湯文杰,孔祥峰,楊 峰,印遇龍

1中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室,長沙 410125;2中國科學院研究生院,北京 100039

16種中草藥的營養(yǎng)價值

湯文杰1,2,孔祥峰1＊,楊 峰1,印遇龍1

1中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室,長沙 410125;2中國科學院研究生院,北京 100039

為了研究中草藥飼料添加劑的作用機制,測定了 16種常用中草藥中常規(guī)營養(yǎng)成分、常量和微量元素及氨基酸的含量。結(jié)果表明,韭菜籽中總能(23.33 MJ/kg)、粗脂肪 (21.19%)、粗蛋白 (26.39%)、銅 (13.26 mg/ kg)和鋅(45.91 mg/kg)的含量均最高;豬苓中鐵 (2116.90 mg/kg)和粗灰分 (19.91%)的含量均最高。各種中草藥中氨基酸特別是必需氨基酸含量較高,韭菜籽和黃芪中除蛋氨酸、半胱氨酸和酪氨酸外的其它 14種氨基酸的含量均相對較高,特別是山楂中谷氨酸、精氨酸和天門冬氨酸的含量分別為 4.23%、1.94%和 1.44%;當歸中精氨酸的含量遠高于其它中草藥,達 2.26%。本結(jié)果為進一步研究中草藥資源在飼料中的應用提供了一定的理論依據(jù)。

中草藥;常規(guī)營養(yǎng)成分;微量元素;氨基酸

目前,在畜禽飼料中普遍添加抗生素、激素或化學合成藥物以促進生長、防治疾病。但這些物質(zhì)的長期使用可引起病原微生物產(chǎn)生耐藥性、動物免疫力下降、畜產(chǎn)品及環(huán)境中的有害殘留和畜產(chǎn)品質(zhì)量惡化等一系列問題,嚴重威脅著人類健康。因此,尋找安全、無污染的飼料添加劑已是當務(wù)之急。常用中草藥飼料添加劑兼有藥用和營養(yǎng)功能,具有天然、藥源廣、副作用小、無抗藥性、抗病和促生長效果顯著等一系列優(yōu)勢,日益成為飼料添加劑研發(fā)的熱點[1,2]。目前研究和應用較多的中草藥添加劑有麥芽、山楂、蒼術(shù)、陳皮、松針等,其本身除具有直接醫(yī)療價值的有效成分外,還含有蛋白質(zhì)、多糖、脂類、維生素、微量元素和免疫增強因子等成分,其主要作用包括促進動物生長發(fā)育、提高生產(chǎn)性能、提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率、增強機體免疫力、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)和腸道微生態(tài)等[2,3]。微量元素和氨基酸的含量及其組成對中草藥的營養(yǎng)和藥效具有重要影響。因此,分析中草藥的微量元素和氨基酸含量及其分布規(guī)律對了解其營養(yǎng)作用和生物學活性具有重要意義。筆者以前曾初步報道了黃芪、刺五加、黨參、山楂和丹參等 5種常用中草藥中常規(guī)營養(yǎng)成分與氨基酸的含量[4]。但是,目前關(guān)于中草藥營養(yǎng)價值含量的報道仍較少。本文進一步報道了豬苓、茯苓和甘草等 16種常用中草藥的常規(guī)營養(yǎng)成分、常量和微量元素及氨基酸的含量,為探明中草藥飼料添加劑的作用機制和在動物生產(chǎn)中的應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 中草藥

試驗選用的 16種中草藥 (見表 1)均購自湖南省長沙市藥材公司。取各藥材風干樣各 100 g,用FW135型中藥粉碎機 (天津市泰新特儀器有限公司)粉碎,過 60目篩,分裝后待測。

表 1 中草藥樣品來源Table 1 Resources of Chinese herbalmedicines

1.2 常規(guī)營養(yǎng)成分含量測定

干物質(zhì)、粗灰分、粗脂肪和粗蛋白含量測定參照張麗英 (2003)的方法[5]并略做修改?？偰軠y定采用WZR-1型微電腦精密快速自動熱量計(長沙儀器廠)。

1.3 微量元素含量測定

稱取干燥至恒重的各樣品粉末 1.0000 g,分別置于錐形瓶中,加濃硝酸 10 mL在通風柜中冷消化過夜,然后在電熱板上沙浴消化,當消化液剩 3～4 mL時加 3～5 mL高氯酸,繼續(xù)加熱至冒白煙,冷卻后將消化液分別完全轉(zhuǎn)移至 50 mL容量瓶并用蒸餾水定容至刻度后搖勻,從中吸取 5 mL樣品再加 3%氯化鍶 5 mL,用 1%硝酸定容至 50 mL,用 GBC932型原子吸收分光光度計(澳大利亞 GBC公司)測定其中微量元素的含量。

1.4 氨基酸含量測定

稱取干燥至恒重的各樣品粉末 0.5000 g,置于安培瓶中,加入 6 mol/L鹽酸 10 mL后混勻,酒精噴燈封口,110℃消化 24 h,定容至 100 mL,吸取 5 mL定容至 50 mL容量瓶中,再吸取 2 mL經(jīng) 0.45μm微孔濾膜過濾后,用L-8800型全自動氨基酸分析儀(日立公司)測定其中氨基酸的含量,并計算總氨基酸含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 常規(guī)營養(yǎng)成分含量

由表 2可見,16種中草藥的干物質(zhì)和總能測定值相差不大,干物質(zhì)含量最高者為甘草 (95.09%),最低者為山藥 (82.90%);總能含量最高者為韭菜籽 (23.33 MJ/kg),最低者為豬苓 (13.81 MJ/kg);粗灰分含量最高者為豬苓 (19.91%),最低者為山楂 (0.44%);粗脂肪含量最高者為韭菜籽(21.19%),最低者為白芍 (0.32%);粗蛋白含量最高者為韭菜籽(26.39%),最低者為茯苓 (1.21%)。

注:除干物質(zhì)外,其它各項指標均以干物質(zhì)為基礎(chǔ),下表同。Notes:All indexes are based on drymatter expect of the drymatter.The same as follows.

2.2 微量元素含量

由表 3可見,在各種中草藥中,銅、鋅的含量差別不大,而鐵的含量相差較大。銅含量最高者為韭菜籽 (13.26 mg/kg),最低者為丹參 (1.97 mg/kg);鐵含量最高者為豬苓 (2116.90 mg/kg),最低者為山藥 (30.74 mg/kg),豬苓與山藥鐵含量相差達 68倍;鋅含量最高者為韭菜籽 (45.91 mg/kg),最低者為山藥 (3.09 mg/kg)。

2.3 氨基酸含量

由表 4可見,韭菜籽的總氨基酸、芳香族氨基酸、支鏈氨基酸、直鏈氨基酸、酸性氨基酸、堿性氨基酸和羥基氨基酸的含量均為最高。韭菜籽和黃芪中除蛋氨酸、半胱氨酸和酪氨酸外的其它 14種氨基酸的含量均相對較高,特別是山楂中谷氨酸、精氨酸和天門冬氨酸的含量分別為 4.23%、1.94%和 1.44%;當歸中精氨酸的含量遠高于其它中草藥,達 2.26%。脯氨酸和半胱氨酸在多數(shù)中草藥中未檢出。

表 3 16種中草藥中 3種常量和微量元素的含量(mg/kg)Table 3 Contents of 3 microelements and trace elements in 16 Chinese herbalmedicines(mg/kg)

表 4 16種中草藥中氨基酸的含量(%)Table 4 Contents of amino acids in 16 Chinese herbalmedicines(%)

表 4 16種中草藥中氨基酸的含量(%,續(xù))Table 4 Contents of amino acids in 16 kinds of Chinese herbalmedicines(%,Continued)

直鏈氨基酸 SCAA 0.20 0.39 0.33 1.03 0.49 0.79 0.17 0.39酸性氨基酸AcidityAA 0.48 1.09 1.46 4.29 1.78 2.51 0.76 1.63堿性氨基酸Alkalescence AA 0.78 0.61 1.46 2.19 1.52 1.45 0.08 0.70羥基氨基酸 HydroxyAA 0.09 0.35 0.30 0.92 0.39 0.65 0.02 0.30總氨基酸 TAA 2.13 3.68 4.29 10.96 5.22 7.49 1.50 4.57

3 討論

中藥發(fā)揮其作用有一定的物質(zhì)基礎(chǔ),其中包括藥物成分和營養(yǎng)物質(zhì)。中藥藥理學主要是研究中藥及其藥物成分與機體相互作用及其規(guī)律的科學,卻不包括中藥本身所含營養(yǎng)物質(zhì)的研究范圍。筆者在國內(nèi)首次提出了“中藥營養(yǎng)學”這一概念。中藥營養(yǎng)學研究主要應函蓋以下幾個方面的內(nèi)容:中藥營養(yǎng)價值評價,主要測定各種中藥中多糖、蛋白質(zhì)、脂肪、常量元素和微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)的類型及含量,并建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫;研究品種、產(chǎn)地、收獲季節(jié)、炮制方法及現(xiàn)代加工工藝對中藥營養(yǎng)價值的影響;中藥營養(yǎng)物質(zhì)在人和動物機體內(nèi)的代謝過程、對動物機體的作用規(guī)律及其機理;中藥營養(yǎng)物質(zhì)與中藥性能的相互關(guān)系。在相關(guān)研究中,可借鑒有機化學、植物成分化學和中藥藥理學的研究手段和成果[6]。本試驗試圖從中藥營養(yǎng)學的角度探討中草藥的作用機理,以便為中草藥添加劑在畜牧生產(chǎn)中的應用提供一定的理論依據(jù)。

微量元素與中藥功效之間的關(guān)系已有許多報道[7,8]。本試驗測得豬苓、熟地黃和絞股藍中銅、鐵含量均較高,而豬苓、熟地黃和絞股藍均可增強機體的免疫功能,同時熟地黃有補血功效,絞股藍還有抗氧化、抗凝血功效,在一定程度上與其含有豐富的銅、鐵有關(guān)。研究表明,不同產(chǎn)地的黨參含鐵較高,其補血、益氣作用可能與此有關(guān)[9]。范文秀 (2007)對 20種補益中藥中微量元素的含量進行了分析,發(fā)現(xiàn)其中的鋅、銅、錳和鐵的含量豐富;補血藥中的鐵含量最高,補氣藥中鋅、錳和鐵的含量較高,壯陽藥中的鋅和錳含量較高,滋陰藥中的鐵含量較低,說明鋅、銅、錳和鐵與中藥的補益功效有較大的關(guān)系[10]。目前國內(nèi)學者對鋅在生物體中的含量及生理作用已有了大量研究,表明鋅對生物體有清熱、涼血、消炎、生肌、生精等功能,它不僅參與機體的免疫過程,同時又參與多種酶的合成;不僅能增強免疫,又能增強創(chuàng)傷組織的再生能力[9,11]。韭菜籽具有消腫、止血和生精等功能,絞股藍具有增強免疫和抗凝血等功能,白術(shù)亦具有增強免疫功能[2],而在本試驗中韭菜籽、絞股藍和白術(shù)中鋅的含量均較高,從一方面佐證了鋅與中藥功效的關(guān)系。

氨基酸具有重要的生理功能,如合成蛋白質(zhì)、糖異生底物、神經(jīng)遞質(zhì)和信號轉(zhuǎn)導分子的前體及蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)物等,以滿足機體生長發(fā)育及組織修復更新的需要。其中,支鏈氨基酸是唯一在肝外代謝的氨基酸,主要在骨骼肌,約占骨骸肌蛋白質(zhì)必需氨基酸的 35%,是體內(nèi)主要的供能氨基酸。支鏈氨基酸中異亮氨酸能治療神經(jīng)障礙、食欲減退和貧血,在肌肉蛋白質(zhì)代謝中極為重要,亮氨酸也具有促進和調(diào)節(jié)肌肉蛋白質(zhì)合成等作用[12]。本試驗結(jié)果表明,所測定的 16種中草藥均含有豐富的氨基酸,其中人體和動物必需的賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸等含量均較豐富。16種中草藥中支鏈氨基酸含量均較高,其中韭菜籽、豬苓和黃芪中氨基酸的含量顯著高于其他 14種中草藥,且富含天冬氨酸、谷氨酸。據(jù)中醫(yī)記載,韭菜籽、豬苓和黃芪具有益氣養(yǎng)血、生肌、促進動物新陳代謝和生長等作用,亦從某方面肯定了其中支鏈氨基酸的作用[2,3]。韭菜籽和豬苓中功能性氨基酸—精氨酸的含量遠高于其它中草藥。韭菜籽具有消腫、止血和生精等功能,豬苓具有抗菌、保肝的功能[2],可能與其富含精氨酸有一定聯(lián)系。關(guān)天穎等 (1992)測定了當歸、白術(shù)和黃芪中氨基酸的含量,本試驗測得這3種中草藥中大部分氨基酸的含量均高于其測定值,可能與其產(chǎn)地、加工方式和收獲時間有關(guān)[13]。

中草藥添加劑在實際生產(chǎn)中的應用方面已經(jīng)有許多報道[14-20]。如在飼料中添加 0.2%的由黃芪、刺五加、黨參、山楂和丹參 5種中草藥組成的復方超微粉添加劑,既能提高平均日增重和日采食量,顯著增加仔豬蛋白質(zhì)消化和氨基酸吸收,還能促進仔豬的生長、降低料重比。上述研究結(jié)果提示,該復方超微粉添加劑能從組織器官、細胞和分子水平顯著提高早期斷奶仔豬的免疫功能,顯著改善其抗氧化功能和適應性,顯著增加其腸道微生態(tài)的多樣性,有效防治仔豬腹瀉;能夠通過調(diào)節(jié)機體血清生化參數(shù)等途徑顯著提高早期斷奶仔豬的消化吸收功能,從而顯著提高其生長性能。

中草藥添加劑的發(fā)展,首先需要加強高新科技在中草藥研究中的應用以探明中草藥的營養(yǎng)和藥用成分,明確其作用機理;其次改進炮制和生產(chǎn)工藝,解決中草藥飼料添加劑的標準化,為其產(chǎn)業(yè)化提供保障;再次,要加強中草藥飼料添加劑成品和原料的質(zhì)量監(jiān)控,進行產(chǎn)品毒理方面的檢驗。本研究測得的 16種中草藥常規(guī)營養(yǎng)成分、微量元素和氨基酸的含量與中草藥的相關(guān)藥效體現(xiàn)出了一定的相關(guān)性和規(guī)律性,為中草藥添加劑的開發(fā)提供了一定的參考依據(jù),但其營養(yǎng)成分與藥理作用的相關(guān)機制尚需進一步探討。

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Nutritional Values in Seventeen Chinese HerbalM edicines

TANGWen-jie1,2,KONG Xiang-feng1＊,YANG Feng1,YIN Yu-long1

1Key Laboratory forAgro-ecological Processes in Subtropical Region,Institute of Subtropical Agriculture,the Chinese Academ y of Sciences,Changsha 410125;2The Graduate School of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100039

In order to explore themechanis m of Chinese herbalmedicines as dietary additives,the contentsof routine nutrients,microelements and trace elements and amino acids in 16 Chinese herbal medicines were deter mined.The data showed that contents of gross energy(23.33 MJ/kg),ether extract(21.19%),crude protein(26.39%),Cu(13.26 mg/kg)and Zn(45.91 mg/kg)inSemen A llii Tuberosiwere higher,aswell as contents of Fe(2116.90 mg/kg)and crude ash(19.91%)inPolyporus,when compared with other herbalmedicines.Further more,contents of amino acids, especially some essential amino acids are rich in these herbs.Sem en A llii TuberosiandRadix astragalihas higher contents of 14 kinds of amino acids except forMet,Cys and Tyr,and especially of Glu,Arg,and Asp in Fructus crataegi are asmuch as 4.23%,1.94%and 1.44%,respectively.Content of Arg in Radix angelicae sinensis is higher compared with other Chinese herbalmedicines,which is 2.26%.These findings provided some theoretical basis for further study and application of Chinese herbal resources in animal feed.

Chinese herbalmedicines;routine nutrients;trace elements;amino acids

R282;S816;S853

A

1001-6880(2010)05-0867-06

2009-08-05 接受日期:2009-10-16

中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所青年人才領(lǐng)域前沿項目 (ISACX-LYQY-QN-0703),湖南省科技計劃項目(2008NK3141),中科院知識創(chuàng)新重要方向項目(Kscx2-Yw-N-022),國家自然科學基金項目(30671517)

＊通訊作者 Tel:86-731-84619706;E-mail:nnkxf@live.cn