云贵地区饲用灌木营养价值及生物活性物质

胡廷花，于应文，徐 震，毛文娅，穆靖轩

（1.兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室/兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室/兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020；2.兴义市众犇农牧发展有限公司，贵州 兴义 562407）

饲用灌木作为畜禽特别是黑山羊日粮组分[1-2]，大部分具有高蛋白、低纤维、高矿质及适口性好等特点[3-7]，可为家畜提供饲料而缓解家畜饲草压力[8-9]；但有的饲用灌木因其特殊气味或表观特征，致使家畜不喜食,但富含生物活性物质和较高药用价值[10-13]，可提高家畜消化率，降低家畜死亡率[14-15]，在家畜健康养殖和天然饲料添加剂开发方面有重要利用价值。因此，饲用灌木在山区草地畜牧业生产中发挥重要作用。

云贵喀斯特区地处湿润亚热带季风气候区，气候温暖，雨热同期，为野生饲用植物生长提供适宜自然条件。虽然该区草地面积有限，草山草坡牧草生产力低且品质较差，但因森林植被遭受破坏后被次生灌木和旱生植物所取代[16]，因此饲用灌木资源极其丰富[17]，为山区草地畜牧业发展提供了优越条件。

以往云贵喀斯特区饲用灌木研究,学者们多关注灌丛资源开发[18]，局部区域单一科属主要灌木种营养成分评价[6,17,19-21]和生物活性物质研究[10,12-13]，而对整个云贵区主要饲用灌木科属如豆科、蔷薇科及桑科营养成分和生物活性物质的系统分析相对缺乏。为此，通过对云贵喀斯特区常见饲用灌木营养成分、营养价值、生物活性物质及药理价值的系统总结和分析，为该区饲用灌木的深入开发和草地畜牧业的健康发展提供一定参考依据。

1 主要饲用灌木资源

在云贵喀斯特区17科53属100种主要灌木中，营养价值高且研究系统的集中于豆科、蔷薇科和桑科，这些科属的灌木普遍具有高蛋白、低纤维、高含量矿质元素及适口性好等特点，是理想的植物蛋白饲料，具有较高的综合利用价值[6,17,19,22-26]。较重要的饲用灌木有豆科的合欢属、千斤拔属、杭子梢属、羊蹄甲属、山蚂蝗属、槐属、黄花木属、槐兰属及舞草属，蔷薇科的扁核木属、蔷薇属及火棘属，桑科的桑属和构属等(表1)。

2 营养价值

2.1 常规养分

粗蛋白、粗脂肪和粗灰分是动物生长发育必需的植物营养成分。其中，粗蛋白含量高低是评价灌木饲用品质的主要指标，纤维成分是影响牧草质地、适口性和消化率的重要因子[32-33]。灌木因嫩枝叶、果实、种子和花富含粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、粗纤维和无氮浸出物等营养成分，是畜禽生产中宝贵植物饲料[11,34]。

云贵喀斯特区常见3个科21个属31种饲用灌木中，与紫花苜蓿(Medicago sativa)和大豆(Glycine max)相比，豆科合欢属、槐兰属、苦参属、紫穗槐属及蔷薇科扁核木属的叶片粗蛋白含量＞20%，是优良植物蛋白饲料；豆科羊蹄甲属、槐属、黄花木属、山蚂蝗属、任豆属、猪屎豆属、黄檀属、舞草属、千斤拔属及桑科构属和桑属的叶片粗蛋白含量＜15%，属较好饲料蛋白植物；豆科胡枝子属、杭子梢属及假木豆属的叶片粗蛋白含量为13%～18%，营养价值较高；蔷薇科蔷薇属和火棘属的叶片粗蛋白含量均＞11%，甚至高达16%，具有较好的营养价值，为民间利用较普遍的优良饲料(表2)。这些灌木的叶片单独使用就能满足草食家畜正常生长发育的蛋白质需求，具备蛋白饲料的基本条件。

豆科槐兰属、黄花木属、合欢属、猪屎豆属、千斤拔属，蔷薇科蔷薇属及桑科桑属，其粗纤维含量均低于或接近于粗饲料标准(18%)，其余各营养成分如粗蛋白、粗脂肪及无氮浸出物含量等均达规定的植物蛋白饲料标准[35]；其他各属灌木的粗纤维含量均＞18%，属粗饲料[27](表2)。豆科千斤拔属、猪屎豆属、紫穗槐属、合欢属、苦参属、黄花木属、槐兰属和桑科构属和桑属叶片粗蛋白与粗纤维之比＞1，粗纤维含量较少，畜禽消化能消耗少[36]，适口性较好，具有较高营养价值。

表1 云贵喀斯特区主要灌木Table 1 The main shrubs in Yungui karst area

续表1 Table 1 (Continued)

2.2 矿质成分

矿质元素是动物六大营养物质之一，是动物生长发育过程中不可或缺的营养成分。灌木的花、果实、种子和嫩枝叶含丰富Ca、P、Fe、Cu、Mn、Zn等。云贵喀斯特区常见3个科21个属28种饲用灌木都是理想的动物矿质元素来源(表3)。其中，Ca含量为0.19%～6.46%，多数灌木P含量为0.20%～0.50%。受较高土壤Ca含量影响，该区灌木叶片Ca含量整体高于非岩溶区[37]。不同属比较，Ca含量为豆科羊蹄甲属、槐属、槐兰属、云实属、山蚂蝗属、紫穗槐属、胡枝子属，蔷薇科火棘属、扁核木属及桑科构属和桑属均在4.00%以上，而豆科云实属高达6.46%；豆科黄花木属、合欢属、猪屎豆属、黄檀属、杭子梢属及蔷薇科悬钩子属和蔷薇属次之，为1.00%～4.00%；豆科舞草属和千斤拔属及蔷薇科栒子属Ca含量最低，为0.80%～1.00%。P含量为豆科槐兰属及桑科桑属最高；豆科槐属、黄花木属、羊蹄甲属、猪屎豆属、紫穗槐属、合欢属、舞草属、杭子梢属、千斤拔属、黄檀属和山蚂蝗属，蔷薇科蔷薇属和扁核木属及桑科构属次之；豆科云实属和胡枝子属及蔷薇科悬钩子属、栒子属和火棘属最低(表3)。

根据反刍家畜矿物元素的需要[35]，可判断云贵喀斯特区常见3个科21个属28种饲用灌木中Fe、Cu、Mn、Zn这几种微量元素均能满足其日常需求(表3)。其中，Fe含量以豆科山蚂蝗属和千斤拔属及蔷薇科悬钩子属和栒子属最高；Cu含量以为豆科羊蹄甲属和山蚂蝗属及蔷薇科悬钩子属、栒子属和火棘属最高；Mn含量以豆科槐兰属、黄花木属、山蚂蝗属和千斤拔属及蔷薇科栒子属最高；Zn含量以豆科山蚂蝗属、蔷薇科悬钩子属和栒子属及桑科构属最高。

2.3 氨基酸

氨基酸是植物能否作为蛋白质饲料的主要考查指标之一。与较好的能量和氨基酸畜禽饲料小麦麸相比[38-39]，云贵喀斯特区常见豆科9个属饲用灌木的氨基酸总量均高于小麦麸(6.59%)；其中，氨基酸总量最高的是槐属，达16.36%，最低的是黄花木属，为9.17%。9个属饲用灌木富含谷氨酸、亮氨酸及天门冬氨酸，而其蛋氨酸和组氨酸含量低(表4)。该区主要饲用灌木叶片的16种氨基酸中，颉氨酸、异亮氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸含量均高于小麦麸，苏氨酸和赖氨酸含量均接近于或高于小麦麸；其余氨基酸的含量虽略低于小麦麸，但能满足动物对氨基酸的需求[35]，是理想的植物蛋白饲料(表4)。

3 生物活性成分及药理价值

3.1 生物活性成分

马钱科的醉鱼草属、蔷薇科的悬钩子属、蔷薇属和火棘属及藤黄科的金丝桃属富含黄酮类、萜类、鞣质类等多种生物活性物质，虽然其含量较少，但种类繁多，生理活性丰富(表5)。

醉鱼草属各灌木主要是黄酮和黄酮醇类[40-41]，单萜物质主要分布于该属植物的幼茎和根中；悬钩子属所含萜类包括二萜、三萜及少数单萜，鞣质为可水解鞣质；蔷薇属植物分离得到的黄酮类化合物多为黄酮醇类[13,42]，其萜类物质广泛分布于蔷薇亚属植物果实中[42]，主要为三萜类化合物及挥发油，三萜类化合物主要是五环三萜，挥发油重要组分是半萜及单萜，所含鞣质约70种，多为可水解鞣质；火棘属灌木的果实、根、茎、叶中含有黄酮类、三萜类、鞣质类和皂苷等[43]；金丝桃属含有的黄酮类物质分布广泛，贯叶连翘总黄酮类化合物含量为4.58%～15.90%[44]，萜类的挥发油主要为含量极低的单萜和倍半萜[45]，鞣质存在于该属29种植物中[46]。

各属灌木还含有其他生物活性物质。其中，醉鱼草属含环烯醚萜甙、倍半萜烯、苯丙素酚甙、木脂、生物碱、皂甙、长链脂肪酸酯和甾醇等[47]；悬钩子属富含甾类、有机酸等[48-49]，其甾类的β-谷甾醇和胡萝卜苷广泛分布于悬钩子属植物，山楂叶悬钩子根中还分离得到白藜芦醇苷[50]，茅莓中分离得到月桂酸和邻硝基苯酚[51]等；蔷薇属富含皂苷、多糖、脂肪族、脂肪酸及其衍生物等物质[42-43]，其中脂肪族化合物广泛存在于蔷薇种子中[13]；火棘属的火棘，其果实富含5种脂肪酸、18种氨基酸、18种无机盐、果胶、维生素E和多种微量元素等[52]；金丝桃属含二蒽酮衍生物、类黄酮类、香豆素类和间苯三酚衍生物等，其二蒽酮衍生物包括金丝桃素、伪金丝桃素和原金丝桃素等，间苯三酚衍生物包括贯叶金丝桃素和加贯叶金丝桃素，目前已从16种该属植物获得119个此类物质[12]。

3.2 药理价值

醉鱼草属、悬钩子属、蔷薇属、火棘属和金丝桃属还有极高的药用价值(表5)。

醉鱼草属含有的黄酮类、环烯醚萜甙物质有抗炎利尿作用，黄酮类、三萜和皂甙物质有止咳、平喘、祛痰的作用，其木犀草素和毛蕊花苷等有一定抗菌作用和抗氧化活性，黄酮甙可作为皮肤增白剂，倍半萜类化合物有抗皮肤真菌作用等；密蒙花提取物有抗炎和小胶质细胞激活的抑制及神经保护作用[53]，球花醉鱼草(B.globosa)提取物有镇静止痛和抗感受伤害作用[54-55]，皱叶醉鱼草(B.crispa)有抗高血压和解痉活性等。

表2 云贵喀斯特区常见饲用灌木养分(干物质)Table 2 Nutrient contents in common forage shrubs in Yungui karst area(dry matter)

表3 云贵喀斯特地区常见饲用灌木矿质成分(干物质)Table 3 Mineral contents in common forage shrubs in Yungui karst area(dry matter)

表4 云贵喀斯特区豆科饲用灌木氨基酸含量(干物质)Table 4 Amino acids contents inLeguminosae shrubs in Yungui karst area (dry matter)

蔷薇科悬钩子属灌木如灰白毛莓(Rubus tephrodes)的生物碱、挥发性油及黄酮和覆盆子提取物等有抗菌作用；粗叶悬钩子(R.alceaefolius)总生物碱和水提物等具抗炎、保肝作用；山莓叶三萜提取物和三叶悬钩子(R.delavayi)等有抗过敏作用；空心泡(R.rosaefolius)地上部分提取物有镇痛作用；茅莓水煎液和黑树莓(R.mesogaeus)鞣花酸等具抗肿瘤作用，且茅莓还具较好抗脑缺血、减少神经功能损伤、抑制细胞凋亡等作用，其水提取物具有促进血凝和加速止血作用，其根中分离物甜叶苷R对多巴胺对神经元有保护作用；插田泡(R.coreanus)未成熟果实有抗风湿成分，其果实提取物对骨质疏松和骨炎性疾病有一定预防作用[56]等。蔷薇属灌木中的鞣质具清除自由基、抗衰老、预防肿瘤等生理活性，黄酮类化合物中的黄酮醇类多具抗癌、抗氧化和健脾胃作用[13,42]，萜类中的三萜类化合物是本属主要抗癌成分，挥发油是本属植物多具芳香气味的原因；蔷薇属中的刺玫果(Rosa davurica)，其总黄酮有减慢心率作用，刺梨(R.roxburghii)中的多糖(RRTP)可以提高抗氧化能力，刺梨汁可降低动脉粥样硬化，促进胆汁分泌，促消化，刺梨根煎液对胃溃疡有治疗作用，小果蔷薇(R.cymosa)提取物有显著的凝血、抗菌作用，其根可治疗烧烫伤等。火棘属植物亦有明显防病保健和抗疲劳的作用[57-58]，火棘是果实提取物有较强的消食健脾功能；火棘发酵后的精渣，芳香味浓厚，适口性更好，可使家畜消化率大幅提高。

表5 云贵地区常见灌木属活性物质Table 5 Main active substances in common shrubs genera in Yungui area

金丝桃属含有的黄酮类多具抗氧化、清除自由基、抗菌、抗抑郁、促凝血、利尿、预防心血管疾病和防癌抗癌等活性[59]，其中金丝桃苷有镇痛、对心血管系统、缺血性脑损伤和肝肾损伤有保护作用，金丝桃甙有外周镇痛抗炎作用；二蒽酮衍生物中的伪金丝桃素和金丝桃素是抗病毒主要成分，金丝桃素有抗肿瘤、抗抑郁、增强免疫力、抗癌、治疗艾滋病和慢性紧张性头痛的作用[12,60]；间苯三酚衍生物有明显抗真菌活性；该属贯叶连翘提取物能治疗抑郁症[61]、甲型和乙型肝炎、艾滋病及强迫症[62]、保护肝脏活性等；贯叶连翘粗提物和贯叶金丝桃素有抗菌作用；贯叶金丝桃有治疗烧伤和防腐作用。

4 小结

云贵喀斯特区饲用灌木分布广泛，资源丰富，普遍具有高蛋白、低纤维、高矿质元素含量及牲畜适口性好等特点，是畜禽理想的矿质元素和植物蛋白饲料来源，在山区草地畜牧业生产中发挥重要作用。该区常见饲用灌木豆科槐兰属、合欢属、苦参属及紫穗槐属和桑科构属的小构树粗蛋白含量＞20%，属优良蛋白饲料；桑科的蒙桑和鸡桑等粗蛋白与粗纤维之比＜1，适口性较好；豆科山蚂蝗属、羊蹄甲属和槐兰属，蔷薇科的悬钩子属和栒子属及桑科桑属灌木是优良矿质饲料；豆科槐属氨基酸总量高达16.36%，是优良氨基酸饲料。马钱科醉鱼草属，蔷薇科悬钩子属、蔷薇属和火棘属及藤黄科金丝桃属富含黄酮类、鞣质类、萜类、甾醇、脂肪酸和皂苷等生物活性物质，具抗菌、抗病毒、促消化、止血、抗氧化和抗肿瘤等药理价值，可提高畜禽对食物消化利用率，降低家畜死亡率，可作为家畜饲料添加剂，在家畜生产和健康方面具有重要开发价值。

虽然众多学者对灌木资源的营养价值、药理价值和利用价值都进行过研究，但云贵喀斯特区饲用灌木开发利用还存在如下主要问题：1)一些优质灌木如豆科广泛存在酚类化合物[14,67]，银合欢存在含羞草酸氨基酸毒素，截叶胡枝子含5.1%～9.0%的单宁[68-69]等抗营养因子；2)饲用灌木现代加工技术起步晚，多直接作饲料，缺乏科学合理生产配比；3)饲用灌木资源多天然野生，未充分引种驯化和栽培，存在极大利用不便性：4)该区多种灌木具医疗保健价值，但其生物活性成分和药理价值不明确。因此，研制降低灌木体内抗营养因子含量加工技术，完善饲用灌木科学配比生产技术，加强野生饲用灌木资源的引种驯化，明晰主要科属灌木所含生物活性物质及具体药理作用，以提高研究区饲用灌木资源在畜禽业生产和健康中的生产利用和潜在价值，是目前饲用灌木利用亟待解决的问题。