桑叶、构树叶、榆树叶营养价值、抗营养因子及其在畜牧生产中的应用

■ 蒋子洁 侯启瑞 侯文玉 胡 霞 孙海鹏 姚红旭 王一凡 赵卫国

（江苏科技大学生物技术学院，江苏镇江 212100）

2022 年我国粮食中的谷物和豆粕以及粮食加工副产品饲用消费达39 190 万吨，占粮食消费总量48%，高于33%的食用和17%的工业用消费占比，可见畜牧业饲粮需求庞大。随着我国饲用豆粕减量替代工作的开展，豆粕在饲料消耗中占比呈逐年下降趋势，意味着我国饲用豆粕用量在逐年减少，统筹利用可替代优质蛋白饲料资源亟待解决。此外，我国农业农村部印发《“十四五”全国饲草产业发展规划》初步预算，要确保牛羊肉和奶源自给率的目标，对优质饲草的需求总量将超过1.2亿吨，尚有近5 000万吨的缺口。木本饲料不仅来源广，数量庞大，而且含有丰富的营养价值，应用在畜牧业上可缓解饲草供应不足的问题。

1 木本饲料的营养价值

木本饲料的营养价值与其品种、生长阶段以及生产条件等诸多因素有关。木本饲料中含有丰富的营养物质，如粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、无氮浸出物等，以及动物所需的必需氨基酸（蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸等）。还含有丰富的维生素和矿物元素。文章对比了桑叶、构树叶以及榆树叶的常规营养成分含量（见表1）。

表1 桑叶、构树叶及榆树叶常规营养成分含量（干物质基础，%）

2 木本饲料的抗营养因子

虽然木本饲料的叶子具有很高的营养价值，但是应用在动物日常饮食中有一些限制，例如存在过量的纤维和抗营养因子，会严重影响适口性和消化性。通常，抗营养因子的含量是决定树叶是否适合作为动物饲料的重要指标[4]。抗营养因子主要包括单宁、植酸、木质素、胰蛋白酶抑制剂、草酸和皂苷等。这些抗营养因子可以与大分子有机物结合，降低畜禽对饲料营养物质的消化与吸收，从而影响畜禽的生产性能和健康状况[5]。抗营养因子按作用原理可分为4 类：抑制蛋白质消化和利用、抑制能量利用、增加动物对维生素的需求、扰乱免疫系统[4]。桑叶、构树叶及榆树叶中抗营养因子的含量对比见表2。

表2 桑叶、构树叶及榆树叶的抗营养因子含量（g/kg）

单宁（tannic）是一种植物次生代谢物，在饲料和牧草中广泛存在。单宁是水溶性化合物，分子量通常为500～3 000 u，可分为水解单宁和缩合单宁[9]。单宁是天然存在的植物多酚，与蛋白质和其他聚合物（如纤维素，半纤维素和果胶）结合，形成稳定的复合物，缩合单宁是最广泛和最典型的植物单宁，由黄烷-3-醇和相关黄烷醇残基的低聚物组成，在酸降解时通常会产生花青素[10]。单宁也可与糖蛋白、唾液蛋白结合产生苦涩的味道，还可与消化酶结合，抑制其活性，降低饲料在动物胃内的消化速度，延长食糜在胃肠内停留的时间，从而降低动物的采食量[11]。

植酸（phytic acid），又叫肌醇六磷酸，是植物中天然存在的一种物质。它主要存在于谷物、种子和坚果中，能在植物发芽期间作为矿物质和肌醇的来源；也能够在人类和动物的胃肠道中与几种必需的矿物质螯合，导致其生物利用率低；植酸能够扰乱锌平衡，阻碍其他营养物质的生物利用率；此外，植酸可以通过与矿物质辅助因子螯合或与蛋白质（无论是酶还是底物）相互作用，削弱消化酶的活性（如羧基肽酶和氨基肽酶）[12]。乳酸菌可以产生植酸酶，降解植酸，植酸的减少可跟饲料发酵过程中植酸酶的产生有关，其降解取决于pH，大多数植酸酶的最佳pH为4.0～6.0[7]。

木质素（lignin）是一种高度复杂的苯乙烯-丙烯酸生物聚合物，主要由香豆醇、松柏醇和皂荚醇3 种芳香单体组成，常以碳-碳共价键将纤维素和半纤维素紧密包裹，其特殊的化学结构和大分子不易被微生物水解[13]。木质素通常存在于树叶中，是细胞壁形成的关键结构材料，瘤胃微生物可以将木质素降解为单糖，因此，反刍动物可以利用木质素作为能量来源。然而，单胃动物的消化道不能分泌降解木质素的相关酶，单胃动物不能消化木质素[4]。但如今有部分研究表明，利用不同菌剂生物发酵可以降解木质素[14-15]。

胰蛋白酶抑制剂（trypsin inhibitor，TI）在微生物、植物和动物中天然存在已被充分证实，其水平是蛋白质食品质量的一个重要参数[16]。研究发现，TI能够在治疗人类超重与肥胖有关的慢性疾病方面发挥作用，但在营养学领域，TI长期以来被认为是损害食物营养质量的抗营养因素，TI 会干扰动物的消化过程，引起动物体重的降低；其在人类临床应用上也有很大的潜力，有研究发现，豆科植物中一些胰蛋白酶抑制剂具有抗癌和防辐射活性，可以降低食用豆科植物的人群结肠癌、前列腺癌、乳腺癌和皮肤癌的发病率[17]。有研究表明，在对苜蓿种子进行热处理、微波处理和挤压处理时，胰蛋白酶抑制剂显著失活[18]。

皂苷（saponin）是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷，皂苷结构的复杂性导致其具有多种化学、物理和生物特性，包括起泡、乳化、甜味、苦味、药理和药用、溶血特性以及杀虫和抗菌活性；皂苷通过腔内理化相互作用来减少肠道对某些营养物质的吸收，包括单糖和胆固醇，因此有降低胆固醇的作用[19]。饲料中皂苷含量为0.4%～0.5%可降低禽鸟的饲料消耗量和产蛋量，以及造成体重减轻[20]。

草酸（oxalic acid）能与各种矿物质（如钙、镁、钠、钾等）形成强烈的化学键和螯合键，从而导致草酸盐的形成，草酸盐与钙反应产生不溶性草酸钙复合物，减少肠道对钙的吸收。牛羊草酸盐中毒的特征是呼吸急促、虚弱、昏迷甚至死亡[20]。在植物中，与其他部位相比，叶含有丰富的草酸。研究表明，在日粮中添加2%和1%的草酸对绵羊生长发育有明显的差异，2%草酸对其生长消化、血液指标、瘤胃功能均有一定程度的负面影响，而添加1%的草酸则有正面影响趋势[21]。

虽然木本饲料中含有的抗营养因子会对畜牧生产产生一定的负面影响，但可以采取不同的手段降低其含量，充分发挥饲喂效果，最常见的有物理、化学、生物3 种处理方式。物理方法有煮沸法、高温高压处理法等。高温高压处理即121 ℃高压灭菌20 min 可在一定程度上降低桑叶TI活性，同时研究者也应用了化学处理法，用β-巯基乙醇处理桑叶，煮沸10 min 或不煮沸，TI活性完全丧失或减弱[22]。生物方法最常见的有酶制剂法和发酵处理法。张秀江等[23]采用含枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌和酿酒酵母的复合菌固体发酵构树饲料，发酵时间48 h，木质素和单宁含量分别降低了18.53%和85.95%。综上所述，采用物理、化学、生物这3 种处理方式均能够有效地降低木本饲料中抗营养因子含量。

3 桑叶在畜牧生产中的应用

桑树（Morus albaL.）广泛分布于我国各地，种植面积约有100 万公顷，长江流域地区每年每公顷产桑叶30 t，珠江流域45 t 左右，桑叶资源丰富，且含有丰富的蛋白质、碳水化合物、矿物质、维生素及天然活性物质[24-25]。蔡明等[26]在对大鼠的桑叶饲用剂量研究中初步验证了1 g/kg 和2 g/kg 饲用剂量是安全的。Al-Kirshi 等[27]在日粮中添加不同比例（0、10%、15%、20%）桑叶粉（MLM）饲喂产蛋鸡的试验中发现，虽然饲喂MLM 降低了产蛋鸡采食量、产蛋量、蛋重和鸡蛋质量，但饲料转化率、蛋壳厚度和蛋白重量不受影响，且与对照组（0）相比，饲喂MLM 改善了蛋黄颜色。黄静等[28]在胡须鸡的饲粮中添加不同比例（5%、10%、20%）MLM 和发酵桑叶粉（FMLM）发现，10%MLM 和20%FMLM极显著提高胡须鸡血清总蛋白和球蛋白含量，说明其有增强免疫力的作用。有研究表明，在猪的生长阶段和育肥阶段，饲粮中添加不同比例的FMLM 均对胴体品质以及肌肉营养成分无不良影响，但生长阶段的添加量为4%、育肥阶段的添加量为12%时最为适宜[29]。桑叶部分替代野麦草也可改善绵羊的肉品质，当桑叶添加量为24%时，为绵羊饲粮的适宜添加量[30]。在母猪妊娠期饲料中添加25.5%的发酵饲料桑会降低血清胰岛素和粪便短链脂肪酸水平，提高断奶仔猪窝重和自由采食量[31]。王彬等[32]研究表明，在饲粮中补充鲜桑叶可提高经产母兔产活仔数和断奶仔兔数，降低血脂含量。孙海涛等[33]研究表明在育肥兔饲粮中添加10%比例的饲料桑最适宜，可提高兔肉中粗蛋白、半胱氨酸和缬氨酸含量。与以往局限于桑叶饲喂效果不同的是，寇宇斐等[34]在育肥湖羊饲粮中添加不同比例全株桑枝叶时发现，8%的添加量可提高育肥湖羊的平均日增重和抗氧化能力。

4 构树叶在畜牧生产中的应用

构树（Broussonetia papyrifera）是桑科落叶乔木或灌木，原产于亚洲东部，主要用于造纸、饲料和医药行业，中国约有30 万公顷的构树，广泛分布于黄河、扬子江、珠江和明江流域[35]。杂交构树生命力旺盛，易于种植，生长快，产量高，栽种50～60 d 便可以连茎秆带叶开割第一茬，每年可收割3～5 茬，且每亩每年可生产鲜重饲料6～10 t，一次种植可连续收割15 年以上[36]。已有研究证实构树叶有抗菌、抗肿瘤、降低血糖、增强免疫力和延缓衰老的作用；构树叶也常用作农场动物饲料的补充剂[37]。构树的树皮可用于生产纸张，其果实含有多种生物活性化合物，如生物碱、类黄酮、花青素和一些多酚，可以增强动物的免疫力和抗氧化能力[2]。Sheng 等[38]研究发现在粗饲料中添加60%的构树叶对湖羊的生长性能、胴体性状、肉质和免疫反应具有多种有益效果，可以显著增加宰前活重、胴体重，提高背最长肌饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸以及免疫球蛋白（IgA、IgG 和IgM）含量。Hao等[39]研究表明，构树青贮可提高荷斯坦奶牛血液中总抗氧化能力、超氧化物歧化酶和免疫球蛋白的含量，但对奶牛干物质采食量、产奶量和表观消化率没有显著影响。方紫依等[40]研究发现添加6%杂交构树叶可显著提高广西三黄鸡的法氏囊指数，改善盲肠菌群结构，在提高部分有益菌数量的同时也抑制了有害菌增殖。宋博等[41]在育肥猪低蛋白质饲粮中添加10%全株构树发酵饲料降低了血清尿素氮含量和平均背膘厚度，提高了肌肉中游离氨基酸和肌内脂肪含量，从而改善了肉的风味和营养价值。

5 榆树叶在畜牧生产中的应用

榆树（Ulmus pumilaL.）是一种温带落叶树木，生长在海拔1 800～3 000 m，是榆科和榆属的代表，最高可达30 m，直径超过1.25 m，在中国分布于东北、华北、西北及西南各省区，长江下游各省有栽培，也为华北及淮北平原农村的习见树木。榆叶和榆钱是很好的家兔饲料，没有苦涩味，适口性佳，适时采集榆叶和榆钱可直接作为兔的青绿饲料。有研究表明，榆树比大多数其他树种更适合用作牛、绵羊和山羊的饲料；在绵羊全混合日粮中添加30%的榆树叶粉可以提高粗蛋白和中性洗涤纤维的消化率，平衡钙和磷，不影响绵羊的采食量、瘤胃发酵、血液代谢和活体重[42-43]。Beigh 等[8]研究发现榆树叶可以作为小反刍动物的优良单一饲料，对机体健康和瘤胃发酵没有任何不利影响。曾植虎[44]在仔猪日粮中添加榆钱粉，试验组每头猪每天饲喂100 g 榆叶粉，分两次饲喂，为期60 d，试验结果表明，试验组仔猪日增重比对照组提高11.8%，增重差异显著,同时试验组经济效益提高11.7%，证明榆钱具有补充营养，促进动物生长的作用。

6 小结与展望

木本饲料作为畜禽生产的非常规饲料，可补齐饲草产业发展短板，缓解饲料供应不足难题，同时在替代抗生素使用方面也发挥着巨大作用。在木本饲料抗营养因子方面已有大量研究证实，经处理后（如高温高压、发酵、酶解等）可使抗营养因子含量大大减少且不损失养分，但目前关于这三种木本饲料在动物饲粮中与基础饲粮的最佳配比、榆树叶在抗营养因子含量及其降解研究方面以及榆树叶在动物生产上的饲喂效果研究报道较少，有待进一步研究。