地枇杷的活性成分生物学功能及在动物生产中的应用
2023-08-06邵长芬李得发
邵长芬 李得发
(重庆旅游职业学院,重庆 409000)
地枇杷(Ficus tikoua Bur.)是桑科(Moraceae)榕属(Ficus)无花果亚属(Subgen.Ficus)匍匐木质藤本,又名野地瓜、地板藤、地瓜榕、地石榴等,在我国主要分布在贵州、湖北、广西、湖南、云南、陕西、四川、重庆、甘肃、西藏等地,国外越南、印度、老挝等地也有分布[1]。地枇杷具有较强的抗性、适应性,蛋白质、矿物质、维生素等营养成分含量均较高,目前已经对其进行了营养成分、总黄酮等化学成分、抑菌消炎、医药价值等方面的研究,发现其具有很大的开发利用价值。本文主要对地枇杷的营养成分、活性成分、提取工艺,以及在畜禽开发应用的研究成果进行归纳总结,为地枇杷在畜禽生产中的应用及产业化发展提供科学的参考依据。
1 地枇杷的活性成分
地枇杷富含蛋白质、矿物质、维生素、碳水化合物等营养成分,以及包括丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸等在内的18种氨基酸,其中缬氨酸、苏氨酸含量较高[2]。地枇杷还含有膳食纤维,可增进禽畜肠道蠕动,促进食物的消化吸收。
1.1 黄酮类
黄酮类化合物广泛存在于大部分植物体内,主要分为黄酮、黄酮醇、异黄酮和花青素等,具有消炎抑菌、抗肿瘤、调节肠道菌群、保护心血管、保护肝脏等功能,是存在于地枇杷植物体内的主要活性成分[3]。目前已分离出芹菜素、表儿茶素、柚皮素、槲皮素、芦丁、(2R,3R)-(+)-二氢槲皮素、染料木素、木犀草素、北美圣草素、猫尾草异黄酮、高山金莲花素、(+)-儿茶素等黄酮类化合物[4]。
1.2 三萜类
三萜类化合物是一种天然的化合物,主要从植物中提取,具有抗炎、抗血栓、降压、抗衰老、降血脂和抗癌等多种生物学活性[5]。地枇杷中的三萜类化合物包括α-香树脂醇乙酸酯、β-香树脂醇乙酸酯、α-香树脂酮、β-香树脂酮、β-香树脂醇、α-香树脂醇、西米杜鹃醇、β-香树脂醇、齐墩果酸、3-O-乙酰基齐墩果酸、α-香树脂醇乙酸酯[4]等。
1.3 糖类
目前已报道的从地枇杷中提取的糖类包括单糖(葡萄糖、果糖)、低聚糖(蔗糖)。杨秀群等采用高效液相色谱法(HPLC)分析地枇杷糖类物质的组成和含量,检测出地枇杷中的葡萄糖含量为12.15%,果糖含量为12.08%,蔗糖含量为22.61%[6]。
1.4 甾醇类
植物甾醇具有调节免疫力、抗氧化、降低胆固醇等功效。关永霞等采用硅胶柱色谱和Sephadex LH-20柱色谱等技术,从地枇杷乙醇提取物的石油醚萃取部分分离得到β-谷甾醇、4豆甾烯-3酮,从乙醇提取物的醋酸乙酯萃取部分分离得到胡萝卜苷[7]。杨世波等从地枇杷根的石油醚和乙酸乙酯萃取部分分得5a-豆甾-3,6-二酮、3β-羟基豆甾-5-烯-7-酮[4]。成英等从地枇杷中分离纯化出δ-5-麦角烯甾醇、豆甾、豆甾-3,5-二烯-7-酮、穿贝海绵甾醇[8]。徐蔚等从根茎的甲醇粗提物中提取得到β-豆甾醇[9]。
1.5 香豆素类
香豆素类化合物是广泛存在于药用植物中的天然化合物,具有抗氧化、抗病毒、抗肿瘤等作用。地枇杷中的香豆素类化合物主要有佛手柑内酯[9]、佛手内酯[7]、七叶内酯[10]、异佛手柑内酯、呋喃香豆精[8]、异紫花前胡苷、补骨脂素等[11]。
1.6 有机酸类
地枇杷中含有多种有机酸及其衍生物,主要包括3,4-二羟基苯甲酸、棕榈酸、邻羟基苯甲酸、香草酸[9]、香豆酸甲酯、咖啡酸甲酯[7]、对羟基苯甲酸[10]、十四酸、十六酸、十七酸、十八酸、二十酸、4-羟基苯甲酸、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸[8]、草酸﹑苹果酸﹑烟酸﹑柠檬酸和琥珀酸等[12]。
1.7 木脂素类
何芷芸等[11]采用凝胶柱色谱、硅胶柱色谱等技术进行地枇杷乙醇提取物的分离纯化,得到华中冬青素、(+)-南烛木树脂酚-3a-O-β-D-葡萄糖苷、异落叶松脂素-9-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、(+)-南烛木树脂酚-3a-O-β-D-毗喃木糖苷、ssioriside、异落叶松脂素、(7R,8S)-3,5′-二甲氧基-4′,7-环氧-8,3′-新木脂烷-5,9,9′-三醇等木脂素类化合物。
1.8 其他活性成分
地枇杷还含有少量的生物碱,如尿囊素[7];多酚类化合物,如原儿茶酸甲酯、3,4-二羟基苯甲醛[10]、3,4-二羟基苯甲酸乙酯、3,3′,4,4′-四羟基联苯[11];挥发油类化合物,如壬醛[8];酚苷类化合物,如2-乙烯基-3,5,6-三甲基-4-羟基苯-1-O-β-D-葡萄糖基(6′→1″)-β-D-吡喃木糖苷、3,4,5-三甲氧基1-O-β-D-葡萄糖基(2′→1″)-2″,4″-二羟基-3″-羟甲基呋喃戊糖苷、3,4,5-甲氧基1-O-β-D-葡萄糖苷、3,5-二甲氧基-4-羟基-苯甲酸-1-O-B-D-葡萄糖苷等[13]。
2 地枇杷生物学功能
2.1 抗氧化
机体内的氧自由基水平在机体老化及应急反应时会出现过量的失衡状态,导致机体代谢紊乱,植物中的抗氧化物质可以通过清除氧自由基来维持机体的正常代谢。地枇杷中的木脂素类化合物和多酚类化合物均具有较强的DPPH清除能力和总抗氧化能力,酚酸类化合物具有较强的总抗氧化能力[11]。杨秀群等[12]比较地枇杷不同部位酚类化合物的抗氧化活力,发现地枇杷叶、藤和果实的提取物均具有较强的ABTS、FRAP和TRPA能力,鞣花酸﹑绿原酸﹑芦丁具有较强的对Fe+的还原力和ABTS自由基清除能力,表儿茶素具有较强的对Fe+的还原力,儿茶素具有较强的总还原力。杨世波[13]使用乙醇萃取地枇杷茎分别得到石油醚、乙酸乙酯﹑二氯甲烷、正丁醇相提取物,采用DPPH、ABTS和TRPA法测定其抗氧化活性,发现地枇杷乙醇提取物,及其乙酸乙酯、正丁醇萃取物具有较强的自由基清除作用,确定正丁醇萃取物中的3种绿原酸5-O-咖啡酰奎宁酸、3-O-咖啡酰奎宁酸和4-O-咖啡酰奎宁酸具有较强的抗氧化活性。
2.2 消炎抑菌
地枇杷提取物具有消肿止痛、抑制细菌和真菌的作用。地枇杷可有效抑制志贺氏痢疾杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、表皮葡萄球菌[14]等细菌,对表皮葡萄球菌、产气肠杆菌、普通变形杆菌、宋内志贺菌、佛氏痢疾杆菌、绿脓杆菌、变形杆菌、巨大芽孢杆菌及藤黄球菌等[13]具有一定的抑菌作用。徐慧敏等[15]提取地枇杷植物中的甲醇,研究其对马铃薯晚疫病菌及黄瓜霜霉病菌的抑菌活性,结果显示,地枇杷甲醇提取物能有效抑制马铃薯晚疫病菌和黄瓜霜霉病菌,10%地枇杷甲醇提取液稀释100倍对马铃薯晚疫病菌的防效为93.82%,对黄瓜霜霉病菌的防效为85.89%。张文平等[16]采用小鼠断尾试验、建立炎症模型和醋酸扭体法,分析地枇杷抗炎、止血及阵痛效果时,发现地枇杷醇提取物及石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取物可有效抑制小鼠的耳肿胀和小鼠的扭体次数。地枇杷水煎液、醇提取物和正丁醇萃取物均可有效的缩短出血时间,而水煎液、石油醚和乙酸乙酯萃取物亦可有效缩短凝血时间。实验结果说明,地枇杷抗炎、止血镇痛效果显著,且抗炎效果优于镇痛和止血效果。
2.3 抗病毒、抗肿瘤
地枇杷具有清热利湿、抗肿瘤等活性和功效。张文平等[17]采用细胞体外抗病毒试验,研究地枇杷对呼吸道合胞病毒(RSV)、单纯疱疹病毒(HSV-1)、柯萨奇病毒(COX-B5)、肠道病毒71型(EV71)的抗病毒效果,发现地枇杷醇提物均对肠道病毒71型、单纯疱疹病毒、呼吸道合胞病毒显示出较好的效果;地枇杷醇萃取部位对柯萨奇病毒、呼吸道合胞病毒均无效,只有水部位对COX-B5和RSV有较弱的抑制效果;因此,地枇杷对单纯疱疹病毒、肠道病毒71型具有体外抗病毒活性。田民义等[18]用MTT法测定地枇杷对人前列腺癌细胞株(PC-3)、人白血病细胞株(K562)、人胃癌细胞株(A549)抑制作用,发现熊果酸对PC-3、K562和A549均具有很强的抑制作用,齐墩果酸和棕榈酸可以有效抑制PC-3和K562,佛手柑内脂对PC-3具有抑制作用,而β-香树脂醇棕榈酸酯、日耳曼醇乙酸酯对3种癌细胞株的抑制作用较弱。
2.4 其他
地枇杷全株可入药,常用于治疗感冒、咳嗽,兼具活血化瘀、固精强肾等功效,亦可用于治疗月经不调[19]等病症。钱金珠等[20]在对地枇杷抗糖尿病的作用及分子机制的研究中筛选出10个活性成分,涉及到细胞肿瘤抗原p53、雌激素受体、胰岛素受体、转录因子E2F1等39个靶点,通过调节胰岛素抵抗、2型糖尿病信号通路、胰岛素信号通路等发挥其抗糖尿病的作用。皮肤黑素可以形成皮肤颜色并保护皮肤细胞免受紫外线的损伤,酪氨酸酶活性是皮肤黑素合成的主要因素,通过激活酪氨酸酶活性,增加黑素的合成,从而达到治疗白癜风的目的。地枇杷乙醇提取物对络氨酸酶具有显著的激活作用,再用乙酸乙酯萃取,能够提取到更多的酪氨酸酶的活性成分,但当浓度超过一定量时,反而会降低对酪氨酸酶的激活作用,其中的机理目前尚不清楚[21]。
3 地枇杷在畜禽生产中的应用
3.1 饲料添加剂
地枇杷富含动物生长所需的粗蛋白、粗纤维、有机物、钙和磷等营养成分、矿物质,常作为禽畜生产中的粗饲料添加剂,可以提高畜禽的生产质量。王德凤等[22]研究发现,家畜饲料中粗蛋白质是动物的主要蛋白质来源,粗纤维可以增强胃肠道蠕动,促进食物消化,粗灰分为动物提供矿物元素;地枇杷中包含粗蛋白质7.84%、粗纤维36.10%、粗灰分10.66%、钙2.62%、磷0.14%、干物质89.07%、有机物89.34%、粗脂肪1.48%、中性洗涤纤维63.33%等营养成分。黄鼎瑞等[23]研究发现,单纯的研究饲用牧草的营养成分并不能客观合理地反映对粗饲料的品质评价,需要结合粗饲料干物质进食量和粗饲料分级指数等指标,地枇杷的干物质采食量为0.80%、粗饲料分级指数值为0.24%,较适宜作为福建省内肉羊生产的粗饲料。谢喜平等[24]研究结果显示,在南江黄羊日粮中添加地枇杷和鲜玉米秸秆等粗料可有效提高南江黄羊的总体重、净肉重和体高等指标,同时南江黄羊的肌肉含水量和苏氨酸等16种氨基酸含量也比不添加地枇杷等粗料的放牧组高。罗超维等[25]发明了一种鸡饲料添加剂,将地枇杷叶提取液、高粱叶提取液等作为饲料添加剂,加到玉米-豆粕型饲料中,能够有效增强鸡的食欲,促进其消化吸收,增加生长期鸡的体重和肌肉,并有利于提高鸡的免疫力。
3.2 中草药
地枇杷既可以作为饲料添加剂提高家畜的产量,也可以作为中药材为家畜治疗疾病。董美响[26]使用中药方剂:地枇杷根8g、酸酱草60g、大蒜150g(捣烂),水煎,一次性灌服有效治疗牛胃肠炎。翁顺太等[27]在培育清洁级獭兔期间发现了毛球病病例,为了后期能够有效的预防该病,采用3种治疗方案,发现在毛球病发病的早、中期在清洁级獭兔日粮中补充富含粗纤维的地枇杷,可增强其肠胃的蠕动,并在其次日的粪便中发现了不能消化的粗纤维和毛团,治疗效果明显,且无任何毒副作用。
3.3 牧草及修复
地枇杷具有抗性强、适应性广的特点,地枇杷具有的匍匐茎蔓纵横交错、侧生茎蔓发达,茎节繁殖能力强、触地易生须状不定根,生长速度快、覆盖程度大,对土壤要求不严,能在干旱、水湿环境中生长良好,无攀附其他植物的特性,利于其他牧草植物群落的构建。地枇杷是食草动物兔子、羊和鹅等冬季的上好饲料,具有极强的防沙固土的功效,且耐践踏,可广泛种植于羊场的边坡、沟边或林下,以减少水土流失和杂草生长。包开华[28]在研究会东县草地资源中发现,地枇杷等牧草主要分布在海拔1500~3200m的山地,平均产量野生新鲜牧草211~463kg·667m-2,可供家畜采食利用量为84.5371kg·667m-2。同时,地枇杷还具有复合重金属污染修复的能力,对铅、锌、镉、砷、汞等具有较强的耐受性,确保其可在重金属污染区生长良好,且快速覆盖,可为后期次生牧草植物群落的构建提供保障,对畜牧植物生产具有实际意义。
4 展望
地枇杷营养丰富,包括黄酮类、甾醇类、三萜类、香豆素类、木脂素类和生物碱等多种活性成分,具有抗氧化、消炎抑菌、抗病毒、抗肿瘤、抗糖尿病等多种药理作用。目前针对地枇杷的活性成分提取及鉴定方面研究较多,但是对其药理作用方面的研究还不够深入。地枇杷在禽畜生产中的应用前景广阔,有待进一步开展研究。