不同品种桑叶营养成分分析与代谢能值评定研究_王雯熙

2012年第48卷第3

期

Nutrition and Feedstuffs ·营养饲料

不同品种桑叶营养成分分析与代谢能值

评定研究

王雯熙，杨红建*，薄玉琨，丁思，曹兵海

（中国农业大学动物科技学院，动物营养国家重点实验室，北京

摘

100193）

要:本试验旨在研究29种桑叶（Morus sp ）的营养成分并估测其代谢能。试验收集29种桑叶，以羊草作为对照，

采用化学分析法测定样品的常规养分含量，同时通过体外发酵累积产气记录装置进行体外发酵，估测桑叶的代谢能值。结果表明：桑叶的营养价值丰富，富含微量元素，蛋白含量极显著高于羊草（P

测，而ME 2可用来估测羊草等粗饲料的代谢能，但使用时需考虑试验动物、日粮及饲料养分差异等因素的影响。关键词:桑叶；营养成分；代谢能；体外产气中图分类号：S816.720.11

文献标识码：B

文章编号：0258-7033（2012）03-0041-05

桑树（Morus alba ）属于桑科（Moraceae ）桑属，为落叶乔木。桑叶除具有药用价值外，桑叶（Morus ）

还富含蛋白、B 族维生素和微量元素等。由于桑叶适口性好，营养价值丰富，来源广泛，其作为畜禽饲料的应用近年来备受青睐。除基础养分测定外，评定桑叶营养价值还包括饲料的能量，而代谢能比总能更能反映动物对饲料的利用状况。中国目前已知的桑叶有15种，其中栽培品种包括白桑、鲁桑、广东桑和瑞穗桑，但是只有少部分品种桑叶的化学成分得到过分析检测，桑叶的代谢能值也少见报道。目前应用最广泛的评价反刍动物饲料营养价值的方法之，是一为体外产气法（In Vitro Gas Production M ethod ）由德国霍恩海姆大学动物营养研究所的M enke 等人建立，通过注射器测定产气量，同时可测定发酵产物、营养物质消化率及评定饲料代谢能值（M E ）等[2]。代谢能是被动物利用的饲料养分所含的能量，由于缺乏快速有效的方法，饲料能量测定一直是一个瓶颈，而体内法测定能量太繁琐，耗费人力物力，因此，M enke 等[2-3]通过体外产气法，建立了M E 值的估测方法。本试验收集了29种桑叶，旨在分析这29种

———————————————————————————

收稿日期：2011-03-17；修回日期：2011-04-20

资助项目：国家基础研究发展计划（2011CB100801）；国家现代肉牛产业技术体系建设任务（nycytx-38）

作者简介：王雯熙（1987-），女，湖北武汉人，硕士*通讯作者

桑叶的营养价值，并通过体外产气法估测其代谢能，为桑叶的进一步利用提供依据。11.1

材料与方法试验材料

29个桑叶亚种分别属于白桑（M.

alba Linn ）、鲁桑（M.multicaulis Perr ）、广东桑（M. atropurpurea Roxb ），采自华南农业大学桑园，采集时间为2007年6月，所有桑树均生长在相同的环境条件将叶片于65℃过夜烘下。采集距离地面1m 处叶片，

干后过1mm 筛，于阴凉处储存待分析用。选择羊草（Leymus chinensis ）作为对照，羊草采自中国吉林省，粉碎至长度2~5mm ，65℃过夜烘干后过1mm 筛，于阴凉处储存待分析用。1.2

试验动物饲养管理

选择3头体重相近的安装

永久瘤胃瘘管的健康经产奶牛，舍饲散养，分别于每天06:00和18:00饲喂全混合日粮，自由饮水。每千克全混合日粮包括83g 苜蓿、167g 羊草、250g 玉米青贮及500g 精料（267g 玉米，68.9g 麦麸，137.5g 豆粕，11.1g 石粉，6.1g 磷酸氢钙，4.4g 食盐及5.0g 维生素和微量元素预混料），均为干物质基础。饲粮的产奶净能为6.7M J/kgDM ，粗蛋白含量138.7g/kgDM 。1.3

桑叶基础养分测定

桑叶及羊草的基础养分

如干物质（DM ）、粗蛋白（CP ）、粗脂肪（EE ）、中性洗涤纤维（NDF ）、酸性洗涤纤维（ADF ）、总灰分（TA ）、钙（Ca ）、总磷（TP ）、微量元素等按AOAC 方法测定。

41

营养饲料·Nutrition and Feedstuffs

1.41.4.1

体外产气试验试验方法

采集3头牛的瘤胃液，混合均匀

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使用本实验室自主开发和设计的AGRS-I 型体外发酵产气自动记录装置和软件系统（国家发明专ZL[1**********]1.X ）进行实时测定体外发利授权号：

酵累积产气量。每个厌氧瓶中称取500mg 样品，加入75mL 接种液，并持续向瓶中通入CO 2，塞上丁基橡胶

表1

代谢能及有机物降解率估测公式

备注

估测谷物及其副产品估测粗饲料

估测谷物及其副产品估测粗饲料估测粗饲料估测粗饲料估测粗饲料估测粗饲料

后4层纱布过滤。人工唾液配方采用M enke 等[2]设计的配方配制，瘤胃液与人工唾液按1∶2混合制成接种液。

项目公式

OMD 1OMD 2ME 1ME 2ME 3ME 4ME 5ME 6

9+0.9991GP24+0.0595CP+0.0181TA[2]16.49+0.9042GP24+0.0492CP+0.038TA[2]

1.06+0.1570GP24+0.0084CP+0.022EE-0.0081TA[2]2.2+0.1357GP24+0.0057CP+0.0002859EE2[2]

1.54+0.145GP 24+0.00412CP+0.00650CP 2/1000+0.0206EE [5]

3.16+0.0695GP 24+0.00007300GP 242+0.00732CP/1000+0.02052EE/1000[5]1.56+0.1390GP 24+0.007400CP+0.01780EE [5]1.20+0.1456GP 24+0.00076575CP+0.01642EE [5]

表2

桑叶基础养分表（干物质基础）ADF 149.3

164.9160.0154.0153.1148.9146.5241.8174.2153.2157.0172.4167.3183.6166.0168.7160.0184.5196.3171.7144.1183.5176.8172.2167.0188.3170.8167.4181.8372.7**

TA 129.0115.3111.7127.2117.1116.495.8111.3104.0116.6171.8125.6153.9109.4104.5105.0167.5164.9150.2160.696.2127.3162.6159.1151.9156.2159.0140.0157.157.3**

Ca 16.713.114.513.415.717.515.613.48.217.112.815.315.912.18.49.518.819.714.318.39.116.912.514.512.515.217.815.018.013.7NS

TP 9.05.94.013.413.612.210.614.012.09.19.08.113.413.113.910.313.84.911.913.614.212.413.912.613.914.69.912.913.42.1**

g ·kg -1

Fe 0.590.790.310.710.550.900.260.410.020.490.380.430.210.380.490.430.390.230.330.430.300.340.320.140.200.260.350.410.230.31NS

Zn 0.050.060.020.060.040.040.060.050.050.070.040.050.040.040.060.070.030.060.050.060.050.050.070.050.040.040.050.060.070.03NS

Mg 2.82.52.42.33.03.22.52.51.93.32.73.22.93.02.83.12.93.22.73.52.62.22.72.52.42.63.12.62.92.6NS

K 12.612.812.714.112.813.313.013.69.515.010.511.612.713.414.412.913.614.414.513.812.914.413.413.912.613.714.613.714.213.8NS

品种名广东桑伦41沙2号240号伦54051号北7伦40伦104四209北一伦109试11号5801号伦602白桑

改良鼠返春日育二号嘉定红皮大红皮黑油桑柯库索鲁桑金龙大墨斗四面青桐乡青青皮早生红顶桑菱湖大种育237号羊草

桑叶与羊草差异性

CP 230.1252.0239.5264.9264.5278.6230.5266.4240.8263.5252.8276.9245.0221.5323.8295.1234.7230.0224.2239.8259.5255.7234.5227.5301.9251.3250.7255.2229.789.4**

EE 37.538.634.535.338.037.044.515.511.916.98.013.342.922.634.328.649.349.739.654.743.036.448.443.860.155.451.050.447.918.1NS

NDF 347.6305.3367.1251.5281.6250.2250.8312.6312.0229.4235.0252.7248.2273.2289.4310.4225.1255.5255.5260.2231.1289.4296.6261.7259.4271.0341.9303.5213.6706.9**

注：*表示差异显著（P 0.05）。下表同

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[2,5]），其中24h 产气量（GP 24）为每200mg 研究得出（表1

塞。每个瓶与一个压力传感器相连，当达到一定压力（100Pa ）时传感器电磁阀门打开，同时记录一次39℃厌氧发酵72h ，发酵气体产量和当前发酵时间。

期间每12h 轻轻晃动培养基。每个样品6个平行，同时设置6个空白。1.4.2

产气量模型及代谢能估测

某时刻（t ）的累

[5]

）满足数学模型Y=a+b（1-e (-ct) ），其中，a 积产气量（Y

干物质底物发酵24h 发酵产生的气体量。1.5

统计分析

数据用Excel 统计后，使用SAS 9.0

中GLM 模块进行单因素方差分析，处理组各平均值之间差异性用Tukey 检验，以P

结

果

29种桑叶及羊草的营养价

代表快速降解部分产生的气体，b 代表慢速降解部分产生的气体，c 代表慢速降解部分的降解速率，e 为自然对数，t 为发酵时间。

代谢能、有机物降解率（OM D ）估测公式由前人

表3

品种名广东桑伦41沙2号

桑叶的营养价值

桑叶干物质体外降解率、24h 产气量、有机物降解率率及代谢能估测值IVDMD/%

OMD/%OMD 150.3349.6250.7948.4849.7452.7749.0452.3450.5852.1551.5253.4250.2149.4156.5454.1249.9750.9049.1349.3350.7051.1550.5348.2051.9751.2149.2251.3348.1935.96**

OMD 255.6154.5755.6153.7454.6757.3253.7256.8855.2556.8457.5258.1255.9854.3960.2758.2256.1056.9155.0155.3555.1056.2056.5054.3557.2656.9055.1756.6454.2841.71**

ME 16.756.796.946.406.777.217.066.746.496.695.806.696.566.507.837.356.536.726.386.627.266.856.656.237.196.966.527.056.334.98**

ME 27.357.267.376.977.237.597.427.257.067.236.977.327.367.047.977.607.497.657.207.577.547.387.557.147.987.837.427.727.245.60**

·ME/（MJ kg -1）

GP 24/mL

ME 37.287.207.316.927.197.607.327.126.847.116.707.187.296.908.097.637.367.527.107.397.497.347.447.027.857.677.297.637.115.32**

ME 44.974.844.994.694.794.954.924.984.974.974.905.004.864.965.055.004.874.964.884.814.914.924.924.794.754.914.764.924.784.63**

ME 57.457.397.507.137.387.777.487.357.087.346.967.427.467.118.247.827.517.667.277.537.667.537.587.197.967.817.447.777.275.41**

ME 65.685.465.675.105.365.685.695.375.285.375.085.375.575.425.865.635.685.875.535.665.685.585.775.415.665.865.505.815.474.57**

25.323.625.521.422.925.124.625.525.425.424.425.723.925.326.425.724.025.324.123.224.524.724.722.822.324.522.524.622.720.6**

45.3048.8842.8443.8646.9847.1851.1046.3045.3546.6350.4540.6237.2448.6052.6849.4844.7046.4042.9640.7557.8853.7438.1549.2847.3246.8249.9049.6247.2447.77NS

240号伦540

51号北7伦40伦104四209北一伦109试11号

5801号伦602白桑改良鼠返春日育二号嘉定红皮大红皮黑油桑柯库索鲁桑金龙大墨斗四面青桐乡青青皮早生红顶桑菱湖大种育237号羊草

桑叶与羊草差异性

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营养饲料·Nutrition and Feedstuffs

值表见表2。这29种桑叶中，CP 含量最高的为改良鼠返（324g/kgDM ），最低的为伦602（222g/kgDM ），比羊草的蛋白含量要高得多（89g/kgDM

）；EE 最高的为桐乡青（60g/kgDM ），最低位伦109（8g/kgDM ）；NDF 最高的为伦41（348g/kgDM ），最低的为育237号（214g/kgDM ），ADF 最高的为伦104（242g/kgDM ），最低的为柯库索（144g/kgDM ），比羊草的NDF （707g/kgDM ）和ADF （373g/kgDM ）均低得多；灰分最高的为育二号（168g/kgDM ），最低的为伦40或柯库索（96g/kgDM ），也比羊草灰分含量高（57g/kgDM ）。桑叶与羊草的营养成分含量差异较大，且3种桑叶内部比较差异也较大。除总磷外，桑叶与羊草的矿物质元素含量比较接近。2.2桑叶的体外发酵特性

2.2.1

桑叶干物质体外降解率与有机物降解率

由表3可见，桑叶与羊草的IVDM D 比较接近（P ＞0.05），各桑叶之间差异也较小。桑叶的有机物降解率极显著高于羊草（P ＜0.01），且OM D 2大于OM D 1。

29种桑叶IVDM D 与OM D 间的决定系数与相关系数见图1，IVDM D 与OM D 1的相关系数（r =0.1784）大于与OM D 2的相关系数

（r =0.0310），但相关性均较低。2条曲线的决定系数均很低，此模型无法用来估测IVDM D 与OM D 间的回归性。

图129种桑叶干物质体外降解率实测值与有机物降解率

估测值间的相关性

2.2.2桑叶代谢能估测由表3可以看出，桑叶的

24h 产气量显著高于羊草（P ＜0.01）。6个不同的公式

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估测桑叶及羊草代谢能结果差异较大，与羊草相比，桑叶代谢能极显著高于羊草（P ＜0.01）。对于6个M E 值间差异也比较大，M E 1为5.80~7.83M J/kgDM ，M E 2为6.97~7.97M J/kgDM ，M E 3为6.70~8.09M J/kgDM ，M E 4为4.69~5.05M J/kgDM ，M E 5为6.96~8.24M J/kgDM ，M E 6为5.08~5.87M J/kgDM 。在这29种桑叶中，改良鼠返的M E 1~ME 5均为最大值，而伦109的M E 1~ME 3、M E 5、M E 6均为最小值。3讨

论

3.1

桑叶的营养价值

本试验分析表明，桑叶营养

价值丰富，富含蛋白质和微量元素等。Leterme 等[6]对桑叶等树叶的营养价值进行了研究，发现桑叶粗蛋白质含量为168~223g/kgDM ，NDF 含量为174~247g/kgDM ，ADF 含量为85~124g/kgDM ，比本试验的结果偏低，这可能是因为桑叶成熟度不同或生长环境不同等原因造成的。叶志毅等[7]发现桑叶鲜叶的含水率在73%～82%，干物质中粗蛋白含量高，可达20%～30%，粗纤维的含量约为10%左右，这与本试验结果相近。桑叶中粗蛋白和氨基酸总量虽不及大豆粉高，但氨基酸种类全面，每种氨基酸组成大体与脱脂大豆粉一致，且各种氨基酸占总氨基酸的比例趋向一致[7]。苜蓿是优质的牧草，而桑叶干物质粗蛋白含量与苜蓿（粗蛋白质17~19g/kgDM ）相仿，一些性质与苜蓿相当甚至优于苜蓿，且桑叶纤维含量低，即难以被动物利用的植物细胞壁成分较低，这提示了桑叶易于消化，其作为饲料发展畜牧业具有很好的前景。

本试验只检测了部分微量元素的含量，且并未对桑叶中维生素含量进行测定，但由前人研究可知，桑叶中含有约50种不同的微量元素和维生素，尤其富含能维持机体免疫系统、抗氧化系统、脂肪和碳水化合物周转代谢系统正常或应激活动所需的B 族和C 族维生素[7]。3.2

桑叶干物质体外降解率与有机物降解率

干

物质在瘤胃中的降解率大小可反映饲料消化的难易程度，它与饲料的蛋白质降解率、氨基酸降解率、淀粉降解率等都存在一定相关性，因此可通过测定干物质的降解率来了解饲料的消化程度。羊草与桑叶的IVDM D 差异并不显著，这可能是因为消化时间足够长（72h ）且接种液的添加量足够充分。桑叶的IVDM D 与OM D 间的相关系数很低，说明二者之间没有明显的相关性，本试验下一步将采用尼龙袋法从瘤

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胃内干物质和有机物降解率来验证二者的相关性。3.3

桑叶的代谢能值

前人试验估测代谢能均通

过注射器法，比较繁琐，本试验通过压力传感器产气自动记录系统，使试验得到简化。体内体外试验发现，消化代谢试验测定代谢能与体外产气法估测代谢能具有较高的相关性，后者可以代替消化试验法测定饲料代谢能。张吉鹍等[8]验证了Dun 等[9]建立的注射器法与压力传感器法间的相互转换模型，发现此模型具有较高的准确性。因此，本试验使用压力传感器法同样适用于代谢能的估测。

目前关于桑叶代谢能的研究较少。有研究表明，通过桑叶体内瘤胃降解率计算出桑叶的代谢能可高达8.94M J/kgDM ，

比氨化处理大麦秸秆高[10]，而此结果高于本试验计算得到的桑叶代谢能，这可能是由于体内法与体外法的差异造成的，但此结果与M E 5值最为接近，说明M E 5比较适用于桑叶代谢能的估测，但需进一步的验证。

桑叶的代谢能显著高于羊草，表明作为饲料，桑叶能被动物利用的能量远高于羊草。本试验得到的羊草代谢能为4.57~5.60M J/kgDM ，与韩继福等[11]测得的羊草代谢能值要低（6.35M J/kgDM ），这可能是由于羊草的质量不同，以及代谢能计算方法不同造成的。而不同公式间得到的代谢能值也存在差异，这可能是因为试验条件不同及试验动物的生理状态、日粮对产气具有显著的影响。根据估测公式，饲料的养分差异对M E 估测值影响比较大，

尤其是蛋白质和粗脂肪的含量，因此桑叶适合使用哪个公式，与其蛋白质及粗脂肪含量有关。本试验结果表明，桑叶的蛋白质含量很高，而粗脂肪含量较低，因此使用时主要考虑蛋白质含量的因素。

改良鼠返的M E 估测值最高，这与其蛋白质含量最高（323.8g/kgDM ）有关。本试验中羊草的M E 2值与韩继福等[11]

所测值最接

近，说明此公式比较适合预测粗饲料的代谢能，至于此公式是否同样适用于桑叶的代谢能值估测，还需要进一步验证。但由于动物及试验条件等差异的存在，Kamalak 等[4]认为，前人得出的代谢能估测公式并非完全准确，使用时需综合考虑试验动物、日粮及饲料养分差异等因素。4

结

论

本试验结果表明，桑叶蛋白质含量高（221.5~

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323.8g/kgDM ），纤维含量低（213.6~367.1g/kgDM ），富含微量元素，可作为优质的蛋白饲料提供给动物食用，具有很好的开发前景。对于桑叶，M E 的估测值主要取决于蛋白质含量，改良鼠返蛋白质含量最高（323.8g/kgDM）同时其M E 估测值也最高（5.05~8.09M J/kgDM ）。M E 5比较适用于桑叶代谢能估测，而M E2可用来估测羊草等粗饲料的代谢能，但需要进一步验证。

参考文献：

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