山黧豆

山黧豆

山黧豆(學名:Lathyrus quinquenervius(Miq.) Litv.)豆科香豌豆屬一年生或多年生草本植物。又名香豌豆。多年生草本;根狀莖橫走。莖直立,單一,高20-50厘米,具棱及翅,有毛,後變無毛。

糧食、飼草和綠肥兼用作物。有大毒。

(概述參考圖片來源:中國自然標本館

基本介紹

形態特徵,分布範圍,主要價值,藥用,飼用,毒性研究,

形態特徵

多年生草本,根狀莖不增粗,橫走。莖通常直立,單一,高20-50厘米,具棱及翅,有毛,後漸脫落。偶數羽狀複葉,葉軸末端具不分枝的卷鬚,下部葉的卷鬚短,成針刺狀;托葉披針形到線形,長7-23毫米,寬0.2-2毫米;葉具小葉1-2 (-3) 對;小葉質堅硬,橢圓狀披針形或線狀披針形,長35-80毫米,寬5-8毫米,先端漸尖,具細尖,基部楔形,兩面被短柔毛,上面稀疏,老時毛漸脫落,具5條平行脈,兩面明顯凸出。總狀花序腋生,具5-8朵花。花梗長3-5毫米;萼鐘狀,被短柔毛,最下一萼齒約與萼筒等長;花紫藍色或紫色,長 (12) 15-20毫米;旗瓣近圓形,先端微缺,瓣柄與瓣片約等長,翼瓣狹倒卵形,與旗瓣等長或稍短,具耳及線形瓣柄,龍骨瓣卵形,具耳及線形瓣柄;子房密被柔毛。莢果線形,長3-5厘米,寬4-5毫米。花期5-7月,果期8-9月。

分布範圍

普遍分布於東北、華北及陝西等地,甘肅南部、青海東部也有;生於山坡、林緣、路旁、草甸等處。最高可到海拔2500米。朝鮮、日本及俄羅斯遠東地區也有分布。

主要價值

藥用

全草:苦、澀,溫。祛風除濕,止痛。用於關節痛,頭痛。
有些山黧豆的種子含有毒物質β-草醯氨基丙氨酸,食用或飼用時必須嚴格脫毒處理,以免引起人、畜中毒。
辛、溫。肝、胃二經。該物種為中國植物圖譜資料庫收錄的有毒植物,其毒性為種子有毒。人,尤其男性和年青入誤食大量黧豆種子可出現神經山蕉豆病(neurolathyrism),主要表現下肢無力、足貼地不易抬起、下肢癱瘓等運動神經受損的症狀。病理檢查可見下肢張力增強,腱反射亢進,還出現連續性或非連續性的痙攣等側索神經受損的症狀。一般多因種子混入麵粉中食用或大量單食產生人的中毒。動物實驗表明,神經山黧豆病以肌強直、下肢痙攣性癱瘓為主,病理解剖可見前角和外側索小神經細胞增生,特別是脊髓的運動通路和背、腰脊髓前側索硬化。此外還有肝、脾等器官的損害。

飼用

對不同的生長地點,以不同收穫方式收集的山黧豆材料進行分析,得出了關於其營養價值頗為一致的結論。在我國的山黧豆飼養試驗中,最早飼餵的是山黧豆的莖葉部分。20世紀90年代初,呂福海等研究表明莖葉乾物質蛋白質含量為13.82%~20.14%,粗脂肪含量為1.07%~3.05%,無氮浸出物含量為34.7%~46.7%,纖維素含量為25.1%~35.4%。山黧豆的粗蛋白(CP)含量高於三葉草和小冠花,約等於苜蓿的CP含量,對營養分析表明只有Ca和P含量略低於苜蓿草,但仍能滿足動物需要。山黧豆莖葉蛋白質,脂肪含量隨熟性不同而異。蛋白質含量以中、晚熟品種較高,在18%以上。脂肪含量以早熟品種較高,在2.75%以上。在盛花期採樣分析,植株養分含量與熟性有關係見表1(呂福海等),隨植株熟性的推遲,N、P、K、C含量增高。
山黧豆的籽實產量亦明顯高於其它豆科作物。於精忠統計表明山黧豆畝產約為125kg,而麻豌豆和白豌豆畝產籽實約為31kg和95kg。其籽實營養成分與野豌豆,大豆,扁豆比較結果見表2(呂福海等)。山黧豆籽實的蛋白質含量為25%~27%,略高於野豌豆(23%)和大豆(24%),低於扁豆(32%)。前三者脂肪含量相近,明顯低於扁豆(6.5%)。山黧豆蛋白質水解產物含有哺乳動物所需的17種胺基酸,見表3(Hanbury等,2000)。山黧豆與其它的豆科蛋白質飼料相比,Lys、Met、Cys等其餘AA含量相近。山黧豆與其它豆科作物的鈣(Ca),磷(P)含量和各種微量元素含量比較見表4,其中Ca含量高於野豌豆和大豆,低於扁豆;而P含量高於或略高於其它作物。在微量元素含量中Cu含量明顯高於野豌豆和扁豆,而低於大豆;Fe含量高於其它各組;而Zn含量則低於其它各組。
山黧豆像其它的豆科作物一樣含有抗營養因子(ANF),如單寧、胃蛋白酶抑制因子、植酸、胰蛋白酶抑制因子、澱粉酶抑制劑等,影響飼料的適口性和消化率。山黧豆中含有山黧豆毒素,長期飼餵可表現為山黧豆中毒,這是山黧豆不能得到廣泛套用的重要原因。動物初次飼餵山黧豆時,需經過一定的適應期。營養生長期和始花期的山黧豆植株適口性最好,而盛花期和結實期的植株適口性下降,幼齡動物比成年動物易適應這種飼料。

毒性研究

山黧豆中含有4種毒素:①β-草醯氨基丙氨酸(β-N-Oxalyl-amino-l-alanine),簡稱BOAA,也叫β-N-草醯基-L-α,β-二氨基丙酸(β-N-Oxalyl-L-α,β-diaminopropionic acid),簡稱ODAP;②β-氰基丙氨酸(β-cyanoalanine)以及它的谷醯基衍生物γ-谷醯基-β-氰基丙氨酸(γ-glutamyl-β-cyanoalanine);③β-氨基丙腈(β-aminopropionitrile),簡稱BAPN,以及γ-谷醯基的衍生物γ-谷醯基-β-氨基丙腈;④L-α,γ-二氨基丁酸(L-α,γ-diaminobutyic acid),簡稱DABA,以及其衍生物γ-N-草醯-L-α,γ-二氨基丁酸。山黧豆中毒可分為神經性中毒和骨性中毒,其中四種毒素中只有BAPN可發生骨性中毒,其餘均發生神經性山黧豆中毒。在這些毒素中目前研究最多的是ODAP神經性毒素,其餘毒素尚未被研究或甚少研究。不同品種的山黧豆籽實內含有不同的毒素,但毒理學研究表明ODAP是山黧豆中毒的直接原因。
1964年,Rao鑑定出山黧豆中含有的一種非蛋白質胺基酸β-N-草醯基-L-α,β-二氨基丙酸,即ODAP,是山黧豆引起中毒的主要成分。它在山黧豆的整個生長周期都存在,主要位於最活躍的生長部位。在整個生長周期,苗期的毒性最大。在種子萌發時,ODAP濃度增加,這是淨合成的結果。Kuo等人試驗研究表明,種子暗萌發5d後,在16~18h的光暗循環中生長;2d後,ODAP的總濃度(67?滋mol/g)比干種子(41?滋mol/g)增加63.4%,比吸漲種子(11.8?滋mol/g)增加467.8%。在生長過程中,地上部分含有較高的ODAP濃度,其中大約8%的ODAP存在於葉子中,而在根中ODAP含量逐漸減少(ODAP可以從根中滲出)。ODAP萌發中不降解,在不良環境下降解後,提供必要的氮源貯存。邢更生等試驗表明,水分脅迫與山黧豆植物中ODAP的積累有關,增強水分脅迫可導致ODAP積累的增加。因此,我們認為ODAP的積累與它的抗旱性密切相關。
山黧豆神經中毒最初表現精神抑鬱,運動失調,繼而出現後肢麻痹。ODAP被吸收進入血液後,透過血腦屏障,損害中樞神經初期呈現保護性抑制,繼而抑制相轉為興奮相,最後中樞神超限抑制,因呼吸中樞血管運動中樞麻痹而死亡。死後剖檢肝、脾、腎多呈暗紫紅色,死亡較晚的動物肝臟呈檳榔肝樣變化,病理組織學檢查肝、脾、腎多見瘀血,肝細胞發生不同程度的顆粒變性,腎小管上皮變性腫脹,腦血管輕度充血,腦神經細胞呈散在性變性,部分神經細胞核濃縮、破碎。
ODAP有α和β兩種異構體,其中β-ODAP有毒,而α-ODAP是無毒的,β-ODAP是體內合成的,α-ODAP是β-ODAP的轉化產物,在β-ODAP的水溶液中β-ODAP可重排形成α-ODAP。Abegaz等人實驗研究,發現加熱能使β-ODAP形成α-ODAP,表明重排和水解有競爭。在55℃,30h,β-ODAP的D2O溶液形成β/α等於60/40的平衡,α-ODAP在同樣條件下,也能形成α、β混合物,因此有人用水煮加熱把有毒β-ODAP轉化為無毒的α-ODAP,以作飼用,但這並不能完全去除山黧豆的β-ODAP。1997年Lambein and Kou等人報導了動物對ODAP的感受性可能與動物體內或飼料配方中缺乏微量元素Zn有關(1994,Lambein);Rasmussen等1992年報導羊對日糧中山豆毒素的耐受力歸因於瘤胃微環境的改變。Farhangi等人將山黧豆籽實浸泡在羊瘤胃液中,4h後發現ODAP毒性可去除90%,被認為瘤胃微生物能破壞ODAP毒理學作用。
山黧豆山黧豆
研究表明:ODP溶於水,若加10倍的水,分成3次浸泡山黧豆豆粉24h,可去毒90%,但其水溶性營養物也隨水浸泡丟失。預防本病的根本措施是不可長期過量地飼餵山黧豆,更理想的途徑是培育低毒、甚至無毒的山黧豆新品種。

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