芭蕉芋（Canna edulis）属美人蕉科，为多年生草本植物，高达3 m，具有块状根茎。贵州芭蕉芋有红、黄两种花色品种，以单种产量较高[1]，可根据农艺性状选出最优品种作为青饲料栽培[2]。芭蕉芋的根、茎、叶可作为饲料应用于动物生产中[3]，整株饲喂猪可调制也可直接鲜喂，其块根中淀粉可代替玉米、马铃薯等原料[4-5]。经氢氧化钠碱化和氨化处理芭蕉芋粉渣，或通过糖化发酵芭蕉芋，可产生苹果香或甜酒香味，提高饲粮中粗蛋白含量，降低粗纤维含量，改善饲粮适口性，降低饲养成本[6-9]。目前尚无关于芭蕉芋根营养物质、氨基酸和活性物质研究，因此，本试验主要研究芭蕉芋根中的营养物质、氨基酸及其活性物质，为芭蕉芋在动物饲料、中兽医药等方向的研发与利用提供参考。1材料与方法1.1材料及仪器1.1.1试验材料芭蕉芋块根鲜样采自贵州省紫云县板当镇语馨生态养殖场种植基地，以干样为基础。1.1.2主要仪器及试剂Q Exactive Plus高分辨液质联用仪、U3000超高效液相色谱及自动进校器购自赛默飞世尔科技，Vortex-2 Genie涡旋混合器购自美国Scientific Industries公司，5810R低温离心机购自Eppendorf公司，WD-9415C超声波清洗器购自北京市六一仪器厂，ACQUITY UPLC HSST3色谱柱（2.1 mm × 100 mm，1.8 μm）购自Waters公司。甲醇和甲酸购自Thermo Fisher 公司，去离子水由Milli Q Advantage A10超纯水机制备。1.2测定指标及方法1.2.1营养物质及氨基酸GB/T 20194—2018测定淀粉含量，GB/T 6434—2006测定粗纤维含量，GB/T 6432—2018测定粗蛋白含量，GB/T 6433—2006测定粗脂肪含量，GB/T 6435—2014测定水分含量，GB/T 6438—2007测定粗灰分含量，GB/T 13885—2017测定钙含量，GB/T 6437—2018测定磷含量，GB/T 18246—2019测定氨基酸含量。1.2.2微量元素使用GB/T 13079—2006测定砷含量，GB/T 13080—2018测定铅含量，GB/T 13081—2006测定汞含量，GB/T 13082—1991测定镉含量，GB/T 13088—2006测定铬含量，GB/T 13884—2018测定钴含量，GB/T 13885—2017测定镁、铁、铜、锌、钾、锰、钠含量。1.2.3活性物质采用Thermo QE plus液相色谱串联高分辨质谱法测定芭蕉芋根中活性物质。反应条件为液相色谱柱：ACQUITY UPLC HSS T3柱，柱温35 ℃，进样体积10 μL，流速0.3 mL/min。流动相A为去离子水，含0.1%甲酸；流动相B为乙腈，含0.1%甲酸，梯度洗脱。质谱采用Q Exactive Orbitrap高分辨质谱进行质谱数据采集，检测模式为FullMS-ddMS2，正离子和负离子模式分别扫描,扫描范围为质荷比100~1 200，MS1分辨率为70 000，MS2分辨率为17 500，离子源电压为3.2 kV，毛离子传输管温度为320 ℃，辅助气加热温度为350 ℃，鞘气流速为40 L/min，辅助气流速为15 L/min，AGC Target为1e6，TopN设置5，触发MS2扫描碰撞能量采用阶梯式碎裂电压NCE，设置为30、40、50。取样品200 mg置于15 mL离心管，加入10 mL 50%甲醇水溶液（甲醇∶水=50∶50），超声30 min，取上清1 mL置于离心管，14 000 r/min离心5 min，取上清过0.22 μm微孔滤膜置于进样瓶，待UHPLC-MS/MS分析。2结果与分析2.1芭蕉芋根中营养物质测定结果（见表1）由表1可知，芭蕉芋根中含有8种营养物质，淀粉含量最高，为44.90%；其次是粗蛋白含量为6.89%，芭蕉芋根中不含粗脂肪。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.023.T001表1芭蕉芋根中营养物质测定结果项目淀粉粗纤维粗蛋白粗脂肪水分粗灰分钙磷含量44.902.006.8903.446.700.080.30%2.2芭蕉芋根中氨基酸测定结果（见表2）由表2可知，芭蕉芋根中有15种氨基酸，氨基酸总含量为3.02%，天冬氨酸含量最高，为0.50%，谷氨酸含量较高为0.46%；组氨酸含量低于0.04%，精氨酸含量低于0.05%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.023.T002表2芭蕉芋根中氨基酸测定结果项目含量项目含量天冬氨酸0.50蛋氨酸0.05苏氨酸0.20异亮氨酸0.16丝氨酸0.14亮氨酸0.32谷氨酸0.46酪氨酸0.10脯氨酸0.12苯丙氨酸0.24甘氨酸0.19赖氨酸0.07丙氨酸0.22组氨酸未检出（0.04）胱氨酸0.04精氨酸未检出（0.05）缬氨酸0.21氨基酸总量3.02%2.3芭蕉芋根中微量元素的测定结果（见表3）由表3可知，芭蕉芋根中微量元素有13种，其中钾元素含量最高，为1.34×104 mg/kg；其次是镁元素，为3.49×103 mg/kg；铁元素含量为9.06×102 mg/kg，锰元素含量为2.51×102 mg/kg，铜元素含量较少，为11.20 mg/kg，锌元素为32.00 mg/kg；重金属砷元素含量最少，为0.04 mg/kg；芭蕉芋根钠、铅、汞、镉、铬、钴元素含量很少，未测出。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.023.T003表3芭蕉芋根中微量元素的测定结果种类含量种类含量镁3.49×103钠未检出（500.00）铁9.06×102铅未检出（0.01）铜11.20汞未检出（0.15）锌32.00镉未检出（0.01）钾1.34×104铬未检出（0.15）锰2.51×102钴未检出（0.03）砷0.04mg/kg2.4芭蕉芋根中活性物质测定结果（见表4）由表4可知，芭蕉芋根中活性物质5-羟甲基糠醛含量最高，为51.09%，其次是咖啡酸23.53%、蔗糖8.22%、盐酸葫芦巴碱3.32%、右旋奎宁酸2.36%、腺嘌呤2.07%、甘露三糖1.78%、水苏糖1.36%，其他活性物质含量较少，均在1.00%以下。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.023.T004表4芭蕉芋根活性物质测定结果种类英文名分子式质量偏差/(mg/L)分子量保留时间/min匹配得分峰面积/(mAU·min)相对含量/%5-羟甲基糠醛5-hydroxymethylfu rfuralC6H6O31.82126.0322.7981.601.47×101051.09咖啡酸caffeic acidC9H8O40.10180.0428.9785.206.78×10923.53蔗糖sucroseC12H22O110.16342.122.0393.102.37×1098.22盐酸葫芦巴碱trigonelline HClC7H7NO21.62137.052.0186.009.57×1083.32右旋奎宁酸quinic acidC7H12O61.04192.062.0190.106.79×1082.36腺嘌呤adenineC5H5N51.62118.033.3583.105.95×1082.07甘露三糖manninotrioseC18H32O160.46504.172.0386.805.12×1081.78水苏糖stachyoseC24H42O210.66666.222.0482.303.91×1081.36棉籽糖raffinoseC18H32O161.62550.172.9293.202.75×1080.95α-亚麻酸α-linolenic acidC18H30O21.48278.2347.9391.202.66×1080.93原儿茶醛protocatechualdehy deC7H6O30.51138.0324.0089.901.90×1080.666, 7-二羟基-4-甲基香豆素4-methyl-6, 7-dihydroxycoumarinC10H8O42.00192.0426.2471.901.43×1080.507-羟基香豆素7-hydroxycoumarinC9H6O3-1.53162.0333.5673.901.09×1080.38迷迭香酸rosmarinic acidC18H16O80.77360.0828.9883.301.04×1080.36莽草酸shikimic acidC7H10O50.11174.052.8390.508.89×1070.31烟酸nicotinic acidC6H5NO21.87123.033.1783.508.61×1070.30去氧穿心莲内酯deoxyandrographoli deC20H30O4-6.41334.2140.9077.608.20×1070.29对羟基氨息香醛p-hydroxybenzalde hydeC7H6O20.34122.0425.7374.106.79×1070.24尿苷uridineC9H12N2O60.29244.076.1487.506.55×1070.23对羟基肉桂酸p-coumaric acidC9H8O31.11164.0527.0883.905.73×1070.20异甘草苷isoliquiritinC21H22O91.09418.1329.8187.504.62×1070.16异香兰素isovanillinC8H8O31.71152.0527.0081.304.22×1070.15紫草酸lithospermic acidC27H22O122.13538.1129.7679.702.68×1070.10劳松黄lawsoneC10H6O32.02174.0328.0475.402.42×1070.09丹酚酸Asalvianolic acid AC26H22O100.91494.1230.6789.702.10×1070.07香兰素vanillinC8H8O30.21152.0526.3477.501.86×1070.06迷迭香酸甲酯methyl rosmarinateC19H18O8-0.09374.1030.7877.801.57×1070.06七叶亭esculetinC9H6O40.28178.0325.3772.001.16×1070.04龙胆苦苷gentiopicrinC16H20O90.43356.1126.9276.901.09×1070.04羟基酪醇3, 4-dihydroxyphen ylethanolC8H10O3-0.25154.0623.4779.308.79×1060.03丹参素danshensuC9H10O5-0.79198.0530.4481.308.69×1060.03脱落酸abscisic acidC15H20O41.18264.1430.9779.908.48×1060.037-羟基-4-甲基香豆素4-methylumbellifer oneC10H8O3-0.07176.0527.9770.507.97×1060.03黄芩苷baicalinC21H18O111.33446.0929.7872.406.50×1060.02丁香醛3, 5-dimethoxy-4-hydroxybenzaldehydeC9H10O42.10182.0627.4380.406.36×1060.02异甘草素isoliquiritigeninC15H12O40.38256.0729.8289.405.99×1060.02异鼠李素-3-O-新橙皮苷isorhamnetin-3-O-nehesperidineC28H32O160.98624.1727.2591.705.63×1060.022.5芭蕉芋根中活性物质总离子流图（TIC）2.5.1芭蕉芋根中活性物质正离子模式TIC图（见图1）由图1可知，当反应时间为1.79 min时，芭蕉芋根活性物质相对丰度最大，达到100%；当反应时间为64.04 min时，芭蕉芋根活性物质的相对丰度为45%；当反应时间为22.61 min时，芭蕉芋根活性物质相对丰度为27%；其他时间相对丰度大部分集中在5%~25%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.023.F001图1正离模式下芭蕉芋根TIC图2.5.2芭蕉芋根中活性物质负离子模式TIC图（见图2）由图2可知，当反应时间为64 min时，芭蕉芋根中活性物质相对丰度最大，达100%；当反应时间为1.77 min时，芭蕉芋根中活性物质的相对丰度为72%；当反应时间为28.76 min时，芭蕉芋根中活性物质相对丰度为36%；其他时间芭蕉芋根中相对丰度大部分集中在1%~12%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.12.023.F002图2负离模式下芭蕉芋根TIC图3讨论3.1芭蕉芋根中的营养物质分析芭蕉芋具有较好的经济价值，相关研究较多，如江思容等[10]对芭蕉芋进行全基因组分析，唐虎等[11]对贵州省黔西南芭蕉芋的高产、稳产、适应性、抗逆性品种进行了筛选研究。本试验结果显示，芭蕉芋根中含有丰富的氨基酸、淀粉、粗蛋白及微量元素。为充分利用芭蕉芋根淀粉，李振玉等[12]采用不同方法提取芭蕉芋中的交联淀粉；付婧超等[13]使用体外快速消化、缓慢消化和酶解检测淀粉消化的增减量。热降解比酶降解淀粉抗老化效果好，淀粉片层结构模型可间接预测新淀粉样品老化程度[14]，交联淀粉具有冻融稳定性、凝胶质特性和假塑性，可提高体系弹性与剪切稳定性[15]。芭蕉芋具有较强的抗旱功能，叶片气孔密度较大，细胞体积排列紧密[16]。干旱胁迫对淀粉合成酶基因表达影响较大[17]，还会影响Ｎ、Ｐ、Ｋ吸收和积累以及矿质元素在植株中的分配比例[18]。因此，芭蕉芋在适宜环境中生长发育可以保证芭蕉芋高产，提高芭蕉芋品质，从而使芭蕉芋更好地作为青绿饲料在动物生产中应用。3.2芭蕉芋根活性物质分析5-羟甲基糠醛、咖啡酸、盐酸葫芦巴碱等对神经系统疾病具有较好的治疗效果，可修复受损静脉瓣膜，治疗静脉曲张，具有免疫调节、利胆止血及抗氧、肝脏解毒、抗菌消炎、降脂降糖、降低固醇等功能[19-21]。本试验结果发现，芭蕉芋根中具有较多活性物质，5-羟甲基糠醛、咖啡酸、盐酸葫芦巴碱等含量丰富。因此芭蕉芋根在中药和中兽药开发方面具有较好的应用前景。4结论本试验结果表明，芭蕉芋根含有丰富的营养物质以及活性物质，在动物生产中具有较高的应用价值。