆荚皮饲料化提供科学依据。 1材料与方法 基金项目：山西省重点研发计划项目（ 201703D221004-5），山西省重点研发计划重点项目（ 201703D211001） ， 山西省高等学校科技创新项目（ 2015148），山西省自然科学基金（ 2016011076），山西农业大学科技创新基金项目 （ zdpy201706) 收稿日期： 2017-12-13 作者简介：刁秀楠，女， 1993年出生，硕士，大豆品质研究 通讯作者：岳爱琴
5、，女， 1975年出生，教授，大豆品质研究 1.1材料 本实验以 9 个 适宜山西种植的 大豆材料汾豆 56、 L-6、晋大 74、晋豆 19、晋遗 30、武黑、中黄 13、中黄 24、中黄 37 为供试材料。所有试验 材料均由山西农业大学大豆育种室提供。 2016年种植 9个大豆材料于山西农业大学农作站。开花期对开花同一时间且在同一部位的花进行挂牌标记，分别在开花后 25、 32、40、 50、 60、 70 天取大豆荚， 每个材料每个时期重复 3 次，每次重复取 100 个大豆荚 。 分离荚皮和籽粒，荚皮 冷冻干燥后磨碎，过 60目筛，置于 -20 冰箱保存备用。 1.2主要仪器 Ther
6、mo Heto Power Dry LL3000 冻干机：上海汇分电子科技公司； Grinoer GT200 震动球磨仪：北京格瑞曼仪器设备有限公司； LWY84B 控温式远红 外消煮炉： 武汉格莱莫检测设备有限公司； SmartChem140 全自动间断化学分析仪：法国 Alliance公司； FIWE6纤维素测定仪：意大利 VELP 公司。 1.3试验方法 1.3.1 蛋白质的测定 取 0.3000 g荚皮粉末于 100 mL消煮管中，加入浓硫酸 5 mL，摇匀，再加入2 mLH2O2， 380 消煮 20 min，稍微冷却后重复加入 2 mLH2O2，再消煮 20 min。如此重复数次，
7、之后每次添加的 H2O2逐次减少，消煮至溶液呈无色透亮后，再加热 10 min，除去剩余的 H2O2。消煮后冷却，样品溶液转移 至 10 mL离心管中总氮待测。 参照陈建磊等 8分光光度 法，利用 SmartChem140全自动间断化学分析仪测定材料的总氮含量，乘以转化系数 6.25即为蛋白质含量。 1.3.2 纤维含量的测定 取 0.3000 g荚皮粉末置于 FIWE6纤维素测定仪，参照 范氏洗涤纤维分析法 9测定 NDF和 ADF 含量 ，利用差重法计算出荚皮中纤维素、半纤维素和木质素 含量 。 1.3.3 相对饲用价值（ RFV）的评价 参照美国全国牧草和草地委员会的牧草质量标准，以 R
8、FV 为基数评价大豆荚皮作为粗饲料的纤维指标。分为特级（ 151）、 1级 （ 125151）、 2级（ 101124）、3级（ 86100）、 4级（ 7785）和一般（ 77） 6个等级 10。计算公式如下： RFV=120/NDF (88.9-0.779 ADF)/1.29 1.3.4 数据分析 应用 Microsoft Excel 2010 和 GraphPad prism 6.01 软件进行统计分析。 2结果与分析 2.1大豆荚皮蛋白质含量积累动态分析 蛋白质是评价粗饲料最重要的指标， 是影响反刍动物采食量的重要因素， 其含量越高，粗饲料品质越好 11,12。 供试 9 个大豆材料，
9、 荚皮中蛋白质积累趋势不同（图 1）。汾豆 56、晋豆19、晋遗 30和武黑荚皮中蛋白质含量总体呈先增后减的趋势，晋遗 30在开花后40 天时含量达到最大值，为 5.04%，而汾豆 56、晋豆 19和武黑则在开花后 32天含量达到最大值，分别为 4.99%、 7.40%和 8.29%。 L-6 和晋大 74 荚皮中蛋白质含量整个发育期呈不断下降的趋势，开花后 25 天，蛋白质含量最高，分别为7.57%和 7.19%。 图 1 大豆荚皮蛋白质含量积累动态分析 2.2大豆荚皮纤维成分含量积累动态分析 采用范氏洗涤纤维分析法 对 9个大豆材料荚皮纤维素 、半纤维素和木质素含量进行测定，结果如图 2、
10、图 3和图 4。 2.2.1 大豆荚皮纤维素含量积累动态分析 纤维素是粗饲料主要营养指标之一。 纤维素 不仅是草食动物和反刍动物的重要能量来源，而且对于反刍动物瘤胃微生物的发育及瘤胃的功能具有重要意义。 9个大豆材料整个发育时期荚皮中纤维素的积累趋势不同（图 2）。晋大 74荚皮纤维素含量 总体呈先增后减趋势，开花后 40天时含量最高，为 26.21%；武黑则呈先减后增趋势，开花后 32 天时含量最低。另外 7 个材料汾豆 56、 L-6、晋豆 19、晋遗 30、中黄 13、中黄 24、中黄 37在整个 发育时期 荚皮 纤维素含量不断增加。中黄 37在开花后 40、 50、 60、 70天荚皮
11、纤维素含量均显著高于同时期其它材料。 图 2 大豆荚皮纤维素含量积累动态分析 2.2.2 大豆荚皮半纤维素含量积累动态分析 半纤维素是粗饲料中的 主要抗营养成分，含量较高时降低粗饲料消化利用率，最终影响动物健康和生产性能 13,14。 9个大豆材料整个发育时期荚皮半纤维素含量的积累趋势存在差异（图 3）。汾豆 56、 L-6 和晋大 74 荚皮半纤维素含量呈上升趋势；武黑、中黄 24 和中黄37荚皮半纤维素含量积累呈先减后增趋势，且中黄 37在开花 后 40、 50、 60、 70天荚皮半纤维素含量均显著低于同时期其它材料；晋遗 30 荚皮整个发育时期半纤维素含量处在相对较低水平，呈先升后降趋
12、势。中黄 13 荚皮半纤维素积累无明显规律，开花后 60 天半纤维素含量最低，为 14.13%，且开花后 32 天半纤维素在 9个材料积累过程中含量最高，为 16.79%。 图 3 大豆荚皮半纤维素含量动态分析 2.2.3 大豆荚皮木质素含量积累动态分析 木质素是粗饲料中最不易消化的成分 ， 阻碍动物机体对纤维素和半纤维素的消化 吸收，进而 在一定程度上影响着反刍动物对粗饲料的消化利用率 15,16。 9个大豆材料荚皮发育过程中木质素积累趋势不同（图 4）。晋遗 30、中黄13、中黄 24和中黄 37荚皮 木质素含量呈先增后减趋势，晋遗 30和中黄 24开花后 40天木质素含量达到最高，而中黄
13、 13和中黄 37开花后 60天木质素含量达到最大值。中黄 37在开花后 40、 50、 60、 70天木质素含量均高于同时期的其它材料。汾豆 56、 L-6、晋大 74、晋豆 19、武黑在发育过程中荚皮木质素含量呈不断上升趋势。 L-6 在开花后 40、 50、 60、 70 天木质素含量均低于同时期的其它材料。 图 4 大豆荚皮木质素含量积累动态分析 2.3大豆荚皮纤维营养指标评定 NDF和 ADF 是评定粗饲料纤维营养价值的重要指标 10。 对不同大豆材料荚皮 NDF 和 ADF 进行分析，结果如图 5和图 6。 2.3.1 大豆荚皮 NDF 含量积累动态分析 粗饲料中 NDF含量与反刍
14、动物采食量 呈负相关关系 ， NDF含量越低，采食量越高， 粗饲料品质越好 17-19。 由图 5 可以看出，晋遗 30 大豆荚皮 NDF 含量呈先增后减变化趋势，开花后 40 天含量最高，为 46.81%。汾豆 56、 L-6、晋大 74、晋豆 19、武黑、中黄13、中黄 24、中黄 37大豆荚皮中 NDF积累趋势是不断上升的趋 势，且武黑开花后 25、 32、 40天时和中黄 37开花后 50、 60、 70天时含量均高于同时期其它材料。 图 5 大豆荚皮 NDF含量积累动态分析 2.3.2 大豆荚皮 ADF 含量积累动态分析 粗饲料中 ADF 含量与其消化率呈负相关 ， ADF 含量越低
15、，消化率越高，粗饲料品质越好 20。 由图 6可以看出，汾豆 56、 L-6、晋大 74、晋豆 19、晋遗 30、武黑、中黄13、中黄 24、中黄 37大豆材料荚皮中 ADF含量积累趋势相似，开花后 25天荚皮 ADF 含量处在相对较低水平，其中晋大 74 含量最低，仅为 26.47%， 随着荚皮的成熟 ADF含量不断上升，开花后 70 天 ADF含量处在最高水平，其中武黑的含量最高，为 41.29%。而中黄 37荚皮 ADF含量前期不断上升，在开花后 60天含量达到最高水平，为 51.67%，且中黄 37开花后 40、 50、 60、 70天荚皮 ADF含量均高于同时期的其它材料。 图 6
16、大豆荚皮 ADF 含量积累动态分析 2.3.3 大豆荚皮 RFV 积累动态分析 RFV是粗饲料的一项重要经济性状，是饲料质量的综合评定指数，其值越高，说明该粗饲料的营养价值越高 10。 9个供试大豆材料荚皮在发育过程中 RFV总体上呈下降趋势（图 7）。在 豆荚整个发育时期，开花后 25天 9个大豆材料荚皮 RFV最高，其中晋大 74荚皮的 RFV最高，为 166.87，而武黑最低，仅 118.78。中黄 37开花后 40、 50、 60、70天荚皮 RFV均低于同时期的其它材料，开花后 60天时最低，仅为 78.71。 6个大豆材料汾豆 56、 L-6、晋大 74、晋豆 19、晋遗 30和中
17、黄 24不同发育时期荚皮的 RFV均大于 100。 图 7 大豆荚皮 RFV积累动态分析 3讨论 3.1 大豆荚皮蛋白质分析 本研究发现 9个大豆材料荚皮蛋白质含量品种间及不同发育时期差异较大。其含量变化 范围为 0.51%8.29%。大豆荚皮蛋白质含量发育前期比较高。这与吴彦奇等 研究 牛鞭草蛋白质含量受生长阶段影响的结果一致 21。 晋大 74、武黑、晋遗 30、中黄 24和中黄 37成熟大豆荚皮的蛋白质含量分别为 2.37%、 2.41%、1.81%、 3.14%和 3.46%，与木薯干饲料的蛋白质含量相近 5。 3.2 大豆荚皮纤维分析 本研究 结果表明大豆荚皮随着生育期的推移， ND
18、F和 ADF 含量 呈上升的趋势，其变异范围分别为 38.07%57.82%和 26.47%51.67%。这与丁成龙等对黑麦草进行的纤维积累动态研究结果的变化 趋势一致 22。袁翠林等对粗饲料花生蔓中的 NDF和 ADF 含量进行了测定，分别为 55.67%和 49.12%，周泉城等 研究表明 作为粗饲料的花生壳中的 NDF含量为 80%23, 24。由于 NDF和 ADF 在满足动物需求的基础上含量越低 ，粗饲料品质越好 17-20，所以从 NDF和 ADF 含量考虑，与花生蔓和花生壳相比大豆荚皮 的饲用价值较优 。 3.3 大豆荚皮的 RFV分析 本研究对 9个供试大豆材料荚皮 RFV在发
19、育过程中呈下降的趋势，其值范围为 78.71166.87。 Rohweder等研究表明 RFV的值越高，该粗饲 料的营养价值越高， 当其值大于 100时， 粗饲料营养价值整体较好 10。陈艳等对玉米秸秆和稻草的 RFV进行了评定，分别为 68.59和 68.836。本研究发现 9个 大豆材料、不同发育时期 的大豆荚皮 RFV最低为 78.71，均优于玉米秸秆和稻草 。 不同大豆材料、不同发育时期 大豆荚皮的 RFV不同，其中 6个大豆材料汾豆 56、 L-6、晋大 74、晋豆 19、晋遗 30和中黄 24不同发育时期荚皮的 RFV均大于 100，而中黄 37大豆荚皮 的 RFV较低。 4结论
20、不同大豆材料、不同发育时期 大豆荚皮 的蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素、 NDF 和 ADF 含量，以及 RFV存在较大差异。荚皮发育过程中 NDF含量和ADF 含量不断上升，而 RFV不断下降。 6个大豆材料汾豆 56、 L-6、晋大 74、晋豆 19、晋遗 30和中黄 24不同发育时期荚皮的 RFV均大于 100，可作为粗饲料开发应用。 参考 文献 1 王莹 , 王桃云 , 钱玮 ,等 . 大豆荚壳营养成分分析与评价 J. 大豆科技 , 2011, (2):27-31 WANG Y, WANG T Y, QIAN W, et al. Analysis and evaluation of
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37、 Min2 Zhao Jinzhong1 Du Weijun2 Yue Aiqin2 （ College of Arts and Science,Shanxi Agricultural University1,Taigu 030801） （ College of Agronomy,Shanxi Agricultural University2,Taigu 030801） Abstract In order to clarify the dynamic accumulation of protein content and fiber content in soybean pods at dif
38、ferent developmental stages, the protein content and fiber content of 9 soybean pods at 25, 32, 40, 50, 60, 70 days after flowering by spectrophotometry and Van Soest method were determined, and the forage values were evaluated comprehensively. The results showed that there were different accumulations of protein,
