納里橐吾化學(xué)成分分析與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

浮晶晶，郭亞洲，王 帥，郭 蓉，蘇永霞，趙寶玉

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，陜西楊凌 712100)

納里橐吾(Ligularianaryensis)為菊科(Compositae)橐吾屬(Ligularia)多年生草本植物，生于海拔1 600 m～2 400 m的亞高山、草甸、高山草原帶、林下、山坡或灌叢，主要分布于我國(guó)新疆北部阿勒泰山脈的阿勒泰、布克賽爾、托里和天山南北坡的精河、博樂(lè)、溫泉、特克斯、尼勒克、和靜及庫(kù)車等地[1]。據(jù)報(bào)道，橐吾屬多種植物的根莖在中國(guó)西北和東北地區(qū)作為藏藥、維藥、朝鮮族民間草藥及地方用藥，稱“山紫苑”，具有止咳化痰、活血化淤、清熱解毒、抗炎及增強(qiáng)免疫等多種功效[2]。

我國(guó)草原資源豐富[2-3]。草原在防風(fēng)固沙、維護(hù)生物多樣性和發(fā)展草地畜牧業(yè)等方面具有重要生態(tài)功能和生產(chǎn)功能[4]。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)草原處于超載過(guò)牧和不合理利用狀態(tài)，導(dǎo)致草原大面積退化。特別是天然草原的退化，使植物種群結(jié)構(gòu)失調(diào)，可食牧草種類和產(chǎn)量減少，有毒有害植物滋生蔓延[5]。近年來(lái)，納里橐吾在新疆天然草原的滋生蔓延，家畜誤食或被迫采食后引起中毒甚至死亡，給草地畜牧業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)報(bào)道，2006年-2009年僅新疆伊犁河谷草原納里橐吾的危害面積達(dá)4萬(wàn)hm2，平均每100 m2的樣地中納里橐吾2 347株，比2003年增加了10.18倍，納里橐吾已成為威脅新疆天然草原畜牧業(yè)發(fā)展和生態(tài)安全的優(yōu)勢(shì)毒害草之一。

研究表明，藏橐吾和蹄葉橐吾營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，礦物質(zhì)和氨基酸含量豐富，是一種可利用的牧草資源，只要在家畜日糧中控制添加量即可安全飼喂[6-7]。本試驗(yàn)對(duì)納里橐吾化學(xué)成分和營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定，可為納里橐吾等橐吾屬有毒植物作為中藥和牧草資源開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)樣品 盛花期納里橐吾地上部分，2018年9月采于新疆伊犁特克斯(N:42°22′30″～43°25′30″，E:81°19′00″～82°37′30″)，樣品陰干，粉碎，過(guò)篩保存?zhèn)溆?。納里橐吾種屬由新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院靳瑰麗教授鑒定。

1.1.2 主要儀器與試劑 U-3900H型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)、Z-2000型原子吸收分光光度計(jì)和L-8900型氨基酸自動(dòng)分析儀，日本日立公司產(chǎn)品；KJEI-TECTM8400型凱式定氮儀，丹麥福斯公司產(chǎn)品；AFS-820型雙道原子熒光光度計(jì)，北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司產(chǎn)品；石油醚、氯仿、濃鹽酸和濃硫酸等試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 方法

1.2.1 化學(xué)成分分析 參照裴月湖《天然藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)》介紹的植物化學(xué)成分系統(tǒng)分析方法，采用3種極性不同的溶劑，制備納里橐吾石油醚提取液、水提取液和乙醇提取液。用試管法和紙層析法對(duì)3種提取液中是否含有萜類、甾體、揮發(fā)油、油脂、強(qiáng)心苷類、生物堿、醌類、黃酮、有機(jī)酸、鞣質(zhì)及酚類化合物、香豆素、內(nèi)酯、氨基酸、蛋白質(zhì)和糖類等成分進(jìn)行檢測(cè)，以確證納里橐吾所含化學(xué)成分的種類。判斷標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)植物化學(xué)成分分析檢查項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)的檢查方法及結(jié)果，被分析的化學(xué)物質(zhì)一般采用2種及其以上檢查方法，若出現(xiàn)2種及其以上陽(yáng)性反應(yīng)，表明被檢物質(zhì)存在。

1.2.2 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量測(cè)定 依次按照國(guó)標(biāo)GB/T 6432-2018《飼料中粗蛋白測(cè)定方法》、GB/T 6434-2006《飼料中粗纖維的含量測(cè)定》、GB/T 6433-2006《飼料中粗脂肪的測(cè)定》、NY/T 1459-2007《飼料中酸性洗滌纖維(ADF)的測(cè)定》、GB/T 20806-2006《飼料中中性洗滌纖維(NDF)的測(cè)定》和GB/T 6435-2006《飼料中水分和其他揮發(fā)性物質(zhì)含量的測(cè)定》方法，對(duì)納里橐吾地上部分全草常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行檢測(cè)，并計(jì)算相對(duì)飼用價(jià)值(relative feed value，RFV)，綜合評(píng)價(jià)納里橐吾飼用價(jià)值。相對(duì)飼用價(jià)值(RFV)=(8269.800-72.500×ADF)/NDF，RFV是評(píng)價(jià)牧草質(zhì)量水平的綜合指標(biāo)，基本指標(biāo)為100，值越高表明該牧草飼喂家畜的效果越好。

1.2.3 礦物質(zhì)元素和氨基酸含量測(cè)定 納里橐吾地上部分全草鈣、銅、鎂、錳、鈉和鋅等礦物質(zhì)元素按GB/T 13885-2003《動(dòng)物飼料中鈣、銅、鎂、錳、鈉和鋅含量的測(cè)定-原子吸收光譜法》進(jìn)行；鐵元素按GB 5009.90-2016《食品中鐵的測(cè)定》進(jìn)行；磷元素按GB/T 5009.87-2016《食品中總磷的測(cè)定-分光光度法》進(jìn)行；鉀元素按GB 5009.91-2017《食品中鉀、鈉的測(cè)定》進(jìn)行；硒元素按GB/T 5009.93-2017《食品中硒的測(cè)定》進(jìn)行；氨基酸按GB/T 5009.124-2016《食品中氨基酸的測(cè)定》進(jìn)行。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 以上測(cè)定項(xiàng)目均做3個(gè)獨(dú)立重復(fù)，所得數(shù)據(jù)用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以平均值加標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示測(cè)定結(jié)果。

2 結(jié)果

2.1 納里橐吾化學(xué)成分分析結(jié)果

納里橐吾地上部分含有揮發(fā)油和油脂、鞣質(zhì)及酚類化合物、有機(jī)酸、氨基酸和蛋白質(zhì)、糖類、生物堿、醌類、黃酮類、香豆素和萜類內(nèi)酯，不含甾體、三萜類和強(qiáng)心苷類化合物(表1)。

表1 納里橐吾化學(xué)成分系統(tǒng)分析結(jié)果

2.2 納里橐吾常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量測(cè)定結(jié)果

在盛花期，納里橐吾地上部位全草中常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量高低順序依次為干物質(zhì)>中性洗滌纖維>酸性洗滌纖維>粗纖維>粗灰分>水分>粗脂肪>粗蛋白。其中干物質(zhì)含量為91.845%，中性洗滌纖維含量為65.000%，酸性洗滌纖維含量為50.565%，纖維素含量為43.625%，粗灰分含量為8.245%，水分含量為8.004%，粗脂肪含量為3.264%，粗蛋白含量最低為0.870%。經(jīng)計(jì)算RFV為70.830，低于基本指標(biāo)100，表明納里橐吾作為牧草資源利用品質(zhì)一般。

2.3 納里橐吾礦物質(zhì)元素含量測(cè)定結(jié)果

在盛花期，納里橐吾地上部位全草中礦物質(zhì)元素有K、Mg、Ca、P，其含量分別為9 810.000 mg/kg±565.685 mg/kg、9 383.000 mg/kg±558.000 mg/kg、7 622.000 mg/kg±612.000 mg/kg、1 960.000 mg/kg±27.000 mg/kg，Mg、Ca和P的比例為5.6∶3.9∶1，當(dāng)植物飼料中Ca和P比例為2∶1時(shí)最易于被機(jī)體吸收。納里橐吾地上部分全草常量元素含量豐富，可作為放牧牲畜常量元素補(bǔ)充的來(lái)源。納里橐吾中微量元素包括Fe、Zn、Cr、Cu、Mn、Se，含量分別為744.500、38.105、19.008、9.068、6.335、0.089 mg/kg，當(dāng)Zn/Cu>10及Zn/Fe>1時(shí)，會(huì)發(fā)生拮抗作用，而納里橐吾中Zn/Cu及Zn/Fe比值為4.200和0.050，Zn、Cu、Fe含量及比值合理且低于閾值，因此不會(huì)發(fā)生拮抗作用或不明顯。Mn對(duì)于動(dòng)物生長(zhǎng)、骨骼形成具有重要作用；Se具有抗氧化、抗癌、提高免疫力的作用；Cr在機(jī)體的糖、脂代謝中發(fā)揮特殊作用。納里橐吾中Mn、Se、Cr元素含量數(shù)值合理，特別是Se含量高于我國(guó)牧草平均硒量水平(0.050 mg/kg)，接近植物性飼料適宜含硒量水平(0.100 mg/kg)，可作為放牧牲畜微量元素補(bǔ)充的來(lái)源。

2.4 納里橐吾氨基酸組成及含量測(cè)定結(jié)果

盛花期納里橐吾地上部分全草樣品含有17種氨基酸，含量為7.417%，其中必需氨基酸7種，含量為2.367%，非必需氨基酸10種，含量為5.050%；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31.910%；必需氨基酸占非必需氨基酸(WEAA/WNEAA)的46.870%(表2)。根據(jù)FAO/WHO的理想模式，WEAA/WTAA為40%左右，WEAA/WNEAA在60%以上為較好品質(zhì)蛋白質(zhì)飼料的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比[6]，納里橐吾中雖然氨基酸種類比較齊全，但WEAA/WTAA指標(biāo)不符合FAO/WHO的理想模式，因此，納里橐吾作為蛋白質(zhì)補(bǔ)充牧草，其蛋白質(zhì)品質(zhì)較低。

表2 納里橐吾氨基酸種類與含量測(cè)定結(jié)果

3 討論

我國(guó)天然草原主要優(yōu)勢(shì)種群有納里橐吾、黃帚橐吾、藏橐吾、箭葉橐吾、舟葉橐吾、蹄葉橐吾和大葉橐吾等[8]。據(jù)報(bào)道，西北地區(qū)有18種橐吾屬植物作為藏藥、維藥和民間草藥在當(dāng)?shù)貜V泛使用，具有止咳化痰、活血化淤、清熱解毒等功效。如西北地區(qū)民間習(xí)慣將大葉橐吾、箭葉橐吾、黃帚橐吾等植物的根及根莖作為山紫菀入藥，有散寒、潤(rùn)肺降氣、溫肺化痰、平喘止咳的功效，用于治療風(fēng)寒咳嗽、支氣管炎、肺結(jié)核咳血、咽喉炎等；新疆維藥用大葉橐吾、阿勒泰橐吾等地上莖葉治療神經(jīng)衰弱、失眠和腹脹等病癥。橐吾屬植物含有揮發(fā)油、萜類內(nèi)酯、生物堿、黃酮等化學(xué)成分，有抗菌消炎、抗腫瘤、抗氧化等活性[9-10]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)納里橐吾中含有揮發(fā)油和油脂、鞣質(zhì)及酚類化合物、生物堿、醌類、黃酮類、有機(jī)酸、氨基酸和蛋白質(zhì)、糖類、香豆素和萜類內(nèi)酯等成分，表明納里橐吾化學(xué)成分與多數(shù)橐吾屬植物相同，這些化學(xué)成分種類的確定，對(duì)推動(dòng)納里橐吾作為藥源植物資源開(kāi)發(fā)利用，并從中篩選有活性的新靶標(biāo)藥物具有重要意義。

苜蓿是公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的牧草，其常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分、礦物質(zhì)種類及氨基酸種類都較為全面，適口性好，無(wú)不良?xì)馕?，牲畜采食情況良好[11]。根據(jù)苜蓿質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，納里橐吾中所含粗蛋白處于第5等級(jí)，可以作為蛋白飼料給予牲畜營(yíng)養(yǎng)。酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維到第四等級(jí)，粗纖維含量為43.600%，與干紫花苜蓿(37.110%)差異較大，或會(huì)影響飼草適口性，但粗纖維有利于減少草食動(dòng)物瘤胃臌氣，降低氮的浪費(fèi)，促進(jìn)動(dòng)物胃腸道發(fā)育，調(diào)節(jié)腸道pH和有益菌群，改善動(dòng)物消化功能；所含粗脂肪要比新鮮紫花苜蓿(1.000%)和干紫花苜蓿(1.530%)都高的多，家畜要適量采食，否則會(huì)因肥胖而引起各種慢性疾病[12]；粗灰分含量8.245%，比干紫花苜蓿(11.680%)稍少，說(shuō)明其礦物質(zhì)元素含量相差不大，能夠滿足家畜健康成長(zhǎng)的需要。相對(duì)飼喂價(jià)值是由美國(guó)飼草和草原理事會(huì)提出的，用于評(píng)價(jià)牧草質(zhì)量水平的綜合指標(biāo)。其基本指標(biāo)為100，值越高則表明該牧草飼喂家畜的效果越好，否則牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較差(表3)。按此評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)綜合分析納里橐吾的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，認(rèn)為納里橐吾雖然適口性較好，但作為潛在的牧草資源利用，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值一般。

牧草中缺乏礦物質(zhì)元素就可引起放牧牲畜生長(zhǎng)發(fā)育受阻、繁殖功能降低、生產(chǎn)性能下降、免疫功能低下等，嚴(yán)重者導(dǎo)致各種礦物質(zhì)缺乏病的發(fā)生。因此，在評(píng)價(jià)牧草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值時(shí)，礦物質(zhì)元素也不能忽視。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，納里橐吾中Ca、P、Zn和Mn含量分別為7 622.000、1 960.000、38.105、6.335 mg/kg，比紫花苜蓿中Ca(1 980 0.000 mg/kg)、P(2 710.000 mg/kg)、Zn(47.000 mg/kg)和Mn(47.000 mg/kg)含量低；Mg和Fe含量分別為9 383.000 mg/kg和744.500 mg/kg，比紫花苜蓿Mg(1 280.000 mg/kg)和Fe(182.000 mg/kg)含量高[13]；特別是硒含量高于我國(guó)牧草平均硒量水平，接近植物性飼料適宜含硒量水平。因此，納里橐吾作為放牧牲畜礦物質(zhì)元素補(bǔ)充的牧草資源，具有一定潛在利用價(jià)值。

此外，通過(guò)比較納里橐吾與紫花苜蓿、蹄葉橐吾和藏橐吾中氨基酸組成與含量差異，可見(jiàn)納里橐吾中總氨基酸含量為7.417%，比紫花苜蓿(25.150%)和蹄葉橐吾(10.900%)低，比藏橐吾(6.747%)高；必需氨基酸含量為2.367%，比紫花苜蓿(8.690%)和蹄葉橐吾(4.617%)低，比藏橐吾(2.285%)高；非必需氨基酸含量為5.050%，比紫花苜蓿(13.600%)和蹄葉橐吾(7.767)低，比藏橐吾(4.379%)高[4,14-15]。納里橐吾與紫花苜蓿、蹄葉橐吾和藏橐吾中必需氨基酸與總氨基酸的比值和必需氨基酸與非必需氨基酸的比值分別為31.910%、34.550%、42.360%、33.870%和46.870%、63.900%、59.440%、52.180%。根據(jù)FAO/WHO的理想模式[16]，納里橐吾和紫花苜蓿、蹄葉橐吾、藏橐吾相比，氨基酸營(yíng)養(yǎng)不如紫花苜蓿和蹄葉橐吾，但高于藏橐吾。

本研究結(jié)果表明，納里橐吾化學(xué)成分與大多數(shù)橐吾屬植物相似，其常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分與苜蓿等優(yōu)質(zhì)牧草相比，雖然粗蛋白含量低，但氨基酸種類比較齊全、礦物質(zhì)含量豐富，具有飼草化利用的潛力。同時(shí)納里橐吾盛花期花色鮮艷，可作為草原觀賞性植物，或應(yīng)用到綠化當(dāng)中，成為很好的綠化材料[17],且根系發(fā)達(dá)能防風(fēng)固沙和保持水土[18]?？梢?jiàn),納里橐吾作為一種新疆廣泛分布的橐吾屬植物，將對(duì)退化草地的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)及生物多樣性保護(hù)極具開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。