构树化学成分及饲用价值研究进展

黄咏明 田 瑞 卢素芳 徐爱春 戴永红 郎 鹏

(湖北省农业科学院果树茶叶研究所 武汉 430064)

构树(Broussonetiapapyrifera)，别名楮树，在农林生态系统中作为一种多功能树种被广泛应用，如造纸业[1]、传统中药[2]等。构树适应性强，耐干旱贫瘠，能富集重金属，且萌蘖力强，对防止水土流失、改善生态环境、促进生态平衡具有重要作用。构树的花、果实、种子、叶片、枝干和根均含有一定的生理活性物质，化学成分复杂，生物活性多样，且营养丰富，具有较高的营养价值和广泛的药用价值[3]。目前，国内外研究者对构树各器官化学成分进行了深入的研究，从中分离得到多种化合物，主要包括：黄酮类、木脂素类、萜类、酚类、氨基酸、挥发性油及其他化学成分，其中多种成分具有抗真菌、抗细菌、抗氧化、抗肿瘤、细胞毒性、酶抑制活性等功效，因此，构树一直被视为一种重要的药用木本植物[4]。此外，构树具有生物量大，耐刈割，对牲畜适口性好等优点，并含有丰富的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、大量及微量元素，是优质高蛋白的木本饲料原料[5]。为了更好的综合开发利用构树资源，该文对国内外学者在构树生理生态、生物化学、饲用价值等方面取得的研究成果进行了简要的综述。

1 构树生物学特性

构树为桑科(Moraceae)构树属(Broussonetia)多年生落叶乔木或灌木，株高10～20 m；叶互生或近对生，宽卵形，边缘有粗锯齿，不分裂或3～5裂，两面均密被绒毛；雌雄异株，雌花序球形头状，雄花序为柔荑花絮(图1)；树皮暗灰色或灰褐色，且平滑，全株含乳汁；根系浅，侧根发达，具有很强的萌蘖能力。此外，构树的自然分布非常广泛，在我国华中、华南、华北、西南、西北各省均有分布。构树为阳性树种，逆境适应能力强，在沟谷、河滩、丘陵等酸性、石灰质土壤及峭壁上均能生长[6]。

图1 构树雌花(A)和雄花(B)

图2 构树种子

2 化学成分及功能研究

2.1 花

构树雄花序中含有17种氨基酸，其中7种为人体必需氨基酸，占全部氨基酸含量的35.5 %[3]。芦文娟等[7]对构树干燥雄花序的营养成分进行测定，发现构树雄花序粗蛋白含量达到39.63%，总糖27.59%，粗脂肪8.6%。此外，张倩等[8]对构树雄花序采用氯仿和乙酸乙酯提取，分离出了12种化合物，鉴定出的4种化合物分别为5-甲基-3-十四烷基戊内酯、二十四碳烷醇、尿嘧啶和正十六碳酸。因此，构树雄花序是一种高蛋白、低脂肪、富含多种氨基酸的天然食品原料，具有较高的营养价值，将其开发成保健品具有很大的潜力。

2.2 果实

构树果实为聚花果，果实原汁富含多糖、Vc、蛋白质、氨基酸和微量元素，在鲜榨果汁或饮料方面具有较大的开发利用价值[9-11]。Pang等[12]首次从构树果实中提取出了异喹啉类生物碱—白屈菜红碱。庞素秋等[13]对构树果实采用95%乙醇提取，分离鉴定了芹菜素、槲皮素、亚油酸、棕榈酸等11种化合物。此外，楮实子作为构树的干燥成熟果实，具有较高的药用价值。庞素秋等[14]首次从楮实子中分离得到5种生物碱，且楮实子中总生物碱有较强的细胞毒作用。

另外，研究者们从构树果实中分离得到12种木脂素类化合物[15]以及15种酚类物质[16]，经鉴定发现，其中9种木脂素类化合物具有抗氧化活性。Sun等[17]对构树果实的化学成分及抗氧化物活性进行分析，结果显示，不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸的70.6%，必需氨基酸含量占总氨基酸的40.6%，水提取物含有大量的还原剂和自由基清除剂。研究表明，构树果实多糖主要由葡萄糖、甘露糖、树胶醛糖等组成，具有很好的羟基自由基清除活性、铁还原活性、抗溶血活性和抗菌活性[18]。此外，构树果实红色素含量丰富，且稳定性良好，是优良的天然色素资源，在食品工业中具有较好的应用前景[19]。

2.3 种子

构树种子(图2)含有丰富的脂肪油，主要成分为亚油酸、油酸、棕榈酸等，其中人体必需的亚油酸含量为85.42 %[20-21]。此外，构树种子含有17种氨基酸和24种矿质元素[21]。刘静等[22]采用分子荧光法测定了构树种子油中VE，其VE含量为410.45 mg·kg-1。Mei等[23]从构树种子的正丁醇提取液中分离得到了一种新的五元内酰胺(chushizilactam A)和腺苷酸。瞿晓晶等[24]利用DPPH 法和邻苯三酚自氧化法对构树种子油的抗氧化活性进行测定，发现其对羟基自由基的抑制率高达93. 56%，而对超氧阴离子没有明显抑制作用。因此，构树种子营养价值高且提取物抗氧化作用强，可开发成保健食品辅料或抗衰老药物。

2.4 叶片

国内外学者对构叶进行了深入研究，并从中提取分离了多种化合物。徐小花等[25]从构叶乙醇提取物中分离鉴定得到11种化合物, 如芹菜素、大波斯菊苷、牡荆苷等。随后，李莹莹等[26]从构叶乙醇提取液中分离出7种化合物，如十八碳酸甲酯、正十九碳酸、邻苯二甲酸二甲酯等。李长恭等[27]采用GC-MS联用技术对水蒸气蒸馏提取的构树叶挥发油成分进行结构鉴定，共鉴定出了33种化学成分，其中酯类约占31.7%，不饱和脂肪酸占6.2%。

构树叶化学成分主要为糖苷类、二萜类[28]、黄酮类[29]、木脂素类[30]、内酯类[31]等物质，且含量丰富，活性较强。经检测构叶黄酮类物质含量为273 mg/kg，且具有一定的抗氧化性[32]。此外，构树叶中含有多种抑菌成分，对金黄色葡萄球菌、多杀性巴氏埃希菌、沙门氏菌等病原菌均有较好的抑菌活性[33]。Zhao等[34]从构树叶中分离出来2种具有抗真菌活性的蛋白质，分别是PMAP1和PMAP2，且具有抗绿色木霉活性作用。综上所述，构叶含有多种化学成分，而大部分具有抗菌、抗炎、抗氧化等生物学活性，药用价值较高。

2.5 枝干

构树枝干纤维长、洁白，是很好的造纸原料，也是构树中含活性物质最丰富的部位之一。殷志琦等[35]从构树枝条乙醇提取物中分离鉴定了9种化合物，其中胡萝卜苷、槲皮素、双氢槲皮素、甘草素、异甘草素等5个化合物为首次从构树中分离得到。Xu等[36]对构树皮和木材的乙酸乙酯、正丁醇、己烷3种提取液的化学成分和性质分析发现，树皮乙酸乙酯提取液对2,2-二苯基-1-苦基肼自由基、羟基自由基清除活性最高，且酚类和黄酮类物质含量也最高，树皮和木材的正丁醇提取液具有很强的超氧阴离子清除活性，己烷提取液具有高水平的离子螯合能力。同时，也有研究指出构树树皮二氯甲烷和正丁醇提取液具有抗炎和抗肿瘤活性[37]。Zhong等[38]从构树皮中分离得到4种新的三萜类物质。钟汉庭等[39]从构树皮乙醇提取物中获分离得到6个三萜类化合物，其中3β-乙酰氧基-甘遂-7-烯-24S，25二醇为1种新的甘遂烷型三萜类化合物。Guo等[40]从构树皮乙酸乙酯提取物中分离出2个新的、且具有抗肿瘤活性的黄酮类物质。

2.6 根系

构树根系发达，除能吸收土壤中的水分和养分外，还含有多种活性物质。Son等[41]从构树根皮中分离出1种新的黄酮类化合物(papyriflavonol A)。经研究发现，papyriflavonol A能抑制分泌型磷脂酶A的活性，并具有抗菌和细胞毒活性。此外，Park等[42]发现papyriflavonol A能有效地抑制冠状病毒蛋白酶的活性，IC50值为3.7 μM。Chen等[43]从构树根的乙醇提取物中分离出2种新的黄酮类化合物，能抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B的活性。Ryu等[44]从构树根中获得2种5，11-二氧杂苯并[b]芴-10-酮的新化合物，命名为构树芴酮A(broussofluorenone A)和构树芴酮B(broussofluorenone B)，2种化合物能抑制α-葡萄糖苷酶的活性。随后又从构树根系乙醇提取物中分离鉴定出9种酚类物质，且均能抑制黄嘌呤氧化酶活性[45]。

3 饲用价值研究

我国很早就有使用构树叶饲喂畜禽的习惯，构树因营养丰富、适口性好、速生性强、适应性广等特点，近几年被作为蛋白饲料备受关注。对构树营养成分研究发现，构树叶片粗蛋白、粗灰分、粗脂肪含量约为柞树、杨树、胡枝子等木本饲料的2～3倍，粗脂肪约为槐树、柠条、胡枝子等木本饲料和苜蓿、玉米等常规饲料的2倍，且粗纤维含量相对较少[46]。此外，构树叶氨基酸含量丰富，但各氨基酸含量不平衡，其主要限制性氨基酸为含硫氨基酸，因此，在使用构树配比基础日粮中需注意含硫氨基酸的适当补充[5]。然而，构树含有单宁、木质素等抗营养次生代谢物，虽然与其它木本饲料相比含量较低，但仍高于猪、鸡等单胃动物的适应范围[46]。构树叶蛋白质结构复杂，纤维含量较高，直接用鲜叶饲喂畜禽，动物难以充分消化吸收，有效养分利用率极低，可通过青贮或发酵加工处理提高饲用价值[47-48]。陶兴无等[49]研究发现，构树叶发酵后复杂蛋白质可被降解为畜禽容易吸收利用的氨基酸、小肽等物质，还具有酸香味，且柔软多汁，适口性好。

构树作为单胃动物和反刍动物的饲料，其饲喂效果被大量研究，构树饲料对改善畜禽类产品品质具有一定的促进作用。在鹌鹑日粮中添加发酵构树叶，显著提高了鹌鹑产蛋率和蛋重[50]。在猪日粮中添加发酵构树叶，可以明显提高猪的生长速度、屠宰率、瘦肉率，并提高肌肉中氨基酸含量[51-52]。用构树叶粉饲喂育肥猪，可以提高饲料中的一些营养物质的表观消化率，改善肉的品质[53-54]。此外，孙华等[55]发现，在育肥猪饲料添加15%构树叶粉，全期日增重、料肉比和胴体性能等指标与对照差异不显著，但显降低了增重成本。Alhassan[56]发现在西非矮羊基础日粮中添加构树叶显著提高了其日均采食量，并增加日增重，而西非矮羊血液常规检测结果并未表现出异常变化。苏应玉等[57]研究发现，在荷斯坦奶牛基础饲料中分别添加4%、8%、12%的发酵构树饲料后，均显著提高了奶牛的产奶量。李艳芝[58]在鸡基础日粮中添加0.5%～2%的构树叶，结果显示蛋鸡的生产性能及蛋品质得到显著提高。但是，吴健平等[59]的饲养试验表明，在雌性良凤花肉鸡的饲料中添加2%～6%构树叶粉，对肉鸡的平均日增重和日采食量无显著影响。由此可见，构树在单胃动物和反刍动物饲料中的添加比例存在明显差异，而高比例的构树饲用量对畜禽生长及其品质改善无显著效果。

4 小结与展望

构树花、果实、种子等部位含黄酮类、木脂素类、萜类等多种生理活性物质，具有抗真菌、抗氧化、抗肿瘤等功效，在开发新药方面具有广阔的应用前景。同时，构树果实含有丰富的营养物质，如多糖、氨基酸、红色素等，可开发成保健型果汁饮料。因此，应加强构树深加工研究，提高有效成分的提纯工艺和新产品的研发力度，充分发挥构树的营养价值。但是，由于构树具有很强的重金属富集能力，作为药用或食品添加剂时应加强重金属的检测。

另外，构树粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、钙等营养成分含量丰富，是良好的畜禽饲料原料。在畜禽基础日粮中添加构树叶粉或发酵构叶，能改善畜禽类产品品质，如瘦肉率、肉质风味等。但是，由于构树蛋白质结构复杂，纤维含量较高，且饲料中单宁、木质素等抗营养成分的含量较高，严重限制了其在畜禽基础日粮中的添加比例，制约了构树饲料产业的发展。因此，在今后的研究中，应加强构树新品种选育，以高蛋白、适口性好、消化吸收率高等特点为选育目标，同时，利用酶工程加快构树青贮或发酵过程中有效养分的高效转化，提高构树饲料在畜禽基础日粮中的比例；另外，还要广泛开展基础研究，探寻不同类型畜禽在不同生长阶段的适用量，制定出科学合理的饲喂配方，提高构树资源的开发利用力度，促进我国畜牧业持续健康发展。