肉桂渣開發飼料添加劑研究前景

李軍集等

摘 要 我國肉桂產量占世界肉桂產量的80%以上，而廣東、廣西兩省肉桂產量占我國肉桂產量的95%以上，桂油生產產生大量的桂皮渣、桂葉渣，對其進行開發利用變廢為寶勢在必行，并具有廣闊前景。目前人畜共糧矛盾的日趨突出，生物發酵飼料的應用和開發得到了足夠的重視，隨著生活水平的不斷提高，人類對健康的關注越來越多，利用肉桂渣研究開發一種生物飼料及飼料添加劑將具有廣闊的前景。

關鍵詞 肉桂 ；肉葉渣 ；生物飼料 ；飼料添加劑

分類號 S573

Abstract Cinnamon annual output in China occupies above 80% of the world， cinnamon production in Guangdong and Guangxi provinces accounted for more than 95% of Chinese cinnamon production. Cassia oil production produce large amounts of bark and leaf slag， it is imperative to carry on utilization of waste and has broad prospects. Now， the food contradiction between humans and animals increasingly prominent， the application of bio-fermentation feed got enough attention.With the continuous improvement of living standards， human more and more attention to health.It will have broad prospects to research a biological feed and feed additives using cinnamon slag.

Keywords cinnamon ； cinnamon leaf residues ； biological feed ； feed additive

肉桂（Cinnamomum cassia Presl）又名玉桂，為天然中藥材，至古并用于中藥、香料，肉桂皮和葉可提肉桂油，肉桂油芳香氣味獨特的，能殺菌、除臭。已廣泛應用于日化、醫藥、香料、食品、農藥化學品等領域；用作調味品、食品添加劑，有健脾胃與促進食欲的作用[1]。

我國肉桂資源豐富，世界80%以上肉桂產自中國，而我國肉桂主要產區分布在廣東、廣西兩省，產量占全國的95%以上[2]。尤其是廣西，已經成為全國最大的肉桂種植區，初步估計種植面積有13.7萬hm2左右。我國肉桂種植歷史悠久，至秦漢時期便有人開始種植肉桂。廣西自然環境優越，非常適合植物的栽培種植，再加之長期以來形成的傳統加工工藝，使得廣西肉桂色香味俱優，而受到熱捧，即可醫用藥用也可用于香料調料的制作，尤其以西江桂，東興桂最為有名，廣西桂油每年產量約在1 000 t左右，而桂皮產量超過3萬t，肉桂種植面積及桂皮產量占全國的50%以上。桂皮出口和桂油的加工出口量均占全國總量的60%以上[3]。桂油的生產產生大量的桂皮渣、桂葉渣，對其進行開發利用變廢為寶勢在必行并具有廣闊前景。

1 肉桂研究現狀

肉桂皮和葉提取物化學成分非常復雜，其中包含有很多生物活性物質如萜類、多糖類、酚類、皂苷、黃酮等，具有抗氧化、抗糖尿病、抗腫瘤、抗菌抗炎、抗高尿酸、抗哮喘等功效[1，4]，國內外學者對其進行了深入的研究和開發利用。

1.1 日用香精香料及食品

桂皮、桂油可用于香料行業，能制作成調味香料和日用香精。桂油主成分有肉桂酸、肉桂醛、醋酸桂皮脂、醋酸苯丙酯、香豆素、肉桂醇等，另含有膽堿、β-谷邕醇、原兒茶酸、鞣質、水芹烯、丁香油酚等[5]。肉桂醛具有明顯的殺滅病毒抑制病毒的作用，肉桂油因為其獨特的香味而被廣泛應用，可以與不同的精油調配成香精，用于制作香皂、香水、除臭劑等；肉桂油還可用于合成肉桂醇、苯甲醛、肉桂酸、肉桂酸脂等高檔香精，廣泛應用于香煙、餅干、糖果、飲料、化妝品、香皂、牙膏等日用及食品中[6-7]。

1.2 醫藥、保健、抗蟲、殺菌

肉桂樹全身是寶，其皮、葉、枝、花、果、根等均可入藥，肉桂產品品種很多，有板桂、桂通、煙仔桂、桂碎、桂丁，都具有良好的藥性，至古并當作珍貴藥材使用，與人參、鹿茸、燕窩齊名，并稱為“參茸燕桂”，被列四大珍貴藥材和補品，其味甘，性溫，能通經活脈，健脾燥胃，消腫利濕，發汗解肌之功能，由此可見古人對肉桂的高度評價[8]。

肉桂油在醫學上的研究一直受到國內外研究人員的廣泛關注。肉桂油可用于癌癥等疾病的臨床治療上，其對淋巴細胞增生擴散有顯著的效果[8]。有研究用老鼠做活體實驗表明，肉桂具潛在的解毒和調節功能，能有效的調節藥物、致癌物等有害物質的生理活性，從而起到抗誘變的作用[9]。肉桂醛具有顯著的抗癌作用，可改善線粒體的滲透性，能起到一定的抗癌癥作用[10]。一定濃度的肉桂提取液對克氏錐蟲的上鞭毛體形態有絕對的抑制效果，可用作抵抗克氏錐蟲化合物的新來源[11]。桂皮精油可作為一種潛在原料用于抗腫瘤藥物[12]。由肉桂醛派生物出的產物也很多，α-己基肉桂醛（HCA）是其中一種，有研究表明HCA，可用作傷口的消炎藥劑[13]。國內外關于精油抑菌性與藥用方面的研究報道亦不少，Mounia Oussalah等[14]的研究表明，植物精油具有很好的抑菌作用，其中肉桂精油能很好抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等病原菌。國內對肉桂油的藥用價值做了不少研究，袁萍等[15]的研究結果顯示，桂油對白色念珠菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有明顯的抑制作用，肉桂精油可作為一種天然的抑菌劑。肉桂中含有多種生物活性物質，研究人員從錫蘭肉桂中分離得到的5個黃酮類化合物[16]；更有報道顯示錫蘭肉桂丙酮提取物濃度具有良好的殺蟲驅蟲效果[16]。雖然肉桂已經廣泛用用于醫藥工業、食品工業和化工工業，但仍然需要加大對肉桂的研發，從而更好的利用好這一天然特色資源[7，17-18]。

2 我國肉桂資源非常豐富，而桂油的加工產生大量的廢葉，廢棄物的利用是一個值得關注的問題

我國肉桂資源非常豐富，廣西是全國最大的肉桂產區，年產桂油約1 000 t，所產生肉桂殘余枝葉（肉桂渣）約10萬t，基本廢棄或用于燃燒，造成資源浪費，而目前對肉桂殘余枝葉的研究還非常少見。

肉桂油是桂皮或桂葉通過水蒸氣蒸餾，溶劑提取或二氧化碳超臨界萃取等方法獲得的天然植物精油，是肉桂主要產品之一，也是我國主要的植物精油產品，肉桂油為淡黃色透明液體，香味濃厚，已廣泛應用于香料、食品和醫藥、日化產品和農用化學品，我國廣東、廣西自然條件優越，非常適合肉桂的生長，是我國肉桂的主產地，尤其是廣西已經成為全國最大的肉桂產區[19]，廣西肉桂也獲得了國家地理標志產品。

目前對肉桂的加工利用，以桂葉提取肉桂油為主，肉桂油以原油的形式出口，其附加值較低。桂皮的利用價值高，但主要是以原料的形式出口，作為原料價格也相對較低。而肉桂油蒸餾后的殘留枝葉大多當作燃料燃燒或者直接作為廢物遺棄，造成巨大的資源浪費，廣西年產桂油1 000 t[6]，以1%出油率推算，每年產生的肉桂殘余枝葉約10萬t，如果能對殘余枝葉進行研究利用，開發高附加值的系列新產品，帶動相關產業的技術和裝備進步，必將產生巨大的經濟、生態、社會效益。

3 研究表明肉桂殘余枝葉依然具有較大開發價值

肉葉渣中依然含有多種活性物質且具有一定的藥物作用。以肉桂渣為原料開發富含多種活性物質、健胃消食、促進食欲、提高免疫力的特色飼料添加劑，開創飼料資源的新途徑，具有重要的現實性和緊迫性。

梁秋霞的研究中，利用肉桂渣提取多糖得率達19.2%，體內抗腫瘤試驗結果表明對腫瘤有一定的抑制作用。平華等的研究表明，肉桂渣中多酚提取率可達5.04 mg/g[20]，庫永峰肉桂總黃酮提取分離分析及抗氧化活性研究中，肉桂枝葉黃酮提取率可達16.1%，肉桂渣黃酮提取率可達3.56%。

國內外對肉桂研究多關注于揮發油的提取方法、揮發油化學成分的分析檢測以及提取物中活性成分如多酚、黃酮、皂苷、多糖類等化合物抗氧化活性和藥理作用研究上，關于桂油蒸餾剩余枝葉的相關研究文獻較為少見。

肉桂原料大多用于桂油提取和藥材加工，加工剩下的肉桂殘渣都被作為廢棄物或直接作為燃料處理，不僅造成自然資源浪費和資金損失，還導致嚴重環境污染，因此重視和加大對肉桂渣的合理利用和研究顯得更為迫切。對于肉桂渣的再利用，可以從有效成分提取、生物降解兩個途徑出發。日前肉桂渣有效成分提取、分離純化、各有效成分抗氧化性、生物活性等方面的研究尚未引起國內外學者重視，但已有一些相關文獻報道。廣西大學對八角肉桂加工剩余物利用開展了研究，特別對提取桂油后的肉桂渣進行了多方面的研究，對提取的肉桂渣中的多糖、單寧多酚等活性物質進行了研究，解析各種活性物質的抗氧化性能的機理，分析其成分的結構特點，對其氧化性能進行理化分析[21-22]；張笮晦等[21]利用生物法降解轉化桂皮渣，運用光譜分析，氣相色譜、高效液相色譜儀、質譜儀等分析儀器進行分析檢測，通過對比數據優化工藝條件。

大量研究為進一步研究開發肉桂資源奠定了良好的基礎，依據肉桂的藥用特性，生物發酵桂葉渣開發的特色飼料添加劑，即能充分利用工業生產剩余物，減少浪費和污染，增加產品附加值，延伸產業鏈，又能開發健胃消食、抗病防病的飼料添加劑。

4 生物發酵飼料及添加劑優點突出得到社會各界的高度重視

當今世界綠色環保已成為主題，環境問題受到各界人事的關注，隨著生活水平的提高，人們對各類天然產品更為重視，有機食品及衍生產品必將成為未來發展的趨勢，也必將帶動人們對自然資源的合理循環利用的重視，生物發酵飼料的應用和開發隨之得到了足夠的重視，而人畜共糧矛盾的日趨突出，國家對糧食安全戰略問題的不斷重視，充分開發利用三大生物資源之一的微生物資源已成為發展畜牧業的重大課題，其中微生物發酵飼料因其具有獨特優良特性而倍受關注。

4.1 變廢為寶成本低廉

生物發酵飼料是利用微生物的作用對農林業生產剩余物進行發酵制作生物發酵飼料，全世界農林廢棄物數量巨大，以億噸級計算，如不加以利用，造成資源的巨大浪費及環境的污染，通過氨化、青貯、黃貯等這種物理、化學、生物方法對其進行處理、發酵后開發出特色的生物飼料或飼料添加劑，成本低廉，不但可以解決為廢棄物處理的問題，還可以變廢為寶。

4.2 促進動物食欲、提高飼料利用率和營養水平

發酵后的飼料具有酸香味，促進家畜的食欲。飼料經過發酵后，口感更柔和，柔軟度和膨脹度更大，更有利于動物胃腸道菌群與纖維的反應，提高粗纖維的消化率，將纖維素、蛋白質、果膠降解為更易被動物體消化吸收的小分子單糖、寡糖、活性肽、寡肽等，更容易被動物所吸收，而經過微生物菌群的作用能分泌出各種消化酶，促進食物分解，得到如維生素、氨基酸等營養物質，還能起到抑菌、增強免疫的效果，而菌體蛋白作為營養物質很容易被動物消化吸收，從而大大提高飼料的利用率和營養水平。

4.3 提高飼料耐貯性，增強動物免疫力，調節腸道菌群

發酵菌中包含許多益生菌群，這類微生物進入腸道后迅速繁殖，從而降低病原菌的繁殖能力，抑制病原菌的生長。如乳酸菌在厭氧條件下代謝產生乳酸、乙酸等有機酸不但本身為動物提供了營養，還大大降低消化道內pH[23]，當環境pH值較低時，病原菌的生長、繁殖會受到很大影響，從而起到抑制病菌生長、維持和修復腸道微生物菌群平衡，增強動物腸道免疫力和抗病能力，因為此抑制作用抑制其他微生物的生長，使得發酵飼料能長期保持。

4.4 發酵脫毒，提高飼料安全性

研究表明，發酵菌中包含許多益生菌，如乳酸菌等可抑制霉菌的生長和產毒[24]，嗜酸乳桿菌可抑制寄生曲霉的孢子萌發[25]。另外，多數情況下微生物的代謝產物可以降低飼料中毒素的含量。據報道，發酵過程中發酵菌可以有效地降低發酵棉粕中游離棉酚的含量[26]。可見，發酵飼料比未發酵飼料有害物質含量更低，對于被日益關注的食品安全問題更具意義。

4.5 肉桂發酵飼料添加劑發展前景廣闊

飼料生物技術及微生物發酵工程的發展水平是衡量國家飼料工業高科技發展程度的重要標志。隨著當前飼料行業的蓬勃發展，飼料逐步向低用藥量、低殘留發展，畜禽、水產品也漸漸邁向綠色產業革命，因此，生物飼料也必然成為大勢所趨。通過發酵技術可以消除飼料原料中的抗營養因子，增加飼料的利用效率。發酵飼料能有效地抑制消化道中的大腸桿菌、沙門氏菌及一些致病性細菌與病原體的繁殖與生長，同時又能提高動物的免疫力及抗病能力。隨著發酵技術的不斷更新和完善，發酵飼料技術在國內外得到廣泛的應用，能夠更大程度地提高動物的生產性能，動物疾病的發生率也大大減少[27]。

飼料的主要原料有玉米、豆粕、魚粉及礦物質類、維生素類、營養性和非營養性添加劑等。原料的產量直接影響原料的價格波動，部分添加劑價格非常昂貴，也直接影響了飼料價格的高低。

利用優良的菌種及生物酶、最佳的技術線路和簡便、實用的發酵設備充分降解肉桂殘渣，而肉桂本身具有預防心腦血管疾病，保護心臟，促進消化，提高免疫力，鎮痛解熱、抗菌消炎、抗腫瘤，抗氧化等多方面藥理作用和生物活性，通過發酵過程降低原料中毒素含量，提高蛋白質品質和含量，產生促生長因子，降低粗纖維含量，增加適口感和消化率，更好的釋放原料所含活性物質和營養物質。

肉桂及肉桂渣應用于飼料行業前景廣闊，更需要研究人員給與關注，在添加劑的作用機理、發酵原理、生物菌群間的協同關系，發酵條件工藝、發酵加工設備及調配方法等方面加強研究，開發出多功能、低成本、高效率的肉桂飼料添加劑。

生物飼料添加劑的添加，大大降低飼料了成本，提高了飼料的品質，而肉桂所具備的藥理作用能減少抗生素的使用，改善動物的健康水平，必將受到市場的歡迎，緩解人畜共糧的矛盾，更能充分利用肉桂蒸餾剩余枝葉，變廢為寶，帶來巨大的經濟社會生態效益。

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