發(fā)酵桑葉的生物活性物質(zhì)及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

項(xiàng) 軒， 馮淦熠， 郭振興， 楊林楠， 江 峰， 賀 喜， 曹 蓉

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128）

我國(guó)是桑葉的原產(chǎn)地，桑樹(shù)資源豐富，品種眾多，涵蓋15個(gè)桑種，4個(gè)變種，是世界上種植桑樹(shù)面積最大的國(guó)家（楊燦等，2019）。桑葉中富含生物活性物質(zhì)，具有多種生物學(xué)功能，對(duì)于畜禽健康高效生產(chǎn)具有一定影響。在傳統(tǒng)的農(nóng)牧養(yǎng)殖業(yè)中，桑葉僅作為飼喂家蠶的飼料（蔡智慧，2015），但因桑葉中蛋白質(zhì)含量高，也逐漸飼料化并應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中 （黃靜等，2014）。新鮮桑葉因其水分含量高，極易霉變，不宜長(zhǎng)期保存，但經(jīng)過(guò)發(fā)酵處理后，不僅可以增強(qiáng)其適口性，還能夠提高動(dòng)物生產(chǎn)性能和飼料轉(zhuǎn)化率，并改善動(dòng)物健康狀況。本文從桑葉的生物活性物質(zhì)及其生物學(xué)功能、發(fā)酵桑葉生物活性成分變化及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用展開(kāi)綜述，旨在為發(fā)酵桑葉在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1 桑葉的生物活性物質(zhì)及其功能

1.1 桑葉的生物活性物質(zhì) 桑葉為?？粕僦参锷５娜~，生物活性物質(zhì)組成復(fù)雜且含量豐富，主要為氨基酸、維生素、黃酮類(lèi)化合物、甾醇類(lèi)化合物、多糖、生物堿類(lèi)和酚類(lèi)化合物等（王婷婷等，2018）。桑葉性味甘、平、寒，入藥有疏散風(fēng)熱，清肺潤(rùn)燥，清肝明目等功效（徐建飛，2008），已經(jīng)被國(guó)家衛(wèi)生部歸入“藥食兩用”的品種（王芳等，2015）。桑葉中的活性物質(zhì)種類(lèi)及含量如表1所示。

1.2 桑葉生物活性物質(zhì)的生理功能 桑葉具有多種生物活性物質(zhì)，尤其所含多酚類(lèi)成分居多，具有明顯的抗氧化活性（陳曉燕，2014）。近年來(lái)，關(guān)于桑葉的藥理作用、臨床作用等方面的研究都有了較多的探索，發(fā)現(xiàn)這些生物活性成分具有降血糖、降血脂、抗氧化、抑菌抗病毒、降血壓和抗腫瘤等多種作用，醫(yī)用價(jià)值巨大。

1.2.1 降血糖作用 《中藥大辭典》中記載 “以四氧嘧啶（ALX）性糖尿病大鼠的空腹血糖、腎上腺素高血糖的測(cè)定作指標(biāo)，桑葉有抗糖尿病作用”（蘇芳華，2010）。研究證實(shí)其有效成分包括生物堿類(lèi)化合物（脫氧野尻霉素及其衍生物）、黃酮類(lèi)物質(zhì)、多糖等（Riche 等，2017；Zhang 等，2014），其中一種特殊的生物堿，即1-DNJ，能抑制腸道內(nèi)糖苷酶的活性，對(duì)降血糖有顯著作用（Ji等，2016）。王向陽(yáng)等（2014）對(duì)糖尿病小鼠進(jìn)行口服桑葉多糖治療，研究發(fā)現(xiàn)各個(gè)階段內(nèi)小鼠增重均顯著高于對(duì)照組，糖尿病小鼠的血糖濃度亦下降了56.82%，說(shuō)明桑葉多糖對(duì)ALX誘導(dǎo)的糖尿病具有良好的降血糖效應(yīng)。Naowaboot等（2012）闡明了桑葉降血糖的作用機(jī)制：葡萄糖攝入增加，并增加葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 4（GLUT4），將磷酸肌醇 3-激酶（PI3-K）的信號(hào)通路易位，從而起到降血糖的作用。

表1 桑葉中生物活性物質(zhì)種類(lèi)及含量（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.2.2 降血脂作用 研究表明，桑葉提取物具有良好的降脂效應(yīng)，能夠避免脂質(zhì)過(guò)氧化和代謝功能紊亂，這與其富含黃酮類(lèi)化合物有關(guān) （馮淦熠等，2020）。賀燕等（2019）用桑葉水提物灌服高脂飲食的小鼠，與高脂對(duì)照組相比，小鼠的糞固醇、糞便膽汁酸和短鏈脂肪酸（SCFAs）含量都顯著提升，而血清總膽固醇（TC）和動(dòng)脈粥樣硬化指數(shù)（AI）與糞便SCFAs呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。Chan等（2013）采用高膽固醇飼料喂養(yǎng)白兔，研究桑葉提取物對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的影響，結(jié)果表明桑葉提取物中的活性成分能有效降低TC、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL-C）的含量，進(jìn)而起到降血脂的作用。綜上，桑葉中的活性物質(zhì)可降低體內(nèi)膽固醇水平，對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化有很好的預(yù)防作用，且有利于降低血脂。

1.2.3 體外抗氧化作用 桑葉中的黃酮類(lèi)化合物、超氧化物歧化酶（SOD）、多酚類(lèi)化合物和多糖都具有抗衰老、清除自由基等功效（Zheng，2014；張媛，2012）。何新苗等（2018）發(fā)現(xiàn)，桑葉水溶性多糖對(duì) 1-1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH·）、2，2'-連氮基-雙-（3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸）、羥自由基（·OH）以及超氧陰離子自由基（O2-·）均有一定的清除能力，且在一定質(zhì)量范圍（0.2～1.2 mg/mL）呈劑量關(guān)系，尤其是對(duì)·OH和O2-·有良好的抗氧化性能。Cui等（2019）分析了桑葉中不同黃酮類(lèi)化合物的體外抗氧化能力，結(jié)果表明，在提取溫度為70.85℃、溶劑濃度39.30%、提取時(shí)間120.18 min、液/固比為34.60：1的條件下，桑葉黃酮對(duì)DPPH和ABTS自由基具有良好清除能力，并且總還原能力較高。沈維治等（2015）鑒定出了桑葉中的8種多酚單體化合物，通過(guò)測(cè)定其抗氧化活性后發(fā)現(xiàn)，含有綠原酸的組合具有抗氧化協(xié)同作用，而不含綠原酸的組合具有拮抗作用，這說(shuō)明綠原酸是桑葉抗氧化的核心多酚類(lèi)單體之一。綜上所述，桑葉是一種天然抗氧化劑，其主要機(jī)制是清除自由基，其中對(duì)·OH和O2-·的清除能力最強(qiáng)，桑葉作為抗氧化藥物具有廣闊的開(kāi)發(fā)應(yīng)用價(jià)值。

1.2.4 其他作用 楊燕等 （2010）從長(zhǎng)穗桑的95%乙醇提取物中分離得到了4個(gè)Diels-Alder型加合物、2個(gè)查耳酮類(lèi)化合物和4個(gè)黃酮類(lèi)化合物，篩選發(fā)現(xiàn)有3個(gè)Diels-Alder型加合物對(duì)人體腫瘤細(xì)胞具有抑制作用。Jeong等（2015）研究表明，桑葉水提取物顯著降低了白細(xì)胞介素1β（IL-1β）誘導(dǎo)的一氧化氮和前列腺素E2（PGE2）的產(chǎn)生，減少了基質(zhì)金屬蛋白酶-1（MMP-1）在人軟骨細(xì)胞的誘導(dǎo)釋放和一氧化氮合酶（iNOS）和環(huán)氧合酶-2（COX-2）的表達(dá)，表明桑葉具有一定的抗炎作用。桑葉中生物活性物質(zhì)作用非常廣泛，大量的研究證明其除了以上的生理作用外，還具有護(hù)肝、抗焦慮、抗多巴胺、免疫調(diào)節(jié)、抑制黑色素等藥理作用（賴(lài)玲林等，2016）。

2 發(fā)酵對(duì)桑葉生物活性物質(zhì)的影響

桑葉具有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和大量特有的生物活性物質(zhì)，作為優(yōu)質(zhì)畜禽飼料，可鮮喂也可以曬干、粉碎再與其他飼料配合飼用。但由于其粗纖維含量較高且含有植酸、單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子，大量飼喂將會(huì)影響動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育及健康。通過(guò)微生物發(fā)酵處理可減少抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，優(yōu)化生物活性物質(zhì)，使得桑葉的營(yíng)養(yǎng)組成更加合理安全，畜禽更加喜食。由于發(fā)酵菌種、菌種配伍、提取溶劑等多種因素相互作用，桑葉中的多種活性物質(zhì)發(fā)生了一系列氧化、聚合、偶聯(lián)等反應(yīng)，影響其生物轉(zhuǎn)化作用，從而使活性物質(zhì)的含量發(fā)生相應(yīng)的變化。桑葉發(fā)酵后生物活性物質(zhì)含量變化如表2所示。

3 發(fā)酵桑葉在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

將不同形式的桑葉（如鮮桑葉、桑葉粉、青貯桑葉等）添加在飼糧中飼喂不同動(dòng)物，能極大地促進(jìn)動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)、動(dòng)物健康和養(yǎng)殖環(huán)境等方面的改善。添加一定劑量的發(fā)酵桑葉可促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育、增加日增重、降低料肉比、減少飼料成本等。

3.1 發(fā)酵桑葉在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用 在豬日糧中添加適量的發(fā)酵桑葉可使豬被毛柔順光亮、皮膚有彈性、背腰平直及臀部肌肉豐滿，提高肉品質(zhì)。此外，還可提高日增重，降低采食量、料肉比和飼養(yǎng)成本。丁鵬等（2018）用9%的發(fā)酵桑葉粉替代等量基礎(chǔ)日糧飼喂寧鄉(xiāng)花豬發(fā)現(xiàn)，料重比、平均背膘厚和血清膽固醇含量顯著降低，肉品質(zhì)提高。李棟棟等 （2017）通過(guò)向斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加2%和4%的發(fā)酵桑葉發(fā)現(xiàn)，采食量、料肉比顯著降低，日增重增加，不僅能有效改善生產(chǎn)性能，而且每千克增重的飼料成本可減少1.67～2.29元。Zhang等（2016）研究表明，向生長(zhǎng)育肥豬日糧中添加15%發(fā)酵桑葉，能夠顯著增加日增重，提高生產(chǎn)性能。此外，肌內(nèi)脂肪和不飽和脂肪酸顯著增加，平均背膘厚和飽和脂肪酸顯著降低，對(duì)肉品質(zhì)有極大改善作用。

3.2 發(fā)酵桑葉在牛生產(chǎn)中的應(yīng)用 發(fā)酵桑葉對(duì)于牛的生長(zhǎng)發(fā)育有一定的改善效果，并且能夠有效地降低飼喂成本，緩解飼料資源緊缺的問(wèn)題。崔振亮等（2011）給本地黃牛公牛和（利木贊×福州牛）雜交母牛飼喂添加青貯桑葉的日糧發(fā)現(xiàn)，不同添加水平對(duì)瘤胃細(xì)菌區(qū)系結(jié)構(gòu)影響差異不顯著，但牛的品種可顯著影響瘤胃細(xì)菌區(qū)系結(jié)構(gòu)及其多樣性。李昊幫等（2019）在湘西黃牛×利木贊雜交F1代公牛飼糧中分別添加10%、20%、30%的發(fā)酵桑葉，發(fā)現(xiàn)其屠宰性能、肌肉嫩度以及肌肉中的風(fēng)味氨基酸和脂肪酸有所提升，且對(duì)肉色沉積沒(méi)有影響，其中添加30%處理組的肌肉中必需氨基酸評(píng)分與聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的理想模式更接近。Zhou等（2014）研究表明，用8%青貯桑葉替代肉牛日糧中玉米谷物和棉籽粉，對(duì)其生長(zhǎng)性能和肉品質(zhì)影響差異不顯著，但可減少瘤胃揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度和肌內(nèi)脂肪含量。肖建忠等（2019）發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵桑葉添加量高達(dá)35%，對(duì)新晃黃牛脂質(zhì)代謝影響不顯著，但可提高其生長(zhǎng)性能、屠宰性能和肉品質(zhì)，增強(qiáng)機(jī)體免疫力。

3.3 發(fā)酵桑葉在雞生產(chǎn)中的應(yīng)用 在肉雞日糧中添加適量發(fā)酵桑葉可以降低血脂含量、增強(qiáng)機(jī)體免疫力并提高體內(nèi)抗氧化能力，對(duì)肉品質(zhì)有一定的改善作用，而且能夠提高乳酸菌數(shù)量，促進(jìn)腸道健康。鄺哲師等（2016）探究發(fā)酵桑葉對(duì)胡須雞盲腸菌群的影響發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵桑葉粉可降低飼料pH，為腸道提供良好的生存環(huán)境，同時(shí)產(chǎn)生有機(jī)酸抑制有害菌生長(zhǎng)繁殖，顯著增加盲腸乳酸菌數(shù)量，降低大腸桿菌數(shù)量。黃靜（2017）等在胡須雞日糧中添加5%、10%和20%的發(fā)酵桑葉粉發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)性能顯著提高，其中添加20%發(fā)酵桑葉粉能夠顯著提高血清總蛋白（TP）和球蛋白（GLO）含量，降低血清TC和TG含量，并能增強(qiáng)血清總抗氧化能力（T-AOC）和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）的活性。為了進(jìn)一步明確發(fā)酵桑葉對(duì)胡須雞的影響，該學(xué)者又進(jìn)行了后續(xù)研究，發(fā)現(xiàn)將3%發(fā)酵桑葉粉添加到日糧中可在一定程度上提高其生長(zhǎng)性能和肉品質(zhì)，但對(duì)屠宰性能無(wú)顯著影響（黃靜等，2017）。張金龍等（2017）發(fā)現(xiàn)在羅斯308白羽肉雞日糧中添加2%發(fā)酵桑葉粉可顯著提高日增重、采食量和42日齡腿肌率，對(duì)生長(zhǎng)性能和屠宰性能有很好的的改善作用。

3.4 發(fā)酵桑葉在水產(chǎn)動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用 適量地添加發(fā)酵桑葉能夠調(diào)控魚(yú)類(lèi)的血糖和血脂，有利于肝臟的發(fā)育，并且對(duì)魚(yú)生長(zhǎng)發(fā)育沒(méi)有不良影響，但因?yàn)樯Ｈ~消化率低，添加過(guò)量反而會(huì)抑制生長(zhǎng)。趙鵬飛等 （2016）發(fā)現(xiàn)，向基礎(chǔ)日糧中添加10%的發(fā)酵桑葉可以降低大口黑鱸的血脂和血糖水平，并且能夠顯著提高血清中的SOD、過(guò)氧化氫酶（CAT）的活性和CAT/SOD比值，增強(qiáng)其體內(nèi)抗氧化能力。沈黃冕等（2016）在高脂羅非魚(yú)飼料中添加7.5%和15%的發(fā)酵桑葉發(fā)現(xiàn)，最終體重顯著提高，且能顯著降低TC、LDL-C含量和TC/高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）比值，此外還能顯著提高SOD、CAT活性以及CAT/SOD比值，降低血清丙二醛（MDA）含量、肝脂含量和肝臟指數(shù)。高勝男等（2017）通過(guò)在雜交鱧高脂飼料中添加7.5%和15%發(fā)酵桑葉發(fā)現(xiàn)，7.5%的添加量對(duì)雜交鱧生長(zhǎng)沒(méi)有影響，而15%的添加量會(huì)抑制其生長(zhǎng)，但更有利于調(diào)節(jié)機(jī)體的脂肪代謝。

4 展望

我國(guó)具有豐富的桑葉資源，桑葉中的生物活性物質(zhì)種類(lèi)和含量也十分豐富，具有廣泛的生物學(xué)功能。但青鮮桑葉中含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，影響動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。而發(fā)酵桑葉可減少抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量并增加粗蛋白質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，不僅可促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育等性能，改善桑葉適口性，還可以減少飼料成本等問(wèn)題，提高經(jīng)濟(jì)效益，具有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展意義。發(fā)酵桑葉雖然具有良好的飼用功效，在動(dòng)物生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，但仍存在毒素超標(biāo)、霉菌污染、飼料效果不穩(wěn)定、發(fā)酵菌來(lái)源和發(fā)酵工藝復(fù)雜、拮抗等問(wèn)題。因此，對(duì)于發(fā)酵菌種的選擇、菌種間的互作和發(fā)酵工藝的優(yōu)化有待進(jìn)一步研究。