16种中草药的营养价值

汤文杰,孔祥峰,杨 峰,印遇龙

1中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,长沙 410125;2中国科学院研究生院,北京 100039

16种中草药的营养价值

汤文杰1,2,孔祥峰1＊,杨 峰1,印遇龙1

1中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室,长沙 410125;2中国科学院研究生院,北京 100039

为了研究中草药饲料添加剂的作用机制,测定了 16种常用中草药中常规营养成分、常量和微量元素及氨基酸的含量。结果表明,韭菜籽中总能(23.33 MJ/kg)、粗脂肪 (21.19%)、粗蛋白 (26.39%)、铜 (13.26 mg/ kg)和锌(45.91 mg/kg)的含量均最高;猪苓中铁 (2116.90 mg/kg)和粗灰分 (19.91%)的含量均最高。各种中草药中氨基酸特别是必需氨基酸含量较高,韭菜籽和黄芪中除蛋氨酸、半胱氨酸和酪氨酸外的其它 14种氨基酸的含量均相对较高,特别是山楂中谷氨酸、精氨酸和天门冬氨酸的含量分别为 4.23%、1.94%和 1.44%;当归中精氨酸的含量远高于其它中草药,达 2.26%。本结果为进一步研究中草药资源在饲料中的应用提供了一定的理论依据。

中草药;常规营养成分;微量元素;氨基酸

目前,在畜禽饲料中普遍添加抗生素、激素或化学合成药物以促进生长、防治疾病。但这些物质的长期使用可引起病原微生物产生耐药性、动物免疫力下降、畜产品及环境中的有害残留和畜产品质量恶化等一系列问题,严重威胁着人类健康。因此,寻找安全、无污染的饲料添加剂已是当务之急。常用中草药饲料添加剂兼有药用和营养功能,具有天然、药源广、副作用小、无抗药性、抗病和促生长效果显著等一系列优势,日益成为饲料添加剂研发的热点[1,2]。目前研究和应用较多的中草药添加剂有麦芽、山楂、苍术、陈皮、松针等,其本身除具有直接医疗价值的有效成分外,还含有蛋白质、多糖、脂类、维生素、微量元素和免疫增强因子等成分,其主要作用包括促进动物生长发育、提高生产性能、提高营养物质的利用率、增强机体免疫力、改善畜产品品质和肠道微生态等[2,3]。微量元素和氨基酸的含量及其组成对中草药的营养和药效具有重要影响。因此,分析中草药的微量元素和氨基酸含量及其分布规律对了解其营养作用和生物学活性具有重要意义。笔者以前曾初步报道了黄芪、刺五加、党参、山楂和丹参等 5种常用中草药中常规营养成分与氨基酸的含量[4]。但是,目前关于中草药营养价值含量的报道仍较少。本文进一步报道了猪苓、茯苓和甘草等 16种常用中草药的常规营养成分、常量和微量元素及氨基酸的含量,为探明中草药饲料添加剂的作用机制和在动物生产中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 中草药

试验选用的 16种中草药 (见表 1)均购自湖南省长沙市药材公司。取各药材风干样各 100 g,用FW135型中药粉碎机 (天津市泰新特仪器有限公司)粉碎,过 60目筛,分装后待测。

表 1 中草药样品来源Table 1 Resources of Chinese herbalmedicines

1.2 常规营养成分含量测定

干物质、粗灰分、粗脂肪和粗蛋白含量测定参照张丽英 (2003)的方法[5]并略做修改。总能测定采用WZR-1型微电脑精密快速自动热量计(长沙仪器厂)。

1.3 微量元素含量测定

称取干燥至恒重的各样品粉末 1.0000 g,分别置于锥形瓶中,加浓硝酸 10 mL在通风柜中冷消化过夜,然后在电热板上沙浴消化,当消化液剩 3～4 mL时加 3～5 mL高氯酸,继续加热至冒白烟,冷却后将消化液分别完全转移至 50 mL容量瓶并用蒸馏水定容至刻度后摇匀,从中吸取 5 mL样品再加 3%氯化锶 5 mL,用 1%硝酸定容至 50 mL,用 GBC932型原子吸收分光光度计(澳大利亚 GBC公司)测定其中微量元素的含量。

1.4 氨基酸含量测定

称取干燥至恒重的各样品粉末 0.5000 g,置于安培瓶中,加入 6 mol/L盐酸 10 mL后混匀,酒精喷灯封口,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经 0.45μm微孔滤膜过滤后,用L-8800型全自动氨基酸分析仪(日立公司)测定其中氨基酸的含量,并计算总氨基酸含量。

2 结果与分析

2.1 常规营养成分含量

由表 2可见,16种中草药的干物质和总能测定值相差不大,干物质含量最高者为甘草 (95.09%),最低者为山药 (82.90%);总能含量最高者为韭菜籽 (23.33 MJ/kg),最低者为猪苓 (13.81 MJ/kg);粗灰分含量最高者为猪苓 (19.91%),最低者为山楂 (0.44%);粗脂肪含量最高者为韭菜籽(21.19%),最低者为白芍 (0.32%);粗蛋白含量最高者为韭菜籽(26.39%),最低者为茯苓 (1.21%)。

注:除干物质外,其它各项指标均以干物质为基础,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可见,在各种中草药中,铜、锌的含量差别不大,而铁的含量相差较大。铜含量最高者为韭菜籽 (13.26 mg/kg),最低者为丹参 (1.97 mg/kg);铁含量最高者为猪苓 (2116.90 mg/kg),最低者为山药 (30.74 mg/kg),猪苓与山药铁含量相差达 68倍;锌含量最高者为韭菜籽 (45.91 mg/kg),最低者为山药 (3.09 mg/kg)。

2.3 氨基酸含量

由表 4可见,韭菜籽的总氨基酸、芳香族氨基酸、支链氨基酸、直链氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸和羟基氨基酸的含量均为最高。韭菜籽和黄芪中除蛋氨酸、半胱氨酸和酪氨酸外的其它 14种氨基酸的含量均相对较高,特别是山楂中谷氨酸、精氨酸和天门冬氨酸的含量分别为 4.23%、1.94%和 1.44%;当归中精氨酸的含量远高于其它中草药,达 2.26%。脯氨酸和半胱氨酸在多数中草药中未检出。

表 3 16种中草药中 3种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种中草药中氨基酸的含量(%)Table 4 Contents of amino acids in 16 Chinese herbalmedicines(%)

表 4 16种中草药中氨基酸的含量(%,续)Table 4 Contents of amino acids in 16 kinds of Chinese herbalmedicines(%,Continued)

直链氨基酸 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碱性氨基酸Alkalescence AA 0.78 0.61 1.46 2.19 1.52 1.45 0.08 0.70羟基氨基酸 HydroxyAA 0.09 0.35 0.30 0.92 0.39 0.65 0.02 0.30总氨基酸 TAA 2.13 3.68 4.29 10.96 5.22 7.49 1.50 4.57

3 讨论

中药发挥其作用有一定的物质基础,其中包括药物成分和营养物质。中药药理学主要是研究中药及其药物成分与机体相互作用及其规律的科学,却不包括中药本身所含营养物质的研究范围。笔者在国内首次提出了“中药营养学”这一概念。中药营养学研究主要应函盖以下几个方面的内容:中药营养价值评价,主要测定各种中药中多糖、蛋白质、脂肪、常量元素和微量元素等营养物质的类型及含量,并建立相关数据库;研究品种、产地、收获季节、炮制方法及现代加工工艺对中药营养价值的影响;中药营养物质在人和动物机体内的代谢过程、对动物机体的作用规律及其机理;中药营养物质与中药性能的相互关系。在相关研究中,可借鉴有机化学、植物成分化学和中药药理学的研究手段和成果[6]。本试验试图从中药营养学的角度探讨中草药的作用机理,以便为中草药添加剂在畜牧生产中的应用提供一定的理论依据。

微量元素与中药功效之间的关系已有许多报道[7,8]。本试验测得猪苓、熟地黄和绞股蓝中铜、铁含量均较高,而猪苓、熟地黄和绞股蓝均可增强机体的免疫功能,同时熟地黄有补血功效,绞股蓝还有抗氧化、抗凝血功效,在一定程度上与其含有丰富的铜、铁有关。研究表明,不同产地的党参含铁较高,其补血、益气作用可能与此有关[9]。范文秀 (2007)对 20种补益中药中微量元素的含量进行了分析,发现其中的锌、铜、锰和铁的含量丰富;补血药中的铁含量最高,补气药中锌、锰和铁的含量较高,壮阳药中的锌和锰含量较高,滋阴药中的铁含量较低,说明锌、铜、锰和铁与中药的补益功效有较大的关系[10]。目前国内学者对锌在生物体中的含量及生理作用已有了大量研究,表明锌对生物体有清热、凉血、消炎、生肌、生精等功能,它不仅参与机体的免疫过程,同时又参与多种酶的合成;不仅能增强免疫,又能增强创伤组织的再生能力[9,11]。韭菜籽具有消肿、止血和生精等功能,绞股蓝具有增强免疫和抗凝血等功能,白术亦具有增强免疫功能[2],而在本试验中韭菜籽、绞股蓝和白术中锌的含量均较高,从一方面佐证了锌与中药功效的关系。

氨基酸具有重要的生理功能,如合成蛋白质、糖异生底物、神经递质和信号转导分子的前体及蛋白质周转的调节物等,以满足机体生长发育及组织修复更新的需要。其中,支链氨基酸是唯一在肝外代谢的氨基酸,主要在骨骼肌,约占骨骸肌蛋白质必需氨基酸的 35%,是体内主要的供能氨基酸。支链氨基酸中异亮氨酸能治疗神经障碍、食欲减退和贫血,在肌肉蛋白质代谢中极为重要,亮氨酸也具有促进和调节肌肉蛋白质合成等作用[12]。本试验结果表明,所测定的 16种中草药均含有丰富的氨基酸,其中人体和动物必需的赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸等含量均较丰富。16种中草药中支链氨基酸含量均较高,其中韭菜籽、猪苓和黄芪中氨基酸的含量显著高于其他 14种中草药,且富含天冬氨酸、谷氨酸。据中医记载,韭菜籽、猪苓和黄芪具有益气养血、生肌、促进动物新陈代谢和生长等作用,亦从某方面肯定了其中支链氨基酸的作用[2,3]。韭菜籽和猪苓中功能性氨基酸—精氨酸的含量远高于其它中草药。韭菜籽具有消肿、止血和生精等功能,猪苓具有抗菌、保肝的功能[2],可能与其富含精氨酸有一定联系。关天颖等 (1992)测定了当归、白术和黄芪中氨基酸的含量,本试验测得这3种中草药中大部分氨基酸的含量均高于其测定值,可能与其产地、加工方式和收获时间有关[13]。

中草药添加剂在实际生产中的应用方面已经有许多报道[14-20]。如在饲料中添加 0.2%的由黄芪、刺五加、党参、山楂和丹参 5种中草药组成的复方超微粉添加剂,既能提高平均日增重和日采食量,显著增加仔猪蛋白质消化和氨基酸吸收,还能促进仔猪的生长、降低料重比。上述研究结果提示,该复方超微粉添加剂能从组织器官、细胞和分子水平显著提高早期断奶仔猪的免疫功能,显著改善其抗氧化功能和适应性,显著增加其肠道微生态的多样性,有效防治仔猪腹泻;能够通过调节机体血清生化参数等途径显著提高早期断奶仔猪的消化吸收功能,从而显著提高其生长性能。

中草药添加剂的发展,首先需要加强高新科技在中草药研究中的应用以探明中草药的营养和药用成分,明确其作用机理;其次改进炮制和生产工艺,解决中草药饲料添加剂的标准化,为其产业化提供保障;再次,要加强中草药饲料添加剂成品和原料的质量监控,进行产品毒理方面的检验。本研究测得的 16种中草药常规营养成分、微量元素和氨基酸的含量与中草药的相关药效体现出了一定的相关性和规律性,为中草药添加剂的开发提供了一定的参考依据,但其营养成分与药理作用的相关机制尚需进一步探讨。

1 Ma DY(马得莹),ShanAS(单安山).EffectsofChinese herbal medicine on an imal growth,endocrine and immunity.China An im Husb VetMed(中国畜牧兽医),2004,31:16-19.

2 Hu YL(胡元亮).Research and Application of Chinese Herbs as Feed Additives(中药饲料添加剂的开发与应用).Beijing:Chemical Industry Press,2005.

3 LiW(李威),Yang SB(杨绍斌).Research and development trend of Chineseherbal medicineadditives.Heilongjiang Anim Sci Vet M ed(黑龙江畜牧兽医),2009,5: 26-28.

4 Wu X(吴信),Kong XF(孔祥峰),Yin YL(印遇龙),et al. Determination of nutrition values in five Chinese herbs.Nat

Prod Res Dev(天然产物研究与开发),2007,19:250-252.

5 Zhang LY(张丽英).Technologies of Feed Analysis and Feed QualityDetection(饲料分析及饲料质量检测技术), 2stEd.Beijing:Chinese AgriculturalUniversity Press,2003.

6 Kong XF(孔祥峰),Wu X(吴信),Yin YL(印遇龙),et al. Research and development of Chinese herbal medicines as feed additives.Anim Husb VetM ed(畜牧与兽医),2007,39 (11):35-37.

7 Meng L(孟兰),Ma HQ(马红琼),Jiao YN(焦艳娜),et al.Research for the content of trace element Fe,Zn,Cu and Mn in 18 Chinese Herb Medicines.Guangdong Tra Ele Sci(广东微量元素科学),2008,8:46-49.

8 Dong SF(董顺福),Liu J(刘洁),DongHB(董宏博).Study on the determination and blurred classification ofmetal elements content in Danshen etc 11 kinds of Chinese traditional medicine.Spec Spe Ana(光谱学与光谱分析),2006,26: 2150-2153.

9 Wang XP(王秀萍),Cao GZ(曹广智),Kang W(康威). Studies on the relation be tween the effectsof benefit raditional Chinese medicine and the content of Inorganic Elements.Stu Tra Ele Heal(微量元素与健康研究),2001,18(4):40-41.

10 FanWX(范文秀).Comparative study on trace elements in benefit traditional Chinese medicines.Spec Spe Ana(光谱学与光谱分析),2007,27:1433-1435.

11 Tang WJ(汤文杰).Research of Zinc biological function.W est Feed(西部饲料),2006,12:6-9.

12 Michael EM,Maria GB.Effects of branched-chain amino acids on protein turnover.D iab/M eta Res Rev,2009,5(3): 227-245.

13 Guan TY(关天颖),Jia ZS(贾忠山),Jia NX(贾纳心). Comparison on amino acids and trace elements in Chinese Angelica,Atractylis ovata and Astragalus membranaceus.J Trad Chi VetM ed(中兽医医药杂志),1992,(6):4-5.

14 Lin DM(林冬梅),Han WY(韩文友),Gao JH(高计会). Chinese herbal medicine feed additives and its application research.J Anhui Agric Sci(安徽农业科学),2007,35: 1385-1386.

15 Kong XF,Wu GY,Liao YP,et al.Dietary supplementation with the ultra-fine powder of Chinese herbal enhances cellular and humoral immunities in early-weaned piglets.Livest Sci,2007,108:94-98.

16 Kong XF,Wu GY,Liao YP,et al.Effects of Chinese herbal ultra-fine powder as a dietary additive on growth perfor mance,serum metabolites and intestinal health in early-weaned piglets.Livest Sci,2007,108:272-275.

17 He QH,Kong XF,Hou YQ,et al.Effects of Chinese herbal ultra-fine powder as a dietary additive on gut microflora in early-weaned piglets.Recent Progress in Medicinal Plants (Muti-Volume Series),Studium Press,LLC,USA,Houston, Texas,2008,24:453-465.

18 He QH(何庆华),Yin YL(印遇龙),Kong XF(孔祥峰),et al.Effect of Chinese herbal ultra-fine powder as a dietary additive on digestion and absorption of amino acids in weaned piglets.Nat Prod Res Dev(天然产物研究与开发),2008, 20:307-311.

19 Kong XF(孔祥峰),Liu HJ(刘合军),Yin FG(尹富贵). Effects of Chinese herbal ultra-fine powder as dietary additive on blood total and differential counts of leucocytes and serum anti-oxidative status in early-weaned piglets.Nat Prod Res Dev(天然产物研究与开发),2007,19:44-47.

20 Kong XF,Yin YL,He QH,et al.Dietary supplementation with Chinese herbal powder enhances ileal digestibilities and serum concentrations of amino acids in young pigs.Amino Acids,2009,37:573-582.

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

中国科学院亚热带农业生态研究所青年人才领域前沿项目 (ISACX-LYQY-QN-0703),湖南省科技计划项目(2008NK3141),中科院知识创新重要方向项目(Kscx2-Yw-N-022),国家自然科学基金项目(30671517)

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