桑叶在动物饲料中的应用现状研究
2022-03-26罗竹星李游山
罗竹星,魏 梦,王 圆,李游山
(陕西理工大学生物科学与工程学院,陕西 汉中 723001)
1 桑叶的营养成分
桑树属桑科桑属落叶性乔木或灌木, 是一种药食同源植物。 桑叶富含蛋白质、矿物质、脂肪酸和微量元素等,赖氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸等动物生长所需的氨基酸含量, 占总氨基酸含量的一半以上。 桑叶营养成分[1]见表1。
表1 桑叶营养成分 单位:%
2 桑叶在家畜饲料中的应用现状
2.1 猪饲料
随着人们生活水平的提升和膳食结构的改变,对猪肉的风味和质量有了更高的要求。桑叶因其丰富的蛋白质、良好的适口性、产量大和成本低等诸多优势成为动物饲粮添加剂的优质资源。 将4%的桑叶粉添加到育肥猪的饲料中,体重、平均日增重、屠宰体重和胴体产肉率均增加,料重比显著降低,且猪肉的失水率、剪切力降低,谷氨酰胺、甘氨酸和丙氨酸等氨基酸含量显著升高[2]。杨刚[3]在育肥猪的饲料中添加6%桑叶粉得到了相似的结论。有研究发现,在育肥猪饲料中添食15%的桑叶,猪肉的抗氧化能力显著提高,但育肥猪平均日增重显著降低、料重比显著升高[4]。造成这种差异的原因可能是桑树的品种和成熟度以及育肥猪的健康状况不同。 权群学等[5]研究发现,日粮中添加桑叶,不仅猪肉中氨基酸总量、必需氨基酸和鲜味氨基酸(丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸)含量显著增加,而且猪肉中维生素和蛋白质含量呈升高的趋势。血液生化指标、 免疫参数和肠道菌群的结构反映了动物的健康状况和营养物质的吸收情况。 断奶仔猪日粮中添食桑叶, 仔猪腹泻的发生率显著减少、肠道菌群被优化、血液中免疫球蛋白的浓度提高, 这表明饲料中添加桑叶可提高仔猪的抗氧化能力和抗病能力[6]。 李玉荣[7]研究报道,在保育猪的饲料中添加5%的新鲜桑叶, 猪群的腹泻率降低,血清中尿素氮含量提高,血糖和总胆固醇含量降低,因此,桑叶作为饲料添加剂能一定程度上改善猪的生长性能、提高猪肉品质和抗腹泻能力。
2.2 兔饲料
母兔产活仔数和断奶仔兔数是影响母兔经济效益的两大重要参数。母兔补食新鲜桑叶,血清中的Leptin 基因表达水平上升,产仔周期缩短,产活仔数和断奶仔兔数分别提高了14.97%和17.31%,胆固醇和甘油三酯含量显著减少, 增强了肝脏功能,有利于促进母兔健康、提高繁殖力和子代的健康状况。 桑叶中丰富的蛋白质能更好供应母兔妊娠期和哺乳期所需的营养, 提高了产后母兔的繁殖性能[8]。 新西兰白兔饲料中添加一定量的桑叶对其采食量无明显影响,但日增重和屠宰率升高,料重比显著降低,血清中血糖、总胆固醇和尿素氮等浓度明显降低,肌肉中肌苷酸、粗蛋白含量升高[9]。 王崇洲等[10]研究发现,在肉兔日粮中添加15%的桑叶,全净膛和半净膛率显著提高、肌肉中脂肪、蛋白质、风味氨基酸等含量显著升高,肉色红度、亮度和肌肉pH 值显著升高。综上所述,桑叶作为兔饲料添加剂改善了酮体特性、 繁殖能力和抗病能力,提高了兔肉风味和营养价值。
2.3 牛饲料
单胃哺乳动物直接吸收食物中的营养物质,而反刍动物是先大量进食,使食物在瘤胃中浸泡、发酵,一段时间后将食物返回口中再次进行咀嚼,所以瘤胃中微生物的蛋白质、 多糖和矿物原料的充足和瘤胃微生态环境的稳定对反刍动物生长发育至关重要。
饲料中添加桑叶颗粒能使肉牛采食量增加,瘤胃pH 值和温度保持稳定, 瘤胃中的活菌总数、淀粉水解菌、蛋白水解菌和纤维素分解菌富集,从而有效改善了瘤胃生态。粗蛋白、干物质消化率和总摄入量低、矿物质缺乏等都是反刍动物利用稻草型饲料时遇到的问题[11]。瘤胃NH3-N 浓度与饲粮蛋白水平呈线性相关, 在肉牛饲粮中添加桑叶粉, 随着桑叶粉添加量的增加, 补食组肉牛瘤胃NH3-N 和血液尿素氮浓度呈线性上升趋势, 肉牛对干物质、粗蛋白和纤维等的表观消化率升高,总挥发性脂肪酸和乙酸/丙酸值等表现出升高的趋势[12]。许赢苹[13]研究表明,添食新鲜桑叶能提高湘西黄牛的采食量, 促进生长, 同时血清中的葡萄糖、丙二醛和总胆固醇的浓度降低,调节动物血糖和抗氧化能力。 新晃黄牛日粮中添加30%的发酵桑叶,眼肌面积和pH 值显著降低,肌肉剪切力显著下降,屠宰率提高,抗氧化的重要指标如丙二醛浓度和过氧化氢酶活力等显著变化, 说明桑叶可改善肉牛的肉质和机体免疫功能[14]。 吴配全等[15]研究发现,日粮中添加10%~20%发酵桑叶,育肥牛的生长性能和血液生化指标等没有显著变化,但育肥牛每增重1 kg, 饲料成本降低0.29~0.49元。 综上所述,桑叶粉可作为提高肉牛瘤胃发酵、营养物质消化率,并改善反刍动物产品品质,降低养殖成本的蛋白质来源。
牛奶是人类补充蛋白质的重要来源。 研究表明,生长激素通过分配脂肪组织和肌肉中的营养物质,促进流向乳腺的血流,增加采食量,减少全身氨基酸氧化和尿氮损失刺激产奶量[16]。 缓解氧化应激和增加代谢激素的分泌,可协同对水牛的抗氧化状态、 营养代谢和产奶性能产生积极影响。 在日粮中添加桑叶粉,泌乳水牛的氧化应激标志物丙二醛水平降低,生长激素、催乳素和甲状腺素等激素的分泌增加,日产奶量,乳汁中蛋白质和脂肪含量显著升高[17]。 种公牛在添食适量的桑叶后,鲜精和冻精活力、顶体完整率显著提高,且精子畸形率极显著降低,精液品质得到了明显提升[18]。
2.4 羊饲料
桑叶替代野生黑麦干草饲养绵羊, 对其日增重和饲料转化效率等生长指标无负面影响, 但干物质、有机物和纤维表观消化率显著提高,肌肉品质也有明显改善[19]。 肉羊的产肉力及羊肉品质和风味是影响肉羊经济效益的主要因素。研究发现,在肉羊饲粮中添加桑叶可提高背腰最长肌多不饱和脂肪酸、呈味氨基酸和肌苷酸含量,降低羊肉膻味,提高熟肉率和嫩度,肌肉色泽鲜红、有光泽,羊肉中蛋白质和脂肪等营养物质含量也有明显的提升,同时,肉羊的屠宰率、日增重、眼肌面积、胴体脂肪等生长性能以及抗氧化能力和免疫力有不同程度的增强[20]。以上研究结果说明,桑叶作为羊饲料具有提高营养物质消化率以及改善羊肉肉质等作用。
桑叶可作为反刍动物的蛋白质补充剂。 山羊在添食桑叶后,产奶量增加了0.9%,羊奶中蛋白质和脂肪含量分别提高到36.75%和4.9%[21]。哺乳期母羊的产奶量随着饲粮中桑叶含量的增加而增加,此外,与干草型饲料相比,使用干草和桑叶或单独使用桑叶均提升了乳脂和尿素含量[22]。
3 桑叶在家禽饲料中的应用现状
3.1 鸡饲料
桑叶已被证实可作为家禽饲料的替代蛋白质来源,并含有β-胡萝卜素,可改善鸡的产蛋量和蛋黄颜色。将10%桑叶添加到蛋鸡的日粮中,蛋鸡采食量和产蛋量增加,蛋黄颜色为深黄色,蛋壳的外观品质无明显改变,蛋壳厚度降低,说明桑叶对提升鸡蛋的品质有积极作用[23]。 在产蛋期海兰灰蛋鸡饲粮中添食桑叶, 产蛋率和料蛋比没有显著改变,但次品鸡蛋量显著降低,鸡蛋在贮藏过程中哈夫单位的降低得以缓解[24]。张雷等[25]研究报道,海兰灰蛋鸡添食桑叶后,蛋黄色泽、胆固醇含量、全蛋蛋白质和哈夫单位都显著优于对照组。 桑叶中富含的黄酮类化合物有降低血糖、血脂,改善糖尿病的功能[26]。 鸡蛋中总胆固醇含量的降低可能与桑叶中黄酮类化合物有关。
在1 日龄雏鸡的饲料中添加桑叶, 可提高干物质消化率,并提升粗蛋白、淀粉等营养物质的消化吸收率,显著降低料重比,进而改善生长性能;同时,肉鸡胸肌产量提高,胸肌和大腿肌的剪切力减少,大腿肌肉中的呈味氨基酸、多不饱和脂肪酸和必需脂肪酸含量升高,从而提高鸡肉的鲜香味[27]。但李海威等[28]在“麒麟”肉鸡的饲料中添加3%的桑叶后, 在平均日增重和料重比方面得到了相悖的结论,可能是由于鸡的品种不同。在肉鸡饲料中添加3%桑叶,肌肉在4 ℃可保存10 d,硫代巴比妥酸反应物质和挥发性碱性氮含量显著降低,有助于改善鸡肉的贮藏性[29]。 桑叶替代部分肉鸡饲料,对肉鸡的采食量、生长性能和死亡率无明显影响,发育期和生长期养鸡成本分别降低24.82%和26.09%[30]。罗斯308 白羽肉鸡母雏日粮中添加2%发酵桑叶粉, 肉鸡体重和采食量显著提高,42 日龄肉鸡心、肝、肾等器官相对重量显著降低,空肠和回肠绒毛的高度显著升高,此外,十二指肠、回肠、空肠的隐窝深度增加,改善了肠道形态结构,促进营养物质的吸收[31]。总之,在鸡饲料中添食桑叶有利于促进营养物质的消化吸收, 改善鸡肉风味和鸡蛋品质,提升肉蛋鸡养殖的经济效益。
3.2 鹅饲料
扬州鹅的基础饲料中添加不同比例的桑叶粉,桑叶添加量不超过2%时,可一定程度上增加胸肌厚度,降低血液胆固醇和甘油三酯浓度,但随着桑叶用量的增加, 饲料中营养物质的利用率呈降低趋势,料重比提高,仔鹅的半净膛率、腹脂率和肝脏质量有所下降, 说明桑叶添加量有一定局限性[32]。 皖西白鹅添食4%桑叶后,平均日采食量极显著降低,料重比极显著升高,但其屠宰性能如半净膛率、 血液中谷草转氨酶和总胆固醇的含量等有明显改善[33]。钱忠瑶等[34]研究发现,皖西白鹅添食4%桑叶后, 利用16S rDNA 测序方法分析其肠道菌的种群组成发现, 肠道菌群丰度和多样性降低,影响皖西白鹅对营养物质的消化吸收,从而造成体重增速下降, 具体表现为厚壁菌门相对丰度极显著降低,鹅的能量摄入不足;拟杆菌门相对丰度显著提高,加快了鹅的能量消耗,两者共同作用对鹅的生长造成了不利影响。因此,桑叶对鹅来说,适口性不佳,过量添加会对生长性能造成一定的负面影响,但对屠宰性能有一定改善作用。
4 桑叶在鱼饲料中的应用现状
大口黑鲈的高淀粉饲料中添加桑叶后, 生长速率和蛋白质效率显著高于对照组,血糖、总胆固醇含量和丙氨酸转氨酶活性显著降低, 肝脏中超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性显著升高, 丙二醛浓度显著降低, 说明桑叶通过影响炎症和氧化应激反应减轻肝脏损伤, 提高大口黑鲈的生长性能和免疫力, 为桑叶作为抗高淀粉性肝病药物的开发提供了理论依据[35]。 在罗非鱼的日粮中添加10%不同来源的桑叶,对其生长无不良影响,可提高罗非鱼的胴体率,改善肌肉品质,降低血脂水平[36]。 在草鱼的饲料中添加10%的桑叶可以通过提高肌肉硬度, 减少脂肪积累和肌纤维直径改善肌肉质量,但对其生长性能有一定负面影响[37]。在草鱼饲粮中添加7.5%的发酵桑叶时, 生长率、增重率和饲料转化率最大,血清中总胆固醇、谷草转氨酶、 谷丙转氨酶等含量显著减少, 表明添食7.5%的发酵桑叶对草鱼的生长和营养物质利用无不良影响,且有益于脂质代谢和肝脏保护[38]。周东来等[39]研究发现,草鱼饲粮中添加低于20%的桑叶粉不会影响生长性能, 且肌肉中蛋白质、 肌苷酸、风味氨基酸和不饱和脂肪酸的含量显著提高,从而改善肉质风味。 这种差异可能是由于桑叶中存在一些抗营养因子如单宁、植酸,而这些抗营养因子会抑制动物的采食, 但通过发酵可以降低这些抗营养因子的含量。 将桑叶添加到大鲵的日粮中发现,大鲵补体C4、免疫球蛋白M 和免疫球蛋白G 含量显著提高, 表明添食桑叶可提高大鲵的免疫功能[40]。 大鲵添食桑叶能一定程度上提高胃肠道消化吸收能力,提升生长性能,肠道抗氧化能力和免疫能力,改善肠道微生物多样性,促进肠道发育[41]。
5 桑叶在其他动物饲料中的应用现状
黄粉虫(Tenebrio molitor)是鞘翅目拟步行科粉甲属昆虫,除了饲用价值和食用价值,还具有环保价值。 将7.5%桑叶添加到黄粉虫日粮中,黄粉虫幼虫体重和粗蛋白含量显著提高, 粗脂肪含量降低;饲料中添加不超过25%的桑叶粉,可促进黄粉虫幼虫体重增长和缩短生长周期, 但桑叶粉添加量超过25%会抑制其生长发育[42]。
在小鼠的饲料中添加桑叶, 使体内脂类代谢得以改善,物质代谢相关酶如淀粉酶等活性增强。桑叶添加量达到20%时, 成年小鼠的体重增长会减缓,为低脂产品的研发提供了新思路[43]。
6 小结与展望
在当前优质牧草资源严重短缺, 饲料价格上涨的背景下,将桑叶作为新型的饲料资源,不仅能提高利用率,还能提升蚕桑体系的综合经济效益。桑叶含有多种营养成分及活性物质, 可以改善动物的生长性能、提高免疫功能、提升肉品质、降低饲养成本,但由于桑叶中存在单宁、植酸等抗营养因子,所以过量添加会抑制动物采食,降低动物生长性能。通过发酵、蒸煮等能一定程度上降低豆科作物中的单宁、植酸等抗营养因子含量,但如何降低或消除桑叶中的抗营养因子, 将桑叶更好地应用于动物饲料需要进一步深入探究。