紅蕓豆α-淀粉酶抑制劑和中草藥組合飼料的應用價值

薛士科，馮 利

（河北工業(yè)職業(yè)技術學院，河北石家莊 050091）

為了面對飼用抗生素禁用后的嚴峻形勢，推進新型飼料資源的開發(fā)和利用，本文綜述了雜糧作物紅蕓豆的特點及其營養(yǎng)價值，以及其中的活性物質(zhì)α-淀粉酶抑制劑的特點，并通過檢索到的相關文獻探討了紅蕓豆α-淀粉酶抑制劑和中草藥組合飼料在實際生產(chǎn)中的應用價值。

1 紅蕓豆的特點及營養(yǎng)價值

蕓豆原產(chǎn)于美洲大陸，屬于蝶形花科菜豆屬植物，約在16世紀末引入我國，目前是我國一類比較重要的小雜糧（陳振家等，2009）。蕓豆根據(jù)種皮顏色可分為紅蕓豆、白蕓豆、黑蕓豆等多個品種，具有耐干旱耐貧瘠、適應性強、生育期短等特點，在我國很多省市都有種植。紅蕓豆產(chǎn)量高，價格便宜，常以原料的形式大量出口，以紅蕓豆淀粉為原料的各種食品生產(chǎn)也在不斷增長，進一步提高了紅蕓豆的經(jīng)濟價值。此外，據(jù)中醫(yī)藥本記載，蕓豆性溫、味略甘平，是一種具有滋補效果的食物（趙蓉等，2008），近些年的研究表明，紅蕓豆具有降血糖、潤肺消腫、提高人體免疫力的效果，逐漸得到人們的認可（馮源，2019；杜雙奎等，2012）。

紅蕓豆的主要營養(yǎng)成分是淀粉，含量在45%左右，蛋白含量約為22%、脂肪含量在3%左右（陳曉萌，2015）。此外，紅蕓豆的鐵、鈣、B族維生素都比較豐富，特別適合低血鉀癥患者、心臟病患者食用，是比較難得的高鉀、低鈉、高鎂食物（王竹怡等，2014）。紅蕓豆還含有許多活性成分，如花色苷和皂苷，具有一定的抗炎作用，對關節(jié)炎患者有緩解疼痛的效果（陳曉萌，2015）；紅蕓豆中含有的植物凝集素、尿素酶、球蛋白等活性成分能激活淋巴細胞，提高人體免疫力和抗病力（吳葉，2008）。

紅蕓豆通常作為原料出口，能增加外匯，提高農(nóng)民收入。市場上的紅蕓豆除了直接食用外，通過不同的淀粉提取工藝還可制成豆餡、豆沙、豆粉、豆酥等產(chǎn)品。除此以外，目前還有對紅蕓豆的深加工利用研究，主要集中在植物凝集素和α-淀粉酶抑制劑上。植物凝集素是一類糖蛋白，能特異性識別細胞表面的糖類，在自然界廣泛存在，能促進哺乳動物的紅血球凝集，促進白細胞的有絲分裂；α-淀粉酶抑制劑作為一種具有抑制淀粉酶活性的物質(zhì)，可以降低人的血糖和血脂，具有預防和治療糖尿病、肥胖癥的效果（張佰鵬等，2008）。研究表明，α-淀粉酶抑制劑的活性受其來源影響，從紅蕓豆提取的α-淀粉酶抑制劑活性要優(yōu)于其他農(nóng)作物，如大麥、小麥、花生、高粱等，因此其利用前景值得期待。

2 α-淀粉酶抑制劑的特點

作為一種糖苷水解酶抑制劑，α-淀粉酶抑制劑主要在動物腸道內(nèi)發(fā)揮作用，它能直接抑制淀粉酶的活性，降低食入淀粉或其他碳水化合物的消化吸收。α-淀粉酶抑制劑還有一個優(yōu)點，它能選擇性地減少碳水化合物的攝取，但卻不影響其他營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，具有降糖減脂的作用，在人類臨床上常?？梢杂脕眍A防和治療高血糖、糖尿病、高血脂等疾病（呂鳳霞等，2002）。

天然存在的α-淀粉酶抑制劑一般認為有3種類型：（1）由微生物產(chǎn)生的非蛋白類物質(zhì)，主要為含有生物胺的碳水化合物；（2）微生物產(chǎn)生的多肽；（3）從谷物、豆類及其他高等植物中提取的大分子蛋白類物質(zhì)（呂鳳霞等，2002）。α-淀粉酶抑制劑的化學本質(zhì)一般是碳水化合物、多肽、蛋白質(zhì)等有機化合物，它們通過與淀粉酶結(jié)合形成復合體，從而導致淀粉酶失活。

以往研究認為，α-淀粉酶抑制劑并不直接影響機體的胰島素水平，只能通過降糖作用對糖尿病患者起到輔助療效，但近些年來的研究表明，長期高血糖是糖尿病患者臟器器官損傷最主要的原因，因此，α-淀粉酶抑制劑對糖尿病患者的意義就顯而易見了（顏純，2003）。此外，作為一種有效的減糖物質(zhì)，α-淀粉酶抑制劑還減少體內(nèi)糖向脂肪的轉(zhuǎn)化，增加機體脂肪消耗，在人類健康及減肥減脂領域具有巨大的前景。此外，α-淀粉酶抑制劑在高等植物可以作為抗蟲基因應用，通過基因工程技術將α-淀粉酶抑制劑基因在高等植物中表達，其產(chǎn)生的α-淀粉酶抑制劑的蛋白分子被昆蟲食用后能抑制昆蟲消化道內(nèi)的α-淀粉酶活性，使淀粉及其他碳水化合物難以水解消化，從而阻斷昆蟲主要的能量來源；同時，抑制淀粉酶活性形成的復合物對昆蟲消化道也是一種刺激，會引起昆蟲的厭食反應，導致昆蟲發(fā)育不良或死亡，從而起到抗蟲效果。

3 中草藥在飼料應用中的價值

中草藥是我國傳統(tǒng)醫(yī)學的重要寶藏，經(jīng)過漫長的歷史發(fā)展，我國勞動人民積累了眾多的有效藥方，它們對人類的許多疾病起到很好的療效。中草藥作為補充添加劑在動物生產(chǎn)中也常有應用，并具有一定的效果。在目前飼料禁抗大環(huán)境下，中草藥作為潛在的抗生素替代品，其作用和效果又重新得到了畜牧工作者的重視。

作為具有潛力的抗生素替代品，中草藥主要具有以下幾方面的優(yōu)勢：（1）中草藥來源于天然植物，許多原本就是人或動物的食物，其成分安全，極易被機體吸收利用，具有無殘留、不產(chǎn)生抗藥性、不污染環(huán)境的“三不”特點，與抗生素、生物激素等相比具有極大的優(yōu)勢，是一種前景廣闊、潛力巨大的飼料添加劑；（2）中草藥種類繁多，經(jīng)過不同的配伍組合會產(chǎn)生更多的復合中草藥添加劑，能根據(jù)畜禽的生長環(huán)境、生長階段、生產(chǎn)水平及營養(yǎng)需求等多個方面綜合考慮對“癥”添加，不僅可以起到提高動物抵抗力防病力的效果，還有較好的促生長效果；（3）我國中草藥資源豐富，來源廣泛，各地區(qū)可以因地制宜，在中醫(yī)理論和現(xiàn)代營養(yǎng)理論的指導下，優(yōu)先采用本地區(qū)資源豐富的中草藥品種，既可以降低成本，又可以達到相應的效果（王毅恒，2013）。

中藥草在飼料應用中的效果主要歸因于以下幾個方面：（1）營養(yǎng)作用，中草藥作為天然植物，都含有比較豐富的營養(yǎng)成分，如氨基酸、維生素、礦物質(zhì)、微量元素等，雖然有些含量不高，但卻是動物健康生長所必需的養(yǎng)分；（2）中草藥中一般都含有生物活性物質(zhì)，如多糖、黃酮、甙類、生物堿等，這些生物活性因子可以增強機體免疫力和抗病力，從而促進動物生長，此外，部分中草藥還具有抑制或殺滅病原微生物的作用；（3）中草藥雖然不是激素，但有些中草藥具有類似激素的作用，合理運用可以有效減少外源激素對動物的毒副作用（劉珊珊，2018）。

4 紅蕓豆α-淀粉酶抑制劑和中草藥的組合應用

該試驗主要研究了紅蕓豆α-淀粉酶抑制劑與中草藥配伍使用的效果，通過添加炒決明子和山楂后，該配方對小鼠具有比較好的減肥降脂，降低血糖的效果。該試驗對開發(fā)人類保健品、功能性食品具有很好的指導意義，但關于紅蕓豆、α-淀粉酶抑制劑及中草藥在動物生產(chǎn)上的組合應用我們還期待更多有價值的研究。孫瑤等（2015）將44只小鼠分為4組，對照組小鼠飼喂正常日糧，試驗組小鼠分別飼喂50%的高脂飼料，并在此基礎上添加不同比例的紅蕓豆α-淀粉酶抑制劑和中草藥成分（炒決明子、山楂、丹參、豆丹），結(jié)果顯示，即使是飼喂高脂飼料的小鼠，通過添加紅蕓豆α-淀粉酶抑制劑配伍中草藥，小鼠的體重對比正常日糧組仍有所降低。與小鼠肝功能相關的指標（如谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、總蛋白等），添加紅蕓豆α-淀粉酶抑制劑抑制劑配伍中草藥組試驗小鼠相比對照組都有明顯的降低。此外，與對照組相比，試驗組小鼠血球比水平明顯升高，但血糖水平顯著降低。同時與對照組相比，試驗組小鼠血清高密度脂蛋白明顯升高，甘油三酯和血清總膽固醇含量明顯降低。研究人員認為，該試驗結(jié)果除了紅蕓豆α-淀粉酶抑制劑的作用效果外，配伍的炒決明子、山楂、丹參、豆渣中的活性物質(zhì)（如黃酮類物質(zhì)、丹參素、花色苷、植物甾醇）對小鼠血糖和血脂的調(diào)節(jié)作用也不容小覷。因此，科學合理地配伍中草藥制劑能更好地發(fā)揮α-淀粉酶抑制劑的效果。