云貴地區(qū)飼用灌木營養(yǎng)價值及生物活性物質

胡廷花，于應文，徐 震，毛文婭，穆靖軒

（1.蘭州大學草地農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室/蘭州大學農業(yè)農村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點實驗室/蘭州大學草地農業(yè)科技學院，甘肅 蘭州 730020；2.興義市眾犇農牧發(fā)展有限公司，貴州 興義 562407）

飼用灌木作為畜禽特別是黑山羊日糧組分[1-2]，大部分具有高蛋白、低纖維、高礦質及適口性好等特點[3-7]，可為家畜提供飼料而緩解家畜飼草壓力[8-9]；但有的飼用灌木因其特殊氣味或表觀特征，致使家畜不喜食,但富含生物活性物質和較高藥用價值[10-13]，可提高家畜消化率，降低家畜死亡率[14-15]，在家畜健康養(yǎng)殖和天然飼料添加劑開發(fā)方面有重要利用價值。因此，飼用灌木在山區(qū)草地畜牧業(yè)生產中發(fā)揮重要作用。

云貴喀斯特區(qū)地處濕潤亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候溫暖，雨熱同期，為野生飼用植物生長提供適宜自然條件。雖然該區(qū)草地面積有限，草山草坡牧草生產力低且品質較差，但因森林植被遭受破壞后被次生灌木和旱生植物所取代[16]，因此飼用灌木資源極其豐富[17]，為山區(qū)草地畜牧業(yè)發(fā)展提供了優(yōu)越條件。

以往云貴喀斯特區(qū)飼用灌木研究,學者們多關注灌叢資源開發(fā)[18]，局部區(qū)域單一科屬主要灌木種營養(yǎng)成分評價[6,17,19-21]和生物活性物質研究[10,12-13]，而對整個云貴區(qū)主要飼用灌木科屬如豆科、薔薇科及桑科營養(yǎng)成分和生物活性物質的系統(tǒng)分析相對缺乏。為此，通過對云貴喀斯特區(qū)常見飼用灌木營養(yǎng)成分、營養(yǎng)價值、生物活性物質及藥理價值的系統(tǒng)總結和分析，為該區(qū)飼用灌木的深入開發(fā)和草地畜牧業(yè)的健康發(fā)展提供一定參考依據。

1 主要飼用灌木資源

在云貴喀斯特區(qū)17科53屬100種主要灌木中，營養(yǎng)價值高且研究系統(tǒng)的集中于豆科、薔薇科和?？?，這些科屬的灌木普遍具有高蛋白、低纖維、高含量礦質元素及適口性好等特點，是理想的植物蛋白飼料，具有較高的綜合利用價值[6,17,19,22-26]。較重要的飼用灌木有豆科的合歡屬、千斤拔屬、杭子梢屬、羊蹄甲屬、山螞蝗屬、槐屬、黃花木屬、槐蘭屬及舞草屬，薔薇科的扁核木屬、薔薇屬及火棘屬，桑科的桑屬和構屬等(表1)。

2 營養(yǎng)價值

2.1 常規(guī)養(yǎng)分

粗蛋白、粗脂肪和粗灰分是動物生長發(fā)育必需的植物營養(yǎng)成分。其中，粗蛋白含量高低是評價灌木飼用品質的主要指標，纖維成分是影響牧草質地、適口性和消化率的重要因子[32-33]。灌木因嫩枝葉、果實、種子和花富含粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、粗纖維和無氮浸出物等營養(yǎng)成分，是畜禽生產中寶貴植物飼料[11,34]。

云貴喀斯特區(qū)常見3個科21個屬31種飼用灌木中，與紫花苜蓿(Medicago sativa)和大豆(Glycine max)相比，豆科合歡屬、槐蘭屬、苦參屬、紫穗槐屬及薔薇科扁核木屬的葉片粗蛋白含量＞20%，是優(yōu)良植物蛋白飼料；豆科羊蹄甲屬、槐屬、黃花木屬、山螞蝗屬、任豆屬、豬屎豆屬、黃檀屬、舞草屬、千斤拔屬及?？茦媽俸蜕俚娜~片粗蛋白含量＜15%，屬較好飼料蛋白植物；豆科胡枝子屬、杭子梢屬及假木豆屬的葉片粗蛋白含量為13%～18%，營養(yǎng)價值較高；薔薇科薔薇屬和火棘屬的葉片粗蛋白含量均＞11%，甚至高達16%，具有較好的營養(yǎng)價值，為民間利用較普遍的優(yōu)良飼料(表2)。這些灌木的葉片單獨使用就能滿足草食家畜正常生長發(fā)育的蛋白質需求，具備蛋白飼料的基本條件。

豆科槐蘭屬、黃花木屬、合歡屬、豬屎豆屬、千斤拔屬，薔薇科薔薇屬及桑科桑屬，其粗纖維含量均低于或接近于粗飼料標準(18%)，其余各營養(yǎng)成分如粗蛋白、粗脂肪及無氮浸出物含量等均達規(guī)定的植物蛋白飼料標準[35]；其他各屬灌木的粗纖維含量均＞18%，屬粗飼料[27](表2)。豆科千斤拔屬、豬屎豆屬、紫穗槐屬、合歡屬、苦參屬、黃花木屬、槐蘭屬和?？茦媽俸蜕偃~片粗蛋白與粗纖維之比＞1，粗纖維含量較少，畜禽消化能消耗少[36]，適口性較好，具有較高營養(yǎng)價值。

表1 云貴喀斯特區(qū)主要灌木Table 1 The main shrubs in Yungui karst area

續(xù)表1 Table 1 (Continued)

2.2 礦質成分

礦質元素是動物六大營養(yǎng)物質之一，是動物生長發(fā)育過程中不可或缺的營養(yǎng)成分。灌木的花、果實、種子和嫩枝葉含豐富Ca、P、Fe、Cu、Mn、Zn等。云貴喀斯特區(qū)常見3個科21個屬28種飼用灌木都是理想的動物礦質元素來源(表3)。其中，Ca含量為0.19%～6.46%，多數灌木P含量為0.20%～0.50%。受較高土壤Ca含量影響，該區(qū)灌木葉片Ca含量整體高于非巖溶區(qū)[37]。不同屬比較，Ca含量為豆科羊蹄甲屬、槐屬、槐蘭屬、云實屬、山螞蝗屬、紫穗槐屬、胡枝子屬，薔薇科火棘屬、扁核木屬及?？茦媽俸蜕倬?.00%以上，而豆科云實屬高達6.46%；豆科黃花木屬、合歡屬、豬屎豆屬、黃檀屬、杭子梢屬及薔薇科懸鉤子屬和薔薇屬次之，為1.00%～4.00%；豆科舞草屬和千斤拔屬及薔薇科栒子屬Ca含量最低，為0.80%～1.00%。P含量為豆科槐蘭屬及桑科桑屬最高；豆科槐屬、黃花木屬、羊蹄甲屬、豬屎豆屬、紫穗槐屬、合歡屬、舞草屬、杭子梢屬、千斤拔屬、黃檀屬和山螞蝗屬，薔薇科薔薇屬和扁核木屬及?？茦媽俅沃?；豆科云實屬和胡枝子屬及薔薇科懸鉤子屬、栒子屬和火棘屬最低(表3)。

根據反芻家畜礦物元素的需要[35]，可判斷云貴喀斯特區(qū)常見3個科21個屬28種飼用灌木中Fe、Cu、Mn、Zn這幾種微量元素均能滿足其日常需求(表3)。其中，Fe含量以豆科山螞蝗屬和千斤拔屬及薔薇科懸鉤子屬和栒子屬最高；Cu含量以為豆科羊蹄甲屬和山螞蝗屬及薔薇科懸鉤子屬、栒子屬和火棘屬最高；Mn含量以豆科槐蘭屬、黃花木屬、山螞蝗屬和千斤拔屬及薔薇科栒子屬最高；Zn含量以豆科山螞蝗屬、薔薇科懸鉤子屬和栒子屬及桑科構屬最高。

2.3 氨基酸

氨基酸是植物能否作為蛋白質飼料的主要考查指標之一。與較好的能量和氨基酸畜禽飼料小麥麩相比[38-39]，云貴喀斯特區(qū)常見豆科9個屬飼用灌木的氨基酸總量均高于小麥麩(6.59%)；其中，氨基酸總量最高的是槐屬，達16.36%，最低的是黃花木屬，為9.17%。9個屬飼用灌木富含谷氨酸、亮氨酸及天門冬氨酸，而其蛋氨酸和組氨酸含量低(表4)。該區(qū)主要飼用灌木葉片的16種氨基酸中，頡氨酸、異亮氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸含量均高于小麥麩，蘇氨酸和賴氨酸含量均接近于或高于小麥麩；其余氨基酸的含量雖略低于小麥麩，但能滿足動物對氨基酸的需求[35]，是理想的植物蛋白飼料(表4)。

3 生物活性成分及藥理價值

3.1 生物活性成分

馬錢科的醉魚草屬、薔薇科的懸鉤子屬、薔薇屬和火棘屬及藤黃科的金絲桃屬富含黃酮類、萜類、鞣質類等多種生物活性物質，雖然其含量較少，但種類繁多，生理活性豐富(表5)。

醉魚草屬各灌木主要是黃酮和黃酮醇類[40-41]，單萜物質主要分布于該屬植物的幼莖和根中；懸鉤子屬所含萜類包括二萜、三萜及少數單萜，鞣質為可水解鞣質；薔薇屬植物分離得到的黃酮類化合物多為黃酮醇類[13,42]，其萜類物質廣泛分布于薔薇亞屬植物果實中[42]，主要為三萜類化合物及揮發(fā)油，三萜類化合物主要是五環(huán)三萜，揮發(fā)油重要組分是半萜及單萜，所含鞣質約70種，多為可水解鞣質；火棘屬灌木的果實、根、莖、葉中含有黃酮類、三萜類、鞣質類和皂苷等[43]；金絲桃屬含有的黃酮類物質分布廣泛，貫葉連翹總黃酮類化合物含量為4.58%～15.90%[44]，萜類的揮發(fā)油主要為含量極低的單萜和倍半萜[45]，鞣質存在于該屬29種植物中[46]。

各屬灌木還含有其他生物活性物質。其中，醉魚草屬含環(huán)烯醚萜甙、倍半萜烯、苯丙素酚甙、木脂、生物堿、皂甙、長鏈脂肪酸酯和甾醇等[47]；懸鉤子屬富含甾類、有機酸等[48-49]，其甾類的β-谷甾醇和胡蘿卜苷廣泛分布于懸鉤子屬植物，山楂葉懸鉤子根中還分離得到白藜蘆醇苷[50]，茅莓中分離得到月桂酸和鄰硝基苯酚[51]等；薔薇屬富含皂苷、多糖、脂肪族、脂肪酸及其衍生物等物質[42-43]，其中脂肪族化合物廣泛存在于薔薇種子中[13]；火棘屬的火棘，其果實富含5種脂肪酸、18種氨基酸、18種無機鹽、果膠、維生素E和多種微量元素等[52]；金絲桃屬含二蒽酮衍生物、類黃酮類、香豆素類和間苯三酚衍生物等，其二蒽酮衍生物包括金絲桃素、偽金絲桃素和原金絲桃素等，間苯三酚衍生物包括貫葉金絲桃素和加貫葉金絲桃素，目前已從16種該屬植物獲得119個此類物質[12]。

3.2 藥理價值

醉魚草屬、懸鉤子屬、薔薇屬、火棘屬和金絲桃屬還有極高的藥用價值(表5)。

醉魚草屬含有的黃酮類、環(huán)烯醚萜甙物質有抗炎利尿作用，黃酮類、三萜和皂甙物質有止咳、平喘、祛痰的作用，其木犀草素和毛蕊花苷等有一定抗菌作用和抗氧化活性，黃酮甙可作為皮膚增白劑，倍半萜類化合物有抗皮膚真菌作用等；密蒙花提取物有抗炎和小膠質細胞激活的抑制及神經保護作用[53]，球花醉魚草(B.globosa)提取物有鎮(zhèn)靜止痛和抗感受傷害作用[54-55]，皺葉醉魚草(B.crispa)有抗高血壓和解痙活性等。

表2 云貴喀斯特區(qū)常見飼用灌木養(yǎng)分(干物質)Table 2 Nutrient contents in common forage shrubs in Yungui karst area(dry matter)

表3 云貴喀斯特地區(qū)常見飼用灌木礦質成分(干物質)Table 3 Mineral contents in common forage shrubs in Yungui karst area(dry matter)

表4 云貴喀斯特區(qū)豆科飼用灌木氨基酸含量(干物質)Table 4 Amino acids contents inLeguminosae shrubs in Yungui karst area (dry matter)

薔薇科懸鉤子屬灌木如灰白毛莓(Rubus tephrodes)的生物堿、揮發(fā)性油及黃酮和覆盆子提取物等有抗菌作用；粗葉懸鉤子(R.alceaefolius)總生物堿和水提物等具抗炎、保肝作用；山莓葉三萜提取物和三葉懸鉤子(R.delavayi)等有抗過敏作用；空心泡(R.rosaefolius)地上部分提取物有鎮(zhèn)痛作用；茅莓水煎液和黑樹莓(R.mesogaeus)鞣花酸等具抗腫瘤作用，且茅莓還具較好抗腦缺血、減少神經功能損傷、抑制細胞凋亡等作用，其水提取物具有促進血凝和加速止血作用，其根中分離物甜葉苷R對多巴胺對神經元有保護作用；插田泡(R.coreanus)未成熟果實有抗風濕成分，其果實提取物對骨質疏松和骨炎性疾病有一定預防作用[56]等。薔薇屬灌木中的鞣質具清除自由基、抗衰老、預防腫瘤等生理活性，黃酮類化合物中的黃酮醇類多具抗癌、抗氧化和健脾胃作用[13,42]，萜類中的三萜類化合物是本屬主要抗癌成分，揮發(fā)油是本屬植物多具芳香氣味的原因；薔薇屬中的刺玫果(Rosa davurica)，其總黃酮有減慢心率作用，刺梨(R.roxburghii)中的多糖(RRTP)可以提高抗氧化能力，刺梨汁可降低動脈粥樣硬化，促進膽汁分泌，促消化，刺梨根煎液對胃潰瘍有治療作用，小果薔薇(R.cymosa)提取物有顯著的凝血、抗菌作用，其根可治療燒燙傷等。火棘屬植物亦有明顯防病保健和抗疲勞的作用[57-58]，火棘是果實提取物有較強的消食健脾功能；火棘發(fā)酵后的精渣，芳香味濃厚，適口性更好，可使家畜消化率大幅提高。

表5 云貴地區(qū)常見灌木屬活性物質Table 5 Main active substances in common shrubs genera in Yungui area

金絲桃屬含有的黃酮類多具抗氧化、清除自由基、抗菌、抗抑郁、促凝血、利尿、預防心血管疾病和防癌抗癌等活性[59]，其中金絲桃苷有鎮(zhèn)痛、對心血管系統(tǒng)、缺血性腦損傷和肝腎損傷有保護作用，金絲桃甙有外周鎮(zhèn)痛抗炎作用；二蒽酮衍生物中的偽金絲桃素和金絲桃素是抗病毒主要成分，金絲桃素有抗腫瘤、抗抑郁、增強免疫力、抗癌、治療艾滋病和慢性緊張性頭痛的作用[12,60]；間苯三酚衍生物有明顯抗真菌活性；該屬貫葉連翹提取物能治療抑郁癥[61]、甲型和乙型肝炎、艾滋病及強迫癥[62]、保護肝臟活性等；貫葉連翹粗提物和貫葉金絲桃素有抗菌作用；貫葉金絲桃有治療燒傷和防腐作用。

4 小結

云貴喀斯特區(qū)飼用灌木分布廣泛，資源豐富，普遍具有高蛋白、低纖維、高礦質元素含量及牲畜適口性好等特點，是畜禽理想的礦質元素和植物蛋白飼料來源，在山區(qū)草地畜牧業(yè)生產中發(fā)揮重要作用。該區(qū)常見飼用灌木豆科槐蘭屬、合歡屬、苦參屬及紫穗槐屬和桑科構屬的小構樹粗蛋白含量＞20%，屬優(yōu)良蛋白飼料；?？频拿缮：碗u桑等粗蛋白與粗纖維之比＜1，適口性較好；豆科山螞蝗屬、羊蹄甲屬和槐蘭屬，薔薇科的懸鉤子屬和栒子屬及?？粕俟嗄臼莾?yōu)良礦質飼料；豆科槐屬氨基酸總量高達16.36%，是優(yōu)良氨基酸飼料。馬錢科醉魚草屬，薔薇科懸鉤子屬、薔薇屬和火棘屬及藤黃科金絲桃屬富含黃酮類、鞣質類、萜類、甾醇、脂肪酸和皂苷等生物活性物質，具抗菌、抗病毒、促消化、止血、抗氧化和抗腫瘤等藥理價值，可提高畜禽對食物消化利用率，降低家畜死亡率，可作為家畜飼料添加劑，在家畜生產和健康方面具有重要開發(fā)價值。

雖然眾多學者對灌木資源的營養(yǎng)價值、藥理價值和利用價值都進行過研究，但云貴喀斯特區(qū)飼用灌木開發(fā)利用還存在如下主要問題：1)一些優(yōu)質灌木如豆科廣泛存在酚類化合物[14,67]，銀合歡存在含羞草酸氨基酸毒素，截葉胡枝子含5.1%～9.0%的單寧[68-69]等抗營養(yǎng)因子；2)飼用灌木現代加工技術起步晚，多直接作飼料，缺乏科學合理生產配比；3)飼用灌木資源多天然野生，未充分引種馴化和栽培，存在極大利用不便性：4)該區(qū)多種灌木具醫(yī)療保健價值，但其生物活性成分和藥理價值不明確。因此，研制降低灌木體內抗營養(yǎng)因子含量加工技術，完善飼用灌木科學配比生產技術，加強野生飼用灌木資源的引種馴化，明晰主要科屬灌木所含生物活性物質及具體藥理作用，以提高研究區(qū)飼用灌木資源在畜禽業(yè)生產和健康中的生產利用和潛在價值，是目前飼用灌木利用亟待解決的問題。