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Analysis and evaluation of the nutritional components of Stellera chamaejasme

瑞香狼毒营养成分分析与评价



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015220 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
季丽萍,郭丽珠,刘新,王琳,张世峰,郭斌,傅艳萍,何玮,尉亚辉.瑞香狼毒营养成分分析与评价.草业学报,2016,25(1):262267.
JILiPing,GUOLiZhu,LIUXin,WANGLin,ZHANGShiFeng,GUOBin,FUYanPing,HEWei,WEIYaHui.Analysisandevaluationof
thenutritionalcomponentsof犛狋犲犾犾犲狉犪犮犺犪犿犪犲犼犪狊犿犲.ActaPrataculturaeSinica,2016,25(1):262267.
瑞香狼毒营养成分分析与评价
季丽萍,郭丽珠,刘新,王琳,张世峰,郭斌,傅艳萍,何玮,尉亚辉
(西部资源与现代生物技术省部共建教育部重点实验室,陕西省生物技术重点实验室,西北大学生命科学学院,陕西 西安710069)
摘要:本研究以瑞香狼毒为材料,采用常规营养指标测定方法对其营养成分进行测定。结果表明,瑞香狼毒的干物
质(DM)(89.87±0.30)%,灰分(Ash)(5.59±0.62)%,单宁(0.0508±0.0037)%,粗蛋白(CP)(15.00±1.46)%,
粗脂肪(EE)(3.47±0.20)%,中性洗涤纤维(NDF)(39.11±0.77)%,酸性洗涤纤维(ADF)(28.7±0.76)%,木质
素(ADL)(6.87±0.26)%。同时,其氨基酸和矿质元素种类齐全,含量丰富。研究表明瑞香狼毒各营养成分含量
与紫花苜蓿相当,如能实现植株脱毒,则可成为一种潜在的牧草资源。
关键词:瑞香狼毒;营养成分;潜力  
犃狀犪犾狔狊犻狊犪狀犱犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳狋犺犲狀狌狋狉犻狋犻狅狀犪犾犮狅犿狆狅狀犲狀狋狊狅犳犛狋犲犾犾犲狉犪犮犺犪犿犪犲犼犪狊犿犲
JILiPing,GUOLiZhu,LIUXin,WANGLin,ZHANGShiFeng,GUOBin,FUYanPing,HEWei,
WEIYaHui
犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犚犲狊狅狌狉犮犲犅犻狅犾狅犵狔犪狀犱犅犻狅狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔犻狀犠犲狊狋犲狉狀犆犺犻狀犪,犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犈犱狌犮犪狋犻狅狀,犛犺犪犪狀狓犻犘狉狅狏犻狀犮犻犪犾犓犲狔犔犪犫狅
狉犪狋狅狉狔狅犳犅犻狅狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔,犆狅犾犾犲犵犲狅犳犔犻犳犲犛犮犻犲狀犮犲,犖狅狉狋犺狑犲狊狋犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犡犻’犪狀710069,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Thispaperreportsonananalysisandevaluationofthenutritionalcomponentsof犛狋犲犾犾犲狉犪犮犺犪犿犪犲犼犪狊
犿犲usingstandardmethods.Theresultsshowedthatdrymatter,ashcontent,tannins,crudeprotein,ether
extract,neutraldetergentfiber,aciddetergentfiberandligninwas(89.87±0.30)%,(5.59±0.62)%,
(0.0508±0.0037)%,(15.00±1.46)%,(3.47±0.20)%,(39.11±0.77)%,(28.7±0.76)%and(6.87±
0.26)%respectively.Inaddition,thetypesandamountsofaminoacidsandmineralswerebountiful.These
resultsshowthatthenutritioncomponentsof犛.犮犺犪犿犪犲犼犪狊犿犲arealmostequivalenttoalfalfa.犛.犮犺犪犿犪犲犼犪狊
犿犲thushasgreatpotentialtobebredasforageifitcanbedetoxicated.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犛狋犲犾犾犲狉犪犮犺犪犿犪犲犼犪狊犿犲;nutritionalcomponent;potential
瑞香狼毒(犛狋犲犾犾犲狉犪犮犺犪犿犪犲犼犪狊犿犲),又称断肠草、拔萝卜、燕子花、馒头花等,为瑞香科狼毒属植物,多年生草
本,是我国草地重要的有毒植物。瑞香狼毒生长在海拔2600~4200m的干旱、半干旱退化草地上,主要分布于
我国的甘肃、宁夏、西藏、四川、内蒙古等地区,在俄罗斯、蒙古、尼泊尔也均有分布。重度退化的草原上,瑞香狼毒
已成为主要的建群种或优势种[1]。近年来,由于瑞香狼毒大量滋生,导致可食牧草种类和产量都大幅减少,使畜
262-267
2016年1月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第25卷 第1期
Vol.25,No.1
收稿日期:20150424;改回日期:20150714
基金项目:农业部“十二五”公益性行业(农业)重大科研专项“草原主要毒草发生规律与防控技术研究”(No.201203062)和陕西省教育厅重点实
验室科研计划项目(14JS099)资助。
作者简介:季丽萍(1989),女,山西晋城人,在读硕士。Email:jiliping1990@163.com。郭丽珠(1988),女,福建龙岩人,在读硕士。Email:el
lenguo@sina.cn。共同第一作者Theseauthorscontributedequalytothiswork.
通信作者Correspondingauthor.Email:weiyahui@nwu.edu.cn
牧业造成了巨大损失[2]。为降低损失,牧民曾采用人工挖除或灭草剂灭除的方法控制狼毒的蔓延,但这种方法不
仅影响草原生态,没有改变草原可饲用牧草量减少的现状,而且造成了狼毒资源的极大浪费[36]。
紫花苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)作为畜牧业优质牧草,有“牧草之王”美誉,其营养价值早已被广泛认可。小花
棘豆(犗狓狔狋狉狅狆犻狊犵犾犪犫狉犪)是草原上广泛蔓延的有毒植物,与瑞香狼毒生长环境相似,有研究者已经探究了其脱毒
植株作为牧草的可能性,并取得较好结果[79]。因此,本文选取紫花苜蓿和小花棘豆作为参照,以提高瑞香狼毒利
用率为出发点,对瑞香狼毒中粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、氨基酸和矿物质含量等营养成分进
行分析测定与评价,探究其脱毒后可作为牧草资源的可能性。
1 材料与方法
1.1 实验材料及处理
瑞香狼毒(盛花期):2013年6月采自青海省海北州西海镇(N:36°46′14.73″,E:100°46′15.23″),采集后取瑞
香狼毒地上部分,擦去叶片上的浮土,阴干粉碎,过40目筛(孔径0.45mm),放于4℃冰箱中保存备用。小花棘
豆[10]:于2008年6月中旬采于新疆阿拉尔市托喀依乡,采集时正值盛花期,取其地上部分,阴干粉碎,过40目筛
(孔径0.45mm)备用。陇东紫花苜蓿[1113]:采于宁夏不同地点,采集时间为初花期,孕蕾期,盛花期,结荚期。
1.2 营养成分的测定方法
灰分含量测定采用高温电阻炉灼烧法(550℃)测定(GB/T64382007);单宁含量用GB/T279852011《饲料
中单宁的测定方法—分光光度法》测定;粗蛋白含量用凯氏定氮仪测定;粗脂肪含量用索氏提取仪测定;酸性洗涤
纤维、中性洗涤纤维及木质素含量采用纤维分析仪测定;氨基酸含量用氨基酸自动分析仪测定(GB/T5009.124
2003,未检测色氨酸和半胱氨酸);钙、铁、锌、铜、镁、锰、钾、钠、铅、硒、铬、镉等矿质元素含量利用原子吸收光谱法
测定(GB/T138852003);磷元素含量按GB/T64372002测定。其中,每种成分重复测定3次,取平均值。
2 结果与分析
2.1 常规营养成分分析
瑞香狼毒中常规营养成分及含量见表1。从表1可以看出,瑞香狼毒常规营养成分含量的高低顺序依次为:
干物质、纤维素、粗蛋白、灰分、粗脂肪、单宁。其中,干物质含量最高,单宁含量最低。3种纤维素含量的高低顺
序依次为:NDF、ADF、ADL。
表1 瑞香狼毒常规营养成分含量
犜犪犫犾犲1 犚狌狋犻狀犲狀狌狋狉犻狋犻狅狀犪犾犮狅狀狋犲狀狋狊犻狀犛.犮犺犪犿犪犲犼犪狊犿犲 %
样品
Samples
粗蛋白
Crude
protein
(CP)
粗脂肪
Crudefat
etherextract
(EE)
中性洗涤纤维
Neutral
detergent
fiber(NDF)
酸性洗涤纤维
Aciddetergent
fiber
(ADF)
木质素
Aciddetergent
lignin
(ADL)
灰分
Ashcontent
(Ash)
单宁
Tannin
干物质
Drymatter
(DM)
瑞香狼毒犛.犮犺犪犿犪犲犼犪狊犿犲 15.00±1.46 3.47±0.20 39.11±0.77 28.70±0.76 6.87±0.26 5.59±0.620.0508±0.003789.87±0.30
2.2 氨基酸组成分析
2.2.1 必需、半必需与非必需氨基酸含量分析  由表2可知,在瑞香狼毒中共检测出16种氨基酸,含量为
9.29%;其中必需氨基酸8种,含量为4.04%,占总氨基酸含量的43.49%;半必需氨基酸2种,含量为0.78%,占
总氨基酸含量的8.40%;非必需氨基酸6种,含量为4.47%,占总氨基酸含量的48.12%;与鲜味相关的氨基酸
有4种,含量为3.35%。8种必需氨基酸含量高低依次为:苏氨酸>亮氨酸>赖氨酸>缬氨酸>异亮氨酸>酪氨
酸>苯丙氨酸>蛋氨酸。6种非必需氨基酸中天冬氨酸含量最高,为1.23%,其次分别为谷氨酸、脯氨酸、丙氨
酸、丝氨酸、甘氨酸。4种与鲜味相关的氨基酸含量高低依次为:天冬氨酸>谷氨酸>丙氨酸>甘氨酸。呈鲜味
的特征氨基酸为天冬氨酸和谷氨酸,含量分别为1.23%和1.22%,占总氨基酸含量的13.24%和13.13%;呈甘
362第25卷第1期 草业学报2016年
味的特征氨基酸为丙氨酸和甘氨酸,二者含量分别为
0.62%和0.28%,占总氨基酸含量的6.67%和3.01%。
所测定的16种氨基酸中必需氨基酸占氨基酸总量
(WEAA/WTAA)的43.49%;必需氨基酸占非必需
氨基酸(WEAA/WNEAA)的76.95%;鲜味氨基酸含
量占氨基酸总量的36.06%。根据FAO/WHO的理
想模式[14],蛋白质中 WEAA/WTAA 为40%左右,
WEAA/WNEAA在60%以上为较好品质蛋白质。
瑞香狼毒必需氨基酸含量丰富,所含氨基酸各项指标
均符合FAO/WHO的理想模式,可以为动物体提供
丰富的氨基酸营养。
2.2.2 5种限制性氨基酸含量分析  在动物体需
要的全部氨基酸中有5种限制性氨基酸对于牲畜的生
长发育起重要的作用。其中,赖氨酸、蛋氨酸、组氨酸
为奶牛的第一、第二、第三限制性氨基酸;蛋氨酸、赖氨
酸、精氨酸、亮氨酸、苏氨酸为生长牛的限制性氨基酸;
蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、组氨酸、精氨酸为生长绵羊的
限制性氨基酸[15]。蛋氨酸和赖氨酸是反刍动物增重、
产奶或产毛的第一和第二限制性必需氨基酸[16]。由
表2可知,瑞香狼毒中赖氨酸、精氨酸、苏氨酸、组氨
酸、蛋氨酸这5种限制性氨基酸总量为2.35%,占氨
基酸总含量的25.30%,含量高低依次为:苏氨酸>精
氨酸>赖氨酸>组氨酸>蛋氨酸,蛋氨酸为第一限制
性氨基酸,组氨酸为第二限制性氨基酸。
2.3 矿质元素组成分析
2.3.1 大量元素含量分析  所测瑞香狼毒矿物质
元素中大量元素有P、Ca、Mg、K、Na,其中Ca和P是
大量元素中最具有协同作用的营养元素,饲料中二者
表2 瑞香狼毒中氨基酸含量
犜犪犫犾犲2 犃犿犻狀狅犪犮犻犱犮狅狀狋犲狀狋狊犻狀犛.犮犺犪犿犪犲犼犪狊犿犲 %
氨基酸
Aminoacid
含量
Contents
氨基酸
Aminoacid
含量
Contents
苯丙氨酸Phe 0.32±0.0198 亮氨酸Leu 0.85±0.0049
丙氨酸Ala 0.62±0.0000 丝氨酸Ser 0.44±0.0481
蛋氨酸 Met 0.04±0.0134 苏氨酸Thr 0.91±0.0035
脯氨酸Pro 0.68±0.0014 天冬氨酸 Asp 1.23±0.0071
甘氨酸Gly 0.28±0.0057 缬氨酸 Val 0.53±0.0247
谷氨酸Glu 1.22±0.0071 异亮氨酸Ile 0.44±0.0134
精氨酸Arg 0.71±0.0035 组氨酸 His 0.07±0.0141
赖氨酸Lys 0.62±0.0233 氨基酸总量 TAA9.29±0.0707
酪氨酸 Tyr 0.33±0.0184
 注:“”表示必需氨基酸。TAA:Totalaminoacid.
 Note:“”indicateessentialaminoacid.
表3 瑞香狼毒矿质元素含量
犜犪犫犾犲3 犕犻狀犲狉犪犾犲犾犲犿犲狀狋犮狅狀狋犲狀狋狊犻狀犛.犮犺犪犿犪犲犼犪狊犿犲
μg/g
矿质元素
Mineral
elements
含量
Contents
矿质元素
Mineral
elements
含量
Contents
Ca 19885.17±466.08 Cu 5.84±0.13
Fe 386.60±21.26 Se 0.68±0.03
Mg 3089.57±39.00 Pb 0.7305±0.08
K 17332.23±997.82 Cd 0.0605±0.002
P 7546.93±9.08 Cr 12.58±0.34
Mn 47.11±4.02 Na 382.03±43.71
Zn 12.92±0.35
的消化吸收比例为2∶1时易于被机体吸收。由表3可知,狼毒中Ca和P含量分别达到(19885.17±466.08)
μg/g和(7546.93±9.08)μg/g,Ca和P比例为2.63∶1,比值接近2∶1,较易于被机体吸收。5种大量元素含量
高低依次为:Ca>K>P>Mg>Na。
2.3.2 微量元素含量分析  所测瑞香狼毒矿物质元素中微量元素有Fe、Cu、Zn、Mn、Se、Cr、Pb、Cd,其中前6
种为必需微量元素,Pb,Cd为非必需微量元素。有报道认为,当Zn/Cu>10以及Zn/Fe>1时,Zn、Cu、Fe的生
物学功能会发生拮抗作用[17],在瑞香狼毒中Zn/Cu和Zn/Fe分别为2.21和0.03,均低于报道中的数值,其Fe、
Zn、Cu的含量比值合理,拮抗作用不明显,有利于机体吸收。Mn主要为多种酶的组成部分,参与体内的造血过
程,缺乏时可引起生长迟缓、骨质疏松和运动失常等,瑞香狼毒中 Mn含量为(47.11±4.02)μg/g。Se可抗癌、
抗氧化、增强免疫力、拮抗有害重金属、增强生殖功能的作用,瑞香狼毒中Se元素含量(0.68±0.03)μg/g;Cr作
为一种必要的微量营养元素是重要的血糖调节剂,有助于动物机体的生长发育,当Cr缺乏时可能会导致心脏疾
病,瑞香狼毒中Cr含量为(12.58±0.34)μg/g。非必需微量元素Pb和Cd分别为(0.7305±0.08)μg/g和
(0.0605±0.002)μg/g,低于2010版药典中规定的5μg/g和0.3μg/g。
462 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.1
3 讨论
3.1 常规营养成分含量比较
粗蛋白是饲料样品中含氮物质的总称,其含量是饲料营养成分检测中的主要鉴定指标和评价饲料营养价值
高低的重要标准,其含量越高,牧草的营养价值就越高[18]。从表1中可以看出,瑞香狼毒的粗蛋白含量达到
15.00%,比紫花苜蓿[1113]的粗蛋白含量(17.36%~21.12%)减少了2.36%~6.12%,与小花棘豆[10]粗蛋白含量
(14.97%)接近。鉴于瑞香狼毒的高蛋白含量,脱毒后可作为蛋白饲料给牲畜提供蛋白质营养。
粗脂肪含量也是鉴定饲料好坏、营养价值高低的主要指标之一。从表1中可以看出,瑞香狼毒的粗脂肪含量
为3.47%,高于小花棘豆[10],接近于紫花苜蓿[1113]。其含量在可被接受的范围内,采食后不会导致因粗脂肪含量
过高而引起的心脏病、肥胖症等慢性疾病,同时其所含的脂类物质可增加牧草的光泽,改善气味,提高牲畜采食的
适口性。
纤维素含量是反映牧草营养价值高低的重要指标之一。饲料中适当的纤维素,有利于减少动物体瘤胃臌气,
降低氮的浪费[19],还可以促进动物的胃肠道发育,调节肠道pH,促进有益菌繁殖,改善消化功能[20]。NDF含量
与饲料的适口性有关,NDF含量高,饲草适口性差,可降低牲畜的采食量;NDF含量低,饲料适口性好,可提高家
畜的采食量[21]。ADF含量高,饲草消化率低,ADF含量低,饲草易被家畜消化吸收;ADL含量决定了纤维素的
消化率,一定程度上反映了饲粮纤维的品质。由表1可知,瑞香狼毒中 NDF含量分别是小花棘豆[10]、紫花苜
蓿[1113]的1.07和1.12~1.32倍,与二者相比,瑞香狼毒适口性较差,在一定程度上降低了牲畜的采食量。瑞香
狼毒的ADF含量分别是小花棘豆[10]和紫花苜蓿[1113]的1.02和0.97~1.09倍,三者含量接近,都具有较低的
ADF含量,易被牲畜消化吸收。瑞香狼毒中ADL含量是紫花苜蓿[1113]的1.05~1.24倍,小花棘豆[10]的1.73
倍,因此,牲畜对瑞香狼毒的采食量不大,原因可能与狼毒的木质素含量高有关,植株内所含的纤维素不易被动物
消化。在实际饲养过程中,应综合考虑瑞香狼毒营养特点及不同品种、不同生长阶段牲畜的营养需要量合理搭配
饲粮[22]。
瑞香狼毒中灰分、单宁、干物质含量分别为(5.59±0.62)%,(0.0508±0.0037)%和(89.87±0.30)%。灰分
是植物体矿质元素氧化物的总和,3种植物中灰分含量高低依次为:紫花苜蓿[11]>小花棘豆[10]>瑞香狼毒,表明
瑞香狼毒的矿质元素总含量较低。
3.2 氨基酸组成含量比较
选取小花棘豆[10]和紫花苜蓿芽[23]的氨基酸含量与瑞香狼毒进行比较。小花棘豆[10]和紫花苜蓿芽[23]氨基
酸总量分别为10.89%和25.15%,分别是瑞香狼毒氨基酸总量(9.29%)的1.17和2.71倍。小花棘豆[10]和紫
花苜蓿芽[23]中必需氨基酸含量分别为10.14%和8.69%,分别是瑞香狼毒必需氨基酸含量(4.04%)的2.51和
2.15倍。小花棘豆[10]和紫花苜蓿芽[23]非必需氨基酸含量分别为0.48%和13.6%,紫花苜蓿芽[23]非必需氨基酸
含量是瑞香狼毒(4.47%)的3.04倍;瑞香狼毒非必需氨基酸含量是小花棘豆[10]的9.31倍。小花棘豆[10]、紫花
苜蓿芽[23]、瑞香狼毒必需氨基酸与总氨基酸的比值分别为93.11%,39.23%和43.49%,三者必需氨基酸与非必
需氨基酸含量的比值分别为2134.73%,63.89%和76.95%。根据FAO/WHO的理想模式[14]可知,紫花苜蓿芽
和瑞香狼毒的氨基酸营养较好,可为牲畜提供较高品质的蛋白质。
紫花苜蓿芽[23]中5种限制性氨基酸高低依次为:赖氨酸>精氨酸>苏氨酸>组氨酸>蛋氨酸,蛋氨酸为第
一限制性氨基酸,组氨酸为第二限制性氨基酸;小花棘豆[10]中5种限制性氨基酸含量高低依次为:苏氨酸>精氨
酸>蛋氨酸>赖氨酸>组氨酸,组氨酸为第一限制性氨基酸,赖氨酸为第二限制性氨基酸。小花棘豆[10]和紫花
苜蓿芽[23]中的这5种限制性氨基酸总量分别为0.73%和4.75%,紫花苜蓿芽[23]的5种限制性氨基酸含量均高
于小花棘豆[10]。这3种植物的5种限制性氨基酸之间含量差异较大,其中紫花苜蓿芽[23]的5种限制性氨基酸含
量均高于瑞香狼毒和小花棘豆[10]。3种植物中限制性氨基酸总量高低依次为:紫花苜蓿芽[23]>瑞香狼毒>小花
棘豆[10]。综合考虑瑞香狼毒必需氨基酸、限制性氨基酸含量和氨基酸总量,可知瑞香狼毒可为动物体提供良好
的氨基酸营养。
562第25卷第1期 草业学报2016年
3.3 矿质元素含量比较
狼毒中Ca和P含量分别达到(19885.17±466.08)μg/g和(7546.93±9.08)μg/g,分别为紫花苜蓿
[24]的
1.10和2.70~3.28倍,小花棘豆[10]的2.03和5.03倍。Mg含量是紫花苜蓿[24]的2.41倍;K含量是小花棘
豆[10]的1.29倍。5种大量元素含量差异较大,但瑞香狼毒中的含量均高于紫花苜蓿[24]和小花棘豆[10]。瑞香狼
毒的Fe含量为(386.60±21.26)μg/g,分别是紫花苜蓿
[24]和小花棘豆[10]的2.12和2.51倍,Zn含量低于紫花
苜蓿[24]和小花棘豆[10],Cu含量也明显低于小花棘豆[10]。瑞香狼毒中Mn含量为47.11μg/g,低于紫花苜蓿
[24],
是小花棘豆[10]的1.14倍。Se元素含量(0.68±0.03)μg/g,比小花棘豆
[10]低了0.86%。矿质元素组成分析结
果表明,瑞香狼毒、紫花苜蓿[24]和小花棘豆[10]3种植株中矿质元素组成相当,但含量差异较大,其原因可能是由
于植株本身吸收土壤矿物质的能力或者其生境中各元素含量的不同,直接影响了植物体内矿质元素的积累程度,
从而造成了植物间各元素含量的差异。
综上所述,瑞香狼毒作为一种分布广泛的草原植物,营养成分丰富、矿物质元素及氨基酸种类齐全。但其本
身有毒,若能制成脱毒或低毒可饲牧草,将有效缓解畜牧业牧草短缺的问题。目前关于瑞香狼毒脱毒植株的研究
较少,但已有很多脱毒毒害草加工成为饲料的文献报道。余晓华等[25]于1995年初步研究了微生物降解紫茎泽
兰(犈狌狆犪狋狅狉犻狌犿犪犱犲狀狅狆犺狅狉狌犿)毒素的效果;刘辉等[26]于2012年研究了有毒入侵植物紫茎泽兰脱毒后作为饲料
的潜力;莫重辉等[27]于2013年研究了有毒植物黄花棘豆作为脱毒饲料的能力。因此,瑞香狼毒植株脱毒的研究
可以借鉴这方面经验,利用微生物发酵及青贮等技术降低或祛除瑞香狼毒植株毒素,为发展瑞香狼毒成为新型牧
草奠定基础。
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762第25卷第1期 草业学报2016年