发酵桑叶的生物活性物质及其在动物生产中的应用

项 轩， 冯淦熠， 郭振兴， 杨林楠， 江 峰， 贺 喜， 曹 蓉

（湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙 410128）

我国是桑叶的原产地，桑树资源丰富，品种众多，涵盖15个桑种，4个变种，是世界上种植桑树面积最大的国家（杨灿等，2019）。桑叶中富含生物活性物质，具有多种生物学功能，对于畜禽健康高效生产具有一定影响。在传统的农牧养殖业中，桑叶仅作为饲喂家蚕的饲料（蔡智慧，2015），但因桑叶中蛋白质含量高，也逐渐饲料化并应用于畜禽生产中 （黄静等，2014）。新鲜桑叶因其水分含量高，极易霉变，不宜长期保存，但经过发酵处理后，不仅可以增强其适口性，还能够提高动物生产性能和饲料转化率，并改善动物健康状况。本文从桑叶的生物活性物质及其生物学功能、发酵桑叶生物活性成分变化及其在动物生产中的应用展开综述，旨在为发酵桑叶在畜禽生产中的应用提供一定的理论依据。

1 桑叶的生物活性物质及其功能

1.1 桑叶的生物活性物质 桑叶为桑科桑属植物桑的叶，生物活性物质组成复杂且含量丰富，主要为氨基酸、维生素、黄酮类化合物、甾醇类化合物、多糖、生物碱类和酚类化合物等（王婷婷等，2018）。桑叶性味甘、平、寒，入药有疏散风热，清肺润燥，清肝明目等功效（徐建飞，2008），已经被国家卫生部归入“药食两用”的品种（王芳等，2015）。桑叶中的活性物质种类及含量如表1所示。

1.2 桑叶生物活性物质的生理功能 桑叶具有多种生物活性物质，尤其所含多酚类成分居多，具有明显的抗氧化活性（陈晓燕，2014）。近年来，关于桑叶的药理作用、临床作用等方面的研究都有了较多的探索，发现这些生物活性成分具有降血糖、降血脂、抗氧化、抑菌抗病毒、降血压和抗肿瘤等多种作用，医用价值巨大。

1.2.1 降血糖作用 《中药大辞典》中记载 “以四氧嘧啶（ALX）性糖尿病大鼠的空腹血糖、肾上腺素高血糖的测定作指标，桑叶有抗糖尿病作用”（苏芳华，2010）。研究证实其有效成分包括生物碱类化合物（脱氧野尻霉素及其衍生物）、黄酮类物质、多糖等（Riche 等，2017；Zhang 等，2014），其中一种特殊的生物碱，即1-DNJ，能抑制肠道内糖苷酶的活性，对降血糖有显著作用（Ji等，2016）。王向阳等（2014）对糖尿病小鼠进行口服桑叶多糖治疗，研究发现各个阶段内小鼠增重均显著高于对照组，糖尿病小鼠的血糖浓度亦下降了56.82%，说明桑叶多糖对ALX诱导的糖尿病具有良好的降血糖效应。Naowaboot等（2012）阐明了桑叶降血糖的作用机制：葡萄糖摄入增加，并增加葡萄糖转运蛋白 4（GLUT4），将磷酸肌醇 3-激酶（PI3-K）的信号通路易位，从而起到降血糖的作用。

表1 桑叶中生物活性物质种类及含量（风干基础）

1.2.2 降血脂作用 研究表明，桑叶提取物具有良好的降脂效应，能够避免脂质过氧化和代谢功能紊乱，这与其富含黄酮类化合物有关 （冯淦熠等，2020）。贺燕等（2019）用桑叶水提物灌服高脂饮食的小鼠，与高脂对照组相比，小鼠的粪固醇、粪便胆汁酸和短链脂肪酸（SCFAs）含量都显著提升，而血清总胆固醇（TC）和动脉粥样硬化指数（AI）与粪便SCFAs呈极显著负相关关系。Chan等（2013）采用高胆固醇饲料喂养白兔，研究桑叶提取物对动脉粥样硬化的影响，结果表明桑叶提取物中的活性成分能有效降低TC、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL-C）的含量，进而起到降血脂的作用。综上，桑叶中的活性物质可降低体内胆固醇水平，对于动脉粥样硬化有很好的预防作用，且有利于降低血脂。

1.2.3 体外抗氧化作用 桑叶中的黄酮类化合物、超氧化物歧化酶（SOD）、多酚类化合物和多糖都具有抗衰老、清除自由基等功效（Zheng，2014；张媛，2012）。何新苗等（2018）发现，桑叶水溶性多糖对 1-1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH·）、2，2'-连氮基-双-（3-乙基苯并二氢噻唑啉-6-磺酸）、羟自由基（·OH）以及超氧阴离子自由基（O2-·）均有一定的清除能力，且在一定质量范围（0.2～1.2 mg/mL）呈剂量关系，尤其是对·OH和O2-·有良好的抗氧化性能。Cui等（2019）分析了桑叶中不同黄酮类化合物的体外抗氧化能力，结果表明，在提取温度为70.85℃、溶剂浓度39.30%、提取时间120.18 min、液/固比为34.60：1的条件下，桑叶黄酮对DPPH和ABTS自由基具有良好清除能力，并且总还原能力较高。沈维治等（2015）鉴定出了桑叶中的8种多酚单体化合物，通过测定其抗氧化活性后发现，含有绿原酸的组合具有抗氧化协同作用，而不含绿原酸的组合具有拮抗作用，这说明绿原酸是桑叶抗氧化的核心多酚类单体之一。综上所述，桑叶是一种天然抗氧化剂，其主要机制是清除自由基，其中对·OH和O2-·的清除能力最强，桑叶作为抗氧化药物具有广阔的开发应用价值。

1.2.4 其他作用 杨燕等 （2010）从长穗桑的95%乙醇提取物中分离得到了4个Diels-Alder型加合物、2个查耳酮类化合物和4个黄酮类化合物，筛选发现有3个Diels-Alder型加合物对人体肿瘤细胞具有抑制作用。Jeong等（2015）研究表明，桑叶水提取物显著降低了白细胞介素1β（IL-1β）诱导的一氧化氮和前列腺素E2（PGE2）的产生，减少了基质金属蛋白酶-1（MMP-1）在人软骨细胞的诱导释放和一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶-2（COX-2）的表达，表明桑叶具有一定的抗炎作用。桑叶中生物活性物质作用非常广泛，大量的研究证明其除了以上的生理作用外，还具有护肝、抗焦虑、抗多巴胺、免疫调节、抑制黑色素等药理作用（赖玲林等，2016）。

2 发酵对桑叶生物活性物质的影响

桑叶具有丰富的营养成分和大量特有的生物活性物质，作为优质畜禽饲料，可鲜喂也可以晒干、粉碎再与其他饲料配合饲用。但由于其粗纤维含量较高且含有植酸、单宁等抗营养因子，大量饲喂将会影响动物生长发育及健康。通过微生物发酵处理可减少抗营养因子含量，优化生物活性物质，使得桑叶的营养组成更加合理安全，畜禽更加喜食。由于发酵菌种、菌种配伍、提取溶剂等多种因素相互作用，桑叶中的多种活性物质发生了一系列氧化、聚合、偶联等反应，影响其生物转化作用，从而使活性物质的含量发生相应的变化。桑叶发酵后生物活性物质含量变化如表2所示。

3 发酵桑叶在动物生产中的应用

将不同形式的桑叶（如鲜桑叶、桑叶粉、青贮桑叶等）添加在饲粮中饲喂不同动物，能极大地促进动物产品品质、动物健康和养殖环境等方面的改善。添加一定剂量的发酵桑叶可促进动物生长发育、增加日增重、降低料肉比、减少饲料成本等。

3.1 发酵桑叶在猪生产中的应用 在猪日粮中添加适量的发酵桑叶可使猪被毛柔顺光亮、皮肤有弹性、背腰平直及臀部肌肉丰满，提高肉品质。此外，还可提高日增重，降低采食量、料肉比和饲养成本。丁鹏等（2018）用9%的发酵桑叶粉替代等量基础日粮饲喂宁乡花猪发现，料重比、平均背膘厚和血清胆固醇含量显著降低，肉品质提高。李栋栋等 （2017）通过向断奶仔猪基础日粮中添加2%和4%的发酵桑叶发现，采食量、料肉比显著降低，日增重增加，不仅能有效改善生产性能，而且每千克增重的饲料成本可减少1.67～2.29元。Zhang等（2016）研究表明，向生长育肥猪日粮中添加15%发酵桑叶，能够显著增加日增重，提高生产性能。此外，肌内脂肪和不饱和脂肪酸显著增加，平均背膘厚和饱和脂肪酸显著降低，对肉品质有极大改善作用。

3.2 发酵桑叶在牛生产中的应用 发酵桑叶对于牛的生长发育有一定的改善效果，并且能够有效地降低饲喂成本，缓解饲料资源紧缺的问题。崔振亮等（2011）给本地黄牛公牛和（利木赞×福州牛）杂交母牛饲喂添加青贮桑叶的日粮发现，不同添加水平对瘤胃细菌区系结构影响差异不显著，但牛的品种可显著影响瘤胃细菌区系结构及其多样性。李昊帮等（2019）在湘西黄牛×利木赞杂交F1代公牛饲粮中分别添加10%、20%、30%的发酵桑叶，发现其屠宰性能、肌肉嫩度以及肌肉中的风味氨基酸和脂肪酸有所提升，且对肉色沉积没有影响，其中添加30%处理组的肌肉中必需氨基酸评分与联合国粮农组织的理想模式更接近。Zhou等（2014）研究表明，用8%青贮桑叶替代肉牛日粮中玉米谷物和棉籽粉，对其生长性能和肉品质影响差异不显著，但可减少瘤胃挥发性脂肪酸（VFA）浓度和肌内脂肪含量。肖建忠等（2019）发现，发酵桑叶添加量高达35%，对新晃黄牛脂质代谢影响不显著，但可提高其生长性能、屠宰性能和肉品质，增强机体免疫力。

3.3 发酵桑叶在鸡生产中的应用 在肉鸡日粮中添加适量发酵桑叶可以降低血脂含量、增强机体免疫力并提高体内抗氧化能力，对肉品质有一定的改善作用，而且能够提高乳酸菌数量，促进肠道健康。邝哲师等（2016）探究发酵桑叶对胡须鸡盲肠菌群的影响发现，发酵桑叶粉可降低饲料pH，为肠道提供良好的生存环境，同时产生有机酸抑制有害菌生长繁殖，显著增加盲肠乳酸菌数量，降低大肠杆菌数量。黄静（2017）等在胡须鸡日粮中添加5%、10%和20%的发酵桑叶粉发现，生长性能显著提高，其中添加20%发酵桑叶粉能够显著提高血清总蛋白（TP）和球蛋白（GLO）含量，降低血清TC和TG含量，并能增强血清总抗氧化能力（T-AOC）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性。为了进一步明确发酵桑叶对胡须鸡的影响，该学者又进行了后续研究，发现将3%发酵桑叶粉添加到日粮中可在一定程度上提高其生长性能和肉品质，但对屠宰性能无显著影响（黄静等，2017）。张金龙等（2017）发现在罗斯308白羽肉鸡日粮中添加2%发酵桑叶粉可显著提高日增重、采食量和42日龄腿肌率，对生长性能和屠宰性能有很好的的改善作用。

3.4 发酵桑叶在水产动物生产中的应用 适量地添加发酵桑叶能够调控鱼类的血糖和血脂，有利于肝脏的发育，并且对鱼生长发育没有不良影响，但因为桑叶消化率低，添加过量反而会抑制生长。赵鹏飞等 （2016）发现，向基础日粮中添加10%的发酵桑叶可以降低大口黑鲈的血脂和血糖水平，并且能够显著提高血清中的SOD、过氧化氢酶（CAT）的活性和CAT/SOD比值，增强其体内抗氧化能力。沈黄冕等（2016）在高脂罗非鱼饲料中添加7.5%和15%的发酵桑叶发现，最终体重显著提高，且能显著降低TC、LDL-C含量和TC/高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）比值，此外还能显著提高SOD、CAT活性以及CAT/SOD比值，降低血清丙二醛（MDA）含量、肝脂含量和肝脏指数。高胜男等（2017）通过在杂交鳢高脂饲料中添加7.5%和15%发酵桑叶发现，7.5%的添加量对杂交鳢生长没有影响，而15%的添加量会抑制其生长，但更有利于调节机体的脂肪代谢。

4 展望

我国具有丰富的桑叶资源，桑叶中的生物活性物质种类和含量也十分丰富，具有广泛的生物学功能。但青鲜桑叶中含有多种抗营养因子，影响动物对营养物质的消化吸收。而发酵桑叶可减少抗营养因子的含量并增加粗蛋白质等多种营养物质的含量，不仅可促进动物生长发育等性能，改善桑叶适口性，还可以减少饲料成本等问题，提高经济效益，具有广泛的应用和发展意义。发酵桑叶虽然具有良好的饲用功效，在动物生产中得到广泛应用，但仍存在毒素超标、霉菌污染、饲料效果不稳定、发酵菌来源和发酵工艺复杂、拮抗等问题。因此，对于发酵菌种的选择、菌种间的互作和发酵工艺的优化有待进一步研究。