碎米蕨葉馬先蒿化學(xué)成分分析與營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

尤延飛，嚴(yán)杜建，吾買(mǎi)爾·吾守，趙世姣，孫 暾，路 浩，趙寶玉*

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，陜西楊凌 712100；2.阿克蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆阿克蘇 843000；3.新疆巴音郭楞蒙古自治州草原工作站，新疆庫(kù)爾勒 841000)

碎米蕨葉馬先蒿(Pedicularischeilanthifolia)為玄參科(Scropbularicacac)馬先蒿屬(Pediculads)多年生草本植物，生于海拔2 000 m～5 200 m的高山草甸、高山灌叢、河灘沼澤草甸或林緣草甸[1]。馬先蒿屬植物在全球有600種以上，主要分布于北半球。在我國(guó)有300多種，主要分布于新疆、青海、西藏、甘肅、內(nèi)蒙古、云南等地[2]。長(zhǎng)期以來(lái)，受氣候、干旱、超載過(guò)牧等因素的影響，草原優(yōu)質(zhì)牧草逐漸減少，毒草滋生蔓延，逐漸成為草原優(yōu)勢(shì)種，造成草原毒草化。近年來(lái)，巴音布魯克草原毒害草馬先蒿數(shù)量日趨增加，蔓延面積已達(dá)6.74×104hm2，其中受?chē)?yán)重侵害的面積達(dá)2.0×104hm2，蔓延之勢(shì)甚強(qiáng)，而碎米蕨葉馬先蒿已成為新疆巴音布魯克草原上分布面積大且對(duì)草場(chǎng)危害最為嚴(yán)重的主要毒害草[3]。

但馬先蒿屬植物繁殖力和抗逆性極強(qiáng)，具有抗風(fēng)沙、耐干旱、耐貧瘠等特性，可以作為防風(fēng)固沙、防治水土流失的植物，對(duì)維持草原的生態(tài)環(huán)境具有重要作用[4]。同時(shí)，劉謙光等[5]曾對(duì)美觀馬先蒿(Pedicularisdecora)根的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了研究，表明美觀馬先蒿可以作為營(yíng)養(yǎng)植物進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。因此，鑒于目前對(duì)于碎米蕨葉馬先蒿化學(xué)成分和營(yíng)養(yǎng)成分的研究未見(jiàn)報(bào)道，本試驗(yàn)擬對(duì)碎米蕨葉馬先蒿化學(xué)成分和營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定，以期為碎米蕨葉馬先蒿的綜合利用提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料

碎米蕨葉馬先蒿于2016年8月采自新疆巴音布魯克草原(E 86°16′54″，N 42°40′5″)，晾干，粉碎，過(guò)40目篩備用。

1.2 方法

1.2.1 化學(xué)成分預(yù)試 根據(jù)裴月湖[6]介紹的預(yù)試驗(yàn)方法，制備碎米蕨葉馬先蒿石油醚提取液、乙醇提取液及水提液。石油醚提取液進(jìn)行甾體或三萜類、揮發(fā)油的檢驗(yàn)；乙醇提取液進(jìn)行生物堿、強(qiáng)心苷、酚類、黃酮類、醌類、鞣質(zhì)、有機(jī)酸和香豆素與萜類內(nèi)酯的檢驗(yàn)；水提液進(jìn)行蛋白質(zhì)、氨基酸和肽、皂苷、鞣質(zhì)和有機(jī)酸的檢驗(yàn)。

1.2.2 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定 碎米蕨葉馬先蒿樣品中粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維的測(cè)定分別按照國(guó)標(biāo)GB/T6432-1994《飼料中粗蛋白測(cè)定方法》、GB/T6434-2006《飼料中粗脂肪測(cè)定方法》、GB/T6432-94《飼料中粗纖維測(cè)定方法》、GB/T6438-2007《飼料中粗灰分的測(cè)定方法》、GB/T20806-2006《飼料中中性洗滌纖維的測(cè)定》、NY/T1459-2007《飼料中酸性洗滌纖維的測(cè)定》的方法進(jìn)行[7]。

1.2.3 礦物質(zhì)元素和氨基酸含量測(cè)定 銅、鋅、錳、鐵、鈣、鎂、鉀含量測(cè)定按GB/T13885-2017《動(dòng)物飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測(cè)定原子吸收光譜法》進(jìn)行；磷含量測(cè)定按GB/T6437-2002《飼料中總磷的測(cè)定分光光度法》進(jìn)行[8]；氨基酸含量按GB/T5009.124-2016《食品中氨基酸的測(cè)定》進(jìn)行。

2 結(jié)果

2.1 碎米蕨葉馬先蒿化學(xué)成分系統(tǒng)預(yù)試

通過(guò)對(duì)碎米蕨葉馬先蒿化學(xué)成分系統(tǒng)預(yù)試表明，碎米蕨葉馬先蒿含有甾體或三萜類、揮發(fā)油、酚類、有機(jī)酸、生物堿、醌類、黃酮、香豆素、強(qiáng)心苷，不含鞣質(zhì)。結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 碎米蕨葉馬先蒿化學(xué)成分系統(tǒng)預(yù)試結(jié)果

注：“+”表示陽(yáng)性，“-”表示陰性。

Note：“+”means positive，“-”means negative.

2.2 碎米蕨葉馬先蒿常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析

碎米蕨葉馬先蒿中常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分及含量見(jiàn)表2。從表2可以看出，碎米蕨葉馬先蒿常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量的高低順序依次為酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗纖維、粗灰分、粗蛋白、粗脂肪。酸性洗滌纖維含量最高，中性洗滌纖維含量次之，粗脂肪含量最低。

表2 碎米蕨葉馬先蒿常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果

2.3 碎米蕨葉馬先蒿礦物質(zhì)元素分析

碎米蕨葉馬先蒿礦物質(zhì)元素含量及分析結(jié)果見(jiàn)表3。Ca含量最高，K含量次之，Cu含量最低。其中，常量礦物質(zhì)元素(K、Ca、P、Mg)中，Ca含量最高，P含量最低；微量礦物質(zhì)元素(Fe、Cu、Zn、Mn)中，F(xiàn)e含量最高，Cu含量最低。有學(xué)者認(rèn)為理化性質(zhì)相似的元素，其生物學(xué)功能是相互拮抗的，當(dāng)Zn/Cu>10及Zn/Fe>1時(shí)，會(huì)發(fā)生拮抗作用[9]。碎米蕨葉馬先蒿中Zn/Cu及Zn/Fe值分別為4.27和0.015，均低于報(bào)道中的數(shù)值。因此，Zn、Cu、Fe不發(fā)生拮抗作用或者拮抗作用不明顯。

表3 碎米蕨葉馬先蒿礦物質(zhì)元素含量測(cè)定結(jié)果

2.4 碎米蕨葉馬先蒿氨基酸含量分析

由表4可以看出，碎米蕨葉馬先蒿樣品中氨基酸種類齊全，含有 17 種水溶性氨基酸，含量為8.11%。其中，Thr含量最高，Glu含量次之，Cys、Tyr、Ala含量最低。在必需氨基酸中，Thr含量最高，Ile含量最低；非必需氨基酸中Glu含量最高，Ala、Tyr含量最低。必需氨基酸(Phe、Lys、Thr、Leu、Ile、Val)含量為3.25%，占氨基酸總量的40.07%。非必需氨基酸(Gly、Ala、Pro、Tyr、Ser、Asp、Glu)含量為2.59%，占氨基酸總量的31.94%。所測(cè)定的17種氨基酸中必需氨基酸占氨基酸總量(WEAA /WTAA)的40.07%，必需氨基酸占非必需氨基酸(WEAA/WEAA)的125.48%。根據(jù)FAO/WHO的理想模式[9]，WEAA /WTAA為40%左右，WEAA/WEAA在60%以上為較好品質(zhì)蛋白質(zhì)。因此，碎米蕨葉馬先蒿所含氨基酸各項(xiàng)指標(biāo)均符合FAO/WHO的理想模式，可以為動(dòng)物體提供豐富的氨基酸。

表4 碎米蕨葉馬先蒿中氨基酸含量測(cè)定結(jié)果

3 討論

3.1 化學(xué)成分組成

馬先蒿屬植物化學(xué)成分的研究主要集中藥用馬先蒿。以根或根莖入藥者多有滋陰補(bǔ)腎、補(bǔ)中益氣、健脾和胃等功能；以花或全草入藥者有清熱解毒、利尿、保肝等作用[10]。馬先蒿屬植物化學(xué)成分主要為環(huán)烯醚萜苷、苯丙素苷、木脂素苷、生物堿、黃酮等[11]。這些化合物具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗疲勞、抗菌、抗溶血作用，以及DNA修復(fù)性能等[12-13]。而對(duì)于碎米蕨葉馬先蒿的化學(xué)成分的研究國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)采用系統(tǒng)預(yù)試對(duì)該植物的化學(xué)成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)碎米蕨葉馬先蒿中含有甾體或三萜類、揮發(fā)油、酚類、有機(jī)酸、生物堿、醌類、黃酮、香豆素，強(qiáng)心苷，不含鞣質(zhì)，表明碎米蕨葉馬先蒿化學(xué)成分與多數(shù)馬先蒿屬植物相同，可為碎米蕨葉馬先蒿生物活性研究提供基礎(chǔ)資料。

3.2 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分比較

粗蛋白、粗脂肪和纖維素是評(píng)定飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)之一，而豆科植物中，苜蓿因粗蛋白、維生素和礦物質(zhì)含量豐富，氨基酸的組成比較齊全，適口性好，因此備受?chē)?guó)內(nèi)外市場(chǎng)青睞。其中，紫花苜蓿素有“牧草之王”的美譽(yù)。目前苜蓿干草市場(chǎng)銷售等級(jí)及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)也主要根據(jù)粗蛋白、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維和水分而劃分為5個(gè)等級(jí)[14]。

由表2可以看出，碎米蕨葉馬先蒿粗蛋白含量達(dá)到10.99%，處于第4等級(jí)，可以作為蛋白飼料給牲畜提供蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)。酸性洗滌纖維含量為39.4%，中性性洗滌纖維含量為48.97%，均處于第3等級(jí)，含量適中，不會(huì)影響飼草適口性和消化率，因此不會(huì)降低牲畜的采食量和牲畜的消化吸收率。粗脂肪含量為0.94%，與新鮮紫花苜蓿[15](1.00%)接近，比干紫花苜蓿[15](1.53%)略低，含量適中，家畜采食后不會(huì)因含量過(guò)高而引起肥胖癥等慢性疾病，同時(shí)含有的脂類物質(zhì)也有改善適口性的作用；粗灰分含量為11.91%，與干紫花苜蓿[15](11.68%)接近，說(shuō)明碎米蕨葉馬先蒿礦質(zhì)元素含量適中，不會(huì)因含量過(guò)高造成適口性差而降低牲畜的采食量；粗纖維含量為23.04%，比干紫花苜蓿[15](37.11%)低，說(shuō)明碎米蕨葉馬先蒿中粗纖維含量較低，不會(huì)因粗纖維造成飼料適口性差。

3.3 礦物質(zhì)元素比較

碎米蕨葉馬先蒿中Ca和P的含量分別為10 324.77 mg/kg和1 760.00 mg/kg，比紫花苜蓿[15]中Ca(19 800 mg/kg)和P(2 710 mg/kg)含量低；Mg含量為2 704.34 mg/kg，比紫花苜蓿[16]中Mg(1 280 mg/kg)含量高；Fe含量為3 250.45 mg/kg，比紫花苜蓿[16]中Fe(182 mg/kg)含量高；Zn含量為48.05 mg/kg，比紫花苜蓿[16]中Zn(47 mg/kg)含量略高；Mn含量為94.87 mg/kg，比紫花苜蓿[16]中Mn(47 mg/kg)含量高；Cu含量為11.26 mg/kg，K含量為17060.59 mg/kg。碎米蕨葉馬先蒿和美觀馬先蒿[5]相比，同樣還有K、Fe、Ca、Mg、Zn、Mn、Cu和P。礦物質(zhì)元素組成分析結(jié)果表明，碎米蕨葉馬先蒿和紫花苜蓿、美觀馬先蒿中礦物質(zhì)組成差別不大，但含量多少存在差異，可能是由于不同地區(qū)中各元素含量不同或植物本身吸收土壤礦物質(zhì)的能力不同而造成植物間各元素含量的差異。

3.4 氨基酸含量比較

碎米蕨葉馬先蒿中總氨基酸含量為8.11%，比紫花苜蓿芽[17]中總氨基酸含量(25.15%)低，與美觀馬先蒿[5]中總氨基酸含量(8.125%)相當(dāng)；必需氨基酸含量為3.25%，比紫花苜蓿芽[17]中必須氨基酸含量(8.69%)低，比美觀馬先蒿[5]中必須氨基酸含量(1.92%)高；非必需氨基酸含量為2.59%，比紫花苜蓿芽[17]中非必須氨基酸含量(13.6%)低，比美觀馬先蒿[5]中非必須氨基酸含量(4.608%)低。碎米蕨葉馬先蒿、紫花苜蓿芽[17]和美觀馬先蒿[5]中必需氨基酸與總氨基酸的比值和必須氨基酸與非必須氨基酸的比值分別為40.07%、39.23%和23.6%，125.48%、63.89%和41.7%。根據(jù)FAO/WHO的理想模式[9]，碎米蕨葉馬先蒿和紫花苜蓿芽、美觀馬先蒿相比，可以更好的為動(dòng)物體提供豐富的氨基酸和較高品質(zhì)的蛋白質(zhì)。

本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)碎米蕨葉馬先蒿的化學(xué)成分預(yù)試和營(yíng)養(yǎng)成分和礦物質(zhì)元素分析方法，對(duì)碎米蕨葉馬先蒿化學(xué)成分、營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸及礦物元素含量進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，碎米蕨葉馬先蒿含有甾體或三萜類、揮發(fā)油、酚類、有機(jī)酸、生物堿、醌類、黃酮、香豆素、強(qiáng)心苷等化合物質(zhì)。有動(dòng)物所需的多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及Ca、Fe、Zn、K、Cu、Mg、Mn、P等礦物質(zhì)元素，富含Ca、K和Fe；還含有多種氨基酸，其中Thr和Glu含量較高。作為新疆巴音布魯克草原上廣泛分布的植物，具有一定的實(shí)際利用價(jià)值。本試驗(yàn)為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用和治理碎米蕨葉馬先蒿提供了新思路及理論依據(jù)。