桑葉、構樹葉、榆樹葉營養(yǎng)價值、抗營養(yǎng)因子及其在畜牧生產中的應用

■ 蔣子潔 侯啟瑞 侯文玉 胡 霞 孫海鵬 姚紅旭 王一凡 趙衛(wèi)國

（江蘇科技大學生物技術學院，江蘇鎮(zhèn)江 212100）

2022 年我國糧食中的谷物和豆粕以及糧食加工副產品飼用消費達39 190 萬噸，占糧食消費總量48%，高于33%的食用和17%的工業(yè)用消費占比，可見畜牧業(yè)飼糧需求龐大。隨著我國飼用豆粕減量替代工作的開展，豆粕在飼料消耗中占比呈逐年下降趨勢，意味著我國飼用豆粕用量在逐年減少，統(tǒng)籌利用可替代優(yōu)質蛋白飼料資源亟待解決。此外，我國農業(yè)農村部印發(fā)《“十四五”全國飼草產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》初步預算，要確保牛羊肉和奶源自給率的目標，對優(yōu)質飼草的需求總量將超過1.2億噸，尚有近5 000萬噸的缺口。木本飼料不僅來源廣，數(shù)量龐大，而且含有豐富的營養(yǎng)價值，應用在畜牧業(yè)上可緩解飼草供應不足的問題。

1 木本飼料的營養(yǎng)價值

木本飼料的營養(yǎng)價值與其品種、生長階段以及生產條件等諸多因素有關。木本飼料中含有豐富的營養(yǎng)物質，如粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分、無氮浸出物等，以及動物所需的必需氨基酸（蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸等）。還含有豐富的維生素和礦物元素。文章對比了桑葉、構樹葉以及榆樹葉的常規(guī)營養(yǎng)成分含量（見表1）。

表1 桑葉、構樹葉及榆樹葉常規(guī)營養(yǎng)成分含量（干物質基礎，%）

2 木本飼料的抗營養(yǎng)因子

雖然木本飼料的葉子具有很高的營養(yǎng)價值，但是應用在動物日常飲食中有一些限制，例如存在過量的纖維和抗營養(yǎng)因子，會嚴重影響適口性和消化性。通常，抗營養(yǎng)因子的含量是決定樹葉是否適合作為動物飼料的重要指標[4]?？範I養(yǎng)因子主要包括單寧、植酸、木質素、胰蛋白酶抑制劑、草酸和皂苷等。這些抗營養(yǎng)因子可以與大分子有機物結合，降低畜禽對飼料營養(yǎng)物質的消化與吸收，從而影響畜禽的生產性能和健康狀況[5]。抗營養(yǎng)因子按作用原理可分為4 類：抑制蛋白質消化和利用、抑制能量利用、增加動物對維生素的需求、擾亂免疫系統(tǒng)[4]。桑葉、構樹葉及榆樹葉中抗營養(yǎng)因子的含量對比見表2。

表2 桑葉、構樹葉及榆樹葉的抗營養(yǎng)因子含量（g/kg）

單寧（tannic）是一種植物次生代謝物，在飼料和牧草中廣泛存在。單寧是水溶性化合物，分子量通常為500～3 000 u，可分為水解單寧和縮合單寧[9]。單寧是天然存在的植物多酚，與蛋白質和其他聚合物（如纖維素，半纖維素和果膠）結合，形成穩(wěn)定的復合物，縮合單寧是最廣泛和最典型的植物單寧，由黃烷-3-醇和相關黃烷醇殘基的低聚物組成，在酸降解時通常會產生花青素[10]。單寧也可與糖蛋白、唾液蛋白結合產生苦澀的味道，還可與消化酶結合，抑制其活性，降低飼料在動物胃內的消化速度，延長食糜在胃腸內停留的時間，從而降低動物的采食量[11]。

植酸（phytic acid），又叫肌醇六磷酸，是植物中天然存在的一種物質。它主要存在于谷物、種子和堅果中，能在植物發(fā)芽期間作為礦物質和肌醇的來源；也能夠在人類和動物的胃腸道中與幾種必需的礦物質螯合，導致其生物利用率低；植酸能夠擾亂鋅平衡，阻礙其他營養(yǎng)物質的生物利用率；此外，植酸可以通過與礦物質輔助因子螯合或與蛋白質（無論是酶還是底物）相互作用，削弱消化酶的活性（如羧基肽酶和氨基肽酶）[12]。乳酸菌可以產生植酸酶，降解植酸，植酸的減少可跟飼料發(fā)酵過程中植酸酶的產生有關，其降解取決于pH，大多數(shù)植酸酶的最佳pH為4.0～6.0[7]。

木質素（lignin）是一種高度復雜的苯乙烯-丙烯酸生物聚合物，主要由香豆醇、松柏醇和皂莢醇3 種芳香單體組成，常以碳-碳共價鍵將纖維素和半纖維素緊密包裹，其特殊的化學結構和大分子不易被微生物水解[13]。木質素通常存在于樹葉中，是細胞壁形成的關鍵結構材料，瘤胃微生物可以將木質素降解為單糖，因此，反芻動物可以利用木質素作為能量來源。然而，單胃動物的消化道不能分泌降解木質素的相關酶，單胃動物不能消化木質素[4]。但如今有部分研究表明，利用不同菌劑生物發(fā)酵可以降解木質素[14-15]。

胰蛋白酶抑制劑（trypsin inhibitor，TI）在微生物、植物和動物中天然存在已被充分證實，其水平是蛋白質食品質量的一個重要參數(shù)[16]。研究發(fā)現(xiàn)，TI能夠在治療人類超重與肥胖有關的慢性疾病方面發(fā)揮作用，但在營養(yǎng)學領域，TI長期以來被認為是損害食物營養(yǎng)質量的抗營養(yǎng)因素，TI 會干擾動物的消化過程，引起動物體重的降低；其在人類臨床應用上也有很大的潛力，有研究發(fā)現(xiàn)，豆科植物中一些胰蛋白酶抑制劑具有抗癌和防輻射活性，可以降低食用豆科植物的人群結腸癌、前列腺癌、乳腺癌和皮膚癌的發(fā)病率[17]。有研究表明，在對苜蓿種子進行熱處理、微波處理和擠壓處理時，胰蛋白酶抑制劑顯著失活[18]。

皂苷（saponin）是苷元為三萜或螺旋甾烷類化合物的一類糖苷，皂苷結構的復雜性導致其具有多種化學、物理和生物特性，包括起泡、乳化、甜味、苦味、藥理和藥用、溶血特性以及殺蟲和抗菌活性；皂苷通過腔內理化相互作用來減少腸道對某些營養(yǎng)物質的吸收，包括單糖和膽固醇，因此有降低膽固醇的作用[19]。飼料中皂苷含量為0.4%～0.5%可降低禽鳥的飼料消耗量和產蛋量，以及造成體重減輕[20]。

草酸（oxalic acid）能與各種礦物質（如鈣、鎂、鈉、鉀等）形成強烈的化學鍵和螯合鍵，從而導致草酸鹽的形成，草酸鹽與鈣反應產生不溶性草酸鈣復合物，減少腸道對鈣的吸收。牛羊草酸鹽中毒的特征是呼吸急促、虛弱、昏迷甚至死亡[20]。在植物中，與其他部位相比，葉含有豐富的草酸。研究表明，在日糧中添加2%和1%的草酸對綿羊生長發(fā)育有明顯的差異，2%草酸對其生長消化、血液指標、瘤胃功能均有一定程度的負面影響，而添加1%的草酸則有正面影響趨勢[21]。

雖然木本飼料中含有的抗營養(yǎng)因子會對畜牧生產產生一定的負面影響，但可以采取不同的手段降低其含量，充分發(fā)揮飼喂效果，最常見的有物理、化學、生物3 種處理方式。物理方法有煮沸法、高溫高壓處理法等。高溫高壓處理即121 ℃高壓滅菌20 min 可在一定程度上降低桑葉TI活性，同時研究者也應用了化學處理法，用β-巰基乙醇處理桑葉，煮沸10 min 或不煮沸，TI活性完全喪失或減弱[22]。生物方法最常見的有酶制劑法和發(fā)酵處理法。張秀江等[23]采用含枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌和釀酒酵母的復合菌固體發(fā)酵構樹飼料，發(fā)酵時間48 h，木質素和單寧含量分別降低了18.53%和85.95%。綜上所述，采用物理、化學、生物這3 種處理方式均能夠有效地降低木本飼料中抗營養(yǎng)因子含量。

3 桑葉在畜牧生產中的應用

桑樹（Morus albaL.）廣泛分布于我國各地，種植面積約有100 萬公頃，長江流域地區(qū)每年每公頃產桑葉30 t，珠江流域45 t 左右，桑葉資源豐富，且含有豐富的蛋白質、碳水化合物、礦物質、維生素及天然活性物質[24-25]。蔡明等[26]在對大鼠的桑葉飼用劑量研究中初步驗證了1 g/kg 和2 g/kg 飼用劑量是安全的。Al-Kirshi 等[27]在日糧中添加不同比例（0、10%、15%、20%）桑葉粉（MLM）飼喂產蛋雞的試驗中發(fā)現(xiàn)，雖然飼喂MLM 降低了產蛋雞采食量、產蛋量、蛋重和雞蛋質量，但飼料轉化率、蛋殼厚度和蛋白重量不受影響，且與對照組（0）相比，飼喂MLM 改善了蛋黃顏色。黃靜等[28]在胡須雞的飼糧中添加不同比例（5%、10%、20%）MLM 和發(fā)酵桑葉粉（FMLM）發(fā)現(xiàn)，10%MLM 和20%FMLM極顯著提高胡須雞血清總蛋白和球蛋白含量，說明其有增強免疫力的作用。有研究表明，在豬的生長階段和育肥階段，飼糧中添加不同比例的FMLM 均對胴體品質以及肌肉營養(yǎng)成分無不良影響，但生長階段的添加量為4%、育肥階段的添加量為12%時最為適宜[29]。桑葉部分替代野麥草也可改善綿羊的肉品質，當桑葉添加量為24%時，為綿羊飼糧的適宜添加量[30]。在母豬妊娠期飼料中添加25.5%的發(fā)酵飼料桑會降低血清胰島素和糞便短鏈脂肪酸水平，提高斷奶仔豬窩重和自由采食量[31]。王彬等[32]研究表明，在飼糧中補充鮮桑葉可提高經(jīng)產母兔產活仔數(shù)和斷奶仔兔數(shù)，降低血脂含量。孫海濤等[33]研究表明在育肥兔飼糧中添加10%比例的飼料桑最適宜，可提高兔肉中粗蛋白、半胱氨酸和纈氨酸含量。與以往局限于桑葉飼喂效果不同的是，寇宇斐等[34]在育肥湖羊飼糧中添加不同比例全株桑枝葉時發(fā)現(xiàn)，8%的添加量可提高育肥湖羊的平均日增重和抗氧化能力。

4 構樹葉在畜牧生產中的應用

構樹（Broussonetia papyrifera）是?？坡淙~喬木或灌木，原產于亞洲東部，主要用于造紙、飼料和醫(yī)藥行業(yè)，中國約有30 萬公頃的構樹，廣泛分布于黃河、揚子江、珠江和明江流域[35]。雜交構樹生命力旺盛，易于種植，生長快，產量高，栽種50～60 d 便可以連莖稈帶葉開割第一茬，每年可收割3～5 茬，且每畝每年可生產鮮重飼料6～10 t，一次種植可連續(xù)收割15 年以上[36]。已有研究證實構樹葉有抗菌、抗腫瘤、降低血糖、增強免疫力和延緩衰老的作用；構樹葉也常用作農場動物飼料的補充劑[37]。構樹的樹皮可用于生產紙張，其果實含有多種生物活性化合物，如生物堿、類黃酮、花青素和一些多酚，可以增強動物的免疫力和抗氧化能力[2]。Sheng 等[38]研究發(fā)現(xiàn)在粗飼料中添加60%的構樹葉對湖羊的生長性能、胴體性狀、肉質和免疫反應具有多種有益效果，可以顯著增加宰前活重、胴體重，提高背最長肌飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸以及免疫球蛋白（IgA、IgG 和IgM）含量。Hao等[39]研究表明，構樹青貯可提高荷斯坦奶牛血液中總抗氧化能力、超氧化物歧化酶和免疫球蛋白的含量，但對奶牛干物質采食量、產奶量和表觀消化率沒有顯著影響。方紫依等[40]研究發(fā)現(xiàn)添加6%雜交構樹葉可顯著提高廣西三黃雞的法氏囊指數(shù)，改善盲腸菌群結構，在提高部分有益菌數(shù)量的同時也抑制了有害菌增殖。宋博等[41]在育肥豬低蛋白質飼糧中添加10%全株構樹發(fā)酵飼料降低了血清尿素氮含量和平均背膘厚度，提高了肌肉中游離氨基酸和肌內脂肪含量，從而改善了肉的風味和營養(yǎng)價值。

5 榆樹葉在畜牧生產中的應用

榆樹（Ulmus pumilaL.）是一種溫帶落葉樹木，生長在海拔1 800～3 000 m，是榆科和榆屬的代表，最高可達30 m，直徑超過1.25 m，在中國分布于東北、華北、西北及西南各省區(qū)，長江下游各省有栽培，也為華北及淮北平原農村的習見樹木。榆葉和榆錢是很好的家兔飼料，沒有苦澀味，適口性佳，適時采集榆葉和榆錢可直接作為兔的青綠飼料。有研究表明，榆樹比大多數(shù)其他樹種更適合用作牛、綿羊和山羊的飼料；在綿羊全混合日糧中添加30%的榆樹葉粉可以提高粗蛋白和中性洗滌纖維的消化率，平衡鈣和磷，不影響綿羊的采食量、瘤胃發(fā)酵、血液代謝和活體重[42-43]。Beigh 等[8]研究發(fā)現(xiàn)榆樹葉可以作為小反芻動物的優(yōu)良單一飼料，對機體健康和瘤胃發(fā)酵沒有任何不利影響。曾植虎[44]在仔豬日糧中添加榆錢粉，試驗組每頭豬每天飼喂100 g 榆葉粉，分兩次飼喂，為期60 d，試驗結果表明，試驗組仔豬日增重比對照組提高11.8%，增重差異顯著,同時試驗組經(jīng)濟效益提高11.7%，證明榆錢具有補充營養(yǎng)，促進動物生長的作用。

6 小結與展望

木本飼料作為畜禽生產的非常規(guī)飼料，可補齊飼草產業(yè)發(fā)展短板，緩解飼料供應不足難題，同時在替代抗生素使用方面也發(fā)揮著巨大作用。在木本飼料抗營養(yǎng)因子方面已有大量研究證實，經(jīng)處理后（如高溫高壓、發(fā)酵、酶解等）可使抗營養(yǎng)因子含量大大減少且不損失養(yǎng)分，但目前關于這三種木本飼料在動物飼糧中與基礎飼糧的最佳配比、榆樹葉在抗營養(yǎng)因子含量及其降解研究方面以及榆樹葉在動物生產上的飼喂效果研究報道較少，有待進一步研究。