沙棘枝叶的营养价值及其在畜禽生产中的应用
2018-12-27李苗苗
李苗苗,曹 阳
(黑龙江八一农垦大学动物科技学院,黑龙江大庆163319)
沙棘(Hippophaehamnoides L.)为胡颓子科沙棘属植物,具有耐干旱、抗风沙、水土保持能力强的能力,主要种植于我国西北、西南、华北等地区(刘川等,2014),总面积达1800万亩(张程慧等,2017)。沙棘的果实因入药具有健胃消食、活血化瘀、降低胆固醇、增强免疫力 (Suryakumar等,2011;Prakash 等,2005)之功效,多被应用于医疗保健行业进行深度加工(Lindstedt等,2014)。其枝叶大部分被随意丢弃,不仅严重浪费资源,对环境造成的污染也极其严重(秦莉等,2012)。近年来,随着畜牧业的大力发展,饲料资源的严重匮乏以及研究者对沙棘的深入研究,沙棘枝叶已逐步应用于饲料行业和畜禽生产中,并展现出较好的饲养价值(Chen等,2002)。本文将重点对沙棘枝叶的营养价值及其在畜禽生产上的应用效果进行综述,为沙棘枝叶深度开发与利用提供参考价值。
1 沙棘枝叶的化学组成
沙棘枝叶的化学组成较为复杂,其营养成分和含量受地理位置、海拔高度、温度、光照、降雨量等多种因素的影响(苏锦松等,2017)。
沙棘枝叶常规化学成分与4种常用优质牧草进行常规营养成分分析,结果显示沙棘枝叶中粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维等营养成分含量相对较高,其中粗蛋白质含量高于白花草木犀、红三叶和白三叶(表 1)。
表1 沙棘枝叶与4种优良饲草常规营养成分含量对比(风干基础)%
沙棘枝叶主要氨基酸和沙棘果渣的主要氨基酸进行分析,结果显示沙棘枝叶与玉米籽实和苜蓿干草相比赖氨酸含量相对较高,蛋氨酸含量也相对高于玉米籽实和豌豆籽粉,苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸的含量都高于玉米籽实和苜蓿干草 (表2)(何乃久,1990)。秦莉等(2013)对沙棘枝叶不同部位氨基酸含量测定发现,其含7种人体必需氨基酸、2种半必需氨基酸、8种非必需氨基酸;氨基酸含量在不同沙棘部位存在差异,沙棘叶>枝叶混合>小枝>中枝>大杆;同时显示在各品种间沙棘总氨基酸量和必需氨基酸量存在较大差异,小果沙棘叶和枝叶混合总氨基酸含量分别为159.61、92.27 mg/g,而雄性沙棘叶和枝叶混合含量分别为117.48、91.00 mg/g;小果沙棘叶所含必需氨基酸为60.80 mg/g,枝叶混合中为34.14 mg/g,而雄性沙棘叶中必需氨基酸分别为43.86 mg/g,枝叶混合中为32.57 mg/g。
表2 沙棘枝叶和沙棘果与3种优质饲草主要氨基酸含量对比 %
刘安典等(2001)在陕西省5个地区取沙棘枝叶进行主要维生素和主要微量元素含量分析,发现5个地区沙棘枝叶样品中主要微量元素铜含量5.32~19.17 mg/kg, 铁含量357.67~734.93 mg/kg,锌含量 15.19~495.53 mg/kg,锰含量 79.24~113.67 mg/kg,镁含量 1246.49 ~ 2044.41 mg/kg,硒含量1.37~3.76 mg/kg,砷含量1.00~1.63 mg/kg;主要维生素胡萝卜素含量139.1~266.3 mg/kg,维生素C含量106.7~856.0 mg/kg,维生素E含量294.17~ 881.13 mg/kg。
研究表明沙棘枝叶中不但化学组分多样,其生物学活性物质也较为丰富,主要有黄酮类、萜类及甾体类,还存在挥发油类、糖类和酚类等化合物(祁生贵等,2011)。
2 沙棘枝叶的营养价值与保健功能
黄酮类化合物在植物中广泛存在,沙棘枝叶中黄酮类化合物主要的生物学活性物质是槲皮素、异鼠李素、山奈酚、儿素、芦丁和杨梅素等(Ma,2016)。 秦莉等(2013)对 4 种沙棘枝和叶总黄酮含量的比较研究,发现沙棘枝叶混合物中黄酮类化合物含量较高,可以作为黄酮提取的原料进行开发与利用。研究表明,100 g风干沙棘枝叶中黄酮类化合物的含量为310~1238 mg(平均值792 mg)(苏本山等,2013)。
2.1 抗氧化、延迟衰老的功能 黄酮类化合物兼有亲水性和亲脂性,其含有酚羟基的槲皮素对超氧阴离子和羟自由基展现出较强的清除能力,进一步研究表明槲皮素可与铁离子络合进而阻止羟基自由基合成,通过影响金属离子的体内平衡,改变细胞的氧化状态(黄群等,2017)。焦杨等(2015)对沙棘枝叶和浆果黄酮抗氧化活性进行比较,发现其对超氧阴离子和羟自由基的清除能力没有明显差异,但对亚硝酸盐的抑制和Fe3+的还原浆果黄酮优于枝叶黄酮。
2.2 调节血脂作用 采用沙棘叶总黄酮胶囊饲喂试验性高脂血症大鼠,发现沙棘叶总黄酮胶囊各剂量组大鼠血清中总胆固醇、甘油三酯及低密度脂蛋白水平均低于高脂模型对照组大鼠;血清中高密度脂蛋白水平明显高于高脂模型对照组大鼠。结果证实沙棘叶总黄酮胶囊具有明显的调节血脂作用。
2.3 抗菌抗炎活性 张益娜等(2008)对沙棘叶总黄酮的抑菌效果进行试验,结果显示沙棘叶总黄酮能抑制金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌的生长,且呈现出时间和剂量的依赖性。Ganju等(2005)对沙棘叶抗炎活性进行评估,发现沙棘提取物以剂量依赖性方式显著减少炎症反应。Jing等(2016)对采用沙棘油及橄榄油预处理的小鼠进行全身X射线照射处理,发现沙棘油处理能显著减少炎症反应及肠道损伤,提高放射存活性。
2.4 润肠通便作用 康天济等(2012)以沙棘叶水提取液灌胃小鼠,以十二指肠收缩强度为指标,观察对肠道平滑肌收缩的影响,发现沙棘叶水提取液可明显增加小鼠胃排空的速率,增强离体十二指肠收缩强度,表明沙棘叶有促进动物食物消化的作用。
3 沙棘枝叶在畜禽生产方面的开发利用
3.1 家禽 沙棘枝叶营养物质相对丰富,特别是生物活性物质,在禽类的促生长和产品品质方面展现出良好的效果。不仅能提高肉鸡的活体重、降低料重比、改善肉品质,还能提高蛋鸡的产蛋量和蛋品质,同时在免疫性能方面也展现出较好的应用价值(Ramasamy 等,2010)。
赵伟等(2012)在基础日粮中添加0.1%沙棘枝叶黄酮检测肉鸡的生长性能和胴体品质,发现沙棘的添加能在不影响生长性能及腹泻率的前提下降低日采食量并提高腿肌肌内脂肪含量和屠宰率,从而改善了胴体品质及风味。陈鑫等(2010)通过在肉鸡饲粮中添加不同浓度沙棘叶总黄酮检测肉鸡饲粮中钙磷利用率和胫骨发育状况,发现沙棘叶总黄酮对饲料钙磷利用率及骨质改善均有积极作用。郑伟等(2015)通过在肉鸡基础日粮中添加3%的沙棘叶或0.05%的沙棘叶黄酮检测生长性能、屠宰性能和血液生化指标,发现添加组都能提高肉鸡的日增重,显著降低腹脂率,对机体的屠宰性能和生化指标无显著影响。卢庆萍等(2006)在罗曼商品蛋鸡基础日粮中添加0.5%、1%、2%和4%的沙棘提取物,发现蛋黄罗氏比色扇值、蛋黄颜色的红值和黄值、蛋黄类胡萝卜素含量显著提高,蛋黄亮值、蛋黄胆固醇含量显著降低;结果表明沙棘提取物对蛋鸡生产性能有提高的趋势,对鸡蛋比重、蛋形指数和哈夫单位无明显影响。Kalia等(2018)以平均海拔3500 m以上低温低压地区生长的肉鸡为观察对象,在基础日粮中添加沙棘提取物,发现沙棘添加组具有更低的腹水和球虫病发病率及更好的生理指标和净收益。
沙棘含有较高的粗蛋白质,适宜作为动物的蛋白质饲料,但因其粗纤维含量较高,不宜在单胃动物中过多的添加,沙棘枝叶混合饲喂时应以沙棘叶为主,添加量为0.5%~2%时均有调高家禽生长性能和生产性能的效果,其中2%添加量效果更加明显。
3.2 猪 在断奶仔猪基础日粮中添加沙棘枝叶,能提高活体重、日增重以及饲料转化率,降低料肉比,减少饲喂时间,提高出栏速度,同时还能改善猪肉品质。
王建国等(1989)在断奶仔猪日粮中添加沙棘叶和果核渣,发现添加后活体重提高13.04%~21.27%,饲料转化率提高1.83%~7.60%;表明其可促进仔猪的生长,提高仔猪对饲料的消化吸收能力,促进饲料的转化。杨应栋(2009)在生长育肥猪的基础日粮中添加0.5%、1%、2%的沙棘果渣提取物研究增重效果及使用方法,结果表明添加沙棘果渣提取物能提高活体重,提高生产性能,并对肉质特征有明显影响,且机体抗病能力得到很大的增强。张志宏等(2009)在28日龄仔猪基础日粮中添加0.1%沙棘枝叶提取物,发现能显著提高猪眼肌面积,降低肌内脂和背膘厚含量;结果表明在断奶仔猪日粮中添加沙棘提取物可通过影响脂肪Leptin mRNA表达量及血清中Leptin水平,改变与肉质的相关系数,来改善育肥猪肉质特性。
在断奶仔猪方面,沙棘枝叶混合时也以沙棘叶为主,且添加量在1%时,展现出较好的效果,添加量达到2%及其以上时,反而起到负作用。
3.3 羊 沙棘枝叶可以作为反刍动物的粗饲料,含有丰富的粗蛋白质,能够提高奶山羊的产奶量、肉羊的活体重,降低料重比,提高机体免疫力。
郭福存等(1990)在奶山羊基础日粮中添加沙棘叶和沙棘果肉渣观察对泌乳性能的影响,试验结果表明,沙棘叶和沙棘果肉渣可使奶山羊的产奶量、饲料转化率和经济效益分别提高3.82%~6.88%、4.55% ~8.04%和1.27% ~13.39%;经乳汁成分分析,奶的食用价值与常奶相同。刘艳丰等(2014)以2.5%、5.0%、7.5%三个水平的沙棘嫩枝叶等量替换绵羊基础日粮中的麦秸,结果显示沙棘嫩枝叶组绵羊平均日增重和瘤胃液中挥发性脂肪酸浓度具有很大的提高,氨态氮浓度降低,同时血清 CD4、IL-1、IL-2、γ-IFN 浓度提高;综合考虑,沙棘嫩枝叶在绵羊饲粮中以5.0%~7.5%添加较为适宜。刘艳丰等(2016)在绵羊的基础日粮中添加0.25%的沙棘叶黄酮后发现瘤胃食糜乙酸、丙酸、丁酸和挥发性脂肪酸显著高于对照组,CD4、IL-1、IL-2和 γ-INF 的浓度显著高于对照组;由此可以得出,在绵羊日粮中添加沙棘叶黄酮可以提高绵羊蛋白质的合成水平,调节脂类代谢水平,提高细胞因子的含量,增强机体免疫力。
在反刍动物方面,由于反刍动物能高效的利用粗纤维,添加沙棘枝叶混合物时可以以枝干为主,适宜添加量为5.0%~7.5%,可以较好的提升奶山羊的生产性能和肉羊的生长性能。
3.4 牛 目前关于沙棘枝叶在奶牛和肉牛的应用方面报道较少,理论上沙棘枝叶添加于奶牛和肉牛基础日粮中也可以提高生产性能和生长性能(Singh 等,2005)。
郭腾飞等(2016)通过对荷斯坦奶牛饲喂混合1.5 kg/d和3.0 kg/d沙棘枝叶的日粮,研究其对产奶性能、血清生化指标及健康状况的影响,结果显示饲喂沙棘混合日粮可显著提高乳脂率、总乳固形物比例;对牛乳的乳蛋白率、乳蛋白产量、乳糖率、非脂乳固体等指标无显著影响;对奶牛血清葡萄糖、血清总甘油三酯、总胆固醇、乳酸脱氢酶和乳酸含量无显著性影响。
4 存在的问题及发展趋势
沙棘枝叶在动物饲料原料方面的研究虽取得了一定的进展,但要充分发挥沙棘枝叶的价值,还需要进一步的深入发掘。
4.1 化学组成 沙棘枝叶的化学组成和结构十分复杂,且受多种因素的影响,有待采用先进的分析技术准确检测不同品种、地区、环境条件下新鲜枝叶和风干枝叶的营养物质、生物活性物质含量,建立沙棘枝叶化学组成数据库,为沙棘的优质生产提供参考数据。
4.2 营养价值 沙棘枝叶已经利用多年,但其饲喂不同动物具体的营养价值还需要系统开展动物试验去评估,准确测定沙棘枝叶对各种动物的营养表观消化率,有效能以及有效养分含量,建立标准的营养价值数据库。
4.3 纤维利用 沙棘枝叶的粗纤维含量较高,瘤胃和肠道菌群对粗纤维的利用关系到沙棘枝叶的营养价值和饲喂价值。然而,目前关于沙棘枝叶中粗纤维的结构、组成以及对肠道菌群和代谢的调控机制还缺乏系统、深入的研究。
4.4 生物活性物质 沙棘枝叶中含有大量的黄酮类化合物,具有多种特殊的生物学功能。需要进一步对黄酮类化合物提取、浓缩、纯化、分类,开展大量试验评估各类化合物对动物健康、生长发育、肠道微生物以及畜产品品质的影响,以确定黄酮类化合物中何种成分具有较高的效果,为沙棘枝叶的进一步深入开发提供理论基础。
4.5 饲用价值和饲用技术 不同存在形式和加工方式的沙棘枝叶产品在畜禽上的适宜饲喂量、饲喂方式、添加效应以及经济生态效益还需要进一步的试验证明,以期构建科学合理的饲养添加方案。
5 小结
随着饲料工业的发展和科技的进步,沙棘枝叶作为饲料原料利用方面存在的问题必将得到全面解决,其营养和生物学活性价值在畜禽生产过程中必将会得到更加充分的发挥。