苜蓿生物活性物质在动物上的应用

左晓昕，姚丹丹，占今舜，赵国琦(扬州大学动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009)

苜蓿生物活性物质在动物上的应用

左晓昕，姚丹丹，占今舜，赵国琦
(扬州大学动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009)

苜蓿中含有许多生物活性物质，能够显著影响动物的生长性能、繁殖机能和免疫功能，有些活性物质还可以作为人的保健品使用。本文主要介绍苜蓿皂苷、苜蓿多糖、苜蓿黄酮的生物学功能以及国内外学者对苜蓿中活性成分研究的最新成果。苜蓿中活性物质可以作为动物的饲料添加剂使用，一定剂量的苜蓿活性物质可以提高动物体内的淋巴细胞水平，增加免疫力；提高谷胱甘肽过氧化物酶的活性，抑制丙二醛的水平，具有抗氧化功能；增加动物的生产性能和繁殖性能。

苜蓿皂苷；苜蓿多糖；苜蓿黄酮

苜蓿(Medicagosativa)属于一年或多年生豆科草本植物，是一种重要的饲料作物。苜蓿作为一种优质牧草其蛋白质含量丰富，在干物质中苜蓿粗蛋白的含量是羊草(Leymuschinensis)的2.3倍，其消化率是羊草的3.2倍[1]。苜蓿中维生素种类齐全，维生素A和维生素E的含量最多，其中β-胡萝卜素具有改善动物产品色泽的作用[2]；苜蓿中含有丰富的矿物质，其中钾、铁、钙的含量较高；另外，还含有动物生长发育所需的必需氨基酸、未知生长因子和微量元素。在中国，苜蓿种植面积广泛，从20世纪90年代的133万hm2发展到目前的300万hm2[3]，是目前种植面积最大的豆科牧草之一。苜蓿主要以青干草、草粉、青贮料的形式饲喂动物，目前有很多研究发现，苜蓿中含有许多活性物质，这些从苜蓿中提取的活性物质不仅可以缓解动物饲料资源匮乏的问题，还能预防传染病的发生，提高动物的抵抗力[4-5]。

1 苜蓿皂苷

皂苷是苷类的一种，由于它的水溶液在震荡时会产生泡沫，像肥皂一样，因此称为皂苷。苜蓿皂苷是从苜蓿中提取出来的生物活性物质，由含糖化合物的羟基或非含糖化合物的羟基经缩醛链脱水缩合而成的环状缩醛物，是五环三萜烯类化合物[6]。有研究发现国内苜蓿品种的平均总皂苷含量为2.22%，不同的苜蓿品种之间皂苷的含量有差异，同一品种不同部位的皂苷含量也存在差异[7]。苜蓿根部皂苷的含量多于其他部位，其中根部的总皂苷占干物质含量的2.43%，而地上部分仅占干物质的1.49[8]。 Bialy等[9]报道苜蓿根部含有24种皂苷，它们是由很多单体皂苷形成的复合物。

1.1 苜蓿皂苷的生物学功能

溶血是皂苷的主要功能特性，主要通过和红细胞里面的胆固醇结合形成稳定的络合物而产生溶血作用。皂苷还能与膜胆甾醇 、蛋白质和磷脂结合，形成具有不同稳定性的产物。还发现低浓度注射苜蓿皂苷水溶液即产生溶血作用，口服给予不会产生溶血作用[10]。在检测苜蓿总皂苷的毒性和突变性发现，小鼠口服苜蓿皂苷后会产生较低毒性，但不会影响小鼠的健康状况[11]；皂苷可以显著影响动物体内的脂肪代谢，具有抑制动物体内总胆固醇的增加，提高脂蛋白脂肪酶(LPL)和肝甘油三酯脂酶(HTGL)的活性等作用。苜蓿皂苷还具有防止发生动脉粥样硬化的功能，是调节血脂水平和保护心血管的保健品[12-13]；苜蓿皂苷具有抗氧化功能，能够保护动物免受脂质过氧化物的损伤，主要通过提高谷胱甘肽过氧化物酶的活性，抑制丙二醛水平,皂苷中含有三萜皂苷，由于三萜皂苷具有微弱的抗致病菌的功能，皂苷也能抗菌消炎[14]；苜蓿皂苷具有免疫功能，能够提高动物体内免疫球蛋白M(IgM)的含量，促进禽类免疫器官法氏囊和脾脏增生，提高中枢系统和外周系统的免疫力。苜蓿皂苷还会影响动物的生产性能。

1.2 苜蓿皂苷在动物上的应用

1.2.1 苜蓿皂苷在鸡上的应用 苜蓿皂苷能够显著降低鸡蛋中的胆固醇水平。给海兰褐商品蛋鸡的玉米—豆粕型饲粮中添加不同水平的苜蓿皂苷，发现添加30 mg·kg-1的苜蓿皂苷组的蛋黄胆固醇浓度与不添加苜蓿皂苷的对照组相比差异显著(P<0.05),在血清中胆固醇的浓度极显著低于对照组(P<0.01)[15]。Zhou等[16]和Fan等[17]也发现饲喂苜蓿皂苷可以降低鸡蛋中的胆固醇水平。苜蓿皂苷还能提高蛋鸡的生产性能。在添加一定剂量的苜蓿皂苷后，海兰褐商品蛋鸡的产蛋率、蛋重增加，虽然饲料消耗量增加，但是料蛋比下降，以添加60 mg·kg-1的苜蓿皂苷对蛋鸡脂肪代谢、胆固醇和生产性能影响效果最佳[15]。还发现60 mg·kg-1的苜蓿皂苷能够显著增加盲肠中双歧杆菌的含量，而大肠杆菌的含量显著降低，故改善了蛋鸡肠道微生物内环境[18]，还能降低粪中钙磷和氨气的含量，提高饲料的利用率。由此可以看出，目前发现的苜蓿皂苷在蛋鸡上的主要功能是降低蛋鸡体内的胆固醇水平，提高蛋鸡的生产性能以及改善肠道内环境。

1.2.2 苜蓿皂苷在猪上的应用 苜蓿皂苷可以提高猪(Susscrofa)的生长性能和抗氧化能力，促进猪对碳水化合物的吸收利用。研究发现随着苜蓿皂苷添加量的增加仔猪的平均日增重呈线性上升[19-21]，对育肥猪而言，在饲粮中添加苜蓿皂苷可以提高肥育猪生长性能，但是高剂量的苜蓿皂苷会抑制肥育猪的生长[22]，苜蓿皂苷还具有抗氧化功能，可以提高断奶仔猪中的血清、肝脏和肌肉中谷胱甘肽过氧化物酶的活性[19-20]，也可以提高育肥猪的抗氧化能力[22]。血浆中的总胆同醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯是反映动物机体内脂类代谢情况的指标。随着苜蓿皂苷的增加，试验猪血浆中的总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和甘油三酯提高，能够提高对碳水化合物的吸收利用率[23-24]。

1.2.3 苜蓿皂苷在羊上的应用 苜蓿皂苷主要作用于反刍动物的瘤胃。其对羊草在绵羊(Ovisaries)瘤胃内降解有显著影响，当苜蓿皂苷的添加量在8 g·d-1时，对羊草中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的降解率最高[25]。苜蓿皂苷可以调节瘤胃内环境，当添加量在一定水平(8 g·d-1)时，可以减少瘤胃内原虫数，调整瘤胃微生物区系，提高降解纤维型细菌的数量和纤维降解率[25]。苜蓿皂苷也会影响山羊(Capraaegagrushircus)的瘤胃细菌发酵，1%～3%的苜蓿皂苷可以显著降低瘤胃细菌发酵液的pH，提高总挥发性脂肪酸和氨态氮的浓度，但对微生物蛋白浓度并没有产生显著影响[26]。苜蓿皂苷还能维持绵羊体内的氮平衡，提高绵羊的生产性能，可以显著提高绵羊日增重，但是不同性别增重效果不同，雌性的日增重低于雄性[25](表1)。

表1 苜蓿皂苷生物学功能和在动物上的利用(以鸡为例)Table 1 Biological function and application on animal of alfalfa saponins (take chicken as example)

2 苜蓿多糖

苜蓿多糖是从苜蓿中提取的水溶性非淀粉酸性植物多糖。苜蓿多糖的组成成分是葡萄糖、甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸和另外一种未知的单糖，不包含蛋白质和淀粉。由于影响苜蓿多糖提取率的因素很多，苜蓿多糖提取率范围波动较大，最新研究指出用微波辅助提取苜蓿多糖效果较好，并提出在最适条件下，苜蓿多糖的提取量可高达49.362 mg·kg-1[27]。苜蓿多糖能够调节机体的生理活动，给动物提供维持正常生命活动所需的能量，活性多糖还具有增强免疫、防止动脉发生粥样硬化、预防高胆固醇和抗感染的作用。此外苜蓿多糖与云芝多糖和香菇多糖一样没有毒性，可以作为添加剂和保健品放心使用[28]。

2.1 苜蓿多糖的生物学功能

苜蓿多糖是一种生物免疫调节物质，能够通过抑制HIV病毒逆转录酶的活性，阻止病毒反转录整合形成DNA拷贝并通过细胞内的酶消灭病毒RNA；通过NH4HCO3溶液洗脱后得到的4种不同组分的苜蓿多糖对HIV的逆转录酶活性存在显著差异，不同组分的苜蓿多糖其吸光度越大，对HIV逆转录病毒的抑制活性越强[29]；苜蓿多糖还能通过抑制蛋白酶的活性来抑制传染病，由于蛋白酶失活的作用，蛋白多聚体无法水解，抑制了病毒的成熟从而阻止传染病的发生；苜蓿多糖也可以通过增加淋巴细胞的含量，提高淋巴细胞产生抗体的能力从而增强动物的免疫力[30]。

2.2 苜蓿多糖在动物上的应用

2.2.1 苜蓿多糖在鸡上的应用 有研究发现，苜蓿多糖有明显的提高鸡的生长性能和机体免疫的作用。水溶性苜蓿多糖(WSAP)对肉仔鸡的生长性能也有一定的影响，在早期添加WSAP会抑制内仔鸡生长发育，到后期则会促进肉仔鸡的生长。WSAP是通过调节机体的免疫机能而促进肉仔鸡的生长[29-30]。添加一定比例的苜蓿多糖可以显著提高肉仔鸡粗蛋白的代谢率，促进动物对营养物质的消化利用率，加快蛋白质的合成；但是2%苜蓿多糖则会显著降低仔鸡粗蛋白的代谢率，降低动物对日粮中营养物质的利用率[31]。苜蓿多糖可以促进1日龄的艾维茵肉仔鸡中T淋巴细胞增殖，从而提高仔鸡的免疫能力[32]；其还可以提高血清中新城疫HI抗体的水平，对抵抗新城疫病毒有较好的效果。苜蓿不同部位提取的WSAP的巨噬细胞的吞噬指数均高于饲喂WSAP的对照组[33]。

2.2.2 苜蓿多糖在猪上的应用 苜蓿多糖对体液免疫和细胞免疫有不同程度的调节作用，研究发现苜蓿多糖可以作为免疫增强剂强化猪瘟兔化弱毒疫苗的作用。有研究发现在疫苗注射基础上同时注射苜蓿多糖的试验组中B淋巴细胞含量和血清中抗体的平均水平与不注射苜蓿多糖组相比均有显著增加，同时苜蓿多糖还可以增强红细胞免疫功能[34]。有将苜蓿多糖作为猪瘟兔化弱毒疫苗的强化剂对猪的免疫反应研究[35]同样证明了以上结论，试验还通过测定动物体内谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)的活性，指出注射苜蓿多糖对60日龄仔猪的肝脏等实质性脏器并无损伤，仔猪血液中B淋巴细胞的数量显著增加，血清中免疫球蛋白G的水平更高，试验组对猪瘟病毒有更好的抵抗力。

2.2.3 苜蓿多糖在兔上的应用 苜蓿多糖可以提高热应激兔(Leporidae)的生长性能和抗氧化能力。试验将环境温度控制在29～31 ℃，在基础日粮的水平上给产生热应激的兔饲喂不同水平的苜蓿多糖，发现随着苜蓿多糖水平的增加，兔体内清除1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)自由基以及抑制自由基增长的能力也相应提高，研究还发现基础日粮中添加0.5%的苜蓿多糖所获得的平均日增重明显高于基础对照组，皮质醇含量显著降低，超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的含量显著增加[36]，对于促进热应激状态下兔的生长性能和抗氧化能力均有积极的意义(表2)。

表2 苜蓿多糖生物学功能和在动物上的利用(以鸡为例)Table 2 Biological function and application on animal of alfalfa polysaccharides (take chicken as example)

3 苜蓿黄酮

苜蓿中含有丰富的黄酮，作为苜蓿的生物活性成分之一，在一定剂量内能够维持畜禽的正常生理生化功能。可以通过液相色谱分析[37]鉴定苜蓿中的黄酮种类众多，不同苜蓿品种黄酮的含量存在差异。牧歌三叶型(AmeriGraze trifoliolate)紫花苜蓿的总黄酮量最高，全能三叶型(Total trifoliolate)紫花苜蓿的含量最低；在不同生育期、不同部位的苜蓿黄酮含量也不相同，苜蓿叶在始花期黄酮量最高，后期缓慢下降；苜蓿茎则在生长时期含量最高，然后随着木质化程度的增加而降低[38]。

3.1 苜蓿黄酮的生物学功能

苜蓿中的黄酮可以代替抗氧化剂，有效地被动物体吸收，降低其在动物体内的残留。作为一种天然抗氧化物，黄酮可以通过自身所含有的酚类物质获得过氧化自由基，抑制过氧化链式反应进行，抑制油脂氧化；黄酮化合物还可以与维生素E和维生素C协同作用起到抗氧化的功能。苜蓿黄酮可以增强动物的免疫能力，促进淋巴细胞的扩增和提高动物的脾脏功能。苜蓿中的黄酮成分具有很好的抗癌作用[39]，通过黄酮中的染料木黄酮降低乳腺癌的发病率，黄酮中的刺芒柄花黄素能够降低甲状腺癌的发病率。苜蓿黄酮中的芹菜素抑制白细胞株HL-60具有促进生长和诱导凋亡的作用[40]，这种芹菜素还能降低前列腺癌的发病率[41]。

3.2 苜蓿黄酮在动物上的应用

苜蓿黄酮作为一种植物激素，可以与母畜体内的内生性雌激素作用，引起母畜的性成熟、发情等一系列生理功能发生变化，影响繁殖性能。苜蓿黄酮能降低大鼠(Rattusnorvegicus)的采食量，抑制其增重[42]。在大鼠妊娠前连续灌胃苜蓿黄酮，会影响雌鼠的内分泌激素和繁殖性能，不同的添加水平对雌鼠的内分泌激素和繁殖机能的影响程度也不同。添加低剂量对雌鼠的繁殖性能的影响较为显著，其中成熟雌鼠和非性成熟雌鼠的卵巢湿重和系数均显著降低，而性成熟子宫湿重和系数则显著提高，且产仔数和初生窝重均提高。黄酮还可以与内源性激素结合，促进蛋白质合成，提高鸡的生长性能和屠宰率[43]。欧阳克蕙等[44]指出苜蓿黄酮对崇仁麻鸡(Chongrenpullus)生长性能产生影响，但对麻鸡母雏的生长性能没有显著影响，但总的来讲，对麻鸡的平均日增重和饲料的利用率具有提高和降低料重比的作用。另外，对后生长期麻鸡腿肌脂肪沉积的抑制效果优于胸肌。给崇仁麻鸡饲喂适量的苜蓿黄酮还能够促进麻鸡的生长，降低脂肪沉积，提高胴体的品质[45]。以上说明苜蓿黄酮具有促进动物生长和改善动物产品品质的作用(表3)。

表3 苜蓿黄酮生物学功能和在动物上的利用(以鸡为例)Table 3 Biological function and application on animal of alfalfa flavonoids (take chicken as example)

4 结论

苜蓿中活性物质可以作为动物的饲料添加剂使用，一定剂量的苜蓿活性物质可以提高动物的免疫力和抗氧化功能、增加动物的生产性能和繁殖性能、提高畜产品品质等。虽然苜蓿活性成分有多种生物学功能，但目前对其进行实际开发和利用的却很少。一是原料苜蓿的质量得不到保证，生物活性成分会因为不同的环境条件，如虫害、刈割时间、储藏方法等产生极大的差异[46]；另一方面是因为苜蓿中活性物质的提取技术并不十分成熟，对紫花苜蓿活性物质的提取率并不高，还不能形成相应的生产规模。但是苜蓿活性物质的开发利用仍存在很大的价值：苜蓿皂苷能够促进畜禽生长发育，提高饲料利用率，降低畜禽肉品质的胆固醇，能够作为降血脂和保护心血管的保健品；苜蓿多糖可以促进畜禽生长，提高免疫能力；苜蓿黄酮能够作为抗氧化剂抑制过氧化反应，降低脂肪沉积，提高胴体品种，满足消费者对肉产品质量的要求。苜蓿生物活性物质的应用具有广阔的前景，今后研究的重点应该是提高加工工艺和苜蓿的利用率，将研究中得到的成果应用到实际生产上，除了作为饲料添加剂应用于畜禽中，还要不断深入研究苜蓿生物活性物质的价值，开发更多的苜蓿保健品以及苜蓿饮料。

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(责任编辑 张瑾)

Application of bioactive substance in alfalfa on animals

ZUO Xiao-xin, YAO dan-dan, ZHAN Jin-shun, ZHAO guo-qi
(College of Animal Science and Technology, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China)

Alfalfa is good source for bioactive substance such as polysaccharides saponins and flavonoids which can significantly affect the growth, reproductive performance and immune function of animals. In the present paper, we discussed the biological functions and the latest achievements of bioactive substance around the world. The bioactive substances can be used as feed additives in animal because the appropriate amount of alfalfa active substances may increase immunity by promoting the level of lymphocyte, and have antioxidant functions by improving the activities of glutathione peroxidase, inhibiting malondialdehyde, can also improve production and reproductive performance.

alfalfa saponins; polysaccharides; flavonoids

ZHAO guo-qi E-mail：gqzhao@yzu.edu.cn

10.11829j.issn.1001-0629.2014-0504

2014-11-14 接受日期：2015-01-19

江苏省高校优势学科建设工程资助项目(PADA)；江苏省科技支撑项目(BE2013387)；江苏省高校研究生科研创新计划项目(KYZZ_0367)

左晓昕(1992-)，女，江苏姜堰人，在读硕士生，主要从事动物营养与饲料科学研究。E-mail：1570197184@qq.com

赵国琦(1964- )，男，吉林长春人，教授，博导，博士，主要从事动物营养与饲料科学。E-mail：gqzhao@yzu.edu.cn

S816;S541+.1

A

1001-0629(2015)07-1185-07*

左晓昕，姚丹丹，占今舜，赵国琦.苜蓿生物活性物质在动物上的应用[J].草业科学,2015,32(7):1185-1191.

ZUO Xiao-xin,YAO dan-dan,ZHAN Jin-shun,ZHAO guo-qi.Application of bioactive substance in alfalfa on animals[J].Pratacultural Science，2015,32(7)：1185-1191.