蘇學(xué)軍, 劉廣聰, 宗春燕
(泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥學(xué)院,江蘇泰州225300)
亞硝酸鹽是威脅動物健康的一種有毒物質(zhì)。過量的亞硝酸鹽進(jìn)入血液中, 會導(dǎo)致動物全身組織缺氧, 造成呼吸困難及神經(jīng)機(jī)能紊亂(余文蘭等,2017),嚴(yán)重時可致動物死亡。通常飼料中的亞硝酸鹽含量極少, 但若調(diào)制不當(dāng)或因貯藏條件不適,產(chǎn)品受到污染(王春林,2000),在還原酶及有害菌的作用下, 殘留在飼料中的硝酸鹽會大量地轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽,從而使含量超標(biāo)。飼料中的亞硝酸鹽一方面能引起動物的急、慢性損害,影響動物的生產(chǎn)性能和繁殖能力; 另一方面其作為一種氧化劑, 會氧化飼料中的還原性營養(yǎng)成分(齊德生等,2003),降低飼料的營養(yǎng)價值。在動物的胃腸道內(nèi),亞硝酸鹽易與仲胺類物質(zhì)發(fā)生亞硝化反應(yīng),生成致癌性強(qiáng)的亞硝胺(Yang 等,2009),從而增加動物消化器官癌變的風(fēng)險, 這對人類健康也構(gòu)成了潛在威脅。 因此,研究清除飼料中的亞硝酸鹽,降低飼料中亞硝酸鹽的殘留量, 對于人類與動物的安全具有積極意義。
仙鶴草(Agrimonia pilosaLedeb.)系薔薇科多年生草本植物,又名龍牙草、脫力草、石打穿等(路芳等,2012), 廣泛分布于我國南北各地。 研究表明,仙鶴草提取物可用于防治家畜流行性腹瀉、絳蟲病,可以治療牛血乳病,對豬鏈球菌也有明顯的抑制作用(陳應(yīng)戰(zhàn),2015;吳周水,1998)。 目前,對仙鶴草的研究多集中在藥理活性及臨床應(yīng)用方面, 而關(guān)于其清除飼料中亞硝酸鹽的研究鮮有報道。 本試驗通過超聲波輔助提取工藝制備仙鶴草提取物, 研究其在體外模擬胃液條件下對飼料中亞硝酸鹽的清除作用, 以期為仙鶴草資源的開發(fā)利用提供一種新途徑。
1.1 試劑與儀器
1.1.1 原料與試劑 飼料購自本地飼料市場,四分法濃縮至200 g,粉碎后過篩,混勻,密封低溫保存;仙鶴草購自同仁堂大藥房;無水乙醇、亞硝酸鈉、硫酸鋅、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺,均為市售分析純試劑。
模擬胃液(梅勝等,2017):稱取2.0 g NaCl 及3.2 g 豬胃蛋白酶, 雙蒸水溶解后加入7 mL 濃鹽酸,定容于1 L 容量瓶內(nèi)。
1.1.2 主要儀器與設(shè)備 Cary 60 紫外-可見分光光度計;HH-S1 數(shù)顯恒溫水浴鍋;BJ-150 多功能粉碎機(jī);LRH-250F 生化培養(yǎng)箱;KQ5200E 超聲波清洗器;RE-52AA 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器。
1.2 試驗方法
1.2.1 仙鶴草提取物的制備 仙鶴草去雜后,置于減壓干燥箱內(nèi)烘干至脆,粉碎,過40 目篩。準(zhǔn)確稱取5 g 粉末,加入100 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的乙醇浸泡30 min,50 ℃下超聲輔助提取20 min。 過濾,濾渣中加入上述乙醇80 mL 于相同條件下再超聲提取1 次, 合并濾液,70 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至浸膏狀, 以60%的乙醇溶解后定容于100 mL 棕色容量瓶中, 即得質(zhì)量濃度50 mg/mL 的仙鶴草提取物原液。 將原液配成不同質(zhì)量濃度的稀釋液,避光冷藏備用。
1.2.2 亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 采用鹽酸萘乙二胺比色法(鐘希瓊等,2015),建立亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.2.3 亞硝酸鹽清除率的測定 分別移取不同質(zhì)量濃度的仙鶴草提取物1 mL,置于25 mL 的比色管內(nèi), 各加入8 mL 模擬胃液, 再加入20 μg/mL NaNO2標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL,37 ℃水浴, 反應(yīng)至既定時間后,加入2 mL 0.4%對氨基苯磺酸溶液,搖勻,5 min后立刻加入1 mL 0.2% 鹽酸萘乙二胺溶液,搖勻,蒸餾水定容,靜置15 min,在波長538 nm 處測定吸光度。平行測定3 次,按下式計算仙鶴草提取物對亞硝酸鹽的清除率。
式中:A0為未加入提取物時的吸光度;Ai為加入提取物后的吸光度;Aj為提取物本底吸光度。
1.2.4 仙鶴草提取物對飼料中亞硝酸鹽的清除作用 稱取10 g 粉碎混勻的飼料樣品兩份,分別置于150 mL 錐形瓶中, 其中一份加入模擬胃液8 mL 及仙鶴草提取液50 mL, 放置在37 ℃的恒溫水浴振蕩器中,220 r/min 孵育1 h (王瑞國等,2015)。取出,過濾、洗滌、烘干得濾渣。將濾渣及另一份樣品各自加入蒸餾水100 mL 和20% NaOH溶液1.2 mL,調(diào)節(jié)pH 至8 ~9,全部轉(zhuǎn)至200 mL棕色容量瓶內(nèi)。加入0.42 mol/L 的硫酸鋅溶液10 mL,搖勻,直至蛋白質(zhì)完全沉淀。 然后于60 ℃水浴中加熱15 min,室溫冷卻后,蒸餾水定容,靜置30 min(少量油脂可用吸管吸去)。過濾,棄去初濾液20 mL,剩余濾液作為樣品試液備用。 取25 mL比色管,加入10 mL 樣品試液,按1.2.3 加入顯色劑進(jìn)行顯色, 并根據(jù)回歸方程計算出樣品中亞硝酸鹽的含量,按下式計算清除率。
2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 以亞硝酸鈉質(zhì)量m(μg)為橫坐標(biāo),538 nm 處吸光度A 值為縱坐標(biāo),作m-A 函數(shù)圖, 見圖1, 得相應(yīng)的回歸方程為A=0.0301m+0.0012,R2=0.9997,線性檢測范圍為0 ~12.5 μg。
圖1 亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.2 不同質(zhì)量濃度仙鶴草提取物對亞硝酸鹽的清除作用 分別移取質(zhì)量濃度為2、4、6、8、10、12 mg/mL 的仙鶴草提取物1 mL 與亞硝酸鹽反應(yīng)20 min,其清除效果見圖2。
圖2 不同質(zhì)量濃度仙鶴草提取物對亞硝酸鹽的清除作用
由圖2 可見, 仙鶴草提取物對亞硝酸鹽的清除能力表現(xiàn)為提取物濃度增大后清除率迅速升高,當(dāng)濃度為10 mg/mL 時,再增大提取物濃度,清除率不再有顯著變化(P >0.05)。兩者之間符合良好對數(shù)曲線關(guān)系, 經(jīng)擬合得y=30.145ln (x)+24.251,R2=0.9929。仙鶴草提取物對亞硝酸鹽的半數(shù)清除率濃度IC50為2.349 mg/mL,表明提取物對亞硝酸鹽的清除能力較強(qiáng)。
2.3 不同反應(yīng)時間仙鶴草提取物對亞硝酸鹽的清除作用 取質(zhì)量濃度為10 mg/mL 的仙鶴草提取物1 mL 分別與亞硝酸鹽反應(yīng)5、10、15、20、25、30 min,其清除效果見圖3。
圖3 不同反應(yīng)時間仙鶴草提取物對亞硝酸鹽的清除作用
由圖3 可見, 仙鶴草提取物對亞硝酸鹽的清除率隨反應(yīng)時間的延長而快速上升, 反應(yīng)30 min,清除率為95.37%。清除率與反應(yīng)時間也符合良好對數(shù)曲線關(guān)系, 經(jīng)擬合得y=16.434ln (x)+41.985,R2=0.9762。 達(dá)到半數(shù)清除率時,清除所需時間IT50為1.629 min,說明仙鶴草提取物對亞硝酸鹽的清除反應(yīng)速率較快, 能在較短的時間內(nèi)達(dá)到平衡。
2.4 仙鶴草提取物對不同種類飼料中亞硝酸鹽的清除效果 由表1 可知, 供試的4 種飼料中亞硝酸鹽含量均較低,最高值為1.25 mg/kg,遠(yuǎn)低于GB13078-2017 飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中的亞硝酸鹽允許量。 仙鶴草提取物對4 種飼料中的亞硝酸鹽均具有清除作用,并表現(xiàn)出一定的差異性,其中對小豬配合飼料的平均清除率為43.34%,而對雞濃縮飼料的平均清除率僅為27.43%。仙鶴草提取物直接與亞硝酸鹽作用時清除效果較好, 但與飼料中的亞硝酸鹽作用時, 清除能力則表現(xiàn)出一定程度的下降, 這可能是由于在模擬胃液消化過程中飼料中亞硝酸鹽未能全部溶出, 提取物無法與其完全反應(yīng),造成清除率降低。 盡管如此,仙鶴草提取物對供試飼料中的亞硝酸鹽仍具有一定的清除作用,清除率均在27%以上。
表1 仙鶴草提取物對飼料中亞硝酸鹽的清除作用
仙鶴草是一種常見的中草藥, 近年來在飼料工業(yè)和畜牧生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。 青草期的仙鶴草營養(yǎng)價值豐富,富含蛋白質(zhì)、糖類及各種礦物元素,可用作動物飼料。 研究表明,仙鶴草具有消炎止血、補(bǔ)虛止痢、降血糖、抗氧化、抗腫瘤等功效(徐威等,2016;周曉蓉等,2011;He 等,2010)。 在雞飼料中添加仙鶴草, 可以起到預(yù)防和治療雞絳蟲的作用, 并能改善雞的生產(chǎn)性能 (彭曉英,2002)。 吳周水(1998)用仙鶴草組方預(yù)防耕牛中暑、治療豬外傷出血,療效顯著。 仙鶴草具有廣譜抗流感病毒活性, 可有效控制禽流感 (呂玲,2010)。 本研究結(jié)果表明,仙鶴草還具有清除飼料中亞硝酸鹽的能力,能提高飼料制品的安全性能。
仙鶴草中含有黃酮類、三萜類、鞣質(zhì)類、酚類、多糖類等多種抗氧化活性成分(路芳等,2012),亞硝酸鹽在動物體內(nèi)表現(xiàn)為一種氧化劑, 抗氧化成分可通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對亞硝酸鹽的清除。由于本試驗所得的仙鶴草提取物為粗品, 在清除亞硝酸鹽時發(fā)揮主要作用的成分尚不能明確,有可能是多種成分的協(xié)同作用, 因此需進(jìn)一步對粗提取物中天然單體化合物進(jìn)行分離純化, 確定活性成分與清除亞硝酸鹽之間的構(gòu)效關(guān)系。
在體外模擬胃液條件下, 仙鶴草提取物對亞硝酸鹽具有較強(qiáng)的清除能力, 清除效果與提取物濃度及反應(yīng)時間有關(guān), 在試驗范圍內(nèi)符合良好對數(shù)曲線關(guān)系。清除試驗表明,仙鶴草提取物對4 種飼料中的亞硝酸鹽均具有一定程度的清除作用,說明仙鶴草提取物對于動物健康具有潛在保健功能。