蛋雞功能性植物源飼料IR光譜鑒別研究

文│封卓帆 董妍 辛暢 劉海月 肖霄 于宏偉（石家莊學院化工學院）

沙淑莉（河北泰斯汀檢測技術服務有限公司）

武玉潔（河北一品制藥股份有限公司）

采用紅外（IR）光譜開展了蛋雞功能性植物源飼料結構鑒別研究。分別開展了益母草、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。實驗發現，采用IR光譜可以有效鑒別蛋雞功能性植物源飼料。本項研究拓展了IR光譜在蛋雞功能性植物源飼料鑒別研究的應用范圍。

一、引言

蛋雞養殖是河北省石家莊市畜牧業的主導產業，占該市畜牧業總產值的34%，蛋雞存欄量可達1億只。蛋雞養殖業的高風險和低效益問題一直困擾并阻礙著全市養雞業的發展。由于養殖環境安全、飼料安全、藥物安全和產品安全等安全問題未能很好地解決，從而導致蛋雞養殖風險性增加，由于上述綜合因素每年可給全市蛋雞養殖業帶來7000萬～8000萬元的損失，使經濟效益受到嚴重影響。由于對環境安全問題的忽視，經常引發雞只多種傳染病的發生；忽視飼料安全問題而導致產品質量和產量下降；由于對疫病防治用藥控制不嚴，常導致蛋雞產品中藥物出現殘留，影響市場競爭。

蛋雞養殖中應用中藥可降低藥物殘留，減少環境污染，增加產蛋率，提高蛋雞生長性能，增強抗病能力等優勢，所以中藥應用于蛋雞生產勢在必行。中藥不僅可以用于個體治病，而且可以用于群體防治，適應集約化飼養的需要，更重要的是能解決抗生素、激素等藥物添加劑無法解決的藥物殘留問題。在促進畜禽生長方面還具有抗生素、激素類藥物飼料添加劑無可比擬的優點。所以，大力開發應用中藥是加快我國養雞業發展具有十分重大的現實意義。但目前部分中藥應用研究混亂，一些中藥不在農業農村部發布的《飼料原料目錄》里，不能直接使用。

石家莊地區是我國重要的蛋雞生產基地。石家莊地區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），可廣泛應用于蛋雞生產中。我們項目組選擇《飼料原料目錄》中功能性植物源飼料，開展了功能性植物源飼料在蛋雞生產性能的應用研究工作。目前，功能性植物源飼料大多靠人工鑒定，不但費時費力，而且誤差較大。功能性植物源飼料的品質優劣極大地影響了蛋雞生產性能。IR光譜廣泛應用于有機物的鑒別研究，而功能性植物源飼料相關鑒別研究未見相關文獻報道。因此，本項目開展了14種蛋雞功能性植物源飼料IR光譜鑒別研究。

二、實驗部分

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）均采購于石家莊市樂仁堂大藥房高新區店，其中松針（雪松松針）在石家莊學院北校區采集）。

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

3.實驗方法。IR光譜每次實驗以空氣為背景，對于信號進行8次掃描累加；IR光譜數據獲得采用PE公司Spectrum v 6.3.5操作軟件。

三、功能性植物源飼料IR光譜數據庫

1.益母草。益母草（飼料原料編號：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。益母草全國各地都有生長，為一種雜草，生長于多種生境，尤以陽處為多，海拔可高達3400米。益母草，全草入藥，有效成分為益母草素。開展益母草的IR光譜研究中發現（圖1），2918.51cm-1【編者注：cm-1是波數的常用單位。波數是原子、分子和原子核的光譜學中的頻率單位，等于真實頻率除以光速，即波長(λ)的倒數，或在光的傳播方向上每單位長度內的光波數。】頻率處的吸收峰歸屬于益母草CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-益母草），2850.32cm-1頻率處的吸收峰歸屬于益母草CH2對稱伸縮振動模式（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伸縮振動模式（νC=C-益母草）。

2.刺五加。刺五加（飼料原料編號：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，海拔數百米至2000米。開展刺五加的IR光譜研究中發現，2921.94cm-1頻率處的吸收峰歸屬于刺五加CH2不對稱伸縮振動模式（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伸縮振動模式（νC=C-刺五加），見圖2。

3.花椒?；ń罚暳显暇幪枺?.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，見于平原至海拔較高的山地。開展花椒的IR光譜研究中發現，2920.87cm-1頻率處的吸收峰歸屬于花椒CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-花椒），2851.86cm-1頻率處的吸收峰歸屬于花椒CH2對稱伸縮振動模式（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伸縮振動模式（νC=C-花椒）。

4.銀杏葉。銀杏葉（飼料原料編號：7.6.105）是銀杏科銀杏屬植物銀杏的干燥葉。銀杏的栽培區甚廣：北自東北沈陽，南達廣州，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。開展銀杏葉的IR光譜研究中發現，2917.33cm-1頻率處的吸收峰歸屬于銀杏葉CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-銀杏葉），2849.88cm-1頻率處的吸收峰歸屬于銀杏葉CH2對稱伸縮振動模式（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伸縮振動模式（νC=C-銀杏葉）。

5.山楂。山楂（飼料原料編號：7.6.81）是薔薇科山楂屬山里紅或山楂的干燥成熟果實。山楂產于黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、河北、河南、山東、山西、陜西、江蘇等地區。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。開展山楂的IR光譜研究中發現，2916.31cm-1頻率處的吸收峰歸屬于山楂CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-山楂），2848.71cm-1頻率處的吸收峰歸屬于山楂CH2對稱伸縮振動模式（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伸縮振動模式（νC=C-山楂）。

6.蘆薈。蘆薈（飼料原料編號：7.6.59）是百合科蘆薈屬植物庫拉索蘆薈（百合科蘆薈屬植物庫拉索蘆薈葉，也稱“老蘆薈”）。南方各省區和溫室常見栽培，也有由栽培變為野生的。開展蘆薈的IR光譜研究中發現，2916.00cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蘆薈CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-蘆薈），2848.36cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蘆薈CH2對稱伸縮振動模式（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伸縮振動模式（νC=C-蘆薈）。

7.黨參。黨參（飼料原料編號：7.6.20）是桔梗科黨參屬黨參、素花黨參或川黨參的干燥根。黨參產于西藏東南部、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、內蒙古及東北等地區。黨參生于海拔1560～3100米的山地林邊及灌叢中。開展黨參的IR光譜研究中發現，2925.12cm-1頻率處的吸收峰歸屬于黨參CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-黨參），1734.78cm-1頻率處的吸收峰歸屬于黨參C＝0伸縮振動模式（νC=O-黨參）。

8.馬齒莧。馬齒莧（飼料原料編號：7.6.61）是馬齒莧科馬齒莧屬植物馬齒莧的干燥地上部分。我國南北各地均產。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。開展馬齒莧的IR光譜研究中發現，2918.54cm-1頻率處的吸收峰歸屬于馬齒莧CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-馬齒莧），2850.30cm-1頻率處的吸收峰歸屬于馬齒莧CH2對稱伸縮振動模式（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：7.6.87）是鼠李科棗屬植物酸棗的干燥成熟種子。酸棗產于吉林、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。酸棗生長于海拔1700米以下的山區、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。開展酸棗仁的IR光譜研究中發現，2925.44cm-1頻率處的吸收峰歸屬于酸棗仁CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-酸棗仁），2853.59cm-1頻率處的吸收峰歸屬于酸棗仁CH2對稱伸縮振動模式（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伸縮振動模式（νC=C-酸棗仁）。

10.蒲公英。蒲公英（飼料原料編號：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種植物的干燥全草。蒲公英產于黑龍江、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。蒲公英廣泛生長于中、低海拔地區的山坡草地、路邊、田野、河灘。蒲公英全草供藥用，有清熱解毒、消腫散結的功效。開展蒲公英的IR光譜研究中發現，2920.24cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蒲公英CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-蒲公英），2851.58cm-1頻率處的吸收峰歸屬于蒲公英CH2對稱伸縮振動模式（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伸縮振動模式（νC=C-蒲公英）。

11.桑葉。桑葉（飼料原料編號：7.6.77）是?？粕僦参锷５母稍锶~。桑原產我國中部和北部，現由東北至西南各省區，西北直至新疆均有栽培。桑葉為養蠶的主要飼料，亦作藥用，并可作土農藥。開展桑葉的IR光譜研究中發現，2918.59cm-1頻率處的吸收峰歸屬于桑葉CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-桑葉），2850.72cm-1頻率處的吸收峰歸屬于桑葉CH2對稱伸縮振動模式（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伸縮振動模式（νC=C-桑葉）。

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

13.橘皮。橘皮（飼料原料編號：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。開展橘皮的IR光譜研究中發現，2918.03cm-1頻率處的吸收峰歸屬于橘皮CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-橘皮），2850.89cm-1頻率處的吸收峰歸屬于橘皮CH2對稱伸縮振動模式（νsCH2-橘皮），1732.17cm-1頻率處的吸收峰歸屬于橘皮C＝0對稱伸縮振動模式（νC=O-橘皮），1605.85cm-1頻率處的吸收峰歸屬于橘皮C=C對稱伸縮振動模式（νC=C-橘皮）。

14.松針。松針（飼料原料編號：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。開展松針的IR光譜研究中發現，2918.61cm-1頻率處的吸收峰歸屬于松針CH2不對稱伸縮振動模式（νasCH2-松針），2050.63cm-1頻率處的吸收峰歸屬于松針CH2對稱伸縮振動模式（νsCH2-松針），1732.88cm-1頻率處的吸收峰歸屬于松針C＝0伸縮振動模式（νC=O-松針）。

四、結論

本實驗分別開展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）。本項研究為快速鑒別蛋雞功能性植物源飼料提供了參考數據，具有一定的理論研究價值和經濟價值。