肉桂渣开发饲料添加剂研究前景

李军集等

摘 要 我国肉桂产量占世界肉桂产量的80%以上，而广东、广西两省肉桂产量占我国肉桂产量的95%以上，桂油生产产生大量的桂皮渣、桂叶渣，对其进行开发利用变废为宝势在必行，并具有广阔前景。目前人畜共粮矛盾的日趋突出，生物发酵饲料的应用和开发得到了足够的重视，随着生活水平的不断提高，人类对健康的关注越来越多，利用肉桂渣研究开发一种生物饲料及饲料添加剂将具有广阔的前景。

关键词 肉桂 ；肉叶渣 ；生物饲料 ；饲料添加剂

分类号 S573

Abstract Cinnamon annual output in China occupies above 80% of the world， cinnamon production in Guangdong and Guangxi provinces accounted for more than 95% of Chinese cinnamon production. Cassia oil production produce large amounts of bark and leaf slag， it is imperative to carry on utilization of waste and has broad prospects. Now， the food contradiction between humans and animals increasingly prominent， the application of bio-fermentation feed got enough attention.With the continuous improvement of living standards， human more and more attention to health.It will have broad prospects to research a biological feed and feed additives using cinnamon slag.

Keywords cinnamon ； cinnamon leaf residues ； biological feed ； feed additive

肉桂（Cinnamomum cassia Presl）又名玉桂，为天然中药材，至古并用于中药、香料，肉桂皮和叶可提肉桂油，肉桂油芳香气味独特的，能杀菌、除臭。已广泛应用于日化、医药、香料、食品、农药化学品等领域；用作调味品、食品添加剂，有健脾胃与促进食欲的作用[1]。

我国肉桂资源丰富，世界80%以上肉桂产自中国，而我国肉桂主要产区分布在广东、广西两省，产量占全国的95%以上[2]。尤其是广西，已经成为全国最大的肉桂种植区，初步估计种植面积有13.7万hm2左右。我国肉桂种植历史悠久，至秦汉时期便有人开始种植肉桂。广西自然环境优越，非常适合植物的栽培种植，再加之长期以来形成的传统加工工艺，使得广西肉桂色香味俱优，而受到热捧，即可医用药用也可用于香料调料的制作，尤其以西江桂，东兴桂最为有名，广西桂油每年产量约在1 000 t左右，而桂皮产量超过3万t，肉桂种植面积及桂皮产量占全国的50%以上。桂皮出口和桂油的加工出口量均占全国总量的60%以上[3]。桂油的生产产生大量的桂皮渣、桂叶渣，对其进行开发利用变废为宝势在必行并具有广阔前景。

1 肉桂研究现状

肉桂皮和叶提取物化学成分非常复杂，其中包含有很多生物活性物质如萜类、多糖类、酚类、皂苷、黄酮等，具有抗氧化、抗糖尿病、抗肿瘤、抗菌抗炎、抗高尿酸、抗哮喘等功效[1，4]，国内外学者对其进行了深入的研究和开发利用。

1.1 日用香精香料及食品

桂皮、桂油可用于香料行业，能制作成调味香料和日用香精。桂油主成分有肉桂酸、肉桂醛、醋酸桂皮脂、醋酸苯丙酯、香豆素、肉桂醇等，另含有胆碱、β-谷邕醇、原儿茶酸、鞣质、水芹烯、丁香油酚等[5]。肉桂醛具有明显的杀灭病毒抑制病毒的作用，肉桂油因为其独特的香味而被广泛应用，可以与不同的精油调配成香精，用于制作香皂、香水、除臭剂等；肉桂油还可用于合成肉桂醇、苯甲醛、肉桂酸、肉桂酸脂等高档香精，广泛应用于香烟、饼干、糖果、饮料、化妆品、香皂、牙膏等日用及食品中[6-7]。

1.2 医药、保健、抗虫、杀菌

肉桂树全身是宝，其皮、叶、枝、花、果、根等均可入药，肉桂产品品种很多，有板桂、桂通、烟仔桂、桂碎、桂丁，都具有良好的药性，至古并当作珍贵药材使用，与人参、鹿茸、燕窝齐名，并称为“参茸燕桂”，被列四大珍贵药材和补品，其味甘，性温，能通经活脉，健脾燥胃，消肿利湿，发汗解肌之功能，由此可见古人对肉桂的高度评价[8]。

肉桂油在医学上的研究一直受到国内外研究人员的广泛关注。肉桂油可用于癌症等疾病的临床治疗上，其对淋巴细胞增生扩散有显著的效果[8]。有研究用老鼠做活体实验表明，肉桂具潜在的解毒和调节功能，能有效的调节药物、致癌物等有害物质的生理活性，从而起到抗诱变的作用[9]。肉桂醛具有显著的抗癌作用，可改善线粒体的渗透性，能起到一定的抗癌症作用[10]。一定浓度的肉桂提取液对克氏锥虫的上鞭毛体形态有绝对的抑制效果，可用作抵抗克氏锥虫化合物的新来源[11]。桂皮精油可作为一种潜在原料用于抗肿瘤药物[12]。由肉桂醛派生物出的产物也很多，α-己基肉桂醛（HCA）是其中一种，有研究表明HCA，可用作伤口的消炎药剂[13]。国内外关于精油抑菌性与药用方面的研究报道亦不少，Mounia Oussalah等[14]的研究表明，植物精油具有很好的抑菌作用，其中肉桂精油能很好抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等病原菌。国内对肉桂油的药用价值做了不少研究，袁萍等[15]的研究结果显示，桂油对白色念珠菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有明显的抑制作用，肉桂精油可作为一种天然的抑菌剂。肉桂中含有多种生物活性物质，研究人员从锡兰肉桂中分离得到的5个黄酮类化合物[16]；更有报道显示锡兰肉桂丙酮提取物浓度具有良好的杀虫驱虫效果[16]。虽然肉桂已经广泛用用于医药工业、食品工业和化工工业，但仍然需要加大对肉桂的研发，从而更好的利用好这一天然特色资源[7，17-18]。

2 我国肉桂资源非常丰富，而桂油的加工产生大量的废叶，废弃物的利用是一个值得关注的问题

我国肉桂资源非常丰富，广西是全国最大的肉桂产区，年产桂油约1 000 t，所产生肉桂残余枝叶（肉桂渣）约10万t，基本废弃或用于燃烧，造成资源浪费，而目前对肉桂残余枝叶的研究还非常少见。

肉桂油是桂皮或桂叶通过水蒸气蒸馏，溶剂提取或二氧化碳超临界萃取等方法获得的天然植物精油，是肉桂主要产品之一，也是我国主要的植物精油产品，肉桂油为淡黄色透明液体，香味浓厚，已广泛应用于香料、食品和医药、日化产品和农用化学品，我国广东、广西自然条件优越，非常适合肉桂的生长，是我国肉桂的主产地，尤其是广西已经成为全国最大的肉桂产区[19]，广西肉桂也获得了国家地理标志产品。

目前对肉桂的加工利用，以桂叶提取肉桂油为主，肉桂油以原油的形式出口，其附加值较低。桂皮的利用价值高，但主要是以原料的形式出口，作为原料价格也相对较低。而肉桂油蒸馏后的残留枝叶大多当作燃料燃烧或者直接作为废物遗弃，造成巨大的资源浪费，广西年产桂油1 000 t[6]，以1%出油率推算，每年产生的肉桂残余枝叶约10万t，如果能对残余枝叶进行研究利用，开发高附加值的系列新产品，带动相关产业的技术和装备进步，必将产生巨大的经济、生态、社会效益。

3 研究表明肉桂残余枝叶依然具有较大开发价值

肉叶渣中依然含有多种活性物质且具有一定的药物作用。以肉桂渣为原料开发富含多种活性物质、健胃消食、促进食欲、提高免疫力的特色饲料添加剂，开创饲料资源的新途径，具有重要的现实性和紧迫性。

梁秋霞的研究中，利用肉桂渣提取多糖得率达19.2%，体内抗肿瘤试验结果表明对肿瘤有一定的抑制作用。平华等的研究表明，肉桂渣中多酚提取率可达5.04 mg/g[20]，库永峰肉桂总黄酮提取分离分析及抗氧化活性研究中，肉桂枝叶黄酮提取率可达16.1%，肉桂渣黄酮提取率可达3.56%。

国内外对肉桂研究多关注于挥发油的提取方法、挥发油化学成分的分析检测以及提取物中活性成分如多酚、黄酮、皂苷、多糖类等化合物抗氧化活性和药理作用研究上，关于桂油蒸馏剩余枝叶的相关研究文献较为少见。

肉桂原料大多用于桂油提取和药材加工，加工剩下的肉桂残渣都被作为废弃物或直接作为燃料处理，不仅造成自然资源浪费和资金损失，还导致严重环境污染，因此重视和加大对肉桂渣的合理利用和研究显得更为迫切。对于肉桂渣的再利用，可以从有效成分提取、生物降解两个途径出发。日前肉桂渣有效成分提取、分离纯化、各有效成分抗氧化性、生物活性等方面的研究尚未引起国内外学者重视，但已有一些相关文献报道。广西大学对八角肉桂加工剩余物利用开展了研究，特别对提取桂油后的肉桂渣进行了多方面的研究，对提取的肉桂渣中的多糖、单宁多酚等活性物质进行了研究，解析各种活性物质的抗氧化性能的机理，分析其成分的结构特点，对其氧化性能进行理化分析[21-22]；张笮晦等[21]利用生物法降解转化桂皮渣，运用光谱分析，气相色谱、高效液相色谱仪、质谱仪等分析仪器进行分析检测，通过对比数据优化工艺条件。

大量研究为进一步研究开发肉桂资源奠定了良好的基础，依据肉桂的药用特性，生物发酵桂叶渣开发的特色饲料添加剂，即能充分利用工业生产剩余物，减少浪费和污染，增加产品附加值，延伸产业链，又能开发健胃消食、抗病防病的饲料添加剂。

4 生物发酵饲料及添加剂优点突出得到社会各界的高度重视

当今世界绿色环保已成为主题，环境问题受到各界人事的关注，随着生活水平的提高，人们对各类天然产品更为重视，有机食品及衍生产品必将成为未来发展的趋势，也必将带动人们对自然资源的合理循环利用的重视，生物发酵饲料的应用和开发随之得到了足够的重视，而人畜共粮矛盾的日趋突出，国家对粮食安全战略问题的不断重视，充分开发利用三大生物资源之一的微生物资源已成为发展畜牧业的重大课题，其中微生物发酵饲料因其具有独特优良特性而倍受关注。

4.1 变废为宝成本低廉

生物发酵饲料是利用微生物的作用对农林业生产剩余物进行发酵制作生物发酵饲料，全世界农林废弃物数量巨大，以亿吨级计算，如不加以利用，造成资源的巨大浪费及环境的污染，通过氨化、青贮、黄贮等这种物理、化学、生物方法对其进行处理、发酵后开发出特色的生物饲料或饲料添加剂，成本低廉，不但可以解决为废弃物处理的问题，还可以变废为宝。

4.2 促进动物食欲、提高饲料利用率和营养水平

发酵后的饲料具有酸香味，促进家畜的食欲。饲料经过发酵后，口感更柔和，柔软度和膨胀度更大，更有利于动物胃肠道菌群与纤维的反应，提高粗纤维的消化率，将纤维素、蛋白质、果胶降解为更易被动物体消化吸收的小分子单糖、寡糖、活性肽、寡肽等，更容易被动物所吸收，而经过微生物菌群的作用能分泌出各种消化酶，促进食物分解，得到如维生素、氨基酸等营养物质，还能起到抑菌、增强免疫的效果，而菌体蛋白作为营养物质很容易被动物消化吸收，从而大大提高饲料的利用率和营养水平。

4.3 提高饲料耐贮性，增强动物免疫力，调节肠道菌群

发酵菌中包含许多益生菌群，这类微生物进入肠道后迅速繁殖，从而降低病原菌的繁殖能力，抑制病原菌的生长。如乳酸菌在厌氧条件下代谢产生乳酸、乙酸等有机酸不但本身为动物提供了营养，还大大降低消化道内pH[23]，当环境pH值较低时，病原菌的生长、繁殖会受到很大影响，从而起到抑制病菌生长、维持和修复肠道微生物菌群平衡，增强动物肠道免疫力和抗病能力，因为此抑制作用抑制其他微生物的生长，使得发酵饲料能长期保持。

4.4 发酵脱毒，提高饲料安全性

研究表明，发酵菌中包含许多益生菌，如乳酸菌等可抑制霉菌的生长和产毒[24]，嗜酸乳杆菌可抑制寄生曲霉的孢子萌发[25]。另外，多数情况下微生物的代谢产物可以降低饲料中毒素的含量。据报道，发酵过程中发酵菌可以有效地降低发酵棉粕中游离棉酚的含量[26]。可见，发酵饲料比未发酵饲料有害物质含量更低，对于被日益关注的食品安全问题更具意义。

4.5 肉桂发酵饲料添加剂发展前景广阔

饲料生物技术及微生物发酵工程的发展水平是衡量国家饲料工业高科技发展程度的重要标志。随着当前饲料行业的蓬勃发展，饲料逐步向低用药量、低残留发展，畜禽、水产品也渐渐迈向绿色产业革命，因此，生物饲料也必然成为大势所趋。通过发酵技术可以消除饲料原料中的抗营养因子，增加饲料的利用效率。发酵饲料能有效地抑制消化道中的大肠杆菌、沙门氏菌及一些致病性细菌与病原体的繁殖与生长，同时又能提高动物的免疫力及抗病能力。随着发酵技术的不断更新和完善，发酵饲料技术在国内外得到广泛的应用，能够更大程度地提高动物的生产性能，动物疾病的发生率也大大减少[27]。

饲料的主要原料有玉米、豆粕、鱼粉及矿物质类、维生素类、营养性和非营养性添加剂等。原料的产量直接影响原料的价格波动，部分添加剂价格非常昂贵，也直接影响了饲料价格的高低。

利用优良的菌种及生物酶、最佳的技术线路和简便、实用的发酵设备充分降解肉桂残渣，而肉桂本身具有预防心脑血管疾病，保护心脏，促进消化，提高免疫力，镇痛解热、抗菌消炎、抗肿瘤，抗氧化等多方面药理作用和生物活性，通过发酵过程降低原料中毒素含量，提高蛋白质品质和含量，产生促生长因子，降低粗纤维含量，增加适口感和消化率，更好的释放原料所含活性物质和营养物质。

肉桂及肉桂渣应用于饲料行业前景广阔，更需要研究人员给与关注，在添加剂的作用机理、发酵原理、生物菌群间的协同关系，发酵条件工艺、发酵加工设备及调配方法等方面加强研究，开发出多功能、低成本、高效率的肉桂饲料添加剂。

生物饲料添加剂的添加，大大降低饲料了成本，提高了饲料的品质，而肉桂所具备的药理作用能减少抗生素的使用，改善动物的健康水平，必将受到市场的欢迎，缓解人畜共粮的矛盾，更能充分利用肉桂蒸馏剩余枝叶，变废为宝，带来巨大的经济社会生态效益。

参考文献

[1] 陈家源，牙启康，卢文杰，等. 中药肉桂的研究概况[J]. 广西医学，2009，31（6）：872-874.

[2] 方 琴. 肉桂的研究进展[J]. 中药新药与临床药理，2007，18（3）：249-252.

[3] “广西肉桂”获评国家地理标志产品[J]. 农家之友（理论版），2008（9）：71.

[4] 吴 凡，贾汝汉. 肉桂提取物的药理作用研究进展[J]. 医药导报，2012（07）：882-885.

[5] 董万超. 肉桂的利用及药理作用[J]. 特种经济动植物， 2001（6）：43.

[6] 广东省林业局，广东省林学会. 广东省商品林100种优良树种栽培技术[M]. 广州：广东科技出版社，2003：271-274.

[7] 中国香料植物栽培与加工编写组. 中国香料植物栽培与加工[M]. 北京：轻工业出版社，1985：68-70.

[8] Shan B E， Yoshida Y， Sugiura T， et al. Stimulating activity of Chinese medicinal herbs on humanlymphocytes in vitro[J]. International Journal of Immunopharmacology， 1999， 21： 149-159.

[9] Nidhi Sharma， Prashant Trikha， Mohammad Athar， et al. Inhibition of benzo[a]pyrene-and cyclophoshamide-induced mutagenicity by Cinnamomum cassia[J]. Mutation Research， 2001， 480-481： 179-188.

[10] Hyeon Ka， Hee-Juhn Park， Hyun-Ju Jung， et al. Cinnamaldehyde induces apoptosis by ROS-mediated mitochondrial permeability transition in human promyelocytic leukemia HL-60 cells[J]. Cancer Letters. 2003， 196： 143-152.

[11] Lirussi D， Li J， Prieto J M， et al. Inhibition of Trypanosoma cruzi by plant extractsused in Chinese medicine[J]. Fitoterapia， 2004， 75： 718-723.

[12] Ki T H， June K K， Sung K K， et al. Inhibitory effect of Sihoga-Yonggol-Moryo-Tang on matrix metalloproteinase-2 and -9 activities and invasiveness potential of hepatocellular carcinoma[J]. Pharmacological Research， 2004， 50： 279-285.

[13] Seung Ho Lee， Sun Young Lee，Dong Ju Son， et al. Inhibitory effect of 2'-hydroxycinnamaldehyde on nitric oxide production through inhibition of NF-kB activation in RAW 264.7 cells[J]. Biochemical Pharmacology， 2005， 69： 791-799.

[14] Mounia Oussalah， Stéphane Caillet， Linda Saucier， et al. Inhibitory effects of selected plant essential oils on the growth of four pathogenic bacteria： E.coliO157：H7， SalmonellaTyphimurium， Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes[J]. Food Control， 2006： 1-7.

[15] 袁 萍，王国亮，龚复俊，等. 3种植物精油对霉菌的抑制作用[J]. 武汉植物学研究，2001，19（6）：521-523.

[16] 梅文莉，瞿书华，陈昌祥，等. 锡兰肉桂中的黄酮类化合物[J]. 云南植物研究，2001，23（3）：394-396.

[17] 中国医学科学院药用植物资源开发研究所. 中国药用植物栽培学[M]. 北京：农业出版社，1991：221-222.

[18] 刘永华. 肉桂—一种前景广阔的药食两用香料药材[J]. 福建热作科技，1997，22（3）：46-48.

[19] 陈海燕，何春茂. 肉桂油的深加工产品及其应用[J]. 广西林业科学，2009，38（3）：179-182.

[20] 平 华，张贵君. 肉桂中多酚物质水提工艺的研究[J]. 食品科技，2008（06）：158-159，178.

[21] 张笮晦，刘雄民，马 丽，等. 肉桂皮提取残渣生物降解制备肉桂酰胺[J]. 精细化工， 2010，27（1）：43-47.

[22] 舒 馨，刘雄民，卢智泉. 八角（渣）提取物的抗氧化活性研究[J]. 中国调味品，2013（10）：36-40.

[23] 肖连冬，马红霞. 活菌益生高蛋白饲料的生产及应用[J]. 饲料工业，2007（13）：52-54.

[24] 张柏林，张若鸿，吴风亮，等. 乳酸菌抗真菌活性及其抑制真菌毒素的效果[J]. 中国乳品工业，2005，33（6）：31-37.

[25] Gourama H， Bullernman L B. Effects of potassium sorbate and natamycin on growth and penicillic acid production by Aspergillus ochraceus[J]. Journal of Food Protection， 1998， 51（2）： 139-144.

[26] 余伯良. 发酵饲料生产与应用新技术[M]. 北京：中国农业出版社，1999：150.

[27] 宋洛文，禹学礼，张德勋. EM在奶牛饲养中的应用研究[J]. 河南畜牧兽医，2000（21）：18-19.