檸條錦雞兒營養(yǎng)特性及其提取物對(duì)綿羊抗氧化作用的研究進(jìn)展

薛樹媛 劉 洋 王宇飛 高秀芳

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，呼和浩特 010031；2.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市林業(yè)和草原事業(yè)發(fā)展中心，鄂爾多斯 017010)

檸條錦雞兒(CaraganakorshinskiiKom.)是北方干旱和半干旱地區(qū)一種生態(tài)環(huán)境治理灌木，具有營養(yǎng)成分含量高、抗逆性強(qiáng)和耐干旱等特性[1]，不僅在建設(shè)北方生態(tài)屏障、防風(fēng)固沙和生態(tài)修復(fù)等方面發(fā)揮了重要的作用，而且也是我國寶貴的飼用植物資源，含有較高的粗蛋白質(zhì)、豐富的微量元素及多酚等生物活性物質(zhì)。檸條錦雞兒營養(yǎng)功能性的天然活性物質(zhì)具有天然無毒的特性，在調(diào)節(jié)腸道菌群、抗氧化、抗炎和促生長等方面存在潛在功效[2]，在新型飼料添加劑的開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 檸條錦雞兒的生物學(xué)特征

檸條錦雞兒屬豆科(Leguminosae)，蝶形花亞科(Fabaceae)，山羊豆族(Galeae)，錦雞兒屬(Caragana)。廣義的檸條錦雞兒包括檸條錦雞兒、中間錦雞兒和小葉錦雞兒，而狹義的檸條錦雞兒則專指檸條錦雞兒[1]。檸條錦雞兒屬于多年生植物，主要生長在半固定、固定沙地，或干旱和半干旱地區(qū)的礫石、沙質(zhì)和鹽堿地的沙漠環(huán)境，抗逆性極強(qiáng)[3]。植株常為灰綠色，老枝金黃色，有光澤；嫩枝被覆白色柔毛[4]。植株富含油脂，耐燒易燃，可以作為冬季取暖的薪柴和天然的綠肥[5-6]。此外，檸條錦雞兒干物質(zhì)(dry matter，DM)中含較高的粗蛋白質(zhì)(crude protein，CP)和粗纖維，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，為其作為飼料資源的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)[7]。

2 檸條錦雞兒營養(yǎng)與抗?fàn)I養(yǎng)特性

2.1 檸條錦雞兒的營養(yǎng)特性

研究已表明，檸條錦雞兒不僅含較高的粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪、鈣和磷等，而且還富含家畜必需的氨基酸，且氨基酸種類齊全，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，具體營養(yǎng)成分見表1。

有研究者也證實(shí),檸條錦雞兒葉片或種子富含蛋白質(zhì)，可作為動(dòng)物的蛋白質(zhì)飼料或添加劑[6]。一些研究表明，隨著檸條錦雞兒生長期的延長，其DM含量增加，休眠期DM含量達(dá)到最高，開花至結(jié)實(shí)期則顯著下降，而粗纖維的含量則相反[9]。黃帥等[10]研究檸條錦雞兒在營養(yǎng)期和盛花期CP和鈣含量顯著高于其他生長期，而檸條錦雞兒中性洗滌纖維(neutral detergent fiber，NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)含量隨著生長期的延長而逐漸降低。本研究團(tuán)隊(duì)前期比較了荒漠地區(qū)6種灌木中營養(yǎng)成分含量，發(fā)現(xiàn)中間錦雞兒的CP含量最高，并隨其生長期延長而逐漸下降；而大白檸條ADF和鈣含量在6種灌木中均最高，粗纖維含量隨生長期增加而逐漸升高，平均鈣磷比在反芻家畜可耐受范圍內(nèi)[11]。上述研究結(jié)果均表明，檸條錦雞兒營養(yǎng)物質(zhì)含量較高，對(duì)反芻動(dòng)物具有一定飼用價(jià)值。

表1 檸條錦雞兒的營養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Nutrient components of Caragana korshinskii Kom.(DM basis)[8] %

在探究檸條錦雞兒營養(yǎng)價(jià)值的基礎(chǔ)上，研究人員進(jìn)一步分析了不同生長期檸條錦雞兒在羊瘤胃中降解情況，發(fā)現(xiàn)其處于營養(yǎng)期時(shí)，營養(yǎng)物質(zhì)降解率高于結(jié)實(shí)期和休眠期[10]。弓劍等[12]研究認(rèn)為，開花期檸條錦雞兒營養(yǎng)價(jià)值和營養(yǎng)物質(zhì)的利用效率最高，為器官最佳利用時(shí)期。薛樹媛[13]研究了內(nèi)蒙古12種優(yōu)勢飼用灌木類植物，也發(fā)現(xiàn)在營養(yǎng)期的中間錦雞兒和大白檸條的瘤胃DM消失率和原蟲數(shù)量均最高，并隨著生長期的延長而逐漸下降；且對(duì)不同生長期的中間錦雞兒和大白檸條分別進(jìn)行體外發(fā)酵后，不影響瘤胃乙酸/丙酸比值和其正常發(fā)酵功能。以上多數(shù)研究均認(rèn)為檸條錦雞兒在營養(yǎng)期瘤胃降解效率最高。但也有研究發(fā)現(xiàn)，檸條錦雞兒在結(jié)實(shí)期瘤胃有效降解率更高[14]，導(dǎo)致檸條錦雞兒飼用價(jià)值的研究結(jié)果差異，可能與其生長地區(qū)和降水量或其他因素有關(guān)。因此，目前對(duì)檸條錦雞兒的飼用價(jià)值認(rèn)識(shí)仍然十分有限，缺乏系統(tǒng)的營養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)研究庫，需要進(jìn)一步研究完善。

2.2 檸條錦雞兒的抗?fàn)I養(yǎng)特性

檸條錦雞兒灌木營養(yǎng)價(jià)值較高，屬于非競爭性的良好粗飼料資源，具有重要的飼養(yǎng)價(jià)值和利用價(jià)值[15]。然而，這類飼料中富含酚類物質(zhì)，尤其檸條錦雞兒中單寧的苦澀味和適口性差，使檸條錦雞兒飼料開發(fā)利用還存在一定的局限性[16]。研究表明，檸條錦雞兒的總酚和單寧含量分別為19.02和5.66 mg/g[17]。薛樹媛等[18]前期研究發(fā)現(xiàn)，中間錦雞兒和大白檸條在整個(gè)生長期總多酚、單寧和縮合單寧含量呈V字型變化趨勢。檸條錦雞兒中單寧含量的高低直接會(huì)影響到家畜的采食量和健康水平[19]。本研究團(tuán)隊(duì)前期也發(fā)現(xiàn)，灌木類飼料開發(fā)利用的主要限制因素是植株中富含植物單寧，其不僅影響家畜味覺和自由采食量，而且容易與蛋白質(zhì)形成不易消化的復(fù)合物，抑制消化酶的活性，破壞胃腸道的消化吸收，從而降低其營養(yǎng)價(jià)值[20]。近來研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，單寧分子中的羥基和羧基能夠與飼料中蛋白質(zhì)發(fā)生沉淀反應(yīng)，進(jìn)而使飼料的消化率降低[21]；此外，單寧會(huì)減少瘤胃微生物數(shù)量，降低微生物對(duì)硫的利用效率，使瘤胃發(fā)酵功能減弱[22]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)物攝入適宜水平的單寧反而可降低飼糧中蛋白質(zhì)的瘤胃降解率，提高微生物蛋白質(zhì)的合成效率，有益于小腸對(duì)氨基酸的吸收，可以提高動(dòng)物生產(chǎn)性能[23-24]。由此可見，單寧營養(yǎng)和抗?fàn)I養(yǎng)作用2個(gè)方面的平衡取決于它們?cè)陲暭Z中的添加量。

3 檸條錦雞兒提取物及其對(duì)綿羊抗氧化作用研究

檸條錦雞兒除含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)之外，其生物活性物質(zhì)具有滋陰養(yǎng)血、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤和抗血小板聚集等藥用價(jià)值[2，25]，尤其是檸條錦雞兒中的單寧[26]和生物堿[27]已引起科研人員的高度關(guān)注。植物提取物因其安全高效和無抗藥性等優(yōu)勢成為開發(fā)動(dòng)物飼料添加劑的新熱點(diǎn)[28]。

3.1 檸條錦雞兒提取物的活性物質(zhì)

隨著人們對(duì)植物活性物質(zhì)研究的深入，已經(jīng)利用多種植物提取方法提取到檸條錦雞兒活性物質(zhì)。鄭承劍等[29]已經(jīng)證實(shí)，檸條錦雞兒的乙醇提取物有顯著的鎮(zhèn)痛活性，并分離鑒定出14個(gè)活性物質(zhì)；曾智等[30]研究發(fā)現(xiàn)，檸條錦雞兒花和葉乙醇提取物的總抗氧化能力(T-AOC)和維生素C相當(dāng)。本研究團(tuán)隊(duì)利用水提取法獲得檸條錦雞兒全株活性物質(zhì)，通過高效液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用法分析發(fā)現(xiàn)其水提物中有12種活性物質(zhì)，主要為山奈酚、槲皮素以及抗壞血酸等多酚物質(zhì)的衍生物[31]。其他研究也顯示山奈酚是重要的植物次生代謝產(chǎn)物，廣泛分布在大多數(shù)灌木植物中[32]，這與我們的研究結(jié)果一致。以上研究均表明，多酚類物質(zhì)是檸條錦雞兒的重要活性成分。

3.2 檸條錦雞兒提取物對(duì)綿羊的抗氧化作用

檸條錦雞兒提取物富含多羥基酚類化合物，其分子中含有的鄰位酚羥基是一種優(yōu)良的供氫體，對(duì)超氧陰離子自由基、羥基自由基等氧自由基有明顯的清除作用[33]，在逆境生態(tài)中能起到較強(qiáng)的保護(hù)作用，可以抗寒[34]并緩解動(dòng)物營養(yǎng)缺乏[35]、鹽害[36]和大氣污染[37]等的損傷，表明植物多酚可作為反芻動(dòng)物遭遇病原菌感染等逆境脅迫時(shí)的防御物質(zhì)[38]。不僅如此，檸條錦雞兒多酚可以作為抗誘變劑減少誘變劑的致癌作用，通過提高DNA精確修復(fù)能力，抑制腫瘤細(xì)胞的生長，進(jìn)而有效提高體細(xì)胞的免疫力[39]。因此，從植物中提取多酚并將之純化，作為一種天然的飼料添加劑，應(yīng)用到畜禽生產(chǎn)實(shí)際中不失為一種切實(shí)可行的措施。

近年來研究發(fā)現(xiàn)，檸條錦雞兒提取物具有抗氧化性，能明顯地清除羥基、超氧陰離子和1,1-二苯基-2-苦基苯肼(DPPH)自由基，可以作為抗氧化劑保護(hù)機(jī)體抵抗氧化應(yīng)激[40]。Mcnabbl等[41]用低單寧含量的飼糧飼喂綿羊不影響其攝食率，且可提高其生產(chǎn)性能。呂宗浩等[42]給綿羊飼喂70%的檸條顆粒粗飼料后，與飼喂70%玉米秸稈顆粒料相比，顯著提高了血清超氧化物歧化酶(SOD)活性和T-AOC，降低了丙二醛(MDA)的含量；同時(shí)血清中白細(xì)胞介素-1(IL-1)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的含量均顯著降低，表明檸條錦雞兒具有抗炎性作用，揭示了其在提高綿羊抗氧化功能和免疫力等方面的潛在功效。解湧芳[43]在綿羊飼糧中添加檸條錦雞兒單寧后，發(fā)現(xiàn)綿羊血清硫氧還原蛋白酶(TrXR)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)和總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性均顯著高于對(duì)照組，同時(shí)上調(diào)了CAT、SOD、GSH-Px和核轉(zhuǎn)錄因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)的mRNA相對(duì)的表達(dá)量。近來本團(tuán)隊(duì)研究表明，檸條錦雞兒水提物能緩解寒冷刺激引起的綿羊機(jī)體氧化應(yīng)激，提高應(yīng)激綿羊血清的T-AOC及T-SOD和CAT活性，同時(shí)使血清中免疫球蛋白M(IgM)含量顯著升高；降低血清中MDA、IL-2、IL-6和TNF-α含量，進(jìn)而減少其氧化損傷產(chǎn)生的自由基，改善綿羊肉品質(zhì)、抗氧化和抗炎能力，提高寒冷環(huán)境下綿羊的生長性能[31]。這些研究進(jìn)一步證實(shí)，檸條錦雞兒提取物對(duì)動(dòng)物機(jī)體抗氧化、免疫和生長具有調(diào)節(jié)和促進(jìn)作用。因此，提取檸條錦雞兒活性提取物可作為新型天然飼料添加劑對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

4 小結(jié)與展望

檸條錦雞兒作為一種新型綠色飼料原料和添加劑，具有促進(jìn)動(dòng)物生長、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高機(jī)體抗氧化及免疫力等諸多優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)中。但目前關(guān)于檸條錦雞兒的活性成分及其對(duì)綿羊的促生長及抗氧化作用機(jī)理尚不清楚，亟需進(jìn)一步研究探索。同時(shí)，明晰檸條錦雞兒提取物的特定的活性成分，開發(fā)新型飼料添加劑和抗生素替代產(chǎn)品，對(duì)推動(dòng)綠色養(yǎng)殖，減少資源浪費(fèi)并促進(jìn)環(huán)境保護(hù)具有重要的意義。