蘆薈的生物學(xué)功能及飼料化利用現(xiàn)狀

文 | 王文杰 喬家運 周小喬 天津畜牧獸醫(yī)研究所

蘆薈的生物學(xué)功能及飼料化利用現(xiàn)狀

文 | 王文杰 喬家運 周小喬 天津畜牧獸醫(yī)研究所

蘆薈按照用途可以分為藥用蘆薈、食用蘆薈和觀賞蘆薈等，其中藥用蘆薈和食用蘆薈除具有豐富的營養(yǎng)價值外，還具有抗菌、消炎、提高抗氧化能力、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、改善免疫機(jī)能以及抗紫外線輻射等功能。這些藥用價值的發(fā)揮主要依靠其中含量豐富的蘆薈多糖、蘆薈蒽醌等活性物質(zhì)。

蘆薈多糖是蘆薈中一類生物大分子聚合物，是蘆薈葉凝膠的重要組成部分。研究結(jié)果顯示，不同品種蘆薈中所含的單糖組成尚未完全明確，但蘆薈多糖作為一類具有不同生理功能的大分子化合物，主要由甘露糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖組成，其中甘露糖（60.73%）、半乳糖（16.42%）、葡萄糖（9.16%）含量居多，蘆薈葉肉中的黏性物質(zhì)以甘露聚糖為主。蘆薈蒽醌類化合物是蘆薈中另一種重要的有機(jī)活性成分，是蘆薈葉滲出液中的主要成分，來自各研究報道的蒽醌類物質(zhì)包括蘆薈苷、7-羥基蘆薈大黃素、大黃酚及其苷、蒽酚、高那特蘆薈素、蘆薈皂草I-IV、脫氧赤蟲膠、蟲漆酸D甲酯、4，5，8-三羥基-2-甲基蒽醌等。蘆薈所含的蒽醌類還有以二聚體形式存在的。目前研究表明，蘆薈蒽醌也具有殺菌消炎、健胃緩瀉、抗腫瘤及一定的美容功效，與蘆薈多糖疊加互補(bǔ)，共同發(fā)揮作用。但蘆薈蒽醌具有一定的毒性，長期過量食用會對身體有一定的危害，因此其安全用量和毒副作用需要深入研究。藥物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，蘆薈蒽醌的急性毒性主要針對于胃腸道，引起腹痛、腹瀉甚至腎炎；慢性毒性試驗發(fā)現(xiàn)，長期攝入蘆薈蒽醌類化合物（用于緩瀉）可能導(dǎo)致鉀缺乏、肌肉無力和心律不齊。因此，在開發(fā)及應(yīng)用蘆薈蒽醌類物質(zhì)的同時，安全限量研究尤為重要。

研究所畜牧科技創(chuàng)新基地。

此外，蘆薈中其他活性物質(zhì)，如白介素、大黃素等也具有催化免疫系統(tǒng)的激活，促進(jìn)免疫功能的恢復(fù)，增強(qiáng)對多種疾病的抵抗能力，改善機(jī)體健康功能的功效。

天津畜牧獸醫(yī)所科研團(tuán)隊-張蕾、史惠玲、王文杰、喬家運、周小喬、閆峻（左起）。

蘆薈的飼料化利用現(xiàn)狀

蘆薈價格低廉、來源廣泛，除了豐富的營養(yǎng)功能外，其主要組成成分蘆薈多糖和蘆薈蒽醌具有抗炎殺菌、提高免疫水平、增強(qiáng)抗氧化能力的生物活性作用，因此可作為很好的飼料原料和添加劑應(yīng)用于保健行業(yè)。在畜牧業(yè)中，雖然已有相關(guān)的研究報道，但多數(shù)集中于對畜禽表觀生產(chǎn)性能的改善和常規(guī)免疫及抗氧化指標(biāo)的測定，對其具體的作用機(jī)制以及蒽醌等提取物的安全限量并未有較多的研究報道。

依托天津市畜牧獸醫(yī)研究所建設(shè)的國家飼料工程技術(shù)研究中心天津非常規(guī)飼料研究中心，近年來不斷改善研究條件，加強(qiáng)硬件建設(shè)，拓展中試基地，促進(jìn)高級別科技項目、先進(jìn)技術(shù)和高端人才的引進(jìn)與合作，提高協(xié)作創(chuàng)新能力，同時積極開展科技成果轉(zhuǎn)化合作研究，加大科研成果的轉(zhuǎn)化與推廣，取得了良好示范和帶動效果。本單位率先組建了非常規(guī)飼料資源利用技術(shù)研究室，著力開展發(fā)酵、中藥提取、大型餐飲、動物屠宰加工、油脂加工行業(yè)和農(nóng)業(yè)中可利用廢棄物資源轉(zhuǎn)化成安全動物飼料的加工技術(shù)。構(gòu)建了非常規(guī)飼料原料開發(fā)技術(shù)體系及非常規(guī)飼料原料數(shù)據(jù)庫；研究了醬油渣、醋渣、DDG、DDGS等對泌乳奶牛、肉牛、豬、雞等生產(chǎn)性能的影響，并利用米糟、DDGS等非常規(guī)飼料等為原料，設(shè)計開發(fā)了相應(yīng)的非常規(guī)飼料產(chǎn)品。同時，本單位與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院緊密合作，加大項目引進(jìn)，拓展研究范圍，創(chuàng)新推廣形式，進(jìn)一步促進(jìn)了天津市非常規(guī)飼料的深度開發(fā)與利用，并取得了較為豐碩的成果，為天津市非常規(guī)飼料的開發(fā)和利用做出了一定的貢獻(xiàn)，也為蘆薈的開發(fā)研究提供了充足的技術(shù)支持和平臺支撐。

基于廣泛使用抗生素所帶來的對動物健康、食品安全以及生態(tài)環(huán)境的負(fù)面作用環(huán)境下，結(jié)合蘆薈的無抗藥性、低毒性、天然性等優(yōu)勢，完成了天津市自然科學(xué)基金“蘆薈多糖調(diào)節(jié)仔豬免疫的機(jī)理研究”和天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長基金“蘆薈提取物對斷奶仔豬生長和血清中代謝相關(guān)指標(biāo)的影響”兩個機(jī)理研究項目，有多名科研人員長期從事蘆薈相關(guān)科學(xué)研究，目前正在開展“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技支撐計劃子課題“蘆薈中蒽醌等功能性提取物的創(chuàng)制與應(yīng)用”的研究及母豬營養(yǎng)生理調(diào)控研究。

蘆薈多糖研究方面，發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖可以促進(jìn)小鼠、家禽、豬等免疫器官的發(fā)育，增加免疫器官的相對重量，顯著提高血液中溶血素抗體的含量，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬功能和提供其機(jī)體免疫細(xì)胞的殺傷力，促進(jìn)免疫機(jī)能的提高。蘆薈多糖還有抗病毒和滅菌的作用，持續(xù)的動物試驗研究表明蘆薈多糖可以有效地抑制新城疫、流感病毒及單純孢疹病毒的活性，增加細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，阻止病毒顆粒吸附靶細(xì)胞，從而降低細(xì)胞受損程度。在應(yīng)對動物應(yīng)激、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)方面，蘆薈多糖可以有效地降低仔豬腹瀉率，降低斷奶應(yīng)激；給肉雞皮下注射蘆薈多糖溶液可以提高肉雞的日增重，降低料肉比，降低肌肉的滴水損失，提高肌肉的持水力，改善肌肉品質(zhì)。近年來，本單位還開展了對斷奶仔豬生長和血清代謝的影響、調(diào)節(jié)斷奶仔豬免疫的機(jī)理研究，持續(xù)深入的研究了蘆薈多糖的作用機(jī)理，目前研究發(fā)現(xiàn)：仔豬日糧添加蘆薈多糖可以顯著提高免疫器官中部分免疫因子（TLR2和TLR4）的基因表達(dá)量，促進(jìn)免疫器官的發(fā)育；同時顯著提高斷奶仔豬小腸絨毛高度、降低隱窩深度，擴(kuò)大了仔豬腸道的營養(yǎng)吸收面積；此外，蘆薈多糖還可以提高垂體分泌的生長激素含量，促進(jìn)骨、軟骨和其他組織的生長，提高葡萄糖的吸收和體內(nèi)氮素的循環(huán)利用。系統(tǒng)的研究結(jié)果表明，蘆薈主要提取物——蘆薈多糖可有效地改善仔豬消化道內(nèi)環(huán)境及菌群結(jié)構(gòu)、調(diào)控內(nèi)分泌系統(tǒng)及其代謝產(chǎn)物的生成，從而達(dá)到提高機(jī)體免疫能力和生產(chǎn)性能的目的。

蘆薈蒽醌研究方面，通過和云南萬綠生物股份有限公司、中山大學(xué)等大型企業(yè)、高校產(chǎn)學(xué)研合作，創(chuàng)制出純度18%的蘆薈蒽醌，并開展了該粗提物對妊娠母豬生產(chǎn)性能的影響。研究表明添加蘆薈蒽醌能增加妊娠母豬糞便的柔軟度，增加其中水分含量，降低了母豬便秘的風(fēng)險；繁殖性能研究表明，能提高仔豬的出生活仔數(shù)、出生重量、均勻度。對母豬血清生化、免疫等指標(biāo)，以及對糞便微生物區(qū)系的影響相關(guān)研究正在開展當(dāng)中。

飼料實驗生產(chǎn)基地。

展望

隨著人民生活水平的逐漸提高，食品安全問題倍受關(guān)注，抗生素等化學(xué)合成添加劑在飼料中的使用不但會影響動物的健康生長和肉制品質(zhì)量，還會對食品安全造成一定的安全隱患，因此開發(fā)天然飼料添加劑必將成為未來研究的熱點。蘆薈作為一種天然中草藥，具有安全、營養(yǎng)、低殘留、毒副作用小等優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用前景。另一方面，今后重點研究蘆薈皮粉的高效利用技術(shù)，使用微生物發(fā)酵等技術(shù)，降低皮粉中的抗?fàn)I養(yǎng)組分，提高利用價值，為蘆薈加工企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)，提高其加工副產(chǎn)物的利用價值，降低環(huán)境污染。