發酵桑葉的生物活性物質及其在動物生產中的應用

項 軒， 馮淦熠， 郭振興， 楊林楠， 江 峰， 賀 喜， 曹 蓉

（湖南農業大學動物科學技術學院，湖南長沙 410128）

我國是桑葉的原產地，桑樹資源豐富，品種眾多，涵蓋15個桑種，4個變種，是世界上種植桑樹面積最大的國家（楊燦等，2019）。桑葉中富含生物活性物質，具有多種生物學功能，對于畜禽健康高效生產具有一定影響。在傳統的農牧養殖業中，桑葉僅作為飼喂家蠶的飼料（蔡智慧，2015），但因桑葉中蛋白質含量高，也逐漸飼料化并應用于畜禽生產中 （黃靜等，2014）。新鮮桑葉因其水分含量高，極易霉變，不宜長期保存，但經過發酵處理后，不僅可以增強其適口性，還能夠提高動物生產性能和飼料轉化率，并改善動物健康狀況。本文從桑葉的生物活性物質及其生物學功能、發酵桑葉生物活性成分變化及其在動物生產中的應用展開綜述，旨在為發酵桑葉在畜禽生產中的應用提供一定的理論依據。

1 桑葉的生物活性物質及其功能

1.1 桑葉的生物活性物質 桑葉為桑科桑屬植物桑的葉，生物活性物質組成復雜且含量豐富，主要為氨基酸、維生素、黃酮類化合物、甾醇類化合物、多糖、生物堿類和酚類化合物等（王婷婷等，2018）。桑葉性味甘、平、寒，入藥有疏散風熱，清肺潤燥，清肝明目等功效（徐建飛，2008），已經被國家衛生部歸入“藥食兩用”的品種（王芳等，2015）。桑葉中的活性物質種類及含量如表1所示。

1.2 桑葉生物活性物質的生理功能 桑葉具有多種生物活性物質，尤其所含多酚類成分居多，具有明顯的抗氧化活性（陳曉燕，2014）。近年來，關于桑葉的藥理作用、臨床作用等方面的研究都有了較多的探索，發現這些生物活性成分具有降血糖、降血脂、抗氧化、抑菌抗病毒、降血壓和抗腫瘤等多種作用，醫用價值巨大。

1.2.1 降血糖作用 《中藥大辭典》中記載 “以四氧嘧啶（ALX）性糖尿病大鼠的空腹血糖、腎上腺素高血糖的測定作指標，桑葉有抗糖尿病作用”（蘇芳華，2010）。研究證實其有效成分包括生物堿類化合物（脫氧野尻霉素及其衍生物）、黃酮類物質、多糖等（Riche 等，2017；Zhang 等，2014），其中一種特殊的生物堿，即1-DNJ，能抑制腸道內糖苷酶的活性，對降血糖有顯著作用（Ji等，2016）。王向陽等（2014）對糖尿病小鼠進行口服桑葉多糖治療，研究發現各個階段內小鼠增重均顯著高于對照組，糖尿病小鼠的血糖濃度亦下降了56.82%，說明桑葉多糖對ALX誘導的糖尿病具有良好的降血糖效應。Naowaboot等（2012）闡明了桑葉降血糖的作用機制：葡萄糖攝入增加，并增加葡萄糖轉運蛋白 4（GLUT4），將磷酸肌醇 3-激酶（PI3-K）的信號通路易位，從而起到降血糖的作用。

表1 桑葉中生物活性物質種類及含量（風干基礎）

1.2.2 降血脂作用 研究表明，桑葉提取物具有良好的降脂效應，能夠避免脂質過氧化和代謝功能紊亂，這與其富含黃酮類化合物有關 （馮淦熠等，2020）。賀燕等（2019）用桑葉水提物灌服高脂飲食的小鼠，與高脂對照組相比，小鼠的糞固醇、糞便膽汁酸和短鏈脂肪酸（SCFAs）含量都顯著提升，而血清總膽固醇（TC）和動脈粥樣硬化指數（AI）與糞便SCFAs呈極顯著負相關關系。Chan等（2013）采用高膽固醇飼料喂養白兔，研究桑葉提取物對動脈粥樣硬化的影響，結果表明桑葉提取物中的活性成分能有效降低TC、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL-C）的含量，進而起到降血脂的作用。綜上，桑葉中的活性物質可降低體內膽固醇水平，對于動脈粥樣硬化有很好的預防作用，且有利于降低血脂。

1.2.3 體外抗氧化作用 桑葉中的黃酮類化合物、超氧化物歧化酶（SOD）、多酚類化合物和多糖都具有抗衰老、清除自由基等功效（Zheng，2014；張媛，2012）。何新苗等（2018）發現，桑葉水溶性多糖對 1-1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH·）、2，2'-連氮基-雙-（3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸）、羥自由基（·OH）以及超氧陰離子自由基（O2-·）均有一定的清除能力，且在一定質量范圍（0.2～1.2 mg/mL）呈劑量關系，尤其是對·OH和O2-·有良好的抗氧化性能。Cui等（2019）分析了桑葉中不同黃酮類化合物的體外抗氧化能力，結果表明，在提取溫度為70.85℃、溶劑濃度39.30%、提取時間120.18 min、液/固比為34.60：1的條件下，桑葉黃酮對DPPH和ABTS自由基具有良好清除能力，并且總還原能力較高。沈維治等（2015）鑒定出了桑葉中的8種多酚單體化合物，通過測定其抗氧化活性后發現，含有綠原酸的組合具有抗氧化協同作用，而不含綠原酸的組合具有拮抗作用，這說明綠原酸是桑葉抗氧化的核心多酚類單體之一。綜上所述，桑葉是一種天然抗氧化劑，其主要機制是清除自由基，其中對·OH和O2-·的清除能力最強，桑葉作為抗氧化藥物具有廣闊的開發應用價值。

1.2.4 其他作用 楊燕等 （2010）從長穗桑的95%乙醇提取物中分離得到了4個Diels-Alder型加合物、2個查耳酮類化合物和4個黃酮類化合物，篩選發現有3個Diels-Alder型加合物對人體腫瘤細胞具有抑制作用。Jeong等（2015）研究表明，桑葉水提取物顯著降低了白細胞介素1β（IL-1β）誘導的一氧化氮和前列腺素E2（PGE2）的產生，減少了基質金屬蛋白酶-1（MMP-1）在人軟骨細胞的誘導釋放和一氧化氮合酶（iNOS）和環氧合酶-2（COX-2）的表達，表明桑葉具有一定的抗炎作用。桑葉中生物活性物質作用非常廣泛，大量的研究證明其除了以上的生理作用外，還具有護肝、抗焦慮、抗多巴胺、免疫調節、抑制黑色素等藥理作用（賴玲林等，2016）。

2 發酵對桑葉生物活性物質的影響

桑葉具有豐富的營養成分和大量特有的生物活性物質，作為優質畜禽飼料，可鮮喂也可以曬干、粉碎再與其他飼料配合飼用。但由于其粗纖維含量較高且含有植酸、單寧等抗營養因子，大量飼喂將會影響動物生長發育及健康。通過微生物發酵處理可減少抗營養因子含量，優化生物活性物質，使得桑葉的營養組成更加合理安全，畜禽更加喜食。由于發酵菌種、菌種配伍、提取溶劑等多種因素相互作用，桑葉中的多種活性物質發生了一系列氧化、聚合、偶聯等反應，影響其生物轉化作用，從而使活性物質的含量發生相應的變化。桑葉發酵后生物活性物質含量變化如表2所示。

3 發酵桑葉在動物生產中的應用

將不同形式的桑葉（如鮮桑葉、桑葉粉、青貯桑葉等）添加在飼糧中飼喂不同動物，能極大地促進動物產品品質、動物健康和養殖環境等方面的改善。添加一定劑量的發酵桑葉可促進動物生長發育、增加日增重、降低料肉比、減少飼料成本等。

3.1 發酵桑葉在豬生產中的應用 在豬日糧中添加適量的發酵桑葉可使豬被毛柔順光亮、皮膚有彈性、背腰平直及臀部肌肉豐滿，提高肉品質。此外，還可提高日增重，降低采食量、料肉比和飼養成本。丁鵬等（2018）用9%的發酵桑葉粉替代等量基礎日糧飼喂寧鄉花豬發現，料重比、平均背膘厚和血清膽固醇含量顯著降低，肉品質提高。李棟棟等 （2017）通過向斷奶仔豬基礎日糧中添加2%和4%的發酵桑葉發現，采食量、料肉比顯著降低，日增重增加，不僅能有效改善生產性能，而且每千克增重的飼料成本可減少1.67～2.29元。Zhang等（2016）研究表明，向生長育肥豬日糧中添加15%發酵桑葉，能夠顯著增加日增重，提高生產性能。此外，肌內脂肪和不飽和脂肪酸顯著增加，平均背膘厚和飽和脂肪酸顯著降低，對肉品質有極大改善作用。

3.2 發酵桑葉在牛生產中的應用 發酵桑葉對于牛的生長發育有一定的改善效果，并且能夠有效地降低飼喂成本，緩解飼料資源緊缺的問題。崔振亮等（2011）給本地黃牛公牛和（利木贊×福州牛）雜交母牛飼喂添加青貯桑葉的日糧發現，不同添加水平對瘤胃細菌區系結構影響差異不顯著，但牛的品種可顯著影響瘤胃細菌區系結構及其多樣性。李昊幫等（2019）在湘西黃牛×利木贊雜交F1代公牛飼糧中分別添加10%、20%、30%的發酵桑葉，發現其屠宰性能、肌肉嫩度以及肌肉中的風味氨基酸和脂肪酸有所提升，且對肉色沉積沒有影響，其中添加30%處理組的肌肉中必需氨基酸評分與聯合國糧農組織的理想模式更接近。Zhou等（2014）研究表明，用8%青貯桑葉替代肉牛日糧中玉米谷物和棉籽粉，對其生長性能和肉品質影響差異不顯著，但可減少瘤胃揮發性脂肪酸（VFA）濃度和肌內脂肪含量。肖建忠等（2019）發現，發酵桑葉添加量高達35%，對新晃黃牛脂質代謝影響不顯著，但可提高其生長性能、屠宰性能和肉品質，增強機體免疫力。

3.3 發酵桑葉在雞生產中的應用 在肉雞日糧中添加適量發酵桑葉可以降低血脂含量、增強機體免疫力并提高體內抗氧化能力，對肉品質有一定的改善作用，而且能夠提高乳酸菌數量，促進腸道健康。鄺哲師等（2016）探究發酵桑葉對胡須雞盲腸菌群的影響發現，發酵桑葉粉可降低飼料pH，為腸道提供良好的生存環境，同時產生有機酸抑制有害菌生長繁殖，顯著增加盲腸乳酸菌數量，降低大腸桿菌數量。黃靜（2017）等在胡須雞日糧中添加5%、10%和20%的發酵桑葉粉發現，生長性能顯著提高，其中添加20%發酵桑葉粉能夠顯著提高血清總蛋白（TP）和球蛋白（GLO）含量，降低血清TC和TG含量，并能增強血清總抗氧化能力（T-AOC）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的活性。為了進一步明確發酵桑葉對胡須雞的影響，該學者又進行了后續研究，發現將3%發酵桑葉粉添加到日糧中可在一定程度上提高其生長性能和肉品質，但對屠宰性能無顯著影響（黃靜等，2017）。張金龍等（2017）發現在羅斯308白羽肉雞日糧中添加2%發酵桑葉粉可顯著提高日增重、采食量和42日齡腿肌率，對生長性能和屠宰性能有很好的的改善作用。

3.4 發酵桑葉在水產動物生產中的應用 適量地添加發酵桑葉能夠調控魚類的血糖和血脂，有利于肝臟的發育，并且對魚生長發育沒有不良影響，但因為桑葉消化率低，添加過量反而會抑制生長。趙鵬飛等 （2016）發現，向基礎日糧中添加10%的發酵桑葉可以降低大口黑鱸的血脂和血糖水平，并且能夠顯著提高血清中的SOD、過氧化氫酶（CAT）的活性和CAT/SOD比值，增強其體內抗氧化能力。沈黃冕等（2016）在高脂羅非魚飼料中添加7.5%和15%的發酵桑葉發現，最終體重顯著提高，且能顯著降低TC、LDL-C含量和TC/高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）比值，此外還能顯著提高SOD、CAT活性以及CAT/SOD比值，降低血清丙二醛（MDA）含量、肝脂含量和肝臟指數。高勝男等（2017）通過在雜交鱧高脂飼料中添加7.5%和15%發酵桑葉發現，7.5%的添加量對雜交鱧生長沒有影響，而15%的添加量會抑制其生長，但更有利于調節機體的脂肪代謝。

4 展望

我國具有豐富的桑葉資源，桑葉中的生物活性物質種類和含量也十分豐富，具有廣泛的生物學功能。但青鮮桑葉中含有多種抗營養因子，影響動物對營養物質的消化吸收。而發酵桑葉可減少抗營養因子的含量并增加粗蛋白質等多種營養物質的含量，不僅可促進動物生長發育等性能，改善桑葉適口性，還可以減少飼料成本等問題，提高經濟效益，具有廣泛的應用和發展意義。發酵桑葉雖然具有良好的飼用功效，在動物生產中得到廣泛應用，但仍存在毒素超標、霉菌污染、飼料效果不穩定、發酵菌來源和發酵工藝復雜、拮抗等問題。因此，對于發酵菌種的選擇、菌種間的互作和發酵工藝的優化有待進一步研究。