李苗苗,曹 陽
(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動物科技學(xué)院,黑龍江大慶163319)
沙棘(Hippophaehamnoides L.)為胡頹子科沙棘屬植物,具有耐干旱、抗風(fēng)沙、水土保持能力強(qiáng)的能力,主要種植于我國西北、西南、華北等地區(qū)(劉川等,2014),總面積達(dá)1800萬畝(張程慧等,2017)。沙棘的果實(shí)因入藥具有健胃消食、活血化瘀、降低膽固醇、增強(qiáng)免疫力 (Suryakumar等,2011;Prakash 等,2005)之功效,多被應(yīng)用于醫(yī)療保健行業(yè)進(jìn)行深度加工(Lindstedt等,2014)。其枝葉大部分被隨意丟棄,不僅嚴(yán)重浪費(fèi)資源,對環(huán)境造成的污染也極其嚴(yán)重(秦莉等,2012)。近年來,隨著畜牧業(yè)的大力發(fā)展,飼料資源的嚴(yán)重匱乏以及研究者對沙棘的深入研究,沙棘枝葉已逐步應(yīng)用于飼料行業(yè)和畜禽生產(chǎn)中,并展現(xiàn)出較好的飼養(yǎng)價(jià)值(Chen等,2002)。本文將重點(diǎn)對沙棘枝葉的營養(yǎng)價(jià)值及其在畜禽生產(chǎn)上的應(yīng)用效果進(jìn)行綜述,為沙棘枝葉深度開發(fā)與利用提供參考價(jià)值。
沙棘枝葉的化學(xué)組成較為復(fù)雜,其營養(yǎng)成分和含量受地理位置、海拔高度、溫度、光照、降雨量等多種因素的影響(蘇錦松等,2017)。
沙棘枝葉常規(guī)化學(xué)成分與4種常用優(yōu)質(zhì)牧草進(jìn)行常規(guī)營養(yǎng)成分分析,結(jié)果顯示沙棘枝葉中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維等營養(yǎng)成分含量相對較高,其中粗蛋白質(zhì)含量高于白花草木犀、紅三葉和白三葉(表 1)。
表1 沙棘枝葉與4種優(yōu)良飼草常規(guī)營養(yǎng)成分含量對比(風(fēng)干基礎(chǔ))%
沙棘枝葉主要氨基酸和沙棘果渣的主要氨基酸進(jìn)行分析,結(jié)果顯示沙棘枝葉與玉米籽實(shí)和苜蓿干草相比賴氨酸含量相對較高,蛋氨酸含量也相對高于玉米籽實(shí)和豌豆籽粉,蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸和苯丙氨酸的含量都高于玉米籽實(shí)和苜蓿干草 (表2)(何乃久,1990)。秦莉等(2013)對沙棘枝葉不同部位氨基酸含量測定發(fā)現(xiàn),其含7種人體必需氨基酸、2種半必需氨基酸、8種非必需氨基酸;氨基酸含量在不同沙棘部位存在差異,沙棘葉>枝葉混合>小枝>中枝>大桿;同時(shí)顯示在各品種間沙棘總氨基酸量和必需氨基酸量存在較大差異,小果沙棘葉和枝葉混合總氨基酸含量分別為159.61、92.27 mg/g,而雄性沙棘葉和枝葉混合含量分別為117.48、91.00 mg/g;小果沙棘葉所含必需氨基酸為60.80 mg/g,枝葉混合中為34.14 mg/g,而雄性沙棘葉中必需氨基酸分別為43.86 mg/g,枝葉混合中為32.57 mg/g。
表2 沙棘枝葉和沙棘果與3種優(yōu)質(zhì)飼草主要氨基酸含量對比 %
劉安典等(2001)在陜西省5個(gè)地區(qū)取沙棘枝葉進(jìn)行主要維生素和主要微量元素含量分析,發(fā)現(xiàn)5個(gè)地區(qū)沙棘枝葉樣品中主要微量元素銅含量5.32~19.17 mg/kg, 鐵含量357.67~734.93 mg/kg,鋅含量 15.19~495.53 mg/kg,錳含量 79.24~113.67 mg/kg,鎂含量 1246.49 ~ 2044.41 mg/kg,硒含量1.37~3.76 mg/kg,砷含量1.00~1.63 mg/kg;主要維生素胡蘿卜素含量139.1~266.3 mg/kg,維生素C含量106.7~856.0 mg/kg,維生素E含量294.17~ 881.13 mg/kg。
研究表明沙棘枝葉中不但化學(xué)組分多樣,其生物學(xué)活性物質(zhì)也較為豐富,主要有黃酮類、萜類及甾體類,還存在揮發(fā)油類、糖類和酚類等化合物(祁生貴等,2011)。
黃酮類化合物在植物中廣泛存在,沙棘枝葉中黃酮類化合物主要的生物學(xué)活性物質(zhì)是槲皮素、異鼠李素、山奈酚、兒素、蘆丁和楊梅素等(Ma,2016)。 秦莉等(2013)對 4 種沙棘枝和葉總黃酮含量的比較研究,發(fā)現(xiàn)沙棘枝葉混合物中黃酮類化合物含量較高,可以作為黃酮提取的原料進(jìn)行開發(fā)與利用。研究表明,100 g風(fēng)干沙棘枝葉中黃酮類化合物的含量為310~1238 mg(平均值792 mg)(蘇本山等,2013)。
2.1 抗氧化、延遲衰老的功能 黃酮類化合物兼有親水性和親脂性,其含有酚羥基的槲皮素對超氧陰離子和羥自由基展現(xiàn)出較強(qiáng)的清除能力,進(jìn)一步研究表明槲皮素可與鐵離子絡(luò)合進(jìn)而阻止羥基自由基合成,通過影響金屬離子的體內(nèi)平衡,改變細(xì)胞的氧化狀態(tài)(黃群等,2017)。焦楊等(2015)對沙棘枝葉和漿果黃酮抗氧化活性進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)其對超氧陰離子和羥自由基的清除能力沒有明顯差異,但對亞硝酸鹽的抑制和Fe3+的還原漿果黃酮優(yōu)于枝葉黃酮。
2.2 調(diào)節(jié)血脂作用 采用沙棘葉總黃酮膠囊飼喂試驗(yàn)性高脂血癥大鼠,發(fā)現(xiàn)沙棘葉總黃酮膠囊各劑量組大鼠血清中總膽固醇、甘油三酯及低密度脂蛋白水平均低于高脂模型對照組大鼠;血清中高密度脂蛋白水平明顯高于高脂模型對照組大鼠。結(jié)果證實(shí)沙棘葉總黃酮膠囊具有明顯的調(diào)節(jié)血脂作用。
2.3 抗菌抗炎活性 張益娜等(2008)對沙棘葉總黃酮的抑菌效果進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果顯示沙棘葉總黃酮能抑制金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌的生長,且呈現(xiàn)出時(shí)間和劑量的依賴性。Ganju等(2005)對沙棘葉抗炎活性進(jìn)行評估,發(fā)現(xiàn)沙棘提取物以劑量依賴性方式顯著減少炎癥反應(yīng)。Jing等(2016)對采用沙棘油及橄欖油預(yù)處理的小鼠進(jìn)行全身X射線照射處理,發(fā)現(xiàn)沙棘油處理能顯著減少炎癥反應(yīng)及腸道損傷,提高放射存活性。
2.4 潤腸通便作用 康天濟(jì)等(2012)以沙棘葉水提取液灌胃小鼠,以十二指腸收縮強(qiáng)度為指標(biāo),觀察對腸道平滑肌收縮的影響,發(fā)現(xiàn)沙棘葉水提取液可明顯增加小鼠胃排空的速率,增強(qiáng)離體十二指腸收縮強(qiáng)度,表明沙棘葉有促進(jìn)動物食物消化的作用。
3.1 家禽 沙棘枝葉營養(yǎng)物質(zhì)相對豐富,特別是生物活性物質(zhì),在禽類的促生長和產(chǎn)品品質(zhì)方面展現(xiàn)出良好的效果。不僅能提高肉雞的活體重、降低料重比、改善肉品質(zhì),還能提高蛋雞的產(chǎn)蛋量和蛋品質(zhì),同時(shí)在免疫性能方面也展現(xiàn)出較好的應(yīng)用價(jià)值(Ramasamy 等,2010)。
趙偉等(2012)在基礎(chǔ)日糧中添加0.1%沙棘枝葉黃酮檢測肉雞的生長性能和胴體品質(zhì),發(fā)現(xiàn)沙棘的添加能在不影響生長性能及腹瀉率的前提下降低日采食量并提高腿肌肌內(nèi)脂肪含量和屠宰率,從而改善了胴體品質(zhì)及風(fēng)味。陳鑫等(2010)通過在肉雞飼糧中添加不同濃度沙棘葉總黃酮檢測肉雞飼糧中鈣磷利用率和脛骨發(fā)育狀況,發(fā)現(xiàn)沙棘葉總黃酮對飼料鈣磷利用率及骨質(zhì)改善均有積極作用。鄭偉等(2015)通過在肉雞基礎(chǔ)日糧中添加3%的沙棘葉或0.05%的沙棘葉黃酮檢測生長性能、屠宰性能和血液生化指標(biāo),發(fā)現(xiàn)添加組都能提高肉雞的日增重,顯著降低腹脂率,對機(jī)體的屠宰性能和生化指標(biāo)無顯著影響。盧慶萍等(2006)在羅曼商品蛋雞基礎(chǔ)日糧中添加0.5%、1%、2%和4%的沙棘提取物,發(fā)現(xiàn)蛋黃羅氏比色扇值、蛋黃顏色的紅值和黃值、蛋黃類胡蘿卜素含量顯著提高,蛋黃亮值、蛋黃膽固醇含量顯著降低;結(jié)果表明沙棘提取物對蛋雞生產(chǎn)性能有提高的趨勢,對雞蛋比重、蛋形指數(shù)和哈夫單位無明顯影響。Kalia等(2018)以平均海拔3500 m以上低溫低壓地區(qū)生長的肉雞為觀察對象,在基礎(chǔ)日糧中添加沙棘提取物,發(fā)現(xiàn)沙棘添加組具有更低的腹水和球蟲病發(fā)病率及更好的生理指標(biāo)和凈收益。
沙棘含有較高的粗蛋白質(zhì),適宜作為動物的蛋白質(zhì)飼料,但因其粗纖維含量較高,不宜在單胃動物中過多的添加,沙棘枝葉混合飼喂時(shí)應(yīng)以沙棘葉為主,添加量為0.5%~2%時(shí)均有調(diào)高家禽生長性能和生產(chǎn)性能的效果,其中2%添加量效果更加明顯。
3.2 豬 在斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加沙棘枝葉,能提高活體重、日增重以及飼料轉(zhuǎn)化率,降低料肉比,減少飼喂時(shí)間,提高出欄速度,同時(shí)還能改善豬肉品質(zhì)。
王建國等(1989)在斷奶仔豬日糧中添加沙棘葉和果核渣,發(fā)現(xiàn)添加后活體重提高13.04%~21.27%,飼料轉(zhuǎn)化率提高1.83%~7.60%;表明其可促進(jìn)仔豬的生長,提高仔豬對飼料的消化吸收能力,促進(jìn)飼料的轉(zhuǎn)化。楊應(yīng)棟(2009)在生長育肥豬的基礎(chǔ)日糧中添加0.5%、1%、2%的沙棘果渣提取物研究增重效果及使用方法,結(jié)果表明添加沙棘果渣提取物能提高活體重,提高生產(chǎn)性能,并對肉質(zhì)特征有明顯影響,且機(jī)體抗病能力得到很大的增強(qiáng)。張志宏等(2009)在28日齡仔豬基礎(chǔ)日糧中添加0.1%沙棘枝葉提取物,發(fā)現(xiàn)能顯著提高豬眼肌面積,降低肌內(nèi)脂和背膘厚含量;結(jié)果表明在斷奶仔豬日糧中添加沙棘提取物可通過影響脂肪Leptin mRNA表達(dá)量及血清中Leptin水平,改變與肉質(zhì)的相關(guān)系數(shù),來改善育肥豬肉質(zhì)特性。
在斷奶仔豬方面,沙棘枝葉混合時(shí)也以沙棘葉為主,且添加量在1%時(shí),展現(xiàn)出較好的效果,添加量達(dá)到2%及其以上時(shí),反而起到負(fù)作用。
3.3 羊 沙棘枝葉可以作為反芻動物的粗飼料,含有豐富的粗蛋白質(zhì),能夠提高奶山羊的產(chǎn)奶量、肉羊的活體重,降低料重比,提高機(jī)體免疫力。
郭福存等(1990)在奶山羊基礎(chǔ)日糧中添加沙棘葉和沙棘果肉渣觀察對泌乳性能的影響,試驗(yàn)結(jié)果表明,沙棘葉和沙棘果肉渣可使奶山羊的產(chǎn)奶量、飼料轉(zhuǎn)化率和經(jīng)濟(jì)效益分別提高3.82%~6.88%、4.55% ~8.04%和1.27% ~13.39%;經(jīng)乳汁成分分析,奶的食用價(jià)值與常奶相同。劉艷豐等(2014)以2.5%、5.0%、7.5%三個(gè)水平的沙棘嫩枝葉等量替換綿羊基礎(chǔ)日糧中的麥秸,結(jié)果顯示沙棘嫩枝葉組綿羊平均日增重和瘤胃液中揮發(fā)性脂肪酸濃度具有很大的提高,氨態(tài)氮濃度降低,同時(shí)血清 CD4、IL-1、IL-2、γ-IFN 濃度提高;綜合考慮,沙棘嫩枝葉在綿羊飼糧中以5.0%~7.5%添加較為適宜。劉艷豐等(2016)在綿羊的基礎(chǔ)日糧中添加0.25%的沙棘葉黃酮后發(fā)現(xiàn)瘤胃食糜乙酸、丙酸、丁酸和揮發(fā)性脂肪酸顯著高于對照組,CD4、IL-1、IL-2和 γ-INF 的濃度顯著高于對照組;由此可以得出,在綿羊日糧中添加沙棘葉黃酮可以提高綿羊蛋白質(zhì)的合成水平,調(diào)節(jié)脂類代謝水平,提高細(xì)胞因子的含量,增強(qiáng)機(jī)體免疫力。
在反芻動物方面,由于反芻動物能高效的利用粗纖維,添加沙棘枝葉混合物時(shí)可以以枝干為主,適宜添加量為5.0%~7.5%,可以較好的提升奶山羊的生產(chǎn)性能和肉羊的生長性能。
3.4 牛 目前關(guān)于沙棘枝葉在奶牛和肉牛的應(yīng)用方面報(bào)道較少,理論上沙棘枝葉添加于奶牛和肉牛基礎(chǔ)日糧中也可以提高生產(chǎn)性能和生長性能(Singh 等,2005)。
郭騰飛等(2016)通過對荷斯坦奶牛飼喂混合1.5 kg/d和3.0 kg/d沙棘枝葉的日糧,研究其對產(chǎn)奶性能、血清生化指標(biāo)及健康狀況的影響,結(jié)果顯示飼喂沙棘混合日糧可顯著提高乳脂率、總?cè)楣绦挝锉壤粚εH榈娜榈鞍茁?、乳蛋白產(chǎn)量、乳糖率、非脂乳固體等指標(biāo)無顯著影響;對奶牛血清葡萄糖、血清總甘油三酯、總膽固醇、乳酸脫氫酶和乳酸含量無顯著性影響。
沙棘枝葉在動物飼料原料方面的研究雖取得了一定的進(jìn)展,但要充分發(fā)揮沙棘枝葉的價(jià)值,還需要進(jìn)一步的深入發(fā)掘。
4.1 化學(xué)組成 沙棘枝葉的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,且受多種因素的影響,有待采用先進(jìn)的分析技術(shù)準(zhǔn)確檢測不同品種、地區(qū)、環(huán)境條件下新鮮枝葉和風(fēng)干枝葉的營養(yǎng)物質(zhì)、生物活性物質(zhì)含量,建立沙棘枝葉化學(xué)組成數(shù)據(jù)庫,為沙棘的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供參考數(shù)據(jù)。
4.2 營養(yǎng)價(jià)值 沙棘枝葉已經(jīng)利用多年,但其飼喂不同動物具體的營養(yǎng)價(jià)值還需要系統(tǒng)開展動物試驗(yàn)去評估,準(zhǔn)確測定沙棘枝葉對各種動物的營養(yǎng)表觀消化率,有效能以及有效養(yǎng)分含量,建立標(biāo)準(zhǔn)的營養(yǎng)價(jià)值數(shù)據(jù)庫。
4.3 纖維利用 沙棘枝葉的粗纖維含量較高,瘤胃和腸道菌群對粗纖維的利用關(guān)系到沙棘枝葉的營養(yǎng)價(jià)值和飼喂價(jià)值。然而,目前關(guān)于沙棘枝葉中粗纖維的結(jié)構(gòu)、組成以及對腸道菌群和代謝的調(diào)控機(jī)制還缺乏系統(tǒng)、深入的研究。
4.4 生物活性物質(zhì) 沙棘枝葉中含有大量的黃酮類化合物,具有多種特殊的生物學(xué)功能。需要進(jìn)一步對黃酮類化合物提取、濃縮、純化、分類,開展大量試驗(yàn)評估各類化合物對動物健康、生長發(fā)育、腸道微生物以及畜產(chǎn)品品質(zhì)的影響,以確定黃酮類化合物中何種成分具有較高的效果,為沙棘枝葉的進(jìn)一步深入開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。
4.5 飼用價(jià)值和飼用技術(shù) 不同存在形式和加工方式的沙棘枝葉產(chǎn)品在畜禽上的適宜飼喂量、飼喂方式、添加效應(yīng)以及經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)證明,以期構(gòu)建科學(xué)合理的飼養(yǎng)添加方案。
隨著飼料工業(yè)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,沙棘枝葉作為飼料原料利用方面存在的問題必將得到全面解決,其營養(yǎng)和生物學(xué)活性價(jià)值在畜禽生產(chǎn)過程中必將會得到更加充分的發(fā)揮。