桑叶的营养价值及在畜禽生产中的应用

2023-11-15 05:27刘松雁崔荣飞张彩云王绪根殷娟玲赵义良
今日畜牧兽医 2023年9期
关键词:单宁桑叶提取物

刘松雁,苏 霞,崔荣飞,张彩云,王绪根,殷娟玲,吕 蔚,赵义良*

(1.石家庄市畜产品和兽药饲料质量检测中心 050040;2.行唐县畜牧工作总站 050000;3.石家庄市栾城区畜产品质量监测站 050000)

随着畜牧业的迅速发展,对饲用资源的需求也越来越大,蛋白原料的短缺严重限制了我国饲料行业的发展。目前,我国大豆主要依赖进口,且其中80%被用作畜禽饲料。新型蛋白原料的开发迫在眉睫。桑叶因其蛋白质含量高,营养价值丰富在畜牧生产上的应用备受关注,将桑叶作为饲料原料可以解决我国常规饲料原料短缺的困局。

桑树凭借其抗逆性强的优势,可栽种范围广,一些品种例如蛋白桑桑叶的产量高,应用到畜牧生产中,具有调节动物免疫功能、提高抗氧化能力和畜产品品质等功能[1]。在畜禽养殖实际生产中,由于受到单宁和植酸等抗营养因子的影响,并不受养殖户的喜爱,应用范围有限。研究发现,桑叶经不同预处理后,可以提高粗蛋白含量和改善生物活性物质量,进而提高桑叶的饲用价值[2]。在畜禽日粮中添加桑叶提取物,用于调节动物机体免疫功能,改善畜禽产品的质量。

1 桑叶的主要营养成分和生物活性物质

1.1 桑叶的营养成分

桑叶以干物质为基础,含22%~30%粗蛋白质,其含量仅次于大豆,与苜蓿相近,是优质的蛋白质资源。其组成氨基酸的种类丰富,其中动物所必需氨基酸和半必需氨基酸的含量占比达到了50%以上,尤其是谷氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸等含量高,且对畜禽生长发育具有重要意义。桑叶中还含有8%~12%粗纤维,8%~12%粗灰分,4%~10%粗脂肪,此外还有钙、铁、锌等动物生长必须的矿物元素。桑叶中还含有油酸、亚油酸和亚麻酸等不饱和脂肪酸,添加到畜禽日粮中可以起到降低血液中胆固醇含量以及抗血栓的效果。桑叶中富含维生素B、C,对维持机体免疫和抗氧化能力具有重要的意义。

1.2 桑叶的生物活性物质

桑叶中含有多种生物活性物质,包括黄酮类、多酚和多糖类等,这些生物活性成分在维持机体健康及抗氧化等方面发挥着积极作用。桑叶中主要的活性成分是黄酮及黄酮苷类,占干物质含量的1%~3%,黄酮在桑叶的叶尖及嫩叶中含量最高。黄酮的主要功能是降血糖,一方面通过促进胰岛β细胞修复,抑制葡萄糖和蛋白质的结合,减少血糖摄入,从而降低血糖浓度;另一方面,黄酮还通过清除机体的多余自由基,达到提高细胞抗氧化能力的效果,并减少对肝脏和胰岛细胞的破坏。桑叶多酚是天然的抗氧化剂,通过多酚氧化酶可以断绝动物体内的自由基链反应,从而清除自由基和消除其毒性,可有效改善畜禽产品品质。桑叶多糖具有良好的抗氧化性能和降低血糖功效,关于其作用机理的研究也较多,主要是通过修复胰岛B 细胞促进胰岛素分泌,亦可调节肝脏糖代谢。

1.3 桑叶的抗营养因子

虽然桑叶作为蛋白原料具有很多的优点,但是,由于单宁和植酸等主要抗营养因子的影响,在动物养殖方面还存在着很多的问题。桑叶中单宁含量高达5.32 mg/kg,植酸含量达488.9 mg/kg,在饲喂动物时,由于单宁与蛋白质等物质结合会产生苦涩味的化合物,大量添加会引起适口性下降,影响动物的采食量,造成相反的效果。单宁还具有广谱抑菌的效果,畜禽采食后会影响肠道微生物菌群,从而产生抑制营养物质吸收的副作用。植酸具有很强的螯合性,可以和畜禽体内钙、铜等金属离子结合,形成沉淀或稳定的络合物,大大降低机体对矿物质的吸收。植酸还会刺激肠道,引起感染性肠炎等,对畜禽生长十分不利。

2 桑叶的饲料化利用

2.1 鲜桑叶

新鲜桑叶含有75%以上的水分,直接食用能较好地保留桑叶中多种生物活性物质,节约了桑叶处理成本,饲喂时应与其他含水量较低的饲料进行搭配,效果将更好。桑叶的品质受产地、品种、采摘时间、采摘部位等多种因素影响。陈爽等[3]对重庆市以桑、华桑、鸡桑3个品种共17 种不同产地桑叶水提液中游离氨基酸组成及含量进行测定,发现不同品种、不同产地桑叶氨基酸种类无明显差别,但氨基酸含量存在差异,为桑叶的开发利用提供了参考依据。

2.2 干桑叶

新鲜的桑叶水分含量较高,储存不便,而且很容易腐烂变质,造成营养物质的损失以及品质的下降。制成干桑叶后便于储存和运输,减少了桑叶的浪费。干燥桑叶的方法有多种,如晾晒、热风烘干、真空干燥、冷冻干燥等。梁吉虹等[4]通过热风烘干法和冷冻干燥法对桑叶进行干燥处理后,结果显示经不同方式干燥后的桑叶蛋白提取物基本化学成分含量差异较大,冷冻干燥的桑叶蛋白提取物蛋白含量最高(68.89%),通过扫描电镜观察其微观形貌发现干燥后桑叶蛋白提取物的表面粗糙多孔,笔者推测通过干燥破坏了桑叶原有的结构,使其与油、水的接触面积增加,有利于蛋白质的溶出。实际养殖生产中在畜禽饲料中添加适量的桑叶可以有效地改善畜禽的健康状况和免疫机能。

2.3 发酵桑叶

桑叶营养丰富,饲用价值高,但较高的粗纤维含量和抗营养因子成为限制鲜桑叶和干桑叶在动物生产中直接饲喂的突出问题。通过大量研究发现,对桑叶进行合适的预处理如微生物发酵可以将其转化成高品质的蛋白质饲料。发酵桑叶不仅降低了粗纤维含量,而且粗蛋白质含量显著增多,黄酮类、多糖和生物碱类等生物活性物质也得到了极大的优化,在日粮中添加发酵桑叶适口性得到改善,提高了饲料转化率,并且可以增强动物免疫力和畜产品质量等。研究表明菌种类型和发酵条件不同桑叶发酵后生物性质也有差异。崔艺燕等[5]利用酒窖片球菌和地衣芽孢杆菌混合菌种,以桑叶与麸皮质量比、菌种组合、接种量和发酵时间为影响因素,将发酵桑叶粗蛋白质和单宁含量作为评价发酵桑叶生产的关键指标,确定了发酵桑叶的最佳工艺,该条件下粗蛋白质含量为26.18%,比未发酵桑叶高16.82%,单宁含量为0.47%,比未发酵桑叶低56.4%,可见经过发酵的桑叶更适用于畜禽生产。叶添梅等[6]以乳酸菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌复合菌种发酵桑叶粉饲料,以桑叶粉配比、底物含水量、发酵时间、发酵方式为考察因素,以桑叶干物质粗蛋白质、粗纤维含量,单宁降解率等为指标进行正交试验,确定复合菌种发酵桑叶最佳条件为桑叶粉比例80%,含水率40%,螺丝口发酵,时间为9 d,此时桑叶发酵料蛋白质含量为27.22%,粗纤维含量26.00%,单宁降解率46.35%,桑叶的营养价值有明显提高。

2.4 桑叶提取物

随着对桑叶有效成分的深入研究,需要通过提取纯化来提高其利用价值。超声提取法和微波提取法是黄酮类、多糖和生物碱类化合物普遍采用的提取方法。受生物活性物质自身性质的影响,还可以选择超临界流体萃取法、酶提取法及离子交换树脂法等。提取方法和溶剂的选择会影响桑叶提取物成分及含量。王念等[7]以75%乙醇为提取溶剂,对干桑叶采用超声辅助提取法制备桑叶提取物,此时桑叶提取物主要是多酚类的化合物,提取率为26.50%,总酚含量为17.11mg/g,均为该试验条件下最大值,总酚含量与抗氧化能力密切相关,可作为评价试验的重要指标。王银玲等[8]通过在基础饲粮中添加不同比例的桑叶提取物,发现在黄羽肉鸡饲粮中添加0.10%~0.20%时桑叶提取物能有效降低肝脏中脂肪沉积,提高粗蛋白质和磷消化率。张波等[9]在蛋鸡饲粮中添加0.8%桑叶提取物,改善了肠道组织形态及盲肠菌群结构,提高了蛋鸡抗氧化能力以及免疫功能,并且不影响蛋鸡生产性能。

3 桑叶在畜禽生产中的应用

3.1 桑叶在家禽生产中的应用

生产具有免疫保健功能的优质肉类制品符合人们当下绿色健康的饮食理念,在肉鸡日粮中适当添加桑叶制品不仅能够改善畜禽产品品质,有效降低饲养成本,还能充分利用桑叶资源,减少浪费。邝哲师等[10]做了一项关于胡须鸡应用桑叶及制品的研究,他们在日粮中使用桑叶粉或发酵桑叶粉,结果表明日粮中添加10%的桑叶粉或20%经发酵桑叶粉后胡须鸡肉品质(如肉的持水率、嫩度和肉色)有较好改善,初步推测与桑叶丰富的营养成分和生物活性物质有关。桑叶粉和发酵桑叶粉对胡须鸡盲肠菌群的作用机理不同,发酵桑叶粉主要是通过增加有益菌的数量来提升动物肠道健康水平,而桑叶粉主要通过抑制肠道有害菌来发挥作用。黄泰来[11]等在基础饲粮中分别添加400、800 和1200mg/kg 桑叶提取物作为对照,通过检测肉鸡生长性能、血清和肝脏中与脂肪代谢相关的指标得出添加桑叶提取物可不同程度地降低爱拔益加肉鸡腹脂沉积。

3.2 桑叶在猪生产中的应用

桑叶多酚和黄酮类等都有抗氧化作用,能保护脂质免受氧化,从而抑制猪肉酸败,延长货架期[12]。桑叶是一种绿色健康的饲料原料,在猪饲料中添加一定量发酵桑叶对猪生产性能、猪产品品质以及猪肉挥发性风味物质有积极作用。王亚男等[13]通过对比生长育肥猪日粮中4%和6%的发酵桑叶添加量,发现添加6%发酵桑叶组育肥猪平均日增重和采食量显著提高,料重比降低,降低了养殖成本。作者推断发酵桑叶中氨基酸总量和生物活性物质浓度的提高以及粗纤维含量的降低是提高猪生长性能的主要原因。

3.3 桑叶在反刍动物生产中的应用

反刍动物的大部分营养物质在瘤胃内消化,添加适量比例的桑叶粉能够改善瘤胃环境,促进瘤胃对纤维类物质的发酵。特别是发酵桑叶的利用更为普遍。吴配全等[14]在肉牛日粮中添加10%~20%的发酵桑叶后证实,该添加水平不会对肉牛生长性能造成影响,但能使肉牛每千克增重的饲料成本下降0.29~0.49 元,经济效益明显。肖建中等[15]在浏阳黑山羊日粮中分别添加5%、10%、15%和20%桑叶粉设计单因素试验,对其生长性能、屠宰性能、肉品质等参数进行评价,确定最佳添加比例为15%。

4 结论

桑叶作为新型非常规饲料资源在动物饲料中的应用潜力巨大,但也有诸多亟待解决的问题,如桑叶发酵菌种的选择,不同物种和生产阶段桑叶的最佳添加量等。寻求桑叶最佳的加工方式和添加比例对于生产高品质的畜禽产品具有重要意义,这也是未来需要深入研究的一项课题。

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