李瑩瑩，朱宇旌

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)與醫(yī)學(xué)學(xué)院，遼寧沈陽 110866）

當(dāng)前，畜牧業(yè)快速發(fā)展，常規(guī)性飼料已經(jīng)無法滿足畜禽養(yǎng)殖對飼料的需求。開發(fā)非常規(guī)飼糧資源已成為畜牧業(yè)急需解決的問題。桑樹為?？粕僦参?，具有耐抗旱、耐鹽堿、壽命長等特點，我國現(xiàn)有桑樹種植面積約80 萬hm，資源豐富，近年來作為飼料資源被開發(fā)利用。

多糖是由10 個及10 個以上的單糖通過化學(xué)鍵連接組合構(gòu)成的一類高分子化合物。桑葉多糖是從桑樹葉中提純抽取出來的一種非常重要的生物活性成分，桑葉多糖占干桑葉的1.79%～2.64%，由-果糖、-甘露糖、-阿拉伯糖、-木糖和-葡萄糖和-木糖等不同結(jié)構(gòu)的單糖雙糖組成。桑葉多糖可提高畜禽生長性能和免疫功能，可作為抗生素的潛在替代品在畜禽生產(chǎn)中應(yīng)用。本文主要綜述了桑葉多糖的生物學(xué)功能及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用，為桑葉多糖在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用和研究提供參考。

1 桑葉多糖的提取、純化與鑒定

桑葉多糖是一種水溶性的非淀粉多糖，難溶于乙醇等有機溶劑，化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定。桑葉多糖主要的提取方法有微波提取法、熱水浸提法、酶解法、超聲波提取法等。綜合設(shè)備條件、提取工藝和提取成本，目前最常用的MLP 提取方法為熱水浸提法。熱水浸提法的最佳提取溫度在80～100℃，液料比在20:1～40:1，浸提時間在1～3 h，多糖提取率在10%～13%。桑葉多糖的具體提取條件受桑樹和提取環(huán)境等多種因素影響。利用超聲波輔助熱水浸提法提取MLP，提取溫度可降低到50～60℃，浸提時間縮短到1 h 以內(nèi)，并可提高提取率。目前離子液體溶劑浸提法也被大家關(guān)注，相比于熱水浸提法，其為提取營造了溫和的環(huán)境，又避免了提取過程中有機溶劑等強揮發(fā)性毒性溶劑的使用，具有黏度低、綠色安全環(huán)保、提取率高、操作簡便等優(yōu)點。離子液體溶劑浸提法提取桑葉多糖的最佳工藝條件為離子液體的濃度0.000 3 mol/L，料液比1:20，提取時間109 min，提取溫度76℃。

桑葉多糖的純化方法包括Sephadex 凝膠柱層析法、離子交換柱層析法、纖維素層柱析法、透析法、膜分離技術(shù)法和化學(xué)沉淀法等。熱水浸提法得到的桑葉多糖所含雜質(zhì)成分較多，包含蛋白質(zhì)、多肽、核酸等，實驗室中較常使用的多糖純化方法是Sephadex 凝膠柱層析法。采用離子交換柱層析法提取桑葉多糖，其分離重現(xiàn)性好，多糖的損失率較低。桑葉多糖通過DEAE-52-纖維素陰離子交換柱和SephadexG-100 凝膠柱層析進行純化，得到MLP-1、MLP-2 2 種多糖，二者都為均一多糖，幾乎不含核酸、多肽、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，黏度較大，化學(xué)性質(zhì)也較為穩(wěn)定。MLP-1 含有鼠李糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖和木糖，對應(yīng)摩爾比為0.36:0.26:0.41:1.00:1.02:1.34，其分子量為9.31×10u；MLP-2 由鼠李糖、甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖組成，摩爾比1.22:0.18:1.00:1.72:0.14，分子量為2.22×10u。

2 桑葉多糖的生物學(xué)功能

2.1 抗氧化功能 桑葉多糖具有明顯的清除DPPH 活性，且呈劑量效應(yīng)關(guān)系，桑葉多糖在0.05～1 范圍內(nèi)濃度越大，DPPH 清除活性越高。桑葉多糖通過熱緩沖液（HBSS）、螯合劑（CHSS）、稀釋堿（DASS）和濃縮堿（CASS）連續(xù)萃取，可獲得多糖組分，將幾種多糖組分和質(zhì)量分數(shù)進行紫外線吸收峰值進行分析，分別表現(xiàn)出特有的吸收光譜，其多糖組分的分子量為7.812×10（HBS）、3.279×10（CHSS）、6.912×10（DASS）、1.408×10ku（CASS）；將單糖成 分利用高效液相色譜進行分析顯示，甘蔗糖（27.07%）和阿拉比諾酶（25.99%）是HBSS 的主要糖，而阿拉比諾酶（30.55%）是CHSS 的主要糖，葡萄糖是DASS（24.96%）和CASS（27.51%）的主要糖；將不同多糖組分和單糖成分進行孵育，利用桑葉多糖紅外頻譜分析和微分掃描熱量分析，進行一系列計算，可知桑葉多糖的抗氧化清除能力受其結(jié)構(gòu)、分子質(zhì)量和單糖成分的影響，使桑葉多糖表現(xiàn)出不同的抗氧化活性，CHSS 組分具有最大的-OH 自由基清除活性和Fe螯合作用，而HBSS 組分具有最強的DPPH 自由基清除活性和還原能力，DASS 具有最好的DPPH 自由基清除活性和ABTS自由基清除活性。

2.2 降血糖功能 桑葉多糖能降低糖尿病大鼠體內(nèi)的游離脂肪酸和炎癥介質(zhì)水平，減輕相應(yīng)的氧化應(yīng)激損傷，改善胰島細胞的線粒體功能和保護胰島細胞。桑葉多糖可通過增強胰島細胞質(zhì)量，胰島素受體觸發(fā)胰島素信號通路（圖1），并激活磷酸肌醇3-激酶（PI3K）/Akt 通路，進而調(diào)節(jié)細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）/c-JunN-終端激酶（JNK）/線粒體激活蛋白激酶（MAPK）通路，從而減輕細胞功能障礙?？固悄虿⌒Ч饕ㄟ^桑葉多糖抗氧化特性進行調(diào)解，包括抑制淀粉酶和糖苷酶活性、改善葡萄糖代謝、增加細胞質(zhì)量以及減少細胞功能障礙。II 型糖尿病（T2DM）通常是由胰島中的細胞損傷或細胞不足和胰島素抵抗引起的，葡萄糖毒性主要通過困擾細胞合成胰島素。葡萄糖毒性的基本機制主要通過氧化應(yīng)激進行調(diào)節(jié)，氧化應(yīng)激通常由多余的自由基形成，并降低體內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)。胰腺細胞由于自由基清除酶濃度低而容易受到活性氧和活性氮的影響，它們很容易對細胞內(nèi)大分子（如脂質(zhì)、DNA 和蛋白質(zhì)）造成傷害，然而，桑葉多糖能明顯清除機體產(chǎn)生的自由基，如酰基（DPPH·）、二銨鹽自由基（ABTS·）、羥自由基（·OH）等，并保護細胞。雖然超氧化物基是一種相對較弱的氧化劑，但它可以進一步與其他分子相互作用，產(chǎn)生更強的活性氧化物，導(dǎo)致氧化組織損傷和各種疾病。桑葉多糖對超氧化物的清除能力非常強。試驗表明，0.062 5～2.0 mg/mL 桑葉多糖對超氧化物都有很強的清除能力。桑葉多糖還通過糖尿病大鼠的抗凋亡因子（）/親凋亡因子（）比例升高抑制胰島凋亡；桑葉多糖還通過恢復(fù)轉(zhuǎn)錄因子核定位和表達水平，改善胰島素分泌能力，增加胰腺細胞中的胰島素含量，從而在糖尿病大鼠中實現(xiàn)胰島素、和（和是細胞特異性基因）的表達。

圖1 多糖對胰島素信號通路作用的示意圖[21]

2.3 免疫調(diào)節(jié)功能 桑葉多糖主要是通過提高體液免疫和細胞免疫來完成對動物機體的免疫調(diào)節(jié)，桑葉多糖可以改善T 細胞、B 細胞、巨噬細胞、淋巴細胞和樹突狀細胞的功能。Fang 等研究發(fā)現(xiàn)，桑葉多糖可以提高小鼠脾淋巴細胞的轉(zhuǎn)化率，包括T 細胞、B 細胞和自然殺傷細胞（NK）細胞（圖2）。Bharani 等試驗表明，桑葉多糖對巨噬細胞和嗜中性粒細胞均呈正誘導(dǎo)和激活作用。桑葉多糖還能激發(fā)免疫力并具有抗癌特性。相關(guān)研究證明，桑葉多糖可以增加體液和細胞免疫功能，通過抗體生產(chǎn)水平的提高來預(yù)防小鼠死亡。

圖2 多糖的免疫調(diào)節(jié)機制[28]

桑葉多糖對免疫系統(tǒng)的影響可通過各種實驗?zāi)Ｐ停ㄈ缣记宄囼灐h(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的中性粒細胞減少癥、中性粒細胞黏附試驗）進行評估，結(jié)果表明桑葉多糖增加了碳清除試驗中的吞噬指數(shù)，對環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的中性粒細胞減少癥有顯著的保護作用，并增加了中性粒細胞黏附作用；試驗還證實了MLP 通過誘導(dǎo)骨髓衍生樹突狀細胞（BMDC）成熟作為免疫增強劑的作用，有助于疫苗加強特殊免疫啟動和細胞反應(yīng)的產(chǎn)生，并且MLP在免疫缺陷個體或免疫系統(tǒng)因化療或放療而受損的患者中也具有免疫增強特性。

2.4 桑葉多糖的其他功能 桑葉多糖具有抗凝血功能。張入飛等研究表明，桑葉多糖的抗凝血過程機理是通過桑葉多糖純化后得到的5 種桑葉多糖組分（MPS-1、MPS-2a、MPS-2b、MPS-2c 和MPS-3）延長活化部分凝血活酶時間和凝血酶時間推動纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白的內(nèi)源性途徑來發(fā)生的，從而降低血栓的發(fā)生。桑葉多糖具有很強的低血糖和降脂作用。研究表明，桑葉多糖可顯著抑制葡萄糖酶、淀粉酶和脂酶活性，具有很強的膽堿結(jié)合能力，有望為相關(guān)疾病的防治提供一定的輔助作用。桑葉多糖還具有改善腸道菌群的功能。陳漣昊等采用分子生態(tài)學(xué)（PCR-DGGE 法）技術(shù)分析腸道菌群DNA 結(jié)構(gòu)變化的結(jié)果顯示，桑葉多糖不僅能改善腸道微生態(tài)失調(diào)小鼠的腸道菌群，還能提高益生菌數(shù)量，腸道內(nèi)益生元的數(shù)量也隨之增加。孫偉等研究發(fā)現(xiàn)，在桑葉多糖的抑菌試驗中，濃度高于1.0 mg/mL 的桑葉多糖對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌等有害菌的活性存在不同程度的抑制作用，且經(jīng)過純化后的高純度桑葉多糖的抑菌作用更顯著。Fang 等研究發(fā)現(xiàn)，桑葉多糖對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度分別為10、2.5、5 mg/L，表明桑葉多糖具有良好的抗菌殺菌能力。

3 桑葉多糖在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 桑葉多糖在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用 桑葉多糖可以促進畜禽體內(nèi)免疫器官的生長發(fā)育、提高機體的免疫防御力（表1）。耿兵等研究結(jié)果顯示，飼糧中添加0.5%桑葉多糖（純度為86.97%）MLP-I、MLP-II 對雛雞胸腺和法氏囊的發(fā)育均具有促進作用，說明桑葉多糖能夠促進畜禽體內(nèi)免疫器官的生長發(fā)育。研究表明，飼糧中添加0.5%桑葉多糖可顯著提高雛雞體內(nèi)血清白介素-2（IL-2）和IFN-含量，說明桑葉多糖可通過提高細胞免疫因子增加機體血液屏障功能，從而提高機體的免疫防御。Chen 等研究發(fā)現(xiàn)，給接種過紐卡斯爾疾?。∟D）疫苗的雛雞分別肌注8、4、2 mg 桑葉多糖（純度為15.625～250 μg/mL），細胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)的血清結(jié)果顯示，4 mg 桑葉多糖組的紐卡斯爾疾病病毒（NDV）造血抑制抗體滴定劑、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA）抗體水平以及T 淋巴細胞數(shù)量均顯著增加，4 mg 桑葉多糖組氣管抗體介導(dǎo)免疫力和黏性免疫反應(yīng)顯著增加，桑葉多糖均有助于增強腸道和氣管呼吸黏膜屏障免疫反應(yīng)，可將桑葉多糖視為雛雞中對抗ND 的潛在黏膜疫苗輔助候選者。管遠紅等取成年健康雞心臟血液，進行外周血細胞培養(yǎng)，在安全藥物濃度范圍內(nèi)添加128 μg/mL 桑葉多糖時，外周血T 淋巴細胞增殖效果最好，刺激指數(shù)最大為1.666。蔣春茂等也使用此方法進行外周血細胞培養(yǎng)，其結(jié)果表明桑葉多糖添加量為125 μg/mL 時進行脾臟細胞培養(yǎng)，對脾臟B 淋巴細胞的增殖作用最強，增殖率約為30%。

表1 桑葉多糖在豬禽上的應(yīng)用效果

綜上可見，桑葉多糖可提高家禽體內(nèi)免疫器官的生長發(fā)育、提高細胞免疫因子增加機體血液屏障功能、顯著增加抗體水平和T 淋巴細胞數(shù)量以及提高T 淋巴細胞和B 淋巴細胞的增殖率，即桑葉多糖在家禽生產(chǎn)中發(fā)揮調(diào)節(jié)免疫性能的作用，其抗氧化、降血糖、抗凝血以及改善腸道菌群等功能在家禽方面還值得研究。

3.2 桑葉多糖在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用 桑葉多糖可以增強斷奶仔豬的免疫機能、提高仔豬的整體生長性能，降低腹瀉率，改善腸道菌群的微生態(tài)環(huán)境（表1）。張振祥等研究顯示，在飼糧中添加0.1%、0.2%、0.3% 桑葉多糖能極顯著增加斷奶仔豬豬瘟抗體水平和血清免疫球蛋白G（IgG）含量，顯著提高外周血嗜中性粒白細胞百分數(shù)，說明桑葉多糖能夠提高斷奶仔豬的免疫機能，其中0.2%添加組效果最好。陳曉蘭等研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用豬藍耳?。≒RRS）疫苗接種的豬口服桑葉多糖（純度為69.83%）時，可以顯著改善豬藍耳病卵黃抗體效價，明顯提高機體免疫功能，促進抗體產(chǎn)生，這表明桑葉多糖具有一定的免疫調(diào)節(jié)特性。Zhao 等研究表明，0.3、0.6、0.9 g/kg 桑葉多糖（純度為92.22%）組斷奶仔豬平均日采食量（ADFI）、平均日增重（ADG）和耗料增重比（F/G）無顯著差異，平均日采食量和平均日增重均高于對照組，耗料增重比低于對照組；仔豬的腹瀉發(fā)病率均顯著降低，血液尿素氮（BUN）水平顯著提高，促進腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌生長以及抑制腸道大腸桿菌生長的整體效果較好；其中0.6 g/kg 組的胰島素樣生長因子I（IGF-I）和生長激素（GH）水平顯著升高，0.9 g/kg 組對抑制腸道大腸桿菌以及促進腸道有益菌群具有更顯著效果。

綜上所述，飼糧中添加桑葉多糖可提高斷奶仔豬的免疫機能、提高仔豬的整體生長性能、降低仔豬的腹瀉發(fā)病率以及改善腸道菌群的微生態(tài)環(huán)境。桑葉多糖目前在養(yǎng)豬生產(chǎn)中多用于斷奶仔豬，其對育成豬和繁殖母豬的抗氧化、降血糖、抗凝血等功能有待進一步研究。

4 小結(jié)

桑葉多糖具有抗氧化、提高免疫功能、有效提高畜禽生長性能、抗凝血、改善腸道微生物菌群等作用，可以有效提高畜禽整體生長性能，降低死亡率。近年來，隨著飼料端抗生素的禁用，桑葉多糖作為一種天然、綠色、安全、有效的替代抗生素產(chǎn)品，在畜禽生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)絹碓绞苤匾?。目前對桑葉多糖提取方法和純化研究較為多樣，但純化工藝仍然比較繁瑣，且損失較大，用量難以精確，不利于結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化的形成。桑葉多糖多在仔豬和家禽上開展研究及應(yīng)用，對于育成豬、繁育母豬、家兔、反芻動物以及水產(chǎn)生物等方面的應(yīng)用很少；桑葉多糖對豬禽方面的研究也多集中在提高免疫性能方面，今后的研究可以擴大畜禽種類并對桑葉多糖的抗氧化、抗凝血等其他生物學(xué)功能進行深入研究。