大棗多糖的生物學(xué)功能及其在畜牧業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

苑妞妞，王義翠，溫梅蘭，李 斌，巴桑珠扎，高騰云，孫 宇,*

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河南鄭州 450046；2.河南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，河南鄭州 450046；3.西藏農(nóng)牧科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，西藏拉薩 850000）

隨著飼料中抗生素的禁用，綠色飼料添加劑的研究越來(lái)越受到關(guān)注，植物中的功能活性物質(zhì)成為研究熱點(diǎn)。大棗又叫做紅棗、華棗，隸屬鼠李科，我國(guó)是大棗資源最豐富的國(guó)家，據(jù)統(tǒng)計(jì)大棗產(chǎn)量占世界產(chǎn)量98%，是世界上唯一的大棗出口國(guó)家[1-2]。大棗中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有多種營(yíng)養(yǎng)及藥用價(jià)值，最受矚目的是大棗中的多糖[3]，阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、鼠李糖等[4-6]多糖中的醛糖和酮糖容易發(fā)生脫水縮合反應(yīng)，形成還原性半縮醛羥基，產(chǎn)生良好的抗氧化活性[7]，可提高機(jī)體的抗氧化功能、改善動(dòng)物腸道、進(jìn)行相應(yīng)的免疫調(diào)節(jié)等[8]。因此，開發(fā)大棗多糖綠色飼料添加劑對(duì)畜禽生產(chǎn)效率的提高有很大意義。本文綜述了大棗多糖的提取方法、生物活性功能以及大棗多糖在畜禽上的研究應(yīng)用，為開發(fā)大棗多糖綠色飼料添加劑提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 大棗多糖的提取

大棗多糖提取率關(guān)系到其生物活性的高低。大棗多糖的提取方法主要為熱水浸提法、超聲波提取法、堿液浸提、微波提取法以及酶法提取[9]。不同的提取方法因參數(shù)的不同，提取效率也有所不同，隨著提取技術(shù)不斷優(yōu)化，提取方法的參數(shù)也在逐漸優(yōu)化[10]。

在最佳的提取條件下，5 種提取方法的大棗多糖提取率也有很大差別。伍毅等[11]發(fā)現(xiàn)，采用酶法提取的最佳提取工藝為果膠酶與酸性蛋白酶質(zhì)量比為7:3 組成的復(fù)合酶，酶添加量5 mg/g，料液比1:7，酶解時(shí)間90 min，大棗多糖得率最高，達(dá)3.87%。陳莉等[12]采用超聲輔助提取大棗多糖，確定最佳提取工藝為料液比1:15，超聲時(shí)間30 min，提取溫度70℃，超聲功率70 W，多糖的提取率為7.40%。Rostami 等[13]確定了微波輔助法的最佳提取條件，微波功率為400 W，微波時(shí)間為60 min，提取溫度為140℃，水料比為30:1，大棗粗多糖得率為9.02%。謝靖歡等[14]采用以上5 種提取方法對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，大棗多糖獲得量最多的是堿液提取法，提取率12.5%。吳瑞紅等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在100℃水浴加熱條件下，100 mL 蒸餾水，提取60 min，大棗多糖提取率為18.86%。Hammi 等[16]采用水浸提取法確定最佳條件提取溫度為91.2℃，水與固體的比例為39 mg/g，提取時(shí)間為195 min，在此條件下，多糖得率18.88%。采用熱水浸提、堿液浸提、超聲波輔助以及微波輔助浸提法，大棗多糖的提取率較高，但容易引起多糖的變性或失活[14]。在國(guó)內(nèi)外關(guān)于大棗多糖的研究中，較多采用的提取方法為堿液提取法。

2 大棗多糖的生物學(xué)功能

2.1 調(diào)節(jié)血糖作用及補(bǔ)血功能 血液中的葡萄糖主要來(lái)源于食物中淀粉的水解，參與水解過(guò)程的主要是α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶[17-18]，大棗多糖主要是通過(guò)抑制這兩種酶的活性從而有效調(diào)節(jié)血糖含量[19]。焦中高[20]研究發(fā)現(xiàn)，大棗多糖能夠抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性，阻止效果也會(huì)隨著多糖濃度的提高而增大，兩者之間具有明顯聯(lián)系。研究表明，大棗多糖中的酸性多糖能夠顯著改善由高濃度果糖處理小鼠組的胰島素抵抗和血脂異常[21]。大棗多糖能夠控制海蘭灰蛋雞血糖升高但在正常范圍，對(duì)泌乳期母豬胰島素抵抗現(xiàn)象有一定減弱，提高胰島素敏感性的趨勢(shì)[22-23]。大棗中多糖能夠減少因食用高糖食物發(fā)生的血糖升高，從而控制動(dòng)物血液中的含糖量達(dá)到正常值，減少血糖過(guò)高引起的機(jī)體損傷。

大棗多糖的補(bǔ)血功能主要通過(guò)2 種生理途徑實(shí)現(xiàn)：一是大棗多糖通過(guò)機(jī)體造血調(diào)控系統(tǒng)，間接刺激造血干細(xì)胞和造血祖細(xì)胞的增殖分化；二是大棗多糖通過(guò)體內(nèi)間接途徑刺激骨骼肌組織，使它們分泌活性較高的紅系造血調(diào)控因子，造血調(diào)控因子調(diào)控造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞的增殖與分化，促進(jìn)紅系造血[24]。苗明三等[25]研究發(fā)現(xiàn)，不同劑量大棗多糖組均能顯著提高大鼠血紅蛋白的數(shù)量和相應(yīng)酶的活性，大鼠的造血能力也會(huì)隨大棗多糖食用量的多少而變化?？刂坪么髼椂嗵堑氖秤昧靠梢蕴岣呒t細(xì)胞的代謝水平以及造血功能，從而起到補(bǔ)血的效果。

2.2 調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道健康 腸道是動(dòng)物消化吸收的場(chǎng)所，動(dòng)物小腸或盲腸的消化力和健康狀態(tài)、腸黏膜的發(fā)育好壞對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育快慢以及免疫功能的強(qiáng)弱有直接影響[26-28]。水溶性多糖作為大棗多糖的結(jié)構(gòu)性多糖之一，可以有效地增加食糜在腸道的停留時(shí)間，促進(jìn)腸道吸收水分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，減少腸道內(nèi)因蛋白質(zhì)類或胺類物質(zhì)未充分吸收產(chǎn)生游離氨的數(shù)量，并且使腸道內(nèi)的黏蛋白酶、糞便中的脲酶等活性下降，以此來(lái)影響動(dòng)物腸道內(nèi)微生物菌群的活動(dòng)，使食糜中的營(yíng)養(yǎng)成分被有效利用[29]。為了確定大棗多糖對(duì)腸道菌群的作用，Han 等[30]采用16S RNA 測(cè)序?qū)π∈竺つc消化樣品進(jìn)行整個(gè)菌群圖譜分析，發(fā)現(xiàn)大棗多糖處理組顯著提高了腸道菌群的多樣性和物種多樣性。通過(guò)高通量測(cè)序研究大棗多糖對(duì)小鼠腸道微生物調(diào)節(jié)作用發(fā)現(xiàn)，大棗多糖能夠恢復(fù)紊亂的腸道菌群，改善腸道生態(tài)失調(diào)[31]。在保育豬的飼糧中添加大棗多糖，能夠促進(jìn)腸道內(nèi)的乳酸桿菌和雙歧桿菌的增殖，抑制大腸桿菌的活動(dòng)，與在綿羊飼糧中添加大棗多糖的作用相似[32-33]。大棗多糖能夠提高腸道微生物的多樣性，對(duì)動(dòng)物的腸道健康有積極作用。

2.3 提高機(jī)體免疫 大棗多糖能夠通過(guò)促進(jìn)淋巴細(xì)胞快速分化增殖，提高免疫系統(tǒng)的活性，從而增強(qiáng)機(jī)體的抗病能力[34]。發(fā)揮免疫作用的主要是大棗多糖中的單糖成分糖醛酸，糖醛酸具有較高的免疫活性，免疫活性與糖醛酸含量呈正相關(guān)[35]。此外，大棗多糖中的Ju-B-3、Ju-B-2 和Ju-B-2-sp1 等成分對(duì)脾細(xì)胞增殖分化具有不同的免疫活性[36]。蔡治華等[37]發(fā)現(xiàn)，小鼠口服大棗多糖其脾小結(jié)內(nèi)部的淋巴細(xì)胞、鞘內(nèi)淋巴細(xì)胞逐漸增多，密集化，邊緣區(qū)發(fā)生增厚，生發(fā)中心逐漸清晰，均表明了大棗能有效促進(jìn)小鼠脾細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)和改善免疫功能。Zou 等[38]研究發(fā)現(xiàn)，大棗多糖中的酸性多糖能夠顯著提高脾、胸腺指數(shù)，對(duì)促進(jìn)血清溶血素形成和增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬功能有一定作用。飼糧中的大棗多糖能夠提高肉仔雞血清中的免疫球蛋白含量，促進(jìn)蛋雛雞免疫器官的發(fā)育，提高免疫功能[39]。大棗多糖也有一定抗炎活性。Hsu 等[40]研究表明，大棗多糖能夠顯著降低經(jīng)過(guò)激活的Jurkat T 細(xì)胞中白細(xì)胞介素（IL-2）的產(chǎn)生，從而達(dá)到抗炎的效果。在斷奶仔豬上，大棗多糖能夠提升斷奶仔豬血液里白細(xì)胞和紅細(xì)胞的數(shù)量[41]。大棗多糖在保護(hù)肝臟方面也有作用。研究表明，給肝組織損傷的小鼠服用一定劑量大棗多糖能夠預(yù)防和治療由肝毒性化學(xué)品和藥物引起的肝損傷[42]。在蛋雞飼糧中添加大棗多糖能夠提高超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化酶的活性[43]。大棗多糖能夠提升免疫系統(tǒng)的活性，在抗炎和保護(hù)肝臟方面也有積極作用，從而提高機(jī)體的免疫功能。

2.4 抗氧化、抗衰老作用 植物多糖抗氧化的機(jī)制主要是還原性多糖與羥基自由基分子直接結(jié)合形成穩(wěn)定的基團(tuán)，從而直接終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生抗氧化的作用[44]。大棗多糖中富含的一些還原性糖可有效清除機(jī)體內(nèi)的活性氧自由基，從而達(dá)到抑制細(xì)胞的氧化和衰老[8]。多糖分子清除自由基的活性會(huì)受單糖組成、相對(duì)分子質(zhì)量、糖苷鍵和理化性質(zhì)等因素影響[44]。Chang 等[45]研究表明，植物多糖中半乳糖醛酸的含量越高，清除自由基的能力越強(qiáng)。關(guān)于不同地區(qū)的大棗多糖抗氧化性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大棗多糖提純分離的成分均可以有效清除機(jī)體細(xì)胞組織的活性氧自由基等，大棗多糖的抗氧化性甚至優(yōu)于α-生育酚[46]。大棗多糖中富含的還原性糖可提高體內(nèi)超氧化物歧化酶含量，降低丙二醛類物質(zhì)的產(chǎn)生，阻礙機(jī)體氧化性自由基的活動(dòng)，動(dòng)物的抗氧化能力也隨之提高[41]。缺血小腸再灌注損傷模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大棗多糖可提高體內(nèi)抗氧化酶的酶活力，小腸中的丙二醛含量也會(huì)隨之降低，從而提高機(jī)體的抗氧化水平[47]。此外，苗明三[48]研究發(fā)現(xiàn)，給糖代謝衰老模型小鼠分組飼喂不同劑量大棗多糖，可有效防止小鼠免疫器官衰老萎縮，減緩腦組織的退化，大棗多糖的含量越高抗衰老效果越好。在山羊的飼糧中添加大棗多糖能夠及時(shí)清除脂肪組織中的自由基，抑制自由基誘導(dǎo)產(chǎn)生的氧化損傷，提高肌肉的抗氧化能力[49]。在仔豬飼糧中加入大棗多糖能夠提升超氧化歧化酶含量，從而提升總抗氧化能力[50]。綜上可見，大棗多糖具有抗氧化性，且抗氧化能力隨大棗多糖濃度的增加而顯著提高。

3 大棗多糖在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

目前，大棗多糖在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用和研究主要在集中在雞、豬、羊和牛上。

3.1 雞 大棗多糖對(duì)蛋雞和肉雞生產(chǎn)性能的影響主要表現(xiàn)在采食量和飼料利用率上。王留等[39]研究發(fā)現(xiàn)，1 000～1 500 mg/kg 大棗多糖組肉仔雞的采食量、體重等高于對(duì)照組，但差異不顯著，對(duì)肉仔雞的耗料增重比以及生長(zhǎng)性能也無(wú)顯著影響。趙耀光等[43]研究表明，基礎(chǔ)日糧中添加1 000～1 500 mg/kg 大棗多糖能夠顯著提高蛋雛雞生長(zhǎng)性能。趙艷秀[22]采用不同水平棗粉替代420 日齡的海蘭灰蛋雞日糧中的玉米，發(fā)現(xiàn)大棗中的大棗多糖提高了飼料的適口性，顯著提高了蛋雞的采食量，改善了腸道環(huán)境，提高了蛋雞的養(yǎng)分利用率。蛋雞采食添加大棗多糖的飼糧后，血糖含量在正常范圍內(nèi)有一定升高，一般范圍內(nèi)較高的血糖與高產(chǎn)蛋性能有一定聯(lián)系，推測(cè)大棗多糖對(duì)提高蛋雞產(chǎn)蛋性能有一定潛力?？梢?，在蛋雞和蛋仔雞的飼糧中添加大棗多糖，能夠提高采食量和飼料利用率，改善生長(zhǎng)性能。

3.2 豬 在仔豬上主要應(yīng)用大棗多糖，在母豬和生長(zhǎng)豬上使用棗粉較多。王留等[41]研究發(fā)現(xiàn)，大棗多糖可以調(diào)節(jié)斷奶仔豬內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，對(duì)于防止仔豬的疲勞性及生長(zhǎng)發(fā)育緩慢有很大作用。除此之外，在飼糧中添加大棗多糖后提高了仔豬的抗應(yīng)激能力，仔豬的發(fā)育能力也得到提升。王留等[32]研究證明，大棗多糖對(duì)保育豬腸道功能也有顯著影響，大棗多糖能夠促進(jìn)腸絨毛長(zhǎng)度，提高保育豬的消化吸收能力，主要原因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)成分被腸道內(nèi)的微生物菌群所吸收利用，經(jīng)過(guò)細(xì)菌發(fā)酵作用來(lái)增加其產(chǎn)物揮發(fā)性脂肪酸和乳酸含量，從而降低腸道內(nèi)食糜的pH，使食糜能夠更長(zhǎng)時(shí)間停留在腸道內(nèi)以延長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收時(shí)間，從而能夠提高保育豬的生長(zhǎng)性能。黃玉嵐[23]研究發(fā)現(xiàn)，日糧中棗粉對(duì)母豬圍產(chǎn)期易出現(xiàn)的便秘現(xiàn)象有一定的緩解作用，可顯著改善母豬產(chǎn)前6 d 的便秘情況，與之前研究發(fā)現(xiàn)大棗多糖可縮短飼料通過(guò)腸道的時(shí)間并增加糞便中含水量的結(jié)果相似。冀建軍等[50]發(fā)現(xiàn)，在30 kg 生長(zhǎng)豬的日糧中添加一定水平的發(fā)酵棗粉替代玉米，發(fā)酵棗粉因含有豐富的大棗多糖提高了飼料的適口性，顯著提高了豬的采食量、日增重?？梢?，大棗多糖能夠提高仔豬應(yīng)激能力，促進(jìn)保育仔豬腸道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，對(duì)妊娠母豬的便秘有所改善，能顯著提高生長(zhǎng)豬的采食量。

3.3 羊 大棗多糖對(duì)山羊肉品質(zhì)的影響較為顯著，對(duì)綿羊生產(chǎn)性能的影響較小。飼料中添加大棗多糖，不僅能有助于顆粒飼料的成形，還能夠提高羊的采食量。延志偉[7]在晉嵐絨山羊的日糧中添加不同水平的棗粉替代部分玉米，發(fā)現(xiàn)大棗多糖增加了顆粒料的適口性，提高了山羊的采食量，大棗多糖還能夠促進(jìn)小腸的發(fā)育，從而增強(qiáng)山羊?qū)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，大棗多糖對(duì)山羊血液中球蛋白的合成有促進(jìn)作用，從而使山羊的免疫力增強(qiáng)，此外，Xie 等[51]研究還發(fā)現(xiàn)，大棗多糖通過(guò)影響肌肉糖原濃度改變肌肉pH，改善肉品質(zhì)。馮平等[49]在陜北白絨山羊的日糧中添加不同水平的棗粉替代玉米，發(fā)現(xiàn)大棗多糖能夠改善羊肉中脂肪的氧化，提高肌肉的抗氧化能力，改善肉色。解彪等[33]使用棗粉替代日糧中玉米，發(fā)現(xiàn)大棗多糖對(duì)綿羊腸道環(huán)境有改善，提高了綿羊?qū)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率，對(duì)綿羊的生長(zhǎng)性能有一定促進(jìn)作用。綜上，山羊和綿羊飼糧中添加大棗多糖可增加山羊的采食量，改善山羊的肉品質(zhì)，提高綿羊營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收率。

3.4 牛 由于牛瘤胃的特殊作用，目前關(guān)于直接添加大棗多糖對(duì)牛影響的報(bào)道較為少見。薄葉峰[52]研究發(fā)現(xiàn)，棗粉中的可溶性糖在西門塔爾牛瘤胃中發(fā)酵速度較快，與蛋白質(zhì)降解為氨的速度大致同步，能夠及時(shí)提供合成菌體蛋白所需要的能量和碳架，提高氨的利用率，同時(shí)增加了采食量，提高日增重，對(duì)肉牛胴體性狀和肉品質(zhì)沒(méi)有影響。冀建軍等[53]用發(fā)酵棗粉替代部分玉米飼喂雜交肉牛，因棗粉中的大棗多糖等活性物質(zhì)有鎮(zhèn)定安神、抗疲勞的功能，從而能減少肉牛的維持需要，提高飼料利用率。王星凌等[54]發(fā)現(xiàn)，棗粉中的大棗多糖和啤酒渣中的可發(fā)酵淀粉配合有助于荷斯坦奶牛瘤胃微生物蛋白合成，提高小腸可吸收蛋白的質(zhì)量，從而提高乳蛋白含量?？梢?，飼糧中添加大棗多糖能夠提高肉牛的采食量、日增重和氨的利用率，在奶牛飼糧中添加大棗多糖并配合發(fā)酵淀粉可提高牛奶中乳蛋白含量。

4 展 望

綜上所述，大棗多糖是天然活性物質(zhì)，資源豐富，大棗多糖提取方法的逐步優(yōu)化，為大棗多糖的應(yīng)用打下了良好基礎(chǔ)。大棗多糖具有調(diào)節(jié)血糖、改善動(dòng)物腸道、提高機(jī)體免疫、提高抗氧化性等多種生物學(xué)功能，在豬、雞、牛、羊等畜禽上的研究結(jié)果表明，大棗多糖可在一定程度上提高畜禽的生長(zhǎng)性能，改善腸道健康，增強(qiáng)免疫力。在經(jīng)濟(jì)全球化的大背景下，多糖類生物活性物質(zhì)逐漸運(yùn)用到畜牧和飼料產(chǎn)業(yè)，開發(fā)大棗多糖綠色飼料添加劑可提高畜產(chǎn)品生產(chǎn)效率，同時(shí)大棗多糖的豐富資源將得到高效利用。