蛋雞功能性植物源飼料IR光譜鑒別研究

文│封卓帆 董妍 辛?xí)?劉海月 肖霄 于宏偉（石家莊學(xué)院化工學(xué)院）

沙淑莉（河北泰斯汀檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司）

武玉潔（河北一品制藥股份有限公司）

采用紅外（IR）光譜開(kāi)展了蛋雞功能性植物源飼料結(jié)構(gòu)鑒別研究。分別開(kāi)展了益母草、刺五加、花椒、銀杏葉、山楂、蘆薈、黨參、馬齒莧、酸棗仁、蒲公英、桑葉、黃芪、橘皮和松針的IR光譜研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用IR光譜可以有效鑒別蛋雞功能性植物源飼料。本項(xiàng)研究拓展了IR光譜在蛋雞功能性植物源飼料鑒別研究的應(yīng)用范圍。

一、引言

蛋雞養(yǎng)殖是河北省石家莊市畜牧業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，占該市畜牧業(yè)總產(chǎn)值的34%，蛋雞存欄量可達(dá)1億只。蛋雞養(yǎng)殖業(yè)的高風(fēng)險(xiǎn)和低效益問(wèn)題一直困擾并阻礙著全市養(yǎng)雞業(yè)的發(fā)展。由于養(yǎng)殖環(huán)境安全、飼料安全、藥物安全和產(chǎn)品安全等安全問(wèn)題未能很好地解決，從而導(dǎo)致蛋雞養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)性增加，由于上述綜合因素每年可給全市蛋雞養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)7000萬(wàn)～8000萬(wàn)元的損失，使經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重影響。由于對(duì)環(huán)境安全問(wèn)題的忽視，經(jīng)常引發(fā)雞只多種傳染病的發(fā)生；忽視飼料安全問(wèn)題而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量下降；由于對(duì)疫病防治用藥控制不嚴(yán)，常導(dǎo)致蛋雞產(chǎn)品中藥物出現(xiàn)殘留，影響市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

蛋雞養(yǎng)殖中應(yīng)用中藥可降低藥物殘留，減少環(huán)境污染，增加產(chǎn)蛋率，提高蛋雞生長(zhǎng)性能，增強(qiáng)抗病能力等優(yōu)勢(shì)，所以中藥應(yīng)用于蛋雞生產(chǎn)勢(shì)在必行。中藥不僅可以用于個(gè)體治病，而且可以用于群體防治，適應(yīng)集約化飼養(yǎng)的需要，更重要的是能解決抗生素、激素等藥物添加劑無(wú)法解決的藥物殘留問(wèn)題。在促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)方面還具有抗生素、激素類(lèi)藥物飼料添加劑無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。所以，大力開(kāi)發(fā)應(yīng)用中藥是加快我國(guó)養(yǎng)雞業(yè)發(fā)展具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。但目前部分中藥應(yīng)用研究混亂，一些中藥不在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《飼料原料目錄》里，不能直接使用。

石家莊地區(qū)是我國(guó)重要的蛋雞生產(chǎn)基地。石家莊地區(qū)具有大量功能性植物源飼料（主要包括：山楂、銀杏葉、花椒、辣椒、馬齒莧、松針等），可廣泛應(yīng)用于蛋雞生產(chǎn)中。我們項(xiàng)目組選擇《飼料原料目錄》中功能性植物源飼料，開(kāi)展了功能性植物源飼料在蛋雞生產(chǎn)性能的應(yīng)用研究工作。目前，功能性植物源飼料大多靠人工鑒定，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且誤差較大。功能性植物源飼料的品質(zhì)優(yōu)劣極大地影響了蛋雞生產(chǎn)性能。IR光譜廣泛應(yīng)用于有機(jī)物的鑒別研究，而功能性植物源飼料相關(guān)鑒別研究未見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。因此，本項(xiàng)目開(kāi)展了14種蛋雞功能性植物源飼料IR光譜鑒別研究。

二、實(shí)驗(yàn)部分

1.材料。功能性植物源飼料（益母草、刺五加、花椒、銀杏葉、山楂、蘆薈、黨參、馬齒莧、酸棗仁、蒲公英、桑葉、黃芪、橘皮）均采購(gòu)于石家莊市樂(lè)仁堂大藥房高新區(qū)店，其中松針（雪松松針）在石家莊學(xué)院北校區(qū)采集）。

2.儀器。Spectrum100型紅外光譜儀（美國(guó)PE公司）；Golden Gate型單反射變溫附件（英國(guó)Specac公司）。

3.實(shí)驗(yàn)方法。IR光譜每次實(shí)驗(yàn)以空氣為背景，對(duì)于信號(hào)進(jìn)行8次掃描累加；IR光譜數(shù)據(jù)獲得采用PE公司Spectrum v 6.3.5操作軟件。

三、功能性植物源飼料IR光譜數(shù)據(jù)庫(kù)

1.益母草。益母草（飼料原料編號(hào)：7.6.102）是唇形科益母草屬植物益母草的新鮮或干燥地上部分。益母草全國(guó)各地都有生長(zhǎng)，為一種雜草，生長(zhǎng)于多種生境，尤以陽(yáng)處為多，海拔可高達(dá)3400米。益母草，全草入藥，有效成分為益母草素。開(kāi)展益母草的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)（圖1），2918.51cm-1【編者注：cm-1是波數(shù)的常用單位。波數(shù)是原子、分子和原子核的光譜學(xué)中的頻率單位，等于真實(shí)頻率除以光速，即波長(zhǎng)(λ)的倒數(shù)，或在光的傳播方向上每單位長(zhǎng)度內(nèi)的光波數(shù)?！款l率處的吸收峰歸屬于益母草CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-益母草），2850.32cm-1頻率處的吸收峰歸屬于益母草CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-益母草），1730.77cm-1頻率處的吸收峰歸屬于益母草C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-益母草），1607.53cm-1頻率處的吸收峰歸屬于益母草C＝C伸縮振動(dòng)模式（νC=C-益母草）。

2.刺五加。刺五加（飼料原料編號(hào)：7.6.15）是五加科五加屬植物刺五加的干燥根和根莖或莖。刺五加分布于黑龍江、吉林、遼寧、河北和陜西等地。刺五加生于森林或灌叢中，海拔數(shù)百米至2000米。開(kāi)展刺五加的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2921.94cm-1頻率處的吸收峰歸屬于刺五加CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-刺五加），1731.18cm-1頻率處的吸收峰歸屬于刺五加C=O伸縮振動(dòng)模式（νC=O-刺五加），1595.11cm-1頻率處的吸收峰歸屬于刺五加C＝C伸縮振動(dòng)模式（νC=C-刺五加），見(jiàn)圖2。

3.花椒?；ń罚暳显暇幪?hào)：7.6.41）是蕓香科花椒屬植物青花椒或花椒的干燥成熟果皮。花椒產(chǎn)地北起東北南部，南至五嶺北坡，東南至江蘇、浙江沿海地帶，西南至西藏東南部，見(jiàn)于平原至海拔較高的山地。開(kāi)展花椒的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2920.87cm-1頻率處的吸收峰歸屬于花椒CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-花椒），2851.86cm-1頻率處的吸收峰歸屬于花椒CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-花椒），1733.44cm-1頻率處的吸收峰歸屬于花椒C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-花椒），1607.62cm-1頻率處的吸收峰歸屬于花椒C＝C伸縮振動(dòng)模式（νC=C-花椒）。

4.銀杏葉。銀杏葉（飼料原料編號(hào)：7.6.105）是銀杏科銀杏屬植物銀杏的干燥葉。銀杏的栽培區(qū)甚廣：北自東北沈陽(yáng)，南達(dá)廣州，東起華東海拔40～1000米地帶，西南至貴州、云南西部（騰沖）海拔2000米以下地帶均有栽培。開(kāi)展銀杏葉的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2917.33cm-1頻率處的吸收峰歸屬于銀杏葉CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-銀杏葉），2849.88cm-1頻率處的吸收峰歸屬于銀杏葉CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-銀杏葉），1723.19cm-1頻率處的吸收峰歸屬于銀杏葉C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-銀杏葉），1614.76cm-1頻率處的吸收峰歸屬于銀杏葉C＝C伸縮振動(dòng)模式（νC=C-銀杏葉）。

5.山楂。山楂（飼料原料編號(hào)：7.6.81）是薔薇科山楂屬山里紅或山楂的干燥成熟果實(shí)。山楂產(chǎn)于黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、河南、山東、山西、陜西、江蘇等地區(qū)。山楂生于山坡林邊或灌木叢中，海拔100～1500米。山楂干制后入藥，有健胃、消積化滯、舒氣散瘀之效。開(kāi)展山楂的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2916.31cm-1頻率處的吸收峰歸屬于山楂CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-山楂），2848.71cm-1頻率處的吸收峰歸屬于山楂CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-山楂），1736.19cm-1和1717.85cm-1頻率處的吸收峰歸屬于山楂C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-山楂），1609.58cm-1頻率處的吸收峰歸屬于山楂C＝C伸縮振動(dòng)模式（νC=C-山楂）。

6.蘆薈。蘆薈（飼料原料編號(hào)：7.6.59）是百合科蘆薈屬植物庫(kù)拉索蘆薈（百合科蘆薈屬植物庫(kù)拉索蘆薈葉，也稱(chēng)“老蘆薈”）。南方各省區(qū)和溫室常見(jiàn)栽培，也有由栽培變?yōu)橐吧?。開(kāi)展蘆薈的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2916.00cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蘆薈CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-蘆薈），2848.36cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蘆薈CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-蘆薈），1734.33cm-1和1712.10cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蘆薈C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC＝O-蘆薈），1629.64cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蘆薈C＝C伸縮振動(dòng)模式（νC=C-蘆薈）。

7.黨參。黨參（飼料原料編號(hào)：7.6.20）是桔?？泣h參屬黨參、素花黨參或川黨參的干燥根。黨參產(chǎn)于西藏東南部、四川西部、云南西北部、甘肅東部、陜西南部、寧夏、青海東部、河南、山西、河北、內(nèi)蒙古及東北等地區(qū)。黨參生于海拔1560～3100米的山地林邊及灌叢中。開(kāi)展黨參的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2925.12cm-1頻率處的吸收峰歸屬于黨參CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-黨參），1734.78cm-1頻率處的吸收峰歸屬于黨參C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-黨參）。

8.馬齒莧。馬齒莧（飼料原料編號(hào)：7.6.61）是馬齒莧科馬齒莧屬植物馬齒莧的干燥地上部分。我國(guó)南北各地均產(chǎn)。馬齒莧全草供藥用，有清熱利濕、解毒消腫、消炎、止渴、利尿作用；嫩莖葉可作蔬菜，味酸，也是很好的飼料。開(kāi)展馬齒莧的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2918.54cm-1頻率處的吸收峰歸屬于馬齒莧CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-馬齒莧），2850.30cm-1頻率處的吸收峰歸屬于馬齒莧CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-馬齒莧），1762.85cm-1和1730.92cm-1頻率處的吸收峰歸屬于馬齒莧C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-馬齒莧）。

◎圖1 益母草IR光譜

◎圖2 刺五加IR光譜

9.酸棗仁。酸棗仁（飼料原料編號(hào)：7.6.87）是鼠李科棗屬植物酸棗的干燥成熟種子。酸棗產(chǎn)于吉林、遼寧、河北、山東、山西、陜西、河南、甘肅、新疆、江西、福建、安徽、江蘇、浙江、廣東、湖北、四川、云南、廣西、湖南、貴州等地區(qū)。酸棗生長(zhǎng)于海拔1700米以下的山區(qū)、丘陵或平原，廣為栽培。棗仁和根均可入藥，棗仁可以安神，為重要藥品之一。開(kāi)展酸棗仁的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2925.44cm-1頻率處的吸收峰歸屬于酸棗仁CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-酸棗仁），2853.59cm-1頻率處的吸收峰歸屬于酸棗仁CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-酸棗仁），1739.87cm-1頻率處的吸收峰歸屬于酸棗仁C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-酸棗仁），1594.12cm-1頻率處的吸收峰歸屬于酸棗仁C=C伸縮振動(dòng)模式（νC=C-酸棗仁）。

10.蒲公英。蒲公英（飼料原料編號(hào)：7.6.68）是菊科蒲公英屬菊科植物蒲公英、堿地蒲公英或同屬數(shù)種植物的干燥全草。蒲公英產(chǎn)于黑龍江、吉林、遼寧、山東、江蘇、山西、安徽、浙江、廣東北部、四川、貴州、云南等省區(qū)。蒲公英廣泛生長(zhǎng)于中、低海拔地區(qū)的山坡草地、路邊、田野、河灘。蒲公英全草供藥用，有清熱解毒、消腫散結(jié)的功效。開(kāi)展蒲公英的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2920.24cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蒲公英CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-蒲公英），2851.58cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蒲公英CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-蒲公英），1734.52cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蒲公英C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-蒲公英），1606.75cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蒲公英C＝C伸縮振動(dòng)模式（νC=C-蒲公英）。

11.桑葉。桑葉（飼料原料編號(hào)：7.6.77）是?？粕僦参锷５母稍锶~。桑原產(chǎn)我國(guó)中部和北部，現(xiàn)由東北至西南各省區(qū)，西北直至新疆均有栽培。桑葉為養(yǎng)蠶的主要飼料，亦作藥用，并可作土農(nóng)藥。開(kāi)展桑葉的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2918.59cm-1頻率處的吸收峰歸屬于桑葉CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-桑葉），2850.72cm-1頻率處的吸收峰歸屬于桑葉CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-桑葉），1732.82cm-1頻率處的吸收峰歸屬于桑葉C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-桑葉），1603.06cm-1頻率處的吸收峰歸屬于桑葉C＝C伸縮振動(dòng)模式（νC=C-桑葉）。

12.黃芪。黃芪（飼料原料編號(hào)：7.6.44）是豆科植物黃耆屬蒙古黃芪或膜莢黃芪的干燥根。黃芪產(chǎn)于東北、華北及西北地區(qū)。黃芪生于林緣、灌叢或疏林下，亦見(jiàn)于山坡草地或草甸中，全國(guó)各地多有栽培，黃芪為常用中藥材之一。開(kāi)展黃芪的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2914.75cm-1頻率處的吸收峰歸屬于黃芪CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-黃芪），1733.85cm-1頻率處的吸收峰歸屬于黃芪C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-黃芪）。

13.橘皮。橘皮（飼料原料編號(hào)：7.6.55）是蕓香科柑橘屬蕓香科植物橘及其栽培變種的成熟果皮。橘在秦嶺南坡以南各地廣泛栽種，西北限約在陜西西南部、甘肅東南部城固、陜西洋縣一帶，西南至西藏東南部墨脫一帶約海拔1500米以下地方也有。開(kāi)展橘皮的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2918.03cm-1頻率處的吸收峰歸屬于橘皮CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-橘皮），2850.89cm-1頻率處的吸收峰歸屬于橘皮CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-橘皮），1732.17cm-1頻率處的吸收峰歸屬于橘皮C＝0對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νC=O-橘皮），1605.85cm-1頻率處的吸收峰歸屬于橘皮C=C對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νC=C-橘皮）。

14.松針。松針（飼料原料編號(hào)：6.5.2）松針為松科松屬植物中的雪松、黑松、紅松、華山松、云南松、馬尾松、油松、樟子松等的針葉。開(kāi)展松針的IR光譜研究中發(fā)現(xiàn)，2918.61cm-1頻率處的吸收峰歸屬于松針CH2不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νasCH2-松針），2050.63cm-1頻率處的吸收峰歸屬于松針CH2對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)模式（νsCH2-松針），1732.88cm-1頻率處的吸收峰歸屬于松針C＝0伸縮振動(dòng)模式（νC=O-松針）。

四、結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)分別開(kāi)展1 4 種蛋雞功能性植物源飼料I R 光譜研究。其I R 光譜特征如下，益母草（2918.51cm-1、2850.32cm-1、1730.77cm-1和1607.53cm-1）、刺五加（2921.94cm-1、1731.18cm-1和1595.11cm-1）、花椒（2920.87cm-1、2 8 5 1.8 6 c m-1、1 7 3 3.4 4 c m-1和1607.62cm-1）、銀杏葉（2917.33cm-1、2 8 4 9.8 8 c m-1、1 7 2 3.1 9 c m-1和1614.76cm-1）、山楂（2916.31cm-1、2848.71cm-1、1736.19cm-1、1717.85cm-1和1609.58cm-1）、蘆薈（2916.00cm-1、2 8 4 8.3 6 c m-1、1 7 3 4.3 3 c m-1、1712.10cm-1和1629.64cm-1）、黨參（2925.12cm-1和1734.78cm-1）、馬齒莧（2918.54cm-1、2850.30cm-1、1762.85cm-1和1730.92cm-1）、酸棗仁（2925.44cm-1、2853.59cm-1、1739.87cm-1和1594.12cm-1）、蒲公英（2920.24cm-1、2851.58cm-1、1734.52cm-1和1606.75cm-1）、桑葉（2918.59cm-1、2850.72cm-1、1732.82cm-1和1603.06cm-1）、黃芪（2914.75cm-1和1733.85cm-1）、橘皮（2918.03cm-1、2850.89cm-1、1732.17cm-1和1605.85cm-1）和松針（2918.61cm-1、2850.63cm-1和1732.88cm-1）。本項(xiàng)研究為快速鑒別蛋雞功能性植物源飼料提供了參考數(shù)據(jù)，具有一定的理論研究?jī)r(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。