杜仲叶的功能及在养殖动物中的应用
2017-05-18赵帅段明房胡红伟闫凌鹏麻啸涛杨京娥党亚朋邢俊德
赵帅,段明房*,胡红伟,闫凌鹏,麻啸涛,杨京娥,党亚朋,邢俊德
(1.山西大禹生物工程股份有限公司,山西芮城 044600;
2.太原理工大学化学工程学院,太原 030024)
杜仲叶的功能及在养殖动物中的应用
赵帅1,段明房1*,胡红伟1,闫凌鹏1,麻啸涛1,杨京娥1,党亚朋1,邢俊德2
(1.山西大禹生物工程股份有限公司,山西芮城 044600;
2.太原理工大学化学工程学院,太原 030024)
杜仲叶及其发酵产物作为新型饲料添加剂,具有提高动物生产性能、增强机体免疫力、改善畜禽产品品质等多种功能。文章对杜仲叶的成分、功能、发酵后变化以及其在动物养殖中应用作以综述。
杜仲叶;饲料添加剂;动物保健
杜仲,又名思仲、思仙、木棉等,是我国特有经济树种,在我国已有2 000多年的药用历史,《本草纲目》和《神农本草经》均将其列为上品,可补中益气、强筋骨、调血压、抗肿瘤、久服轻身耐老。
一直以来,杜仲主要以皮入药。对杜仲的进一步研究表明,杜仲叶与杜仲皮中所含有效成分与药理作用相似,且杜仲叶可再生,资源丰富,因此对杜仲叶的深入研究具有重要意义[1-6]。
1 杜仲叶主要成分及功能
1.1 主要成分
随着杜仲叶资源的不断开发,有不少国内外学者对其成分进行了检测分析,发现杜仲叶与杜仲皮中的化学成分种类相似,主要含有脂肪、蛋白质、维生素、矿物质元素等常规营养成分,以及绿原酸、桃叶珊瑚苷和松脂醇二葡糖糖苷等药理活性成分,因此杜仲叶与皮主要药效类似[7-8]。
1.2 生理功能
1.2.1 对心血管系统的作用
杜仲叶被誉为纯天然无副作用的降压药物。研究表明,其中富含的松脂醇二葡萄糖苷可以通过促进血管内皮细胞释放一氧化氮(NO)并直接激活β受体,协同丁香苷等成分能作为血管紧张素和环磷酸腺苷的抑制剂,从而舒张血管,起到调节血压的作用[9-11]。杜仲叶黄酮和绿原酸具有良好的调节血脂作用,可以增加冠状动脉血流量,预防冠状动脉粥样硬化,保护心脏[12-13]。由此可见杜仲叶对心脑血管疾病的患者具有显著的辅助治疗功能。
1.2.2 对代谢性疾病的作用
代谢性疾病是指由机体代谢紊乱所引起的疾病,包括代谢障碍和代谢旺盛等。杜仲叶中的曲微酸能够调控动物体脂质的合成与分解,改善脂肪的代谢循环,因此将杜仲叶提取物用于摄入高能量食物的小鼠可以显著抑制其肥胖症的发生。此外,杜仲叶提取物还可在一定程度上加强胰岛细胞的功能,促进胰岛素分泌,从而降低血糖浓度,改善糖代谢,缓解糖尿病症[10,14]。因此,杜仲叶对代谢性疾病的作用主要源于其对相关酶、激素等物质的调控。
1.2.3 抗炎、抗微生物、抗肿瘤作用
作为传统的中药材,杜仲叶具有广泛的抗菌、消炎、抗肿瘤作用。在小鼠耳肿胀试验中,杜仲叶提取物表现出良好的抗炎作用,并对细菌和真菌都具有抑制作用[15-16]。富含的绿原酸对单纯孢疹病毒有明显的体外抑制作用,桃叶珊瑚苷不仅能显著抑制乙型肝炎病毒DNA的复制,还可以抗菌、止血、利胆、增加白血球数量[17-18]。木脂素、环烯醚萜类化合物可以显著抑癌和抗癌。由此可见,杜仲叶具有的抗菌消炎和抗癌功能与其所含的药用成分有关。
1.2.4 免疫调节作用
免疫系统是动物机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统,主要由免疫细胞、免疫器官及免疫活性物质组成。杜仲叶中含有的免疫活性物质地黄普内酯,有促进T淋巴细胞增殖分化的功能,可以增强细胞免疫。咖啡酸和儿茶素等含有糖醛酸基的物质能修复免疫器官,具有抗破坏人体免疫系统病毒(HIV)的作用,可用来预防和治疗艾滋病。黄酮类和多酚类化合物能增强刀豆素(conA)对小鼠淋巴细胞的增殖反应,显著增强巨噬细胞的吞噬能力,增加血清中溶血素等免疫活性物质的含量,从而提高机体的抗病力[19]。
1.2.5 保健作用
“健骨强筋壮腰膝,入肝补肾子母实”是古人对杜仲的赞美之词,而杜仲叶也因其相似的保健功效被越来越多的人应用于养生。杜仲叶中的原儿茶酸能够抵抗肝肾的氧化损伤,保护肝脏。用杜仲叶提取物体外培养成骨细胞,可以促进护骨素(OPG)mRNA的表达,抑制干细胞向破骨细胞方向的分化,促进成骨细胞的分化生长,从而起到抗骨质疏松的作用,其还可以诱导羊骨髓间充质干细胞向成骨细胞方向增殖,同时抑制干细胞脂肪化,改善骨质[20-21]。
另外,杜仲叶中的京尼平苷酸、桃叶珊瑚苷可以促进胶原蛋白的合成,以达到抗衰老的作用;杜仲叶含有的多糖能显著缩短蟾蜍肌肉收缩的时间,延缓肌肉疲劳的发生,起到抗疲劳的作用[22-23]。研究表明,杜仲叶浸膏可以显著对抗垂体后叶所致的子宫平滑肌强烈收缩,且减少垂体后叶所引起的流产,具有保胎作用,使流产动物数明显减少,产仔数增加[24]。因此,杜仲叶被视为补肝肾,强筋骨和安胎的保健良药。
2 发酵杜仲叶主要成分变化及发酵的作用
2.1 发酵杜仲叶成分的变化
杜仲叶发酵前后成分对比见附表。
附表 杜仲叶发酵前后成分对比
以乳酸菌发酵杜仲叶为例,发现发酵前后主要药效成分变化较小。由附表可知,水分含量显著降低,蛋白质、脂质和绿原酸等有效成分稍有降低,碳水化合物含量升高[7,25]。
2.2发酵对杜仲叶功效的影响
研究表明,乳酸菌发酵对于杜仲叶功效的影响主要体现在分解抗营养因子、促进功能成分的吸收和改善动物肠道微生态等方面。
发酵可以温和破坏杜仲叶中的组织细胞壁,使得细胞中有效成分(绿原酸等)释放出来,易于被动物体吸收、利用;分解杜仲叶中的抗营养因子,提高有效成分的利用效率,增强其保健作用,减少使用剂量,降低养殖成本;添加了有益菌,可以起到调节动物肠道菌群平衡的作用,改善肠胃功能;发酵预处理中采用蒸汽处理叶片,使叶片内部温度瞬时升高,多酚类物质充分氧化,从而减轻了杜仲叶提取液的苦涩味,提高了口感,且能杀灭杂菌,有利于各种活性成分的保留[26-27]。
2.3 发酵对杜仲胶提取的影响
杜仲叶中所含的杜仲胶也是一种重要的化工原料,但是传统的制作工艺却面临着提取困难、环境污染严重等问题。研究表明,发酵可以破坏细胞壁,有助于杜仲胶从胶囊中溶出,降低杜仲胶胶丝的提取难度[28]。相比于机械粉碎方法,更好的保证了杜仲胶胶丝的长度,提高了杜仲胶的强度,可以获得高聚合度的原生杜仲胶,且对环境无污染。
3 杜仲叶及其相关产物在动物养殖中的应用
中草药饲料添加剂可提高动物增重和提高饲料转化效率。同时饲粮添加乳酸菌也能够改善畜禽产品品质,因此杜仲叶及其发酵产物用于养殖动物有着很大的发展潜力。
3.1 鸡
近年来科研工作者在杜仲叶用于养鸡方面做了大量研究。在日粮中添加发酵杜仲叶粉0.3%饲喂海兰褐蛋鸡,能够显著提升产蛋率2.7%(P<0.05),同时蛋重提高0.6%,效果优于添加杜仲叶粉0.5%[24]。用杜仲叶粉5%作饲料添加剂喂养肉鸡,可使鸡皮中胶原蛋白含量显著增加,鸡肉的品质得到改善[28]。杜仲叶提取物0.2%添加量可降低三黄鸡肠道内容物的pH,改善其肠道微生态。在肉鸡饲料中添加杜仲叶粉1%,可以显著增加肉鸡平均日增重,提高饲料报酬,改善胴体品质,且能明显提高胸肌率、股骨长度和直径[29]。因此,杜仲叶对于鸡的生产性能以及肉、蛋产品品质具有良好的改善作用。
3.2 反刍动物
杜仲叶及其相关产物应用于牛羊等反刍动物生产中也有很好的效果。研究表明,日均摄入杜仲素20 g可改善奶牛瘤胃环境,提高氮利用率和代谢水平,并且可以保护泌乳高峰期奶牛的肝脏,提高机体免疫能力,显著降低血清中肌酐(CRE)等指标的浓度(P<0.05)[30]。在韩牛日粮中用杜仲叶替代部分稻草做试验,结果表明,3%的替换量可以增加韩牛背膘的厚度,5%的添加量可以明显减少氨气的排放,减少腹泻的发生[31]。使用干燥杜仲叶替代绵羊饲料中部分稻草,可以提高饲粮的适口性,且>3%的替换量能显著改善绵羊瘤胃发酵效率,5%的替换量还可以增加反刍动物对氮的利用率[31]。
3.3 育肥猪
杜仲叶及其相关产物用于养猪方面也颇有成效,在日粮中添加杜仲叶粉3%对提高长×大二元育肥猪的屠宰率和改善肉质方面有显著的效果,能明显增大眼肌面积,提高肌肉嫩度,降低滴水损失,增加肌肉脂肪和干物质含量[32]。杜仲叶5%添加量使得育肥猪料肉比降低,血液中白细胞含量显著降低,红细胞、血红素和血细胞压积均显著提高,背膘颜色改善明显,熟肉咀嚼度提升[33]。因此,杜仲叶能提高育肥猪增重,改善肉品质。
3.4 水产动物
关于杜仲叶及其相关产物用于水产养殖方面的实例也有很多,在鲤鱼颗粒饲料中添加杜仲叶粉5%,可促进鲤鱼生长,产量增加9.2%,成活率提高6.5%,饲料系数降低0.38[34]。湖泊环境饲养网箱青鱼时,添加杜仲叶粉7.5%可以显著提高增重率29.26%,降低饲料系数22.73%,且增加青鱼肥满度、提高免疫力。饲粮添加杜仲提取物0.15%饲喂奥尼鱼,能促进奥尼鱼生长,降低饵料系数,同时能提高其血清中球蛋白数量,增强免疫力和抗病能力。因此,杜仲叶在水产养殖中的作用主要体现在提高生产性能,增强抗病力等方面。
4 小结
杜仲叶具有保肝护肾、强筋健骨、抗菌消炎、抗肿瘤、维护心血管系统健康、防治代谢性疾病、增强机体免疫力等功能。用于养殖动物,不仅可以提高动物生产性能、改善畜禽产品品质,还能够增强机体免疫力。此外,乳酸菌发酵可以提升杜仲叶的使用效果,提高其利用效率,减少添加量,降低养殖成本,完全符合当今绿色、健康的养殖理念。因此,杜仲叶或者其发酵产物在动物养殖方面的应用有着广阔的发展前景。
[1]程志斌,葛长荣.杜仲在养殖业中的应用[J].饲料研究,2002,(2):15-16.
[2]王纪亭,雷建军,李芳,等.杜仲叶对肉鸡生产性能影响的研究[J].山东畜牧兽医,2000,5.
[3]姚红梅.杜仲提取物对彭泽鲫抗病和促生长的研究[D].湖南:湖南农业大学,2005.
[4]王建辉,贺建华,易宣,等.杜仲提取物对猪生长性能及血液指标的影响[J].饲料研究,2007,(2):1-4.
[5]孟晓林,冷向军,田雪.杜仲在动物养殖业中的研究应用[J].山西农业大学学报,2006,26(5):26-28.
[6]吕圭源,陈素红,苏洁,等.杜仲不同提取部位对肾阳虚小鼠抗氧化和抗抑郁作用的影响[J].浙江中医药大学学报,2009,33(5):729-731.
[7]张军民,高振川,张琪,等.杜仲叶及提取物营养价值和药用成分研究[J].氨基酸和生物资源,2002,24(1):1-2.
[8]刘宗林,回九珍,彭义交.杜仲叶有效成分的提取[J].食品科学, 2003,24(8):62-64.
[9]王梦华,刘颖菊,周歧新,等.杜仲叶醇提取物血管舒张作用的机制研究[J].中药药理与临床,2006,22(2):35-36.
[10]Jin X,Amitani K,Zamami Y,et al.Ameliorative effect of Eucom⁃mia ulmoides Oliv.leaves extract(ELE)on insulin resistance and abnormal perivascular innervation in fructose-drinking rats[J]. Journal of Ethnopharmacology,2010,128(3):672-678.
[11]宋昀,刘颖菊,王梦华,等.杜仲叶醇提取物对冠状动脉粥样硬化心脏病的保护作用[J].中药药理与临床,2009,25(2):77-80.
[12]左航,黄文,李天宏,等.杜仲叶中绿原酸的提取条件优化及其提取物的降血脂作用[J].林业科学,2009,45(1):158-160.
[13]刘静,濮智颖,李爱玲,等.杜仲叶黄酮降血脂及抗氧化作用的研究[J].安徽农业科学,2010,38(11):5 631-5 632.
[14]Lee M K,Kim M J,Cho S Y,et al.Hypoglycemic effect of Duzhong(Eucommia ulmoides Oliv.)leaves in streptozotocin-in⁃duced diabetic rats[J].Diabetes Research and Clinical Practice, 2005,67(1):22-28.
[15]吕锦芳,李东风,司武松,等.不同炮制法杜仲叶与杜仲皮对小鼠耳廓肿胀抑制作用的实验研究[J].中国中医药科技,2006, 13(6):399-400.
[16]季志平,苏印泉.杜仲叶提取物的抑菌活性研究[J].林产化学与工业,2008,28(1):63-66.
[17]盛卸晃,刘文谦,薛霞,等.绿原酸体外抗单纯疱疹病毒作用[J].中国天然药物,2008,6(3):232-234.
[18]袁天翊,方莲花,吕扬,等.杜仲叶的药理作用研究进展[J].中国中药杂志,2013,38(6):781-785.
[19]胡金家,王曼莹.杜仲叶提取物对体外培养的成骨细胞代谢功能调节研究[J].中国中医基础医学杂志,2001,7(4):48-51.
[20]陈伟才,罗军.杜仲叶提取物诱导羊骨髓间充质干细胞成骨及抑制其成脂肪分化[J].中国组织工程研究,2009,13(10): 1 960-1 964.
[21]Li Y,Kamo S,Metori K,et al.The promoting effect of eucommiol from Eucommiae cortex on collagen synthesis[J].Biological and Pharmaceutical Bulletin,2000,23(1):54-59.
[22]夏树林,朴晶.杜仲叶中多糖的提取及其抗疲劳作用的研究[J].安徽农业科学,2010,38(33):18 747-18 748.
[23]黄武光,曾庆卓,潘正兴,等.杜仲叶冲剂主要药效学及急性毒性研究[J].贵州医药,2000,24(6):325-326.
[24]李凤龙.发酵杜仲叶粉对蛋鸡生产性能、脂质代谢及免疫功能的影响[D].杨凌:西北农林科技大学,2015.
[25]董娟娥,马柏林,翟金兰,等.杜仲叶发酵方法研究[J].西北农林科技大学学报自然科学版,2003,31(3):155-158.
[26]董爱文.杜仲叶与红薯混合发酵产品及其制备方法:103783263A [P].2014-05-14.
[27]任钊.微生物发酵对杜仲胶提取的影响[D].杨凌:西北农林科技大学,2010.
[28]陈静,刘昌勇,杜红岩,等.杜仲叶饲料添加剂对鸡肉及鸡皮中胶原蛋白含量的影响[J].河南大学学报(医学版),2011,30(1):17-19.
[29]张梅芳.杜仲叶粉对三黄鸡生产性能和胴体品质的影响[J].中国家禽,2007,29(11):37-38.
[30]史仁煌,毛江,杜云,等.杜仲素对泌乳高峰期奶牛瘤胃发酵和血清指标的影响[J].中国畜牧杂志,2015,51(7):37-41.
[31]Kim J H,Kim Y M,Lee M D,et al.Effects of feeding eucommia ulmoides leaves substituted for rice straw on growth performance, carcass characteristics and fatty acid composition of muscle tis⁃sues of hanwoo steers[J].Journal of Animal Science and Technolo⁃gy,2005,47(6):963-974.
[32]刘孟洲,胡子朗,权群学,等.饲粮中添加杜仲叶粉对肥育猪生长和胴体肉质影响的研究[J].养猪,2016(4):5-8.
[33]马驰骋,魏天盛.添加杜仲叶对生长、肥育猪生长性能、血液及肉品质特性的影响[J].中国饲料添加剂,2009(11):42-45.
[34]胡映霞,牛爱华,童文辉.饲料中添加杜仲叶粉对网箱养殖鲤鱼效果试验初报[J].农学学报,2005(12):49-51.
Function and Application of Eucommia Ulmoides Leaves in Animal
ZHAO Shuai1,DUAN Fangming1*,HU Hongwei1,YAN Lingpeng1,MA Xiaotao1, YANG Jinge1,DANG Yapeng1,XING Junde2
(1.Shanxi Dayu Biological Engineering Co.,Ltd.,Ruicheng 044600,Shanxi China;
2.College of Chemical Engineering,Taiyuan Technology University,Taiyuan 030024,China)
As a new type of feed additive,eucommia ulmoides leaves or fermented eucommia ulmoides leaves could promote animal production performances,enhance animal immunity function and improve the products quality of livestock and poultry.This review summarized composition,function,the change after fermented and application of the eucommia ulmoides leaves in farm animals.
eucommia ulmoides leaves;feed additives;animal health
S814;S816.7
A
1001-0084(2017)03-0027-04
2017-01-23
山西省重点研发计划(201603D221026-3)
赵帅(1994-),男,山西芮城人,主要从事产品研发工作。
*通讯作者