红芸豆α-淀粉酶抑制剂和中草药组合饲料的应用价值

薛士科，冯 利

（河北工业职业技术学院，河北石家庄 050091）

为了面对饲用抗生素禁用后的严峻形势，推进新型饲料资源的开发和利用，本文综述了杂粮作物红芸豆的特点及其营养价值，以及其中的活性物质α-淀粉酶抑制剂的特点，并通过检索到的相关文献探讨了红芸豆α-淀粉酶抑制剂和中草药组合饲料在实际生产中的应用价值。

1 红芸豆的特点及营养价值

芸豆原产于美洲大陆，属于蝶形花科菜豆属植物，约在16世纪末引入我国，目前是我国一类比较重要的小杂粮（陈振家等，2009）。芸豆根据种皮颜色可分为红芸豆、白芸豆、黑芸豆等多个品种，具有耐干旱耐贫瘠、适应性强、生育期短等特点，在我国很多省市都有种植。红芸豆产量高，价格便宜，常以原料的形式大量出口，以红芸豆淀粉为原料的各种食品生产也在不断增长，进一步提高了红芸豆的经济价值。此外，据中医药本记载，芸豆性温、味略甘平，是一种具有滋补效果的食物（赵蓉等，2008），近些年的研究表明，红芸豆具有降血糖、润肺消肿、提高人体免疫力的效果，逐渐得到人们的认可（冯源，2019；杜双奎等，2012）。

红芸豆的主要营养成分是淀粉，含量在45%左右，蛋白含量约为22%、脂肪含量在3%左右（陈晓萌，2015）。此外，红芸豆的铁、钙、B族维生素都比较丰富，特别适合低血钾症患者、心脏病患者食用，是比较难得的高钾、低钠、高镁食物（王竹怡等，2014）。红芸豆还含有许多活性成分，如花色苷和皂苷，具有一定的抗炎作用，对关节炎患者有缓解疼痛的效果（陈晓萌，2015）；红芸豆中含有的植物凝集素、尿素酶、球蛋白等活性成分能激活淋巴细胞，提高人体免疫力和抗病力（吴叶，2008）。

红芸豆通常作为原料出口，能增加外汇，提高农民收入。市场上的红芸豆除了直接食用外，通过不同的淀粉提取工艺还可制成豆馅、豆沙、豆粉、豆酥等产品。除此以外，目前还有对红芸豆的深加工利用研究，主要集中在植物凝集素和α-淀粉酶抑制剂上。植物凝集素是一类糖蛋白，能特异性识别细胞表面的糖类，在自然界广泛存在，能促进哺乳动物的红血球凝集，促进白细胞的有丝分裂；α-淀粉酶抑制剂作为一种具有抑制淀粉酶活性的物质，可以降低人的血糖和血脂，具有预防和治疗糖尿病、肥胖症的效果（张佰鹏等，2008）。研究表明，α-淀粉酶抑制剂的活性受其来源影响，从红芸豆提取的α-淀粉酶抑制剂活性要优于其他农作物，如大麦、小麦、花生、高粱等，因此其利用前景值得期待。

2 α-淀粉酶抑制剂的特点

作为一种糖苷水解酶抑制剂，α-淀粉酶抑制剂主要在动物肠道内发挥作用，它能直接抑制淀粉酶的活性，降低食入淀粉或其他碳水化合物的消化吸收。α-淀粉酶抑制剂还有一个优点，它能选择性地减少碳水化合物的摄取，但却不影响其他营养物质的消化吸收，具有降糖减脂的作用，在人类临床上常常可以用来预防和治疗高血糖、糖尿病、高血脂等疾病（吕凤霞等，2002）。

天然存在的α-淀粉酶抑制剂一般认为有3种类型：（1）由微生物产生的非蛋白类物质，主要为含有生物胺的碳水化合物；（2）微生物产生的多肽；（3）从谷物、豆类及其他高等植物中提取的大分子蛋白类物质（吕凤霞等，2002）。α-淀粉酶抑制剂的化学本质一般是碳水化合物、多肽、蛋白质等有机化合物，它们通过与淀粉酶结合形成复合体，从而导致淀粉酶失活。

以往研究认为，α-淀粉酶抑制剂并不直接影响机体的胰岛素水平，只能通过降糖作用对糖尿病患者起到辅助疗效，但近些年来的研究表明，长期高血糖是糖尿病患者脏器器官损伤最主要的原因，因此，α-淀粉酶抑制剂对糖尿病患者的意义就显而易见了（颜纯，2003）。此外，作为一种有效的减糖物质，α-淀粉酶抑制剂还减少体内糖向脂肪的转化，增加机体脂肪消耗，在人类健康及减肥减脂领域具有巨大的前景。此外，α-淀粉酶抑制剂在高等植物可以作为抗虫基因应用，通过基因工程技术将α-淀粉酶抑制剂基因在高等植物中表达，其产生的α-淀粉酶抑制剂的蛋白分子被昆虫食用后能抑制昆虫消化道内的α-淀粉酶活性，使淀粉及其他碳水化合物难以水解消化，从而阻断昆虫主要的能量来源；同时，抑制淀粉酶活性形成的复合物对昆虫消化道也是一种刺激，会引起昆虫的厌食反应，导致昆虫发育不良或死亡，从而起到抗虫效果。

3 中草药在饲料应用中的价值

中草药是我国传统医学的重要宝藏，经过漫长的历史发展，我国劳动人民积累了众多的有效药方，它们对人类的许多疾病起到很好的疗效。中草药作为补充添加剂在动物生产中也常有应用，并具有一定的效果。在目前饲料禁抗大环境下，中草药作为潜在的抗生素替代品，其作用和效果又重新得到了畜牧工作者的重视。

作为具有潜力的抗生素替代品，中草药主要具有以下几方面的优势：（1）中草药来源于天然植物，许多原本就是人或动物的食物，其成分安全，极易被机体吸收利用，具有无残留、不产生抗药性、不污染环境的“三不”特点，与抗生素、生物激素等相比具有极大的优势，是一种前景广阔、潜力巨大的饲料添加剂；（2）中草药种类繁多，经过不同的配伍组合会产生更多的复合中草药添加剂，能根据畜禽的生长环境、生长阶段、生产水平及营养需求等多个方面综合考虑对“症”添加，不仅可以起到提高动物抵抗力防病力的效果，还有较好的促生长效果；（3）我国中草药资源丰富，来源广泛，各地区可以因地制宜，在中医理论和现代营养理论的指导下，优先采用本地区资源丰富的中草药品种，既可以降低成本，又可以达到相应的效果（王毅恒，2013）。

中药草在饲料应用中的效果主要归因于以下几个方面：（1）营养作用，中草药作为天然植物，都含有比较丰富的营养成分，如氨基酸、维生素、矿物质、微量元素等，虽然有些含量不高，但却是动物健康生长所必需的养分；（2）中草药中一般都含有生物活性物质，如多糖、黄酮、甙类、生物碱等，这些生物活性因子可以增强机体免疫力和抗病力，从而促进动物生长，此外，部分中草药还具有抑制或杀灭病原微生物的作用；（3）中草药虽然不是激素，但有些中草药具有类似激素的作用，合理运用可以有效减少外源激素对动物的毒副作用（刘珊珊，2018）。

4 红芸豆α-淀粉酶抑制剂和中草药的组合应用

该试验主要研究了红芸豆α-淀粉酶抑制剂与中草药配伍使用的效果，通过添加炒决明子和山楂后，该配方对小鼠具有比较好的减肥降脂，降低血糖的效果。该试验对开发人类保健品、功能性食品具有很好的指导意义，但关于红芸豆、α-淀粉酶抑制剂及中草药在动物生产上的组合应用我们还期待更多有价值的研究。孙瑶等（2015）将44只小鼠分为4组，对照组小鼠饲喂正常日粮，试验组小鼠分别饲喂50%的高脂饲料，并在此基础上添加不同比例的红芸豆α-淀粉酶抑制剂和中草药成分（炒决明子、山楂、丹参、豆丹），结果显示，即使是饲喂高脂饲料的小鼠，通过添加红芸豆α-淀粉酶抑制剂配伍中草药，小鼠的体重对比正常日粮组仍有所降低。与小鼠肝功能相关的指标（如谷草转氨酶、谷丙转氨酶、总蛋白等），添加红芸豆α-淀粉酶抑制剂抑制剂配伍中草药组试验小鼠相比对照组都有明显的降低。此外，与对照组相比，试验组小鼠血球比水平明显升高，但血糖水平显著降低。同时与对照组相比，试验组小鼠血清高密度脂蛋白明显升高，甘油三酯和血清总胆固醇含量明显降低。研究人员认为，该试验结果除了红芸豆α-淀粉酶抑制剂的作用效果外，配伍的炒决明子、山楂、丹参、豆渣中的活性物质（如黄酮类物质、丹参素、花色苷、植物甾醇）对小鼠血糖和血脂的调节作用也不容小觑。因此，科学合理地配伍中草药制剂能更好地发挥α-淀粉酶抑制剂的效果。