构树叶在畜禽生产中的研究进展
2018-03-19李兰海王自蕊游金明杨郭晓波
■李兰海 王自蕊 游金明杨 晋 郭晓波
(江西农业大学江西省动物营养重点实验室江西省营养饲料开发工程中心,江西南昌330045)
近年来,我国经济迅速发展,人们对畜禽产品的需求也在逐年增长,很大程度上推动了我国畜牧业的发展。在畜牧业不断发展壮大的同时,我国对蛋白质饲料原料的需要量也越来越大。然而,由于我国蛋白质饲料原料缺乏、依赖进口,造成养殖成本提高,制约了我国畜牧业的稳健发展。因此,积极寻找开发新的蛋白质饲料资源,提高现有蛋白质资源的利用率,是亟需解决的问题。
1 构树简介
构树(Broussonetia papyrifera)也称构桃树、楮实子、楮树、谷浆树、沙纸树、谷木等,是一种抗逆性强、易存活、分布广的桑科属直立落叶乔木。全球一共有5种构树,中国就有3种,即构树、藤构、小构树,广泛分布于我国华东、华南、西南及陕西、山西、河北、甘肃、湖北、湖南等地区[1-2]。
构树(叶、根、果实)含有大量的黄酮类化合物,种类多达40种[3]。冯卫生等[4]从构树中分离出生物碱、香豆素、木脂素、脂肪酸、挥发油等化学成分。随着研究的深入和技术的改进,构树中的化学成分被不断发现。徐小花等[5]通过对构树叶的化学成分研究,分离出了芹菜素、大斯菊苷素、牡荆苷、木犀草素、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷、7-甲氧基香豆素、东莨菪素、三十一烷醇8种新的化合物。
2 构树叶的生物学功能
2.1 抗真菌作用
构树叶提取物对热带念珠菌、白念球菌、6种皮肤癣菌、新型隐球菌、皮炎着色球菌等多种致病真菌具有显著且稳定的抑制作用[6]。构树叶提取物能够在不影响细胞膜通透性的前提下,通过抑制金黄色葡萄球菌的蛋白质的合成来抑制其生长[7]。
2.2 抗氧化作用
早期断奶仔猪因自身消化机能未完善,抗氧化物摄入不足、肠道菌群失调和神经内分泌的异常变化等导致氧化应激的产生。机体氧化还原平衡被破坏,自由基大量堆积,造成机体的氧化损伤,降低仔猪的生长性能。针对动物的氧化应激,很多学者做了相关研究[8-10]。黄酮类化合物是构树中的主要活性成分,研究发现,构树黄酮能够清除和抑制自由基,起到抗氧化的作用。吴兰芳等[9]用不同方法提取的构树提取物的抗氧化活性研究发现,构树大部分提取物均有较强的抗氧化能力。贾东辉等[3]研究表明,构树叶黄酮有一定的抗氧化能力,并且抗氧化能力随着浓度的升高而增大。可见构树黄酮具有抗氧化功能,能够缓解氧化应激。
3 构树叶的营养价值
构树叶含有丰富的粗蛋白质、粗脂肪、氨基酸、维生素、碳水化合物及微量元素。其粗蛋白含量是小麦的2倍,玉米、大米的3倍,粗脂肪含量是大米、小麦的2倍,仅低于大豆,无氮浸出物含量高于大豆。构树叶中氨基酸的种类有18种,含量达到17.5%。另外,构树的杂交品种营养成分也相当丰富。屠焰等[11]测定了杂交构树叶的常规营养成分、微量元素、氨基酸等,结果显示杂交构树叶的粗蛋白为26.1%(折算成在绝干物质中的含量为28.7%),粗脂肪含量为5.2%,钙的含量为3.4%。有研究表明,构树叶和嫩鞘在结实期干物质中营养成分为粗蛋白21.35%、粗脂肪3.69%、粗纤维37.52%、钙2.02%、总磷0.43%。周峰[12]测定构树果实、叶等不同组织的氨基酸成分发现,构树果实、叶或花序、聚合果含有7种人体必需氨基酸,氨基酸种类至少有16种以上。可见构树叶和聚合果的氨基酸种类繁多,具有深入研究利用价值的前景。
构树的不同生长阶段和不同部位的营养成分不同。7~9月中旬采集的构树叶枝条上1/3部和下1/3部叶片粗蛋白质的含量随着采集时间的推迟而逐渐减少,但在落叶前都在20%以上,属于高蛋白树叶。随着月份的增加粗纤维、钙和磷的含量呈现增加的趋势。叶片的不同部位叶片的营养成分中,枝条上1/3部分叶片的粗纤维、钙、磷含量低于下1/3部分的叶片,而粗蛋白高于下1/3部分的叶片[13]。而邹成义等[14]对冬季采集的构树叶进行营养成分分析时发现,构树叶干物质中的粗蛋白质为14.72%,与其他文献报道的20%以上不相符。这与于明等[15]的研究结果相似,即采集时间越晚,其粗蛋白含量越低。因此,应适时采集所需部位的构树叶,以充分利用其营养价值。
构树叶蛋白质含量高,是一种潜在的优质植物蛋白质饲料,但因其复杂的蛋白质结构,在单胃动物消化道不易降解,不能充分利用。构树较高的粗纤维对单胃动物营养物质的消化吸收也有一定影响。目前急需解决的问题是怎样充分利用构树资源并将其开辟成新一代植物性蛋白饲粮。研究显示,用发酵技术处理构树叶不仅能部分降解构树叶大分子蛋白和粗纤维,还能使粗蛋白和游离氨基酸含量增加,提高动物对构树叶营养物质的消化吸收,提高构树叶的使用价值[16]。
构树叶除了含有丰富的营养物质外,还含有抗营养因子——单宁。单宁影响动物消化吸收营养物质的方式主要是与饲粮中的其他物质(酶类、糖类、蛋白质、金属离子)结合产生沉淀,导致营养物质得不到充分的利用,使饲粮的营养价值降低。通过发酵处理后,构树叶的单宁含量显著下降,从发酵前的1.69%到发酵后的0.061%,下降了96.39%。即发酵处理能提高构树叶的营养成分,降低抗营养因子百分比,同时提升蛋白质等级[17]。
综合前人研究结果,构树叶能作为蛋白质饲料原料,且经发酵处理后饲喂动物,能提供更高的蛋白质和能量。
4 构树叶在畜禽上的应用
4.1 构树叶在家禽上的应用
熊罗英等[18]研究表明,在饲粮中加入发酵构树叶不仅对AA肉仔鸡的生长无不良影响,而且可以提高肌肉的系水力,降低肌肉的滴水损失和烹饪损失,提高肌肉pH值,增加IMP+HxR、肌苷酸含量,改善肉质。此外,雏鸡饲粮中添加构树叶能显著提高雏鸡空肠中IL-2 mRNA表达,并对ND和AIH5-4、AIH5-5抗体水平有一定的促进作用[16]。侯海峰等[19]研究发现,饲粮中添加1.5%和2%的构树叶能提高3~9周龄蛋鸡新城疫抗体效价,还能提高4~9周龄蛋鸡H5N1亚型(Re-4株和Re-5株)禽流感抗体水平。在蛋鸡饲粮中添加1.5%~2%构树叶可提高蛋鸡生产性能、蛋品质及血液生化指标。在产蛋末期,1.5%添加量组蛋鸡生产性能和蛋品质效果最佳[16]。研究还发现,饲粮中使用2%~6%的构树叶粉能一定程度提高良凤花鸡血清中白蛋白含量,有利于蛋白质合成[20]。综上所述,饲粮中添加构树叶能一定程度提高机体的免疫机能、抗病能力,促进畜禽生长,提高畜禽生产性能。
4.2 构树叶在猪上的应用
构树叶在猪饲养研究中,主要用在生长育肥猪饲粮中,母猪和断奶仔猪上的报道较少。构树叶是自然界中能够用来喂猪的树叶之一。很早以前,我国个体养殖户就已有用构树叶喂猪的习惯。但猪对构树叶蛋白质的消化吸收仅为20%左右,其余的都通过粪便排出,没有得到充分利用。造成极大的浪费,饲养效率极低。有研究表明,通过酶工程技术、生物工程技术对构树叶进行发酵处理,能够降解构树叶粗纤维、结构复杂的大分子蛋白,提高粗蛋白和游离氨基酸的含量。发酵后的构树叶饲粮具有独特的清香味,适口性好,蛋白质的利用率达到80%以上[21]。修武[22]研究发现,用构树叶饲喂的猪,其肉经过国家农副产品质量监督检测中心检测,不仅激素含量达到了欧盟最严格的零激素标准,而且17种氨基酸总含量高达22.31%。此外,还含有在深海鱼油等高档保健品才有的ω-3多元不饱和脂肪酸,并且含量高达3%。王永树等[23]采用全价饲粮结合自由采食构树叶的饲喂方式饲养巴马香猪,能够有效促进巴马香猪眼肌面积发育,并且每头猪的利润比完全使用全价料高20.87元。
近几年来,因处理技术的突破,构树叶主要以发酵处理后的形式加入饲粮中,替代了未经发酵就饲喂猪的方法。但发酵构树叶的添加量还没有一个统一的标准。对此,很多学者做了相关研究。
李海新[13]在饲粮中添加10%~20%的发酵构树叶研究发现,当添加量为10%~15%时,能显著提高生长猪平均日增重,添加量为10%时,可显著降低背膘厚度,提高肌肉中谷氨酸钠和游离氨基酸含量,对肉色也有一定改善作用。当发酵构树叶添加比例达到20%时,能显著降低生长育肥猪平均日增重。何国英[21]在基础饲粮中添加20%构树叶粉,测定生长猪各指标的表观消化率明显偏低。这表明饲粮中构树叶不宜添加太多,否则会阻碍营养成分的消化吸收。但夏中生等[24]试验发现,生长猪配合饲粮中构树叶粉添加量在20%左右时,对猪的采食量和生长增重无不利影响。这可能是其在配制饲粮时提高了饲粮的能量水平,增加了含硫氨基酸的含量,解决了由于构树叶粉纤维素含量较高而导致的有效能值偏低和氨基酸不平衡的问题。陶兴无等[25]研究发现,饲粮中添加20%的发酵构树叶,料重比为2.00,生长猪的日增重可达到0.74 kg。说明发酵构树叶饲喂生长育肥猪可提高其生长性能,具有良好的增重效果。
5 小结
构树叶含有较高的粗蛋白、脂肪、氨基酸和微量元素,是一种优质的可再生植物蛋白资源。构树叶经过科学的处理后,其营养成分会更高,并且更易于动物的消化吸收。此外,构树的种植不需要化肥和农药,是一种安全无公害、无污染的绿色饲粮。用构树饲养的畜禽长势快、肉质鲜美,并能节约畜禽养殖成本,提高经济效益。我国构树资源丰富,若能够合理开发利用,不仅能够解决蛋白质饲料原料的紧缺问题,而且可以提高我国畜产品出口质量。因此,在畜禽养殖中,发展构树饲粮产业具有广阔的应用前景。