杜仲叶的化学成分提取工艺及其在动物养殖中的应用

张文静 徐秋燕 梁 勇

江苏农牧科技职业学院，江苏泰州 225300

天然药物及其提取物普遍具有高效、安全、环保等优点，有益于动物的健康。在2020年版《中国药典》中，杜仲皮和杜仲叶均入药，具有补肝肾、强筋骨之效，用于治疗肝不足、腰脊酸痛、筋骨无力、头晕目眩等[1]。杜仲叶和杜仲皮中所含化学成分及其功效相类似，近年来杜仲叶作为饲料添加剂被广泛应用于动物养殖中。本文对杜仲叶的化学成分提取工艺及其在动物养殖中应用进行综述，以期对研制开发高效、安全、环保的饲料添加剂提供参考。

1 杜仲叶的化学成分提取工艺

杜仲叶化学成分主要有黄酮类、苯丙素类、多糖类、多酚类、环烯醚萜类、木脂素类等多种化合物及微量元素、氨基酸。为增强杜仲叶化学成分的提取效率和减少提取时间，研究人员多采用超临界CO2萃取、微波辅助提取法、超声波辅助提取法和复合酶制剂提取法等进行提取。

1.1 黄酮类化合物的提取

李加兴等[2]以6月份采摘的杜仲叶为原料，利用超临界CO2萃取黄酮类化合物，结果表明，以乙醇为夹带剂，控制萃取条件提取得到粗提物，再对粗提物采用石油醚进行分离纯化，杜仲叶中的黄酮类化合物得率可达2.032%（W/W）。邓佑林等[3]通过半仿生法和超声波辅助半仿生法对杜仲叶黄酮类化合物的提取进行研究，结果表明，半仿生法提取的黄酮提取率为325.0 mg/g，超声波辅助法提取黄酮的提取率为264.4 mg/g。杜仲叶黄酮半仿生法提取率较高，但超声波辅助半仿生法提取时间较短。王颖等[4]用超声－微波协同提取法、单独微波或单独超声提取法对杜仲树皮及树叶中的黄酮类化合物进行了提取研究，结果表明，最佳提取条件下的粗黄酮得率为11.80%±0.09%。黄酮得率及抗氧化能力（以清除DPPH 自由基能力计）均显著高于单独法。研究发现杜仲叶中芦丁、槲皮素、山奈酚含量明显高于树皮，杜仲树叶更适用于黄酮类化合物的提取。陈书明[5]通过水解酶提取杜仲叶内成分，使用复合酶制剂提取杜仲叶黄酮，结果表明，酶制剂对提取效果影响的主次因素中蛋白酶影响最大，果胶酶影响最小；在按比例添加蛋白酶、纤维素酶等酶制剂时，杜仲叶黄酮含量为9.69 mg/g，显著高于对照组。王柏强等[6]利用超声波辅助酶解法提取杜仲叶中的总黄酮，结果表明，酶解法可破坏细胞壁，使更多黄酮类成分溶出。最佳工艺条件下的杜仲叶总黄酮提取率为3.80%。提取效率更高，且较传统的提取法更加环保。

1.2 苯丙素类化合物的提取

邓爱华等[7]为了优化杜仲叶中绿原酸的提取工艺，采用有机溶剂萃取杜仲叶中的绿原酸，研究乙醇质量分数、固液比、提取温度、提取时间、提取次数等因素对绿原酸提取率的影响，结果表明，在一定的料液比、乙醇质量分数、提取温度条件下，绿原酸提取率为0.873%。吴红艳等[8]通过单因素试验及响应面法对超声辅助提取杜仲叶中的绿原酸的工艺条件进行优化，结果表明，利用有机溶剂甲醇，结合超声辅助提取，绿原酸的含量达到2.529%。任小宁等[9]以杜仲叶粉为原料，通过酶法提取绿原酸进行工艺研究，结果表明，纤维素酶是提取杜仲叶中绿原酸的有效酶制剂，通过加入一定量的纤维素酶，绿原酸的得率可达52.24 mg/g。酶制剂除了可用于杜仲叶黄酮的提取，还适用于苯丙素类化合物提取，相较于传统的溶剂提取法，有明显优势。

1.3 多糖类化合物的提取

雷燕妮等[10]以杜仲叶为原料，采用水提醇沉法制备杜仲叶粗多糖，经过纤维素柱层析分离可得2个组分，分别研究其体外抗氧化和抗肿瘤活性，发现杜仲叶多糖表现出良好的体外抗氧化和抑瘤活性。齐善厚等[11]利用闪式提取法对杜仲叶中的多糖进行研究，除料液比之外，还分析了提取次数、电压对提取率的影响，结果表明，在特定的提取电压、提取时间、提取次数条件下，杜仲叶多糖提取率可以达到3.36%。陈雪花等[12]以超声波-协同酶法对提取杜仲叶多糖工艺条件进行优化，筛选出pH、超声波功率和复合酶添加量影响因素，得出pH 重要性最大，复合酶添加量影响最小，研究结果表明，通过控制pH、复合酶添加量、超声波功率、提取温度、液料比和提取时间，杜仲叶多糖的实际得率能达到4.79%±0.02%，明显高于传统的水浸提法。全熙宇等[13]以杜仲叶为原料，连续采用热水浸提、碱提取、酶水解和石油醚提取，分别得到杜仲精粉、杜仲叶多糖和杜仲胶。考察相关影响因素，结果表明，料液比和温度对提取得率影响较大，在一定料液比和温度下，杜仲叶中水溶性多糖得率为13.2%，碱提多糖得率为9.8%，杜仲精粉得率为8.0%，杜仲胶得率为1.86% 。提取分离方法为杜仲叶全组分的开发利用提供了参考。

1.4 多酚类化合物的提取

王翔等[14]以杜仲叶为原料，采用超声波-微波辅助提取方法，确定杜仲叶总多酚得率的最佳提取工艺，结果表明，以乙醇作为提取溶剂，通过微波处理结合超声波处理法，经2 次提取杜仲叶总多酚得率为8.491%，与传统溶剂提取法相比，总多酚得率提高33.57%。李陆军等[15]利用表面活性剂结合超声提取法提取杜仲叶总多酚，在对工艺条件进行探究的过程中，加入表面活性剂SDS 0.1 g/L，杜仲总多酚的提取率可达到6.770%，对比不加入表面活性剂的情况下杜仲总多酚得率为5.990%。表面活性剂辅助超声提取物的抗氧化能力相对较强。吴红艳等[16]为充分发挥杜仲叶的应用价值，采用高压脉冲电场辅助水酶法提取杜仲叶残渣中不可萃取多酚，结果表明，通过调节酶用量、场强和脉冲数，不可萃取多酚的含量达到（34.961±0.052）mg/g。由于不可萃取多酚具有多种生物活性，对杜仲叶残渣进行提取可以极大地充分利用杜仲叶资源，避免了浪费。

1.5 环烯醚萜类化合物的提取

陈玉冰等[17]以杜仲叶为原料，利用超声波提取方法和正交试验优选，确定了总环烯醚萜提取方法。结果表明，以乙醇作为提取溶剂，超声提取3 次，所提取的总环烯醚萜含量最高，所需时间最短。刘俊伶等[18]采用超声辅助法和单因素实验，得到提取杜仲叶中的车叶草苷最佳工艺，结果表明，以乙醇作为提取溶剂，通过调整超声时间和超声功率，增加车叶草苷的得率。屠万倩等[19]采用高效液相色谱（HPLC）法同时测定杜仲叶中桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、车叶草苷等化学成分含量，结果表明，不同加工方式的杜仲叶，化学成分含量存在一定差异。蒸制后微波干燥和发酵后烘干的杜仲叶中部分环烯醚萜苷的含量更高，推测可能与前体化合物的酶解有关。

2 杜仲叶在动物养殖中的应用

大量研究发现，将杜仲叶或杜仲叶提取物添加到动物饲粮中，能增强抗氧化力和免疫功能，改善猪、鸡、鱼、羊等动物的生长性能，提高日增重、宰前活重，降低料重比，改变肉质的组成成分，增加肌肉中氨基酸、蛋白质和微量元素含量，改良肉品风味，有效提高营养价值。

2.1 在猪养殖中的应用

刘孟洲等[20]对杜仲叶粉营养成分进行了测定，以杜仲叶粉替代饲粮中相同量的小麦次粉对长大二元肥育猪生长性能和胴体肉质进行测定，研究结果表明，杜仲叶粉中含粗蛋白质和粗脂肪高于一般谷物籽实，维生素C 和核黄素含量丰富，谷氨酸、天门冬氨酸和亮氨酸含量较高。3%杜仲叶粉组对提高屠宰率和改善肉质有明显效果，能明显增大眼肌面积，降低滴水损失，提高肌肉嫩度，增加干物质和肌内脂肪含量，但对肥育猪的日增重无明显促进作用。段明房等[21]对仔猪饲料中添加发酵杜仲叶粉的效果进行了研究，在基础日粮中添加发酵杜仲叶粉，试验时间120 d，研究结果表明，在生长育肥猪日粮中添加发酵杜仲叶粉可显著改善猪生长性能和屠宰率，提升猪肉的品质和风味。石海仁等[22]以杜仲叶作为饲料添加剂，研究其对育肥猪生长性能、胴体性状、抗氧化能力及肠道菌群影响，结果发现，饲粮中添加一定量的杜仲叶可显著降低腹泻率，能提高育肥猪生长性能、胴体性状、抗氧化能力及肉品质。彭密军等[23]研究在断奶仔猪饲粮中添加杜仲叶提取物、发酵杜仲叶、杜仲叶干粉对断奶仔猪生长性能、腹泻率、抗氧化力及免疫功能的影响，结果表明，在饲粮中添加杜仲叶提取物的效果要优于添加发酵杜仲叶或杜仲叶干粉，杜仲叶提取物能显著改善断奶仔猪的生长性能、抗氧化力和免疫功能，能降低腹泻率，替代抗生素。

2.2 在鸡养殖中的应用

张琳杰等[24]以产蛋型芦花鸡为研究对象，在饲粮中添加杜仲叶水提浓缩干燥物，结果表明，饲粮中添加1%、2%、3%含量时，均能在一定程度上改善鸡蛋品质，但对于蛋形指数和含水量无显著影响。陈玉敏等[25]研究在爱拔益加肉鸡的饲粮中添加杜仲叶提取物对其生长性能和免疫功能的影响，结果表明，杜仲叶提取物能提高肉鸡的平均日增重，降低了其料重比；杜仲叶提取物还可改善肉鸡的体液免疫，显著提高血清免疫球蛋白G 和血清免疫球蛋白M 的含量。毛亚芳等[26]以绿壳蛋鸡为研究对象，在饲粮中添加不同比例杜仲叶粉，研究其对鸡蛋品质、血清生化指标等方面的影响，研究发现，杜仲叶粉在蛋鸡饲粮中添加水平为4%时，可显著降低绿壳蛋鸡血清中甘油三酯水平，改善肌肉品质，且显著降低肝脏及心脏质量。吕庚鑫等[27]研究杜仲叶粉对湖北贡鸡生产性能及蛋品质的影响，研究结果显示，杜仲叶粉能够改善湖北贡鸡的生产性能和蛋品质。在日粮中添加7.5%的杜仲叶粉时日产蛋率最高，日粮中添加7.5%和10.0%的杜仲叶粉均能够显著提高鸡蛋中蛋清蛋白质、蛋黄α-亚麻酸含量，日粮中添加5.0%和7.5%的杜仲叶粉可以显著降低蛋黄胆固醇和蛋黄粗脂肪的含量。

2.3 在鱼养殖中的应用

刘孝富等[28]以鲤和鲫为研究对象，将杜仲叶、银杏叶微粉化，按适当比例配制，添加到基础鱼饲料中，研究其对生长率及对柱状嗜纤维菌抗菌效果的影响，结果表明，添加2%、4%和6%杜仲叶和银杏叶微粉鱼饲料对鲤、鲫生长率均有提升，且攻毒试验后的存活率差异显著。孟晓林等[29]通过在饲料中添加杜仲叶及其提取物，研究其对草鱼生长性能的影响，研究表明，0.15%杜仲提取物组和4%杜仲叶组，对于草鱼鱼种的生长具有明显促进作用；4%杜仲叶组，对成鱼的生长作用更明显；在饲料中添加杜仲叶及其提取物均能有效提高草鱼肌肉蛋白质含量，降低脂肪含量。许友卿等[30]以我国淡水养殖的青鱼为研究对象，研究饲料中添加2.5%、5.0%、7.5%的杜仲叶粉对青鱼生长性能及组织免疫相关基因表达的影响，结果显示，添加7.5%杜仲叶粉组的青鱼相对增重率提高29.26%（P＜0.01），饲料系数降低 22.73%（P＜0.01），且显著增加肥满度（P＜0.05）。结果表明添加一定剂量的杜仲叶粉可显著促进青鱼的生长，肾和肝在免疫相关基因的表达量差异明显，以添加7.5%杜仲叶粉组的差异最为显著。杨航等[31]将杜仲皮和杜仲叶添加到草鱼饲料，研究其对草鱼生长性能和胶原蛋白相关基因表达的影响，结果表明，饲料中添加杜仲皮和杜仲叶均能降低总胆固醇和甘油三酯含量，通过上调胶原蛋白合成相关基因和降低胶原蛋白分解相关基因的表达而提高肌肉胶原蛋白含量，从而提高草鱼的生长性能、饲料利用和肌肉品质。解旭东等[32]通过发酵杜仲叶破碎粉、参芪粉投喂饵料鱼方式，应用于鳜养殖中，结果表明，应用发酵饲料投喂饵料鱼饲养鳜，在成活率、饵料系数、生长速度、肝体比等方面都有提高，其中以肝体比提升效果最为显著。

2.4 在羊养殖中的应用

石志勇[33]通过研究杜仲叶对绵羊的消化利用状况及生产性能的影响，阐释其作为饲料原料的利用价值，结果表明，不同杜仲叶添加量对绵羊能量、氮的利用率有一定的提高作用，添加杜仲叶可以提高绵羊的生长性能，但对屠宰性能影响不显著。贾少丹[34]通过研究杜仲叶在绵羊养殖中的实际应用效果，结果表明，杜仲叶可升高绵羊葡萄糖、高密度脂蛋白等水平，降低甘油三酯、低密度脂蛋白等水平，调节肝脏对脂类的代谢，能改善绵羊肉质及营养价值。杨改青等[35]在绵羊饲粮中添加10%、20%杜仲叶，研究其对营养物质消化利用、生长性能及屠宰性能的影响，结果表明，杜仲叶对饲粮营养物质消化利用的影响与其添加水平有关，低水平条件下可提高能量和氮的利用率，而高水平条件下能降低能量和氮的利用率，在一定程度上能增加绵羊的生长性能，对屠宰率也有降低作用。唐艾嘉[36]以3月龄湖羊公羔作为试验对象，以添加杜仲叶的玉米青贮为日粮，研究添加杜仲叶的饲料对绵羊生产性能、血液指标等相关参数的影响，结果表明，添加杜仲叶对绵羊的胴体重和屠宰率影响不大，但有降低绵羊的GR 值的趋势，从而提高瘦肉率；能显著降低蒸煮损失，提高熟肉率，减少烹饪加工所带来的损失，并且降低了肌肉中脂肪的沉积量，促进肌纤维发育，增加肌肉的紧实性，降低硬脂酸含量，减少羊肉膻味；能保护多不饱和脂肪酸避免氧化，且能提高EPA、顺-11-二十碳烯酸和α-亚麻酸含量，有效改善营养价值。

3 小结与展望

杜仲叶化学成分主要有黄酮类、苯丙素类、多糖类、多酚类、环烯醚萜类、木脂素类等多种化合物以及微量元素、氨基酸。相较于传统的溶剂提取法，研究人员多采用微波辅助提取法、超声波辅助提取法和复合酶制剂提取法对杜仲叶主要成分进行提取，提取效率更高且更加环保。作为饲料添加剂，杜仲叶及其提取物被广泛应用于动物养殖业，具有增强抗氧化能力、免疫功能，能改善猪、鸡、鱼、羊等动物的生长性能，提高日增重和宰前活重，降低料重比，改变肉质的组成成分，增加肌肉中氨基酸、蛋白质和微量元素的含量，改良肉品风味，能有效提高营养价值。近年来，针对杜仲叶化学成分的相关研究越来越多，但是对其生物活性成分的提取方法以及作用机理研究还不够深入。此外，对不同种类、不同生长阶段的动物，杜仲叶及其提取物的添加量、添加形式仍需进一步研究。