杜仲对黄曲霉的抑制及在养殖中的有益作用

■ 李 强 贺建武,,* 李佑稷 田向荣 龚卫华 蓝道英

(1.吉首大学生物资源与环境科学学院，湖南吉首 416000；2.吉首大学杜仲综合利用技术国家地方联合工程实验室，湖南吉首 416000；3.吉首大学食药两用资源研究与高值化利用湖南省重点实验室，湖南吉首 416000)

黄曲霉是一种广泛分布于土壤和动植物中的腐生真菌，经空气、雨水和动植物等传播繁殖，可导致玉米和大豆等多种原料作物感染，从而引起饲料污染变质。据调查，我国大部分地区饲料存在黄曲霉污染风险[1]，从产业角度来看，如何有效遏制饲料黄曲霉污染已迫在眉睫。杜仲为隶属于杜仲科的多年生落叶乔木，具有广泛的药用价值。2013年农业农村部公布的《饲料添加剂品种目录》中将杜仲叶提取物列入了饲料添加剂。事实上，饲料中添加杜仲等药食同源中药提取物可有效抑菌抗病和增强畜禽免疫机能，且具有显著的安全性和资源优势，是我国饲料工业的一种重要替抗策略[2]。文章在阐述杜仲抑制饲料霉菌污染及杜仲活性成分对黄曲霉抑制效果的基础上，对杜仲在饲料中的有益作用进行了综述，并对未来研究方向进行了展望，以期为杜仲在饲料业的推广应用提供参考。

1 杜仲对黄曲霉的抑制作用

1.1 杜仲在饲料中的防霉效果

饲料霉变及毒素污染严重影响饲料业和养殖业的经济效益，是需解决的一项棘手问题。李本淳等[3]检测了多批不同产地的杜仲叶对黄曲霉的抑制作用，结果很好地证实了杜仲叶产品不容易受到黄曲霉毒素的污染，这说明了杜仲叶提取物中可能存在着某些抑制黄曲霉的物质。莫棣华等[4]进行了杜仲素（杜仲叶的水提取物）的防霉效果试验，结果显示，杜仲素和常见防霉剂露保细盐、霉必克的防霉效果基本相同，均极显著高于空白组，且杜仲素在高低剂量下，对试验动物的血液生理指标和机体功能均无不良影响，完全符合饲料添加剂要求。吕武兴等[5]也对比了杜仲提取物与其他化学防霉剂的防霉效果差异，结果显示杜仲提取物与化学防霉剂的保鲜效果相当，能有效防止饲料霉变。季志平等[6]的试验结果显示，杜仲叶正丁醇和水提取物对细菌以及黄曲霉、黑曲霉两种霉菌有抑制作用，其中杜仲叶乙酸乙酯提取物对细菌和霉菌的抑制效果均高于其他提取物。郭菡等[7]通过不同有机溶剂对杜仲提取物进行洗脱分离，佐证了杜仲叶不同洗脱成分对细菌和霉菌抑制效果存在差异的观点。上述研究证明了杜仲叶提取物可以满足饲料中抗生素的替代需求，并且其抑制黄曲霉的效果及安全性都符合行业和应用的需要。通过对不同溶剂提取物的抑菌效果对比来看，抑制黄曲霉活性可能并非由单一组分引起，存在多种组分的协同作用。

1.2 杜仲活性成分对黄曲霉的抑制效果

杜仲不同的活性组分或成分可能在黄曲霉抑制方面发挥着不同的功能，深入分析其中的抑制机理可以为饲料加工领域及产品研发提供理论基础。刘世会等[8]从杜仲中提取获得了一种抗真菌肽EAFP3，这种植物多肽对黄曲霉有明显抑制作用，其最小抑菌浓度为125 μg/mL。研究表明，杜仲中的醛类化合物可以通过与细胞内重要细胞器相互作用和阻止细胞壁的合成抑制黄曲霉，比如香茅醛，它可改变黄曲霉孢子中类蛋白质大分子的聚集状态，使黄曲霉孢子的细胞器和生物大分子失去正常结构和功能而凋亡[9]；此外，杜仲提取物中的香草醛能抑制细胞壁几丁质合酶和β-（1，3）葡聚糖合酶的活性，降低几丁质和葡聚糖的含量，阻止细胞壁合成，显著抑制黄曲霉孢子萌发和菌丝生长[10]。杜仲中的多酚类化合物也能通过阻止细胞壁的合成发挥对黄曲霉的抑制作用，丹皮酚以剂量依赖性方式抑制β-（1，3）葡聚糖的含量及其合酶的活性，在较高浓度时，还会导致几丁质合酶含量的降低，使黄曲霉无法合成细胞壁[11]。杜仲中的白藜芦醇通过下调黄曲霉毒素合成途径的关键基因表达来抑制黄曲霉毒素的产生[12-13]。杜仲提取物中的香草酸通过抑制线粒体呼吸作用发挥对黄曲霉的生长抑制作用[14]，其主要生理过程是活性物质进入黄曲霉细胞内，损伤线粒体等细胞器的功能，降低细胞能量代谢水平，使细胞正常生理活动受到抑制，甚至导致黄曲霉无法正常合成ATP，影响各项生理活动致使细胞衰亡[15]。以上研究揭示了杜仲提取物中的抗真菌肽、香草醛和丹皮酚等活性成分均能抑制黄曲霉生长和增殖，并且可能的抑制包括阻止细胞壁合成、抑制毒素合成基因表达、与重要细胞器相互作用和降低细胞能量代谢水平等，这些扎实的基础工作为杜仲添加剂抑制黄曲霉污染的工业设计提供了重要理论支撑。

2 杜仲在养殖中的有益作用

杜仲提取物和一些重要活性成分对于抑制黄曲霉污染是有效的，这是杜仲作为饲料添加剂的重要物质基础[16]。从养殖端来看，现有诸多的应用研究发现添加杜仲具有提高畜禽生长性能、提高畜禽品质、抑菌抗病、增强免疫功能、缓解应激反应等多种有益作用。

2.1 提高生长性能

生长性能是养殖动物在一定时间内的生长速度，是评价养殖业经济效益的一项重要指标，也是评价不同饲料配方、饲养方式和养殖环境等因素对养殖动物影响的重要依据。杜仲中的多种活性成分能有效提高畜禽生长性能，如绿原酸能促进肠道功能的发育和成熟，刺激肝细胞胆汁分泌和胆汁酸代谢，协助脂类食物的消化吸收，调节结肠挥发性脂肪酸组成和肠道菌群状态[17-18]；京尼平苷酸等环烯醚萜类化合物能促进成骨细胞的增殖，黄酮类中的山奈酚和槲皮素能促进成骨细胞生长并诱导分化，提高碱性磷酸酶含量，促进骨骼生长和成熟[19-21]。以上研究表明杜仲中的活性物质能通过促进消化器官成熟及消化液分泌来提高饲料利用率，进而提高畜禽生长性能，或通过促进内分泌调节和相关细胞的成熟发育直接发挥促生长作用。

2.2 提升畜禽品质

畜禽品质是畜禽产品营养成分和口感等多方面的综合质量评价，畜禽品质的提升可以提高产品的市场竞争力和附加值，对于养殖业的发展有重要意义。饲料中添加杜仲后的畜禽品质提高，主要体现在肉类品质和营养成分两方面。杜仲中的京尼平苷酸和绿原酸能提高可溶性胶原蛋白和总氨基酸含量，保持较高的肌纤维密度和较低的肌纤维直径，改善肌肉品质和营养价值[22-23]。段明房等[24]在肥育猪日粮添加发酵杜仲叶粉，发现能降低肥育猪粗脂肪和饱和脂肪酸含量，提高必需氨基酸和不饱和脂肪酸含量，改善猪肉品质和营养价值。在蛋鸡饲粮中添加杜仲叶粉，能提高所产鸡蛋蛋壳强度，降低胆固醇和粗脂肪含量，提高α-亚麻酸含量，改善鸡蛋品质和营养价值[25-27]。以上研究表明，杜仲能通过促进肌肉生长、提高氨基酸和微量元素含量以及降低脂肪含量等方式提高畜禽产品品质和营养成分。

2.3 抗菌、抗病毒

畜禽疫病对高度规模化、集约化的养殖业是一个重要威胁，它严重影响养殖业的经济效益和平稳发展。研究证实杜仲具有广谱抗菌活性，能有效预防畜禽疾病。杜仲中的绿原酸对嗜水气单胞菌、哈维氏弧菌和苏伯利产气单胞菌等水产养殖中的常见病原菌都有良好抑菌效果，能很好地预防水产养殖中的细菌性疾病[28]。杜仲中的桃叶珊瑚苷能抑制大肠杆菌、沙门氏菌和铜绿假单胞菌生长[29-30]；原儿茶酸和香草酸能显著抑制金黄色葡萄球菌和溶血性链球菌[31]。其中香草酸在体外抑菌试验中，能有效避免病菌产生耐药性，并通过破坏细胞壁和细胞膜的完整性，抑制金黄色葡萄球菌和霍氏肠杆菌生长[32-33]。以上研究说明杜仲对一些养殖过程中的常见病原菌具有抑制作用，能替代部分抑菌类抗生素在饲料中添加。

2.4 增强免疫功能

杜仲还具有良好的免疫调节功能，能通过刺激免疫系统，增强机体免疫力，提高预防疾病能力，也能抑制过度刺激导致的免疫细胞增殖，防止细胞耐受性被破坏。杜仲多糖作为免疫增强剂，可通过刺激免疫器官，提高巨噬细胞吞噬效率，诱导树突状细胞成熟，同时增加其表面抗原的表达，促进淋巴细胞增殖分化及细胞因子激活发挥免疫调节功能[34-36]。杜仲中的京尼平能抑制非自发性的免疫细胞过度增殖，避免过度刺激免疫系统导致的细胞耐受性被破坏，降低宿主易感风险[37]。此外，杜仲还能通过神经内分泌-免疫调节网络发挥免疫调节功能维持生理平衡[38]。总而言之，杜仲能通过增加免疫细胞数量、提高免疫球蛋白水平等方式增强免疫功能，也能通过缓解炎症反应和抑制过度免疫刺激等方式修复和预防免疫功能受损。

2.5 缓解应激反应

应激反应是机体抵御非异性因子刺激的一种生理表现，是机体对应激刺激的非特异性应答，养殖业中出现的主要有热应激、运输应激和断奶应激等。严重的应激刺激会降低畜禽的生长和生产性能，对养殖业造成巨大经济损失。郭鸣放等[39]采用杜仲和枸杞子等配伍而成的杜仲康制剂进行抗应激试验，试验表明杜仲康制剂具有明显的抗应激作用，能提高试验动物的冷、热应激存活率。雷跃[40]探究了杜仲素对雏鸡冷、热应激下的保护作用，结果表明，杜仲能有效缓解应激反应，并显著提高应激条件下的雏鸡增重量，进一步证实了杜仲的抗应激功能。Liu等[41]探究了杜仲叶提取物对羔羊运输应激状态下生长性能和肉品质的影响，结果显示，杜仲叶提取物有效缓解了羔羊的应激反应，避免了生长性能的降低，同时还改善了肉品质。冯英珍[42]的试验证明，含杜仲叶提取物的配伍组方均能有效缓解仔猪断奶应激，其中杜仲叶提取物配伍牛至油效果最好，是替代抗生素缓解仔猪断奶应激的理想产品。

3 小结与展望

饲料中黄曲霉污染问题严重威胁国家粮食质量安全和人民的身体健康。为有效遏制饲料霉菌污染，管理部门和饲料行业提倡从天然植物中寻找抗生素替代品。杜仲因其丰富的活性成分、广泛的抗菌谱和天然的安全性获得学界和行业的青睐，它能通过破坏细胞壁完整性、降低能量代谢水平和调控毒素合成基因等方式抑制黄曲霉菌丝生长、孢子萌发和毒素合成。杜仲在饲料中的添加，不仅能有效遏制黄曲霉毒素污染，还能对畜禽生长性能、免疫机能和产品品质产生有益作用。但是在饲料中添加杜仲的过程中，剂型选择、复配方式和加工方法等可能会影响最终产品的品质。因此，应当强化目前杜仲饲料添加剂在理论研究和生产应用过程中的有效衔接。研发适合不同养殖需求的产品种类或剂型；探究杜仲和其他替抗物复配的协同增效作用；开发杜仲固体或液体发酵等生物转化加工新技术；制定产品品质和安全评价标准等。可以预见，随着杜仲在饲料加工和养殖应用中的持续优化和改进，必将有力推动我国养殖业的绿色高质量发展转型，满足人民对安全健康的畜牧产品的广阔需求。