杜仲葉的化學成分提取工藝及其在動物養殖中的應用

張文靜 徐秋燕 梁 勇

江蘇農牧科技職業學院，江蘇泰州 225300

天然藥物及其提取物普遍具有高效、安全、環保等優點，有益于動物的健康。在2020年版《中國藥典》中，杜仲皮和杜仲葉均入藥，具有補肝腎、強筋骨之效，用于治療肝不足、腰脊酸痛、筋骨無力、頭暈目眩等[1]。杜仲葉和杜仲皮中所含化學成分及其功效相類似，近年來杜仲葉作為飼料添加劑被廣泛應用于動物養殖中。本文對杜仲葉的化學成分提取工藝及其在動物養殖中應用進行綜述，以期對研制開發高效、安全、環保的飼料添加劑提供參考。

1 杜仲葉的化學成分提取工藝

杜仲葉化學成分主要有黃酮類、苯丙素類、多糖類、多酚類、環烯醚萜類、木脂素類等多種化合物及微量元素、氨基酸。為增強杜仲葉化學成分的提取效率和減少提取時間，研究人員多采用超臨界CO2萃取、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法和復合酶制劑提取法等進行提取。

1.1 黃酮類化合物的提取

李加興等[2]以6月份采摘的杜仲葉為原料，利用超臨界CO2萃取黃酮類化合物，結果表明，以乙醇為夾帶劑，控制萃取條件提取得到粗提物，再對粗提物采用石油醚進行分離純化，杜仲葉中的黃酮類化合物得率可達2.032%（W/W）。鄧佑林等[3]通過半仿生法和超聲波輔助半仿生法對杜仲葉黃酮類化合物的提取進行研究，結果表明，半仿生法提取的黃酮提取率為325.0 mg/g，超聲波輔助法提取黃酮的提取率為264.4 mg/g。杜仲葉黃酮半仿生法提取率較高，但超聲波輔助半仿生法提取時間較短。王穎等[4]用超聲－微波協同提取法、單獨微波或單獨超聲提取法對杜仲樹皮及樹葉中的黃酮類化合物進行了提取研究，結果表明，最佳提取條件下的粗黃酮得率為11.80%±0.09%。黃酮得率及抗氧化能力（以清除DPPH 自由基能力計）均顯著高于單獨法。研究發現杜仲葉中蘆丁、槲皮素、山奈酚含量明顯高于樹皮，杜仲樹葉更適用于黃酮類化合物的提取。陳書明[5]通過水解酶提取杜仲葉內成分，使用復合酶制劑提取杜仲葉黃酮，結果表明，酶制劑對提取效果影響的主次因素中蛋白酶影響最大，果膠酶影響最小；在按比例添加蛋白酶、纖維素酶等酶制劑時，杜仲葉黃酮含量為9.69 mg/g，顯著高于對照組。王柏強等[6]利用超聲波輔助酶解法提取杜仲葉中的總黃酮，結果表明，酶解法可破壞細胞壁，使更多黃酮類成分溶出。最佳工藝條件下的杜仲葉總黃酮提取率為3.80%。提取效率更高，且較傳統的提取法更加環保。

1.2 苯丙素類化合物的提取

鄧愛華等[7]為了優化杜仲葉中綠原酸的提取工藝，采用有機溶劑萃取杜仲葉中的綠原酸，研究乙醇質量分數、固液比、提取溫度、提取時間、提取次數等因素對綠原酸提取率的影響，結果表明，在一定的料液比、乙醇質量分數、提取溫度條件下，綠原酸提取率為0.873%。吳紅艷等[8]通過單因素試驗及響應面法對超聲輔助提取杜仲葉中的綠原酸的工藝條件進行優化，結果表明，利用有機溶劑甲醇，結合超聲輔助提取，綠原酸的含量達到2.529%。任小寧等[9]以杜仲葉粉為原料，通過酶法提取綠原酸進行工藝研究，結果表明，纖維素酶是提取杜仲葉中綠原酸的有效酶制劑，通過加入一定量的纖維素酶，綠原酸的得率可達52.24 mg/g。酶制劑除了可用于杜仲葉黃酮的提取，還適用于苯丙素類化合物提取，相較于傳統的溶劑提取法，有明顯優勢。

1.3 多糖類化合物的提取

雷燕妮等[10]以杜仲葉為原料，采用水提醇沉法制備杜仲葉粗多糖，經過纖維素柱層析分離可得2個組分，分別研究其體外抗氧化和抗腫瘤活性，發現杜仲葉多糖表現出良好的體外抗氧化和抑瘤活性。齊善厚等[11]利用閃式提取法對杜仲葉中的多糖進行研究，除料液比之外，還分析了提取次數、電壓對提取率的影響，結果表明，在特定的提取電壓、提取時間、提取次數條件下，杜仲葉多糖提取率可以達到3.36%。陳雪花等[12]以超聲波-協同酶法對提取杜仲葉多糖工藝條件進行優化，篩選出pH、超聲波功率和復合酶添加量影響因素，得出pH 重要性最大，復合酶添加量影響最小，研究結果表明，通過控制pH、復合酶添加量、超聲波功率、提取溫度、液料比和提取時間，杜仲葉多糖的實際得率能達到4.79%±0.02%，明顯高于傳統的水浸提法。全熙宇等[13]以杜仲葉為原料，連續采用熱水浸提、堿提取、酶水解和石油醚提取，分別得到杜仲精粉、杜仲葉多糖和杜仲膠。考察相關影響因素，結果表明，料液比和溫度對提取得率影響較大，在一定料液比和溫度下，杜仲葉中水溶性多糖得率為13.2%，堿提多糖得率為9.8%，杜仲精粉得率為8.0%，杜仲膠得率為1.86% 。提取分離方法為杜仲葉全組分的開發利用提供了參考。

1.4 多酚類化合物的提取

王翔等[14]以杜仲葉為原料，采用超聲波-微波輔助提取方法，確定杜仲葉總多酚得率的最佳提取工藝，結果表明，以乙醇作為提取溶劑，通過微波處理結合超聲波處理法，經2 次提取杜仲葉總多酚得率為8.491%，與傳統溶劑提取法相比，總多酚得率提高33.57%。李陸軍等[15]利用表面活性劑結合超聲提取法提取杜仲葉總多酚，在對工藝條件進行探究的過程中，加入表面活性劑SDS 0.1 g/L，杜仲總多酚的提取率可達到6.770%，對比不加入表面活性劑的情況下杜仲總多酚得率為5.990%。表面活性劑輔助超聲提取物的抗氧化能力相對較強。吳紅艷等[16]為充分發揮杜仲葉的應用價值，采用高壓脈沖電場輔助水酶法提取杜仲葉殘渣中不可萃取多酚，結果表明，通過調節酶用量、場強和脈沖數，不可萃取多酚的含量達到（34.961±0.052）mg/g。由于不可萃取多酚具有多種生物活性，對杜仲葉殘渣進行提取可以極大地充分利用杜仲葉資源，避免了浪費。

1.5 環烯醚萜類化合物的提取

陳玉冰等[17]以杜仲葉為原料，利用超聲波提取方法和正交試驗優選，確定了總環烯醚萜提取方法。結果表明，以乙醇作為提取溶劑，超聲提取3 次，所提取的總環烯醚萜含量最高，所需時間最短。劉俊伶等[18]采用超聲輔助法和單因素實驗，得到提取杜仲葉中的車葉草苷最佳工藝，結果表明，以乙醇作為提取溶劑，通過調整超聲時間和超聲功率，增加車葉草苷的得率。屠萬倩等[19]采用高效液相色譜（HPLC）法同時測定杜仲葉中桃葉珊瑚苷、京尼平苷酸、車葉草苷等化學成分含量，結果表明，不同加工方式的杜仲葉，化學成分含量存在一定差異。蒸制后微波干燥和發酵后烘干的杜仲葉中部分環烯醚萜苷的含量更高，推測可能與前體化合物的酶解有關。

2 杜仲葉在動物養殖中的應用

大量研究發現，將杜仲葉或杜仲葉提取物添加到動物飼糧中，能增強抗氧化力和免疫功能，改善豬、雞、魚、羊等動物的生長性能，提高日增重、宰前活重，降低料重比，改變肉質的組成成分，增加肌肉中氨基酸、蛋白質和微量元素含量，改良肉品風味，有效提高營養價值。

2.1 在豬養殖中的應用

劉孟洲等[20]對杜仲葉粉營養成分進行了測定，以杜仲葉粉替代飼糧中相同量的小麥次粉對長大二元肥育豬生長性能和胴體肉質進行測定，研究結果表明，杜仲葉粉中含粗蛋白質和粗脂肪高于一般谷物籽實，維生素C 和核黃素含量豐富，谷氨酸、天門冬氨酸和亮氨酸含量較高。3%杜仲葉粉組對提高屠宰率和改善肉質有明顯效果，能明顯增大眼肌面積，降低滴水損失，提高肌肉嫩度，增加干物質和肌內脂肪含量，但對肥育豬的日增重無明顯促進作用。段明房等[21]對仔豬飼料中添加發酵杜仲葉粉的效果進行了研究，在基礎日糧中添加發酵杜仲葉粉，試驗時間120 d，研究結果表明，在生長育肥豬日糧中添加發酵杜仲葉粉可顯著改善豬生長性能和屠宰率，提升豬肉的品質和風味。石海仁等[22]以杜仲葉作為飼料添加劑，研究其對育肥豬生長性能、胴體性狀、抗氧化能力及腸道菌群影響，結果發現，飼糧中添加一定量的杜仲葉可顯著降低腹瀉率，能提高育肥豬生長性能、胴體性狀、抗氧化能力及肉品質。彭密軍等[23]研究在斷奶仔豬飼糧中添加杜仲葉提取物、發酵杜仲葉、杜仲葉干粉對斷奶仔豬生長性能、腹瀉率、抗氧化力及免疫功能的影響，結果表明，在飼糧中添加杜仲葉提取物的效果要優于添加發酵杜仲葉或杜仲葉干粉，杜仲葉提取物能顯著改善斷奶仔豬的生長性能、抗氧化力和免疫功能，能降低腹瀉率，替代抗生素。

2.2 在雞養殖中的應用

張琳杰等[24]以產蛋型蘆花雞為研究對象，在飼糧中添加杜仲葉水提濃縮干燥物，結果表明，飼糧中添加1%、2%、3%含量時，均能在一定程度上改善雞蛋品質，但對于蛋形指數和含水量無顯著影響。陳玉敏等[25]研究在愛拔益加肉雞的飼糧中添加杜仲葉提取物對其生長性能和免疫功能的影響，結果表明，杜仲葉提取物能提高肉雞的平均日增重，降低了其料重比；杜仲葉提取物還可改善肉雞的體液免疫，顯著提高血清免疫球蛋白G 和血清免疫球蛋白M 的含量。毛亞芳等[26]以綠殼蛋雞為研究對象，在飼糧中添加不同比例杜仲葉粉，研究其對雞蛋品質、血清生化指標等方面的影響，研究發現，杜仲葉粉在蛋雞飼糧中添加水平為4%時，可顯著降低綠殼蛋雞血清中甘油三酯水平，改善肌肉品質，且顯著降低肝臟及心臟質量。呂庚鑫等[27]研究杜仲葉粉對湖北貢雞生產性能及蛋品質的影響，研究結果顯示，杜仲葉粉能夠改善湖北貢雞的生產性能和蛋品質。在日糧中添加7.5%的杜仲葉粉時日產蛋率最高，日糧中添加7.5%和10.0%的杜仲葉粉均能夠顯著提高雞蛋中蛋清蛋白質、蛋黃α-亞麻酸含量，日糧中添加5.0%和7.5%的杜仲葉粉可以顯著降低蛋黃膽固醇和蛋黃粗脂肪的含量。

2.3 在魚養殖中的應用

劉孝富等[28]以鯉和鯽為研究對象，將杜仲葉、銀杏葉微粉化，按適當比例配制，添加到基礎魚飼料中，研究其對生長率及對柱狀嗜纖維菌抗菌效果的影響，結果表明，添加2%、4%和6%杜仲葉和銀杏葉微粉魚飼料對鯉、鯽生長率均有提升，且攻毒試驗后的存活率差異顯著。孟曉林等[29]通過在飼料中添加杜仲葉及其提取物，研究其對草魚生長性能的影響，研究表明，0.15%杜仲提取物組和4%杜仲葉組，對于草魚魚種的生長具有明顯促進作用；4%杜仲葉組，對成魚的生長作用更明顯；在飼料中添加杜仲葉及其提取物均能有效提高草魚肌肉蛋白質含量，降低脂肪含量。許友卿等[30]以我國淡水養殖的青魚為研究對象，研究飼料中添加2.5%、5.0%、7.5%的杜仲葉粉對青魚生長性能及組織免疫相關基因表達的影響，結果顯示，添加7.5%杜仲葉粉組的青魚相對增重率提高29.26%（P＜0.01），飼料系數降低 22.73%（P＜0.01），且顯著增加肥滿度（P＜0.05）。結果表明添加一定劑量的杜仲葉粉可顯著促進青魚的生長，腎和肝在免疫相關基因的表達量差異明顯，以添加7.5%杜仲葉粉組的差異最為顯著。楊航等[31]將杜仲皮和杜仲葉添加到草魚飼料，研究其對草魚生長性能和膠原蛋白相關基因表達的影響，結果表明，飼料中添加杜仲皮和杜仲葉均能降低總膽固醇和甘油三酯含量，通過上調膠原蛋白合成相關基因和降低膠原蛋白分解相關基因的表達而提高肌肉膠原蛋白含量，從而提高草魚的生長性能、飼料利用和肌肉品質。解旭東等[32]通過發酵杜仲葉破碎粉、參芪粉投喂餌料魚方式，應用于鱖養殖中，結果表明，應用發酵飼料投喂餌料魚飼養鱖，在成活率、餌料系數、生長速度、肝體比等方面都有提高，其中以肝體比提升效果最為顯著。

2.4 在羊養殖中的應用

石志勇[33]通過研究杜仲葉對綿羊的消化利用狀況及生產性能的影響，闡釋其作為飼料原料的利用價值，結果表明，不同杜仲葉添加量對綿羊能量、氮的利用率有一定的提高作用，添加杜仲葉可以提高綿羊的生長性能，但對屠宰性能影響不顯著。賈少丹[34]通過研究杜仲葉在綿羊養殖中的實際應用效果，結果表明，杜仲葉可升高綿羊葡萄糖、高密度脂蛋白等水平，降低甘油三酯、低密度脂蛋白等水平，調節肝臟對脂類的代謝，能改善綿羊肉質及營養價值。楊改青等[35]在綿羊飼糧中添加10%、20%杜仲葉，研究其對營養物質消化利用、生長性能及屠宰性能的影響，結果表明，杜仲葉對飼糧營養物質消化利用的影響與其添加水平有關，低水平條件下可提高能量和氮的利用率，而高水平條件下能降低能量和氮的利用率，在一定程度上能增加綿羊的生長性能，對屠宰率也有降低作用。唐艾嘉[36]以3月齡湖羊公羔作為試驗對象，以添加杜仲葉的玉米青貯為日糧，研究添加杜仲葉的飼料對綿羊生產性能、血液指標等相關參數的影響，結果表明，添加杜仲葉對綿羊的胴體重和屠宰率影響不大，但有降低綿羊的GR 值的趨勢，從而提高瘦肉率；能顯著降低蒸煮損失，提高熟肉率，減少烹飪加工所帶來的損失，并且降低了肌肉中脂肪的沉積量，促進肌纖維發育，增加肌肉的緊實性，降低硬脂酸含量，減少羊肉膻味；能保護多不飽和脂肪酸避免氧化，且能提高EPA、順-11-二十碳烯酸和α-亞麻酸含量，有效改善營養價值。

3 小結與展望

杜仲葉化學成分主要有黃酮類、苯丙素類、多糖類、多酚類、環烯醚萜類、木脂素類等多種化合物以及微量元素、氨基酸。相較于傳統的溶劑提取法，研究人員多采用微波輔助提取法、超聲波輔助提取法和復合酶制劑提取法對杜仲葉主要成分進行提取，提取效率更高且更加環保。作為飼料添加劑，杜仲葉及其提取物被廣泛應用于動物養殖業，具有增強抗氧化能力、免疫功能，能改善豬、雞、魚、羊等動物的生長性能，提高日增重和宰前活重，降低料重比，改變肉質的組成成分，增加肌肉中氨基酸、蛋白質和微量元素的含量，改良肉品風味，能有效提高營養價值。近年來，針對杜仲葉化學成分的相關研究越來越多，但是對其生物活性成分的提取方法以及作用機理研究還不夠深入。此外，對不同種類、不同生長階段的動物，杜仲葉及其提取物的添加量、添加形式仍需進一步研究。