紫花苜蓿的营养成分分析.docx
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紫花苜蓿的营养成分分析
2013届毕业生毕业论文
13个紫花苜蓿品种的营养成分分析
学生姓名张勇
学号2091209031
所属学院动物科学学院
专业草业科学
班级草业科学13班
指导教师陈立强
日期2013年5月
塔里木大学教务处制
目录
1.前言2
1.1国内外研究进展2
1.2研究的目的和意义2
2.材料与方法2
2.1试验地概况2
2.2试验材料2
2.3试验药品及仪器3
2.3.1试验药品3
2.3.2试验仪器3
2.4方法3
2.4.1水分的测定3
2.4.2粗蛋白的测定3
2.4.3粗脂肪的测定4
2.4.4粗灰分的测定4
2.4.5粗纤维的测定4
3.数据处理4
4.结果与分析4
4.113个苜蓿品种的各项营养成分测试结果4
4.2综合分析5
5.讨论6
6.结论7
致谢7
参考文献7
13个紫花苜蓿品种的营养成分分析
张勇
（塔里木大学动物科学学院,草业科学13班新疆阿拉尔843300）
摘要：
本研究对13个苜蓿（Medicagosativa）品种的主要营养成分包括粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维进行了研究。
结果表明，13个苜蓿品种中粗蛋白含量最高的是安格，最低的是牧歌；粗脂肪含量最高IS-1045，最低的是甘农4号；粗灰分含量最高的是牧歌，最低的是中兰1号。
利用层次分析法对主要营养成分进行综合评价表明，13个苜蓿品种营养价值总体表现最好的是皇后，其次为安格，然后是IS-1045，金皇后，新疆大叶。
本研究结果可对今后苜蓿的引种与选育有一定的指导意义。
关键词：
紫花苜蓿；营养成分；综合评价；阿拉尔
Thequalityanalysisof13Alfalfacultivars
ZhangYong
（CollegeofAnimalScienceandTechnology,TarimUniversity,AlarXinjiang843300）
Abstract:
Thenutritionalingredients,incrudingwater（H2O）,crudeprotein（CP）,crudefat（EE）,andfiber（CF）,neutraldetergentfiber（NDF）,aciddetergentfiber（ADF）,crudeash（CASH）ofsixalfalfa（Medicagosativa）varietieswerestudied.Theresultsindicatedthatamongthethirteenvarieties,IS-1045appearedthehighestcontentsinEE.EngelhardappearedthehighestcontentsinCP.AmerigrazeappearedthehighestcontentsinCASHandlowestCP.ZhonglanNo.1appearedthelowestCASH.GannongNo.4appearedthelowestEE.Usinganalytichierarchyprocessforcomprehensiveevaluationofmainnutrientsindicatesthat13oftheoverallnutritionalvalueofalfalfavarietiesbestAlfalfaqueen,followedbytheEngelhard,thenIS-1045,GoldenEmpress,Xinjiangdaye.Theevaluationresultshavecertainguidingsignificanceforfutureintroductionandbreedingofalfalfavarieties.
Keywords:
Alfalfa（MedicagosativaL．）;Nutrientconstituent;Comprehensiveevaluation;Alaer
1.前言
1.1国内外研究进展
紫花苜蓿（MedicagosativaL.）是苜蓿属中最重要、种植面积最广的牧草资源，一般认为紫花苜蓿起源于Vavilov的“近东中心”－即小亚细亚、外高加索、伊朗和土库曼等地[1,2]。
苜蓿种植在我国已有2000多年的栽培历史，现有苜蓿面积为133万hm2，居世界第六位[3]。
苜蓿作为防风林或水土保持植物在中国北方的干旱和半干旱地区广泛种植[4]。
研究表明，苜蓿生产在利用西北旱区丰富的土地资源和气候资源方面具有广阔发展前景[1,5]。
苜蓿最重要的特性是营养全面，富含各种氨基酸、维生素、微量元素和其它生物活性物质，其是蛋白质含量大大高于其它饲料作物。
在相同的土地上，苜蓿比禾本科牧草所收获的可消化蛋白质高2.5倍左右，矿物质高6倍左右，可消化养分高2倍左右。
研究表明,在所有绿色饲料作物中苜蓿营养品质处于较高水平,粗蛋白质含量新鲜苜蓿为22%，青干草为16%～18%，脱水苜蓿为20-22%，叶蛋白产品则可达70%以上,被誉为功能蛋白质库[6,7]。
饲料作物生产是农牧业协调发展的核心因素,是畜牧业生产的物质基础[6,8]。
W.A.Henry1898年在其第一部《饲料和饲养》教科书中指出,“对于家畜来说,没有任何粗饲料能比得上优良的苜蓿干草更适合他们的口味”[9]。
苜蓿干草长时间以来一直被认为是理想的标准饲料。
国内外大量试验和生产实践证明，紫花苜蓿是畜禽的优良饲料，不仅具有良好的适口性，更具有较高的营养价值。
与其他粮食作物相比，单位面积营养物质的产量也较高[10]。
1.2研究的目的和意义
随着国民经济的快速发展，畜牧业所占的比例呈现上升趋势，饲料的需求量也在逐年增加，且我国苜蓿品种单一，地方品种的紫花苜蓿虽有较好的适应性，但品质不能满足半干旱区生态环境建设和农牧业结构调整的需要。
因此，引种栽培紫花苜蓿（Medicagosativa）成为解决干旱草原地带草食家畜缺乏优良豆科牧草以及蛋白质饲料严重不足的有效途径[11,12]。
影响苜蓿品质的因素有很多，而品种是极其关键的，它直接控制着苜蓿不同营养成分含量的高低，从而决定不同苜蓿品种的营养价值[13,14]。
因此，通过对于不同苜蓿品种营养价值的比较，选出营养价值最高的苜蓿品种，可为阿拉尔地区引进新的苜蓿品种资源，为当地建立优良苜蓿栽培草地提供优良种质，为家畜提供最为优质的苜蓿品种，对确保畜牧业更好的发展具有深远意义。
但是目前还没有关于南疆地区引进紫花苜蓿品种营养成分分析的报道。
长期以来，对于不同苜蓿品种的评价多采用单一指标进行。
层次分析法不仅能看出品种的优良特性，还可以反映出其存在的不足。
本研究采用层次分析法对13个苜蓿品种的营养成分含量进行综合评价，旨在筛选出适应于阿拉尔地区生态环境和栽培条件的高品质紫花苜蓿品种。
2.材料与方法
2.1试验地概况
试验区，该地处在塔里木河流域，地理坐标位于北纬40°33′、东经81°03′；海拔1013m，气候干旱，降雨稀少，蒸发强烈，水资源匮乏，属于极端干旱地区。
全年≥10°C的积温为4106.3°C，年均温10.7°C。
无霜期为180-210d，年均日照时数2975.7h，全年太阳辐射量可达589.9kJ/cm2，年降水量仅为50mm左右，年蒸发量竟达2000mm。
最高温度集中在每年的7-9月，试验地土壤以沙壤土为主，地势平坦，土层较薄，为盐碱土。
实验地点在塔里木大学动科院试验基地。
该地区属暖温带干旱荒漠气候,降水稀少,年平均降水量42mm-76mm,年平均蒸发量1900.0-2800.0mm,相对湿度56%。
年平均日照时数2729.0h,年平均气温8.9°C-11.4°C,无霜期183-221d。
2.2试验材料
试验材料为新疆大叶等13个国内外紫花苜蓿栽培品种，均为栽种一年、第一茬的牧草。
（表1）。
表1供试苜蓿品种
编号
材料
拉丁名
原产地
1
新疆大叶
MedicagosativaL.cv.Xinjiangdaye
新疆Xinjiang
2
三得利
MedicagosativaL.cv.Sanditi
荷兰Netherlands
3
牧歌
MedicagosativaL.cv.Amerigraze
美国American
4
威拉
MedicagosativaL.cv.Weila
美国American
5
IS-1045
MedicagosativaL.cv.IS-1045
美国American
6
安格
MedicagosativaL.cv.Engelhard
英国England
7
甘农1号
MedicagosativaL.cv.GannongNo.1
甘肃Gansu
8
甘农3号
MedicagosativaL.cv.GannongNo.3
甘肃Gansu
9
甘农4号
MedicagosativaL.cv.GannongNo.4
甘肃Gansu
10
中兰1号
MedicagosativaL.cv.ZhonglanNo.1
甘肃Gansu
11
兰杰兰德
MedicagosativaL.cv.Langersteiner
加拿大Canada
12
金皇后
MedicagosativaL.cv.GoldenEmpress
美国American
13
皇后
MedicagosativaL.cv.Alfalfaqueen
美国American
2.3试验药品及仪器
2.3.1试验药品
凡士林、变色硅胶、硫酸、硫酸铜、硫酸钾或硫酸钠、氢氧化钠、硼酸、甲基红、乙醇、溴甲酚绿、盐酸标准溶液、蔗糖、硫酸铵、硼酸吸收液、无水乙醚、中性洗涤剂、滤纸筒、乙二胺四乙酸二钠（C10H14O8Na2•2H2O）、硼酸钠（Na2B4O7•10H2O）、十二烷基硫酸钠（C12H25NaO4S）、乙二醇乙醚（C4H10O2）、无水磷酸氢二钠（Na2HPO4）、1N硫酸、酸性洗涤剂。
2.3.2试验仪器
小型牧草粉碎机、十分之一或百分之一粗天平、50℃-250℃烘箱、实验室用样品粉碎机或研钵、分样筛孔径（0.45mm，40目）、分析天平（感量0.0001g）、消煮炉或电炉、滴定管（酸式，10、25mL）、凯氏烧瓶（250mL）、凯氏蒸馏装置、锥形瓶（150、250mL）、容量瓶（100mL）、消煮管（250mL）、凯氏定氮仪、索氏提取器、电热恒温鼓风干燥箱、干燥器、恒温水浴箱、实验室用粉碎机马弗炉、坩埚、干燥器、盘式电炉。
2.4方法
2.4.1水分的测定
水分含量按GB/TI4769-93常压加热干燥法测定。
将称量铝盒洗净编号后放入100-105℃±2℃电热鼓风干燥箱中烘干1小时，用坩锅钳取出，移入干燥器中冷却30分钟后称重（称量铝盒放入烘箱时应开1/3盖，冷却和称重时应盖严），如此反复进行，直到前后两次重量之差不超过0.0005g为止。
在恒重的称量铝盒中精确称取两份平行样，每份2克左右，将称量铝盒同样本一道放入100-105℃±2℃烘箱内，揭盖1/3，烘3-４小时后，移入干燥器中，盖紧盒盖冷却30分钟，进行第一次称重，然后继续烘干1小时，冷却30分钟后进行第二次称重，如此进行直至前后两次重量之差不超过0.0002g为止。
吸附水计算时，采用每次称重中最低值。
2.4.2粗蛋白的测定
粗蛋白质含量按GB/T14771-93凯氏定氮法测定。
选取具有代表性的试样用四分法缩减至200g，粉碎后全部通过40目筛，装于密封容器中，防止试样成分的变化。
称取试样0.5-1g（含氮量5-80mg）准确至0.0002g，放入凯氏烧瓶中，加入6.4g混合催化剂，与试样混合均匀，再加入12mL硫酸和2粒玻璃珠，将凯氏烧瓶置于电炉上加热，开始小火，待样品焦化，泡沫消失后，再加强火力（360-410℃）直至呈透明的蓝绿色，然后再继续加热，至少2h。
将试样消煮液冷却，加入20mL蒸馏水，转入100mL容量瓶中，冷却后用水稀释至刻度，摇匀，做为试样分解液。
将半微量蒸馏装置的冷凝管末端浸入装有20mL硼酸吸收液和2滴混合指示剂的锥形瓶内。
蒸汽发生器的水中应加入甲基红指示剂数滴，硫酸数滴，在蒸馏过程中保持此液为橙红色，否则需补加硫酸。
准确移取试样分解液10-20mL注入蒸馏装置的反应室中，用少量蒸馏水冲洗进样入口，塞好入口玻璃塞，再加10mL氢氧化钠溶液，小心提起玻璃塞使之流入反应室，将玻璃塞塞好，且在入口处加水密封，防止漏气。
蒸馏4min降下锥形瓶使冷凝管末端离开吸收液面，再蒸馏1min，用蒸馏水冲洗冷凝管末端，洗液均流入锥形瓶内，然后停止蒸馏。
精确称取0.2g硫酸铵，代替试样，按上述步骤进行操作，测得硫酸铵含氮量为21.19±0.2%，否则应检查加碱、蒸馏和滴定各步骤是否正确。
用蒸馏后的吸收液立即用0.1mol/L或0.02mol/L盐酸标准溶液滴定，溶液由蓝绿色变成灰红色为终点。
称取蔗糖0.5g，代替试样，按第5章进行空白测定，消耗0.1mol/L盐酸标准溶液的体积不得超过0.2mL。
消耗0.02mol/L盐酸标准溶液体积不得超过0.3mL。
每个试样取两个平行样进行测定，以其算术平均值为结果。
当粗蛋白质含量在25%以上时，允许相对偏差为1%。
当粗蛋白含量在10%-25%之间时，允许相对偏差为2%。
当粗蛋白质含量在10%以下时，允许相对偏差为3%。
2.4.3粗脂肪的测定
粗脂肪含量按GB/T14772-93索氏提取法测定。
样品准确称取均匀样品2-5g（精确至0.01mg），装入滤纸筒内。
将索氏提取器各部位充分洗涤并用蒸馏水润洗后烘干。
脂肪烧瓶在（103±2）℃的烘箱内干燥至恒重。
（前后两次称量差不超过2mg）。
将滤纸筒放入索氏提取器的抽提筒内，连接已干燥至恒重的脂肪烧瓶，由抽提器冷凝管上端加入乙醚或石油醚至瓶内容积的2/3处。
通入冷凝水，将烧瓶浸在水浴中加热，用一小团脱脂棉轻轻塞入冷凝管上口。
抽提温度的控制水浴温度应控制在使提取液每6-8min回流一次为宜。
抽提时间的控制。
抽提时间视试样中粗脂肪含量而定，一般样品提取6-12h，坚果样品提取约16h。
提取结束时，用毛玻璃板接取一滴提取液，如无油斑则表明提取完毕。
提取完毕，取下脂肪烧瓶，回收乙醚或石油醚。
待烧瓶内乙醚仅剩下1-2mL时，在水浴上蒸尽残留的溶剂，于95-105℃下干燥2h，置于干燥器中冷却至室温后称量。
继续干燥30min后冷却称量，反复干燥至恒重（前后两次称量差不超过2mg）。
2.4.4粗灰分的测定
粗灰分含量按GB/T14770-93灼烧法测定。
将坩埚连同盖子一起放入马弗炉中，于550℃下灼烧30min。
待炉温降至200℃后，将坩埚移入干燥器中，冷却至室温后称量。
再次将坩埚放550℃马弗炉中灼烧30min后冷却称量，直至二次称量之差小于0.0005g时为坩埚恒重，取称量最小量为坩埚重。
称取约3g试样于已恒重坩埚中，准确至0.0001g并摊匀，半掩盖子。
将盛有试样的坩埚放在垫有石棉网的电炉上灰化至无烟，再移入马弗炉中加热到550℃灼烧3h，直至试样完全灰化，无黑色炭粒。
待炉温降至200℃时，将坩埚移入干燥器内冷却，称量，准确至0.0001g。
再次将坩埚放入550℃马弗炉中灼烧1h后冷却称量,直至二次称量之差小于0.001g时为恒重,取称量最小量为灼烧后坩埚及试样重。
每个试样取两个平行样测定取算术平均值为测定结果。
灰分含量在5%以上允许相对偏差为1%含量在5%以下允许相对偏差为5%。
2.4.5粗纤维的测定
粗纤维含量按GB/T6434-1994酸碱洗涤法测定。
（1）中性洗涤纤维测定（NDF）：
准确称取1.0000g样品，通过40目筛，置于直筒烧杯中，加入100ml中性洗涤剂和数滴十氢化萘及0.5g无水亚硫酸钠。
将烧杯套上冷凝装置于电炉上，在5-10min内煮沸，并持续保持微沸60min。
煮沸完毕后，取下直筒烧杯，将烧杯中溶液倒入安装在抽滤瓶上的已知重量的玻璃坩埚中进行过滤，将烧杯中的残渣全部移入，并用沸水冲洗玻璃坩埚与残渣，直洗至滤液呈中性为止。
用20ml丙酮冲洗二次，抽滤。
将玻璃坩埚置于105℃烘箱中烘2h后，在干燥器中冷却30min称重，直称至恒重。
（2）酸性洗涤纤维测定（ADF）：
准确称取1.0000g样品，通过40目筛，置于直筒烧杯中，加入100ml酸性洗涤剂和数滴十氢化萘及0.5g无水亚硫酸钠。
将烧杯套上冷凝装置于电炉上，在5-10min内煮沸，并持续保持微沸60min。
趁热用已知重量的玻璃坩埚抽滤，并用沸水反复冲洗玻璃坩埚及残渣至滤液呈中性为止。
用少量丙酮冲洗残渣至抽下的丙酮液呈无色为止，并抽净丙酮。
将玻璃坩埚置于105℃烘箱中烘2h后，在干燥器中冷却30min称重，直称至恒重。
3.数据处理
用excel进行数据统计和分析，计算出各指标平均值。
采用层次分析法（AHP）进行综合评价。
4.结果与分析
4.113个苜蓿品种的各项营养成分测试结果
苜蓿的有机和无机营养物质含量决定着它的营养价值。
根据实验，对13个苜蓿品种的粗水分（H2O）、粗蛋白（CP）、粗纤维（CF）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、粗脂肪（EE）、粗灰分（CA）进行了测试分析，13个紫花苜蓿品种的各项测试指标的测试结果如表2。
不同品种间的粗蛋白含量相差较大，蛋白含量最高的为安格，粗蛋白含量为21.670%。
然后是皇后、甘农1号、IS-1045，甘农3号、甘农4号、威拉、金皇后、新疆大叶、兰杰兰德、中兰1号,粗蛋白含量分别是20.165%、19.605%、19.110%、18.895%、18.785%、18.345%、18.320%、18.135%、17.800%、17.295%。
最后是三得利和牧歌，粗蛋白含量是16.940%和16.280%。
按国家标准,紫花苜蓿水分含量不得超过13.0%。
从表2可以看出，13个苜蓿品种均达到国家标准要求。
水分含量由小到大排序为：
中兰1号4.56%，牧歌4.61%，IS-1045为4.65%，兰杰兰德4.7%，金皇后4.71%，安格4.79%，甘农3号5.28%，新疆大叶5.32%，威拉5.43%，三得利5.56%，甘农1号6.04%，甘农4号6.34%和6.60%皇后。
粗脂肪含量最高的为IS-1045，含量为11.53%，然后依次为金皇后、新疆大叶、皇后、安格、兰杰兰德、威拉、牧歌、甘农3号、甘农1号、三得利和甘农4号，粗脂肪含量分别是10.97%、10.83%、8.50%、7.69%、7.56%、7.15%、6.80%、6.54%、6.25%、6.14%和5.62%。
含量最低的为甘农1号，含量为5.29%。
粗灰分含量由高到低为牧歌、兰杰兰德、甘农3号、皇后、IS-1045、甘农4号、三得利、甘农1号、新疆大叶、威拉、金皇后、安格和中兰1号，粗灰分含量分别是16.31%、13.26%、11.77%、11.55%、11.53%、10.46%、10.4%、10.16%、10.09%、9.95%、9.47%、8.85%和8.17%。
中性洗涤纤维含量由高到低是新疆大叶、皇后、中兰1号、牧歌、兰杰兰德、金皇后、IS-1045、安格、甘农3号、甘农4号、甘农1号、威拉和三得利，NDF含量分别是31.620%、31.209%、31.137%、30.898%、30.228%、29.286%、29.256%、28.190%、27.778%、27.099%、24.960%、23.961%和22.924%。
酸性洗涤纤维含量最低的为三得利，ADF含量为22.805%。
其次是威拉、金皇后、牧歌、皇后、甘农3号、甘农1号、兰杰兰德、安格、新疆大叶、中兰1号和甘农4号，ADF含量分别是25.000%、25.380%、25.495%、27.990%、28.025%、28.825%、31.050%、31.220%、31.500%、32.025%和32.700%。
最高的是IS-1045，ADF含量为35.715%。
表2不同品种紫花苜蓿的营养成分测试结果%
编号No.
水分（H2O）
粗蛋白（CP）
粗脂肪
（EE）
粗灰分（CA）
中性洗涤纤维
（NDF）
酸性洗涤纤维
（ADF）
1
5.320
18.135
10.830
10.09
29.286
31.500
2
5.560
16.940
6.140
10.4
22.924
22.805
3
4.610
16.280
6.800
16.31
27.778
25.495
4
5.430
18.345
7.150
9.95
23.961
25.000
5
4.650
19.110
11.000
11.53
31.209
35.715
6
4.790
21.670
7.690
8.85
31.137
31.220
7
6.040
19.605
5.290
10.16
24.960
28.825
8
5.280
18.895
6.540
11.77
30.898
28.025
9
6.340
18.785
5.620
10.46
30.228
32.700
10
4.560
17.295
6.250
8.17
28.190
32.025
11
4.700
17.800
7.560
13.26
27.099
31.050
12
4.710
18.320
10.970
9.47
31.620
25.380
13
6.600
20.165
8.500
11.55
29.256
27.990
4.2综合分析
评价时，先将各因素层指标值按好、较好、中等、一般、差五级依次得分为（5，4，3，2，1），即把最大值与最小值之差分成5等份，各指标转化为对总目标得分越高越好的方向，其中水分和粗纤维是平均值越小，得分越高；其他指标是平均值越高，得分越高，如表3。
某一指标的权重是指该指标在整体评价中的相对重要程度。
苜蓿饲料中蛋白质是很重要的评价指标。
苜蓿品质性状的鉴定是苜蓿引种、栽培、育种和饲用等项研究中最基础的工作内容。
但是，作为可直接利用的栽培型饲料作物，其品质性状评价不只是单项属性鉴定、单项指标评价。
实际上单项属性突出的品种并不意味着是最适宜的品种，只有综合性状优异的品种才最适宜推广应用。
由于苜蓿材料间品质差异是由多种性状决定的,这些性状之间存在着错综复杂的关系。
人们很难依据各项分离的品质性状去定量化判断一个品种的综合特性。
层次分析法（AHP）是一种定性与定量相结合的系统分析方法,运用该方法建立判断矩阵，并数量化确认苜蓿各单项品质特性在综合评价中的组合权重，利用绝对评分法综合
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