万寿菊粕饲料资源开发利用进展

陈颜旭，郭同军，古再丽努尔·艾麦提，郭雪峰

（1.新疆畜牧科学院饲料研究所，新疆乌鲁木齐 830011；2.塔里木大学动物科学与技术学院，新疆阿拉尔 843300）

万寿菊（Tagetes erecta L）为菊科万寿菊属一年生草本植物（王志东等，2009；张晓媛等，2008）。万寿菊因兼具观赏、药用、食用和化妆品等用途已成为农业发展新的经济增长点。我国的万寿菊产业逐年发展壮大，有着非常成熟的产业链，在东北、华北、西北、西南均有种植，种植面积也在不断增大（朱亚等，2015）。据不完全统计，2021年新疆南疆地区的万寿菊种植面积约16万亩，按亩产鲜花2.5 t计算，产量约40万t，10 kg万寿菊鲜花产生1 kg左右万寿菊粕（含水率＜15%），年产万寿菊粕约4万t。万寿菊粕（Marigold meal）也叫万寿菊粉、万寿菊渣，是万寿菊的鲜花经过提取挥发油和叶黄素后的副产品，呈绿色或淡黄色粉末，有酸味和特殊气味，有害金属元素如汞、镉、铅等含量少（袁玲等，2010），生产中常将其作为粗饲料原料加以利用。目前，万寿菊粕在家禽、兔和水产养殖业中均有应用，适量添加万寿菊粕具有提高动物生产性能和机体抗氧化能力的作用（林城丽，2017；赵舰，2015；王秀，2010），较高剂量的添加会引起轻度腹泻（王秀，2010）。有研究表明，给生长育肥猪日粮添加15%提取菊酯后菊渣用于替代麸皮仍较为安全（邓敦等，2007）。目前在反刍动物牛、羊中应用较高剂量的万寿菊粕是否同样会引起腹泻，万寿菊粕是否同其他中草药植物类似具有调控奶、肉等畜产品的作用，目前鲜有相关文献报道。本文就万寿菊粕营养水平和万寿菊活性物质和用途，以及作为非常规饲料原料对动物生产性能、畜禽产品品质的影响进行综述，以期为万寿菊粕作为功能性饲料生产功能性畜产品提供基础文献依据。

1 万寿菊粕的营养成分

万寿菊粕是一种营养成分较为丰富的粗饲料。由表1可知，万寿菊粕的干物质（DM）含量为90.87%～93.50%，粗蛋白质（CP）含量为8.51%～13.06%、粗脂肪（EE）含量为0.50%～4.82%、中性洗涤纤维（NDF）含量为41.62%～55.75%、酸性洗涤纤维（ADF）含量为29.21%～44.57%、钙（Ca）含量为0.3%～1.14%、磷（P）含量为0.13%～0.61%和总能含量为15.09～18.91 MJ/kg。万寿菊粕由于产地、加工方式、加工工艺等因素影响而营养成分含量有差异，但其营养价值优于棉籽壳和小麦秸秆、玉米秸秆等粗饲料。有研究表明万寿菊花经过提取叶黄素后的菊粕渣中还含有一定的活性成分（李禹辰等，2013），这些物质能够对动物机体抗氧化性以及抗炎产生一定影响。目前仅在兔、家禽以及水产养殖中有一定应用，万寿菊粕产量可观、营养成分较好，是集约化规模化牛羊养殖非常不错的非常规饲料资源。

表1 万寿菊粕与其他常规饲料营养成分

2 万寿菊粕含有的主要活性成分及其在畜牧生产中的应用

2.1 叶黄素及其在畜牧生产中的应用 叶黄素是一类天然色素的总称，在许多蔬菜、水果和藻类中均有存在（Young和Lowe，2018）。万寿菊花瓣中的主要活性成分为叶黄素（Rajesh，2010），研究已经证实，叶黄素属于类胡萝卜素，主要在眼睛的黄斑部富集，对防止老年化的黄斑病变及一些眼部疾病有主要作用（Perry，2009；Santosa和Jones，2005），其作用机理是直接作为抗氧化剂间接吸收蓝光。叶黄素分子的ε-紫罗兰酮环上的-OH官能团使其易于氧化。体外研究结果表明，叶黄素可通过减少光敏剂与自由基反应和延缓膜磷脂的过氧化，直接防止氧化应激（Young和Lowe，2018；Beniwal，2017；Santosa和Jones，2005）。

随着生活水平的提高，许多消费者把鸡肉和蛋黄的颜色同动物年龄、健康状况、品质等因素联系起来，叶黄素则作为饲料添加剂被广泛应用于家禽养殖和水产养殖以满足消费者需求（韩方方和刘爱辉，2018；王述浩等，2016；龚志等，2014），在家禽养殖中主要用来增加蛋黄和鸡皮的色泽。陈翔宇等（2021）发现，给太行鸡日粮添加200 mg/kg万寿菊提取物能够显著提高其产蛋率，改善蛋黄色泽，增强机体抗氧化能力，改善免疫力。Moeini等（2013）研究发现，添加3%万寿菊粉和辣椒粉能够显著提高蛋黄颜色。观赏鱼的价格取决于体色和花纹美观，通常健康的鱼花纹清晰，鱼体颜色艳丽富有活力。目前叶黄素也被广泛添加到观赏鱼的饲料中以此改变体色。林城丽（2017）研究表明，添加不同含量的万寿菊粉（主要为叶黄素提取物）能提高锦鲤的体表颜色亮度，利用色差仪检测鱼体，发现添加万寿菊粉可以显著提高鱼体黄度，同时超氧化物歧化酶活力、消化能力、生长性能均显著提高。刘翠等（2020）给黄颡鱼日粮中添加一定的天然叶黄素发现，血液中的超氧化物歧化酶活性提高。综上，将天然叶黄素类饲料添加到畜禽饲粮中不但能改善体色和肉色，亦能够同时提高机体的免疫与抗氧化能力。

2.2 挥发油、稀萜类等成分及其在畜牧生产中的应用 挥发油是万寿菊的主要成分之一，挥发油不但有抗炎、抗菌、抗癌、杀虫功效还兼具调味功能，同时也是决定菊花品质的关键因素之一（Gupta，2009；张晓媛等，2008；Mauro，2004）。万寿菊花中的挥发油类成分含量与其种植的土壤、气候环境有关，也与其不同生长阶段相关（Mauro等，2004）。李建等（2010）对黑龙江地区万寿菊精油化学成分分析发现，其主要成分为β-月桂烯、反-β-罗勒烯、2-异丙基-5-甲基-3-环己烯-1-酮等。马娜（2017）通过气相-质谱联用分析测定万寿菊挥发油中主要成分为6，10，14-三甲基-2-十五酮、肉豆蔻酸、十六酸及二十四烷酸甲酯等；高效液相测定万寿菊中多酚类物质主要为香豆酸、丁香酸、对羟基苯甲酸、槲皮素及没食子酸。

朱顺英（2005）研究发现，野菊花中发挥较高抗菌效果的物质为乙酸龙脑酯 （10.00%～21.33%）、龙脑（8.34%～18.34%）、樟脑（7.75%～23.52%）和大耗牛儿烯D（1.08%～12.67%）、1，8-桉叶油在新鲜野菊花中（30.41%），其他次要的组分则包含α-松油醇（1.28%～3.32%）、萜品烯-4-醇（0.70%～1.59%）和氧化石竹烯（0.13%～2.73%）；试验结果表明加工过的挥发油对临床腐生葡萄球菌作用效果最强，异常汉逊酵母和假丝酵母次之，而空气干燥的挥发油对临床大肠埃希氏菌的作用最强，腐生葡萄球菌效果次之。由此推测挥发油抗菌模式与酚类物质作用模式相近。有研究表明挥发油抗炎机制与前列腺素（PGE2）被抑制有一定关联 （Luyen，2015）。蒋征奎等（2015）对野菊花挥发油活性研究发现，挥发油有镇痛作用且和阿司匹林效果较为接近，对诱导引起小鼠足肿胀有很好的抑制效果。菊花中的挥发油抗菌抗炎机制较为复杂，且与该成分的提取加工方式有相关性。研究发现菊花提取物中的α-甜没药醇对神经胶质瘤细胞有较强的诱导凋亡作用（Cavalieri，2004）。另外，万寿菊提取物在食品保鲜和灭虫领域也有广泛应用，其主要活性成分为α-三连噻吩（乐海洋和赵善欢，1998）；有研究表明主要活性成分含最高的部位是花，其次是种子、叶、根（Bhattacharyya，2017）。王新国等（2001）对四种菊科植物各部分提取物的杀虫活性研究发现，根中的α-三连噻吩对致倦库蚊幼虫的杀灭活性与含量呈正相关。因为万寿菊提取物的特性，在蔬菜、水果、肉类等保鲜领域也得到广泛应用，王宪青等（2012）研究表明，万寿菊花提取的α-三连噻吩能够有效延长圣女果的保存时间，同时还可有效延缓维生素C含量下降。另外在葡萄的保鲜中研究发现，添加了万寿菊花提取物的复合保鲜剂比普通单一保鲜剂效果更好，其原因与α-三连噻吩的抑菌效果有关（王宪青等，2016）。王鹤霖等（2018）对冷鲜猪肉的保鲜研究发现，使用了含有万寿菊α-三连噻吩保鲜膜包裹的冷鲜肉保存时间更长，主要原因为万寿菊α-三连噻吩发挥的抑菌功效。万寿菊粕中含有挥发油和稀萜等活性，在动物机体内主要起作用的成分目前还不明确，并且万寿菊粕具有一定的气味，添加之后能否增进食欲，发挥其相关抑菌功效调控肠道菌群，改善生产性能提高畜产品质量，这些都值得深入探索。

2.3 绿原酸、黄酮和糖苷及其在畜牧生产中的应用 菊花中所含有的黄酮类物质具有抗炎抗菌、改善免疫、抗肿瘤、抗菌等多种药理作用（Sun，2012；王志东等，2009），万寿菊粕中同样含有相关成分。研究表明，甜叶菊提取物对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、霍乱弧菌等有较好的抑制作用，发挥抑菌功能的主要成分为绿原酸类化合物与黄酮类化合物（赵磊等，2016；任晓静等，2014）。研究表明甜菊糖苷具有免疫调节的功能，同时在一定条件下还能够保持肝脏正常生理功能（Casas-Grajales，2019）。何念武等（2020）研究发现，万寿菊多糖在体外条件下有着优良的抗氧化能力与抗肿瘤活性。张宇等（2013）研究发现，从万寿菊茎叶中分离出的黄酮类化合物4-甲氧基-泽兰素-3-O-β-D-葡萄糖苷和山柰酚-3，7-O-α-L-双鼠李糖苷，在20～120μmol/L的浓度下均可抑制体外培养的人胃癌细胞SGC7901与人肝癌细胞SMMC7721的增殖。王保伟等（2011）添加野菊花黄酮防治大鼠酒精性脂肪肝发现，在该试验下野菊花黄酮能够明显降低肝脏中丙二醛的含量，增强超氧化物歧化酶的活性，同时能明显改善大鼠的肝细胞脂肪变性。程帅等（2021）对槲皮万寿菊素的体外抗氧化性研究发现，其对DPPH、ABTS、-OH等自由基的清除能力较强，此外槲皮万寿菊素对番茄红素和辣椒红素具有保护作用，能够大大减缓其氧化褪色。Mariya等（2017）研究发现，万寿菊提取物中含有大量的酚类物质，有着较强的抗菌活性，同时也表现出良好的DPPH自由基清除能力。有研究表明万寿菊花提取物能够直接刺激jurkat细胞保护机制，主要表现出较好的自由基清除活性及提高抗氧化酶和抗炎因子含量（Irakli等，2016）。槲皮素作为黄酮类化合物中的一种，在畜禽饲养中有一定应用，张毅峰等（2020）给肉鸡日粮中添加不同剂量的槲皮万寿菊素发现，添加量3.75 mg/kg时能够显著提升肉鸡的抗氧化与免疫能力，改善肉鸡的脂代谢趋势。以上研究显示绿原酸、黄酮类物质的抗炎、抗氧化、抗病等功效较好，而万寿菊粕在牛羊等草食动物的研究较少，万寿菊粕中含有的相关成分能否作用于这些动物起到相应调控功能，这对万寿菊粕资源开发有着重要意义。

3 万寿菊粕在畜牧业中的应用

3.1 万寿菊粕在水产养殖中的应用 刘春东（2002）研究显示，用万寿菊粕替代小麦麸用于鲤鱼的养殖中有一定的增产效果，对体型和体色也有一定作用。万寿菊干花粉和万寿菊花相关提取物对水产养殖也有促进作用，林城丽（2017）发现，在黄金锦鲤日粮中添加4%万寿菊粉能明显增强体色，同时增强抗氧化性。张宝龙等（2018）的研究表明，万寿菊提取物（叶黄素）对鱼肉的颜色及机体抗氧化性、免疫力、生产性能均有不同程度改善。综上，添加量为2%～4%时效果较好。万寿菊花相关产物为单一成分对动物的作用效果研究较为透彻，万寿菊粕营养较为丰富且含有一定活性成分，用于替代常规饲料能够缓解饲料不足的问题，相关领域值得研究。

3.2 万寿菊粕在单胃动物中的应用 万寿菊粕可替代麸皮、苜蓿草粉用于兔、蛋鸡和猪等动物的饲养。杨国忠等（2008）通过对比12%万寿菊粕和苜蓿草粉的饲喂效果，结果表明万寿菊粕对兔生产性能的影响同苜蓿草粉无明显差异。王秀（2010）发现，在兔的饲粮中添加低于20%的万寿菊粕替代部分苜蓿草粉和麸皮较为安全，添加量超过25%会出现腹泻现象。综合他人研究成果，在兔日粮中添加5%～20%较为适宜。有的学者研究了其他菊渣在育肥猪上用于替代麸皮，最大添加量为15%，且对健康和生产性能无显著影响（邓敦2007）。而在猪的养殖中鲜见到万寿菊粕相关研究，推测10%～15%的添加量应当合适。赵舰（2015）研究发现，3%万寿菊粕于蛋鸡的日粮中替代玉米效果最佳，且对蛋鸡生产性能无影响，可提高蛋黄颜色同时降低蛋黄胆固醇含量。以上研究成果揭示万寿菊粕替代常规饲料可行，且有一个适宜替代范围。但其是否有营养调控功能，能否用于特殊畜产品开发，这对万寿菊粕在畜牧生产的相关应用是极为重要的。

3.3 万寿菊粕在反刍动物中的应用 袁玲等（2010）测定两种不同来源的万寿菊粕在绵羊瘤胃中的中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）消失率，其24 h和48 h NDF、ADF消失率均高于野生羊草粉、豆秸和玉米秸，一定程度上可以说明万寿菊粉优于以上粗饲料。何宗霖等（2014）在羔羊日粮中添加了22.5%的万寿菊粕，相较未添加的草粉料组，羔羊日增重显著提高。Kour等（2021）给山羊日粮中添加了15%废弃万寿菊干花粉发现，其对生产性能和消化率无明显影响。马宁等（2021）研究表明，用6%的柠条替代菊花粕会导致滩羊的采食量显著低于菊花粕组，但整体生产性能无明显差异。以上研究均表明适量添加万寿菊粕并没有对动物产生不利影响。但目前国内外对其探索较少，万寿菊是否含存在抗营养因子研究还不够透彻，并且其含有的一些活性成分如黄酮、酚酸、多糖类物质对反刍动物瘤胃菌群调控、瘤胃发酵、机体代谢调控研究较少。

4 万寿菊粕在畜牧业中的应用前景

万寿菊由于其特殊的药理作用和生物活性被广泛用于多个行业，随着种植面积的扩大，其副产物万寿菊秆和万寿菊粕越来越受到重视。万寿菊粕已在家禽、兔和水产养殖中有一定的应用，日粮中适量添加万寿菊粕可提高生产性能和改善畜产品的品质。然而，目前万寿菊粕应用于反刍动物如牛、羊、骆驼以及单胃草食动物马、驴的生产研究较少。因此，对万寿菊粕进行系统性研究不仅有利于提高其饲料化利用效率，还可以利用其含有生物活性物质的特点生产功能性畜产品，提高万寿菊粕饲料化利用的附加值。