■李金轉(zhuǎn) 陽(yáng)田恬 蔣曉晗 張 靜 張日俊 斯大勇

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)飼料生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

桑樹抗逆性強(qiáng)，適栽范圍廣泛，其新品種飼料桑刈割再生能力強(qiáng)、桑葉產(chǎn)量高。桑葉含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)和氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，且富含黃酮類、多糖和生物堿等多種活性成分，適合作為畜禽蛋白質(zhì)飼料。但桑葉中含有單寧和植酸等抗?fàn)I養(yǎng)因子，且成熟桑葉中粗纖維含量較高，從而限制了桑葉在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)不同微生物發(fā)酵桑葉后，可將蛋白質(zhì)分解為多肽和氨基酸，提高了可溶性蛋白質(zhì)和粗蛋白含量，同時(shí)也能改善生物活性物質(zhì)含量，進(jìn)而提高桑葉的飼用價(jià)值。文章綜述了桑葉發(fā)酵前后的營(yíng)養(yǎng)成分及生物活性物質(zhì)的改變，以期推動(dòng)（發(fā)酵）桑葉部分替代豆粕在綠色安全畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用。

1 桑葉的主要營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)

1.1 桑葉的營(yíng)養(yǎng)成分

桑葉的營(yíng)養(yǎng)成分全面且均衡，粗蛋白、粗脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量均優(yōu)于飼料作物苜蓿（見表1）。桑葉中含有18種氨基酸，在這些氨基酸中，尤其是在糖代謝和蛋白質(zhì)代謝過程中起重要作用的谷氨酸、賴氨酸、蛋氨酸等含量較高。其中，動(dòng)物必需和半必需氨基酸占總量的50%以上，能夠滿足畜禽的基本營(yíng)養(yǎng)需求。桑葉中還含有多種維生素和微量元素，礦物質(zhì)種類達(dá)50多種（見表2）。

表1 桑葉與其他飼料原料營(yíng)養(yǎng)成分比較（%）

表2 桑葉中維生素和礦物質(zhì)元素含量（mg/100 g）

1.2 桑葉的抗?fàn)I養(yǎng)因子

桑葉中含有的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子是單寧和植酸，單寧含量5.32 mg/kg，植酸含量488.9 mg/kg。桑葉中單寧與蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)結(jié)合可產(chǎn)生苦澀味物質(zhì)，會(huì)降低桑葉的適口性，影響動(dòng)物采食量，降低飼料利用率，且單寧具有廣譜抑菌作用，影響動(dòng)物腸道微生物菌群，從而會(huì)抑制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。植酸具有很強(qiáng)的螯合性，可以與維生素和礦物質(zhì)結(jié)合形成沉淀或絡(luò)合物，尤其植酸能與磷結(jié)合形成植酸磷，限制動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。

1.3 桑葉的生物活性物質(zhì)

桑葉中含有的天然活性物質(zhì)包括黃酮類、生物堿類、多糖和多酚類等。黃酮可抑制胰島β-細(xì)胞凋亡，減少血糖攝入，進(jìn)而降低血糖濃度。此外，黃酮通過清除體內(nèi)多余自由基、提高超氧化物歧化酶活性和細(xì)胞抗氧化能力來(lái)減少對(duì)肝臟和胰島細(xì)胞的破壞，起到降血糖作用。1-脫氧野尻霉素（DNJ）是生物堿中的主要活性成分，可參與肝糖原分解等重要生物過程。DNJ是一種強(qiáng)效的α-糖苷酶抑制劑，通過減緩碳水化合物降解為單糖的速率，延緩葡萄糖的吸收，發(fā)揮降低血糖和提高胰島素敏感性的作用。桑葉多糖主要為L(zhǎng)-鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、D-甘露糖和葡萄糖等。研究表明，桑葉多糖可促進(jìn)胰島素生成及調(diào)節(jié)肝臟糖代謝；此外，其還有抗菌、抗炎、抗氧化、降血糖和降血脂等作用?；ㄇ嗨厥巧Ｈ~中最主要的多酚成分，其具有抗氧化、抗癌和抗糖尿病等作用。

2 桑葉發(fā)酵后營(yíng)養(yǎng)成分及活性物質(zhì)變化

桑葉營(yíng)養(yǎng)豐富，含有抗?fàn)I養(yǎng)因子和較高的粗纖維，直接飼喂會(huì)影響動(dòng)物的生產(chǎn)性能和健康。發(fā)酵后桑葉的營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，且桑葉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和利用率得到提高。通過微生物對(duì)桑葉進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，微生物的自身代謝活動(dòng)將桑葉中的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類等大分子物質(zhì)及抗?fàn)I養(yǎng)因子等進(jìn)行降解或轉(zhuǎn)化，從而提高飼料的適口性，促進(jìn)動(dòng)物消化吸收。因此，利用發(fā)酵工藝可提高桑葉的品質(zhì)，但不同的菌種發(fā)酵后的效果是不一樣的，目前關(guān)于選擇不同的菌種及其配伍對(duì)桑葉發(fā)酵前后營(yíng)養(yǎng)成分及活性物質(zhì)變化的研究較少，文章對(duì)此進(jìn)行分析闡述。

2.1 發(fā)酵桑葉營(yíng)養(yǎng)成分的變化

微生物發(fā)酵可改變桑葉中營(yíng)養(yǎng)成分組成及含量，其中桑葉中的大分子蛋白質(zhì)可被降解成小肽和游離氨基酸，真蛋白含量也能夠提高，是因?yàn)槲⑸锢梅堑鞍椎罅糠敝常a(chǎn)生菌體蛋白。枯草芽孢桿菌、乳酸菌和地衣芽孢桿菌等產(chǎn)生的纖維素酶和淀粉酶等酶類，可對(duì)桑葉中粗纖維及抗?fàn)I養(yǎng)因子進(jìn)行降解，抗?fàn)I養(yǎng)因子可被大量消除。桑葉發(fā)酵前后營(yíng)養(yǎng)成分含量變化見表3。

表3 桑葉發(fā)酵前后營(yíng)養(yǎng)成分含量變化（%）

2.2 發(fā)酵桑葉生物活性物質(zhì)的變化

研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌和植物乳桿菌發(fā)酵桑葉，可使桑葉中單寧含量下降28.33%，減少與蛋白質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生苦澀物質(zhì)，提高動(dòng)物采食量。通過微生物發(fā)酵處理桑葉后，可減少抗?fàn)I養(yǎng)因子含量，生物活性成分發(fā)生相應(yīng)的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，從而得到優(yōu)化，使得飼料適口性提高，且營(yíng)養(yǎng)組成更加均衡合理，畜禽更加喜食。使用不同的菌種對(duì)發(fā)酵桑葉中不同活性成分有不同程度的改善，其中變化較大的是黃酮類和多酚類等生物活性物質(zhì)。桑葉發(fā)酵前后生物活性物質(zhì)含量變化見表4。

表4 桑葉發(fā)酵前后生物活性物質(zhì)含量變化

3 發(fā)酵桑葉在畜禽生產(chǎn)上的應(yīng)用

3.1 發(fā)酵桑葉在雞生產(chǎn)中的應(yīng)用

研究表明，將通過雙歧桿菌、乳酸菌和芽孢桿菌發(fā)酵得到的桑葉飼喂肉仔雞，可提高其成活率、采食量，同時(shí)降低飼料成本，也可改善鮮味氨基酸、蛋白質(zhì)和脂肪等含量。這說明微生物發(fā)酵桑葉可提高雞生產(chǎn)性能、改善肉品質(zhì)和提高經(jīng)濟(jì)效益等。張金龍等（2017）添加2%的發(fā)酵桑葉粉飼喂白羽肉雞母雛，可提高其體增重、平均日采食量，降低21 日齡血清總膽固醇含量，降低42 日齡肉雞心臟、肝臟及腎臟相對(duì)重量，還可提高42 日齡空腸和回腸絨毛高度。由此可知，添加2%的發(fā)酵桑葉粉能夠提升肉雞生產(chǎn)性能、改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)，有效促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收。另有研究發(fā)現(xiàn)，在肉雞飼料中添加桑葉粉飼養(yǎng)5 周的肉雞，雞肉熱損失量和汁液流失量減少，保水性增強(qiáng)，肉品質(zhì)得到改善。黃靜等（2016、2017）研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵桑葉粉能提高胡須雞日增重、血清總蛋白和球蛋白含量，降低血清總膽固醇和三酰甘油水平，并且與對(duì)照組相比，發(fā)酵桑葉粉組胡須雞血清、肝臟總抗氧化能力、血清谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）活性提高。這說明添加發(fā)酵桑葉粉可增強(qiáng)免疫力，降低血脂，提高生長(zhǎng)性能和抗氧化功能。此外，在飼糧中添加發(fā)酵桑葉可引起腸道菌群的變化，主要原因是添加發(fā)酵桑葉，腸道中的pH 降低，使有益菌的數(shù)量增加，成為優(yōu)勢(shì)菌群。因此，在雞飼糧中添加發(fā)酵桑葉有利于提高雞的生長(zhǎng)性能，增強(qiáng)免疫機(jī)能和抗氧化功能，還能改善肉品質(zhì)和腸道健康。

3.2 發(fā)酵桑葉在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

在仔豬飼糧中添加發(fā)酵桑葉可提高生長(zhǎng)性能，降低飼料成本，改善腸道健康，從而提高養(yǎng)殖效益。李棟棟等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬日糧中添加2%～4%發(fā)酵桑葉，與對(duì)照組相比，仔豬總體平均日增重多增加0.044 kg，且2 個(gè)試驗(yàn)組每千克增重質(zhì)量的飼料成本下降1.67 元和2.29 元。另有研究發(fā)現(xiàn)，用產(chǎn)朊假絲酵母和枯草芽孢桿菌發(fā)酵桑葉飼喂仔豬，對(duì)仔豬病毒性胃腸炎有明顯的治療效果，可增強(qiáng)機(jī)體免疫機(jī)能和維持腸道生態(tài)平衡。此外，添加發(fā)酵桑葉于生長(zhǎng)豬飼糧中，可提高肌肉營(yíng)養(yǎng)成分，降低血清總膽固醇含量，從而能夠改善胴體和肌肉品質(zhì)。王亞男等（2019）研究結(jié)果顯示，在育肥豬日糧中添加4%、6%發(fā)酵桑葉，豬背最長(zhǎng)肌中的總氨基酸和不飽和脂肪酸含量提高，而飽和脂肪酸含量降低。在生長(zhǎng)育肥豬飼糧中添加4%～18%的發(fā)酵桑葉，肌肉中雌黃嘌呤核苷酸含量增加，其總脂肪酸、飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸含量及血清膽固醇含量降低，改善豬肉品質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)其保健功能。丁鵬等（2019）研究表明，添加9%發(fā)酵桑葉粉飼喂寧鄉(xiāng)花豬，空腸和回腸絨毛高度與隱窩深度比值及血清總抗氧化能力提高，并且乳桿菌相對(duì)豐度提高，飼糧pH 降低，有益菌數(shù)量增加。另有研究表明，用不同比例桑葉粉部分替代基礎(chǔ)日糧中的玉米、豆粕和麥麩，飼喂香村黑豬后，與對(duì)照組相比，血清谷胱甘肽過氧化物酶活性和谷胱甘肽濃度隨飼糧桑葉替代比例的增加呈線性增加。在妊娠母豬日糧中添加發(fā)酵桑葉，與對(duì)照組相比，母豬妊娠期第60 天擬桿菌門及哺乳期第7 天仔豬厚壁菌門的相對(duì)豐度均提高。由此表明，發(fā)酵桑葉可提高豬的抗氧化機(jī)能，增加腸道微生物菌群的多樣性，有利于維持腸道菌群的穩(wěn)態(tài)。

3.3 發(fā)酵桑葉在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

將發(fā)酵桑葉飼喂給不同種類、不同生長(zhǎng)階段的牛，在不影響其生產(chǎn)性能的情況下，可降低飼料成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)能夠改善肉品質(zhì)、增強(qiáng)抗氧化機(jī)能以及降低瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸含量。吳配全等（2011）在生長(zhǎng)育肥牛飼糧中添加10%～20%發(fā)酵桑葉，血液低密度脂蛋白（LDL-C）和高密度脂蛋白（HDL-C）有升高的趨勢(shì)。羅陽(yáng)等（2020）研究結(jié)果表明，發(fā)酵桑葉能夠降低湘西雜交育肥黃牛的血糖、血清總膽固醇濃度及丙二醛含量，從而起到調(diào)節(jié)其血糖、血脂和抗氧化的功能。肖建中等（2019）在飼料中添加30%發(fā)酵桑葉飼喂新晃黃牛，與對(duì)照組相比，血清中總膽固醇、三酰甘油濃度降低，血清高密度脂蛋白和低密度脂蛋白濃度提高，且眼肌面積提高及背最長(zhǎng)肌剪切力降低，從而肉品質(zhì)得到改善。另有研究發(fā)現(xiàn)，在肉牛飼料中添加青貯桑葉，對(duì)其生長(zhǎng)性能沒有效果，但能夠降低瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸含量，維持瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定及保證瘤胃微生物的健康繁殖。

凌浩等（2021）用青貯桑葉同比例替代青貯玉米飼喂奶山羊，粗蛋白、酸性洗滌纖維表觀消化率及干物質(zhì)采食量和產(chǎn)奶量極顯著高于玉米組，瘤胃液pH顯著低于玉米組，且乙酸、丙酸、丁酸和總揮發(fā)性脂肪酸濃度均極顯著高于玉米組。羅陽(yáng)等（2020）用發(fā)酵桑葉飼喂成年湖羊，由體外發(fā)酵法評(píng)估發(fā)酵桑葉在瘤胃中48 h 內(nèi)的產(chǎn)氣發(fā)酵參數(shù)得出，總可揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、丙酸和丁酸等濃度及中性洗滌纖維降解率提高。由此可知，用發(fā)酵桑葉飼喂羊可提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率和降解率，增加奶山羊產(chǎn)奶量，從而改善乳品質(zhì)，促進(jìn)瘤胃發(fā)酵。

4 展望

桑葉中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì)，但其所含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子及較高含量的粗纖維限制了桑葉在動(dòng)物生產(chǎn)中的有效利用。因此，篩選適合于桑葉發(fā)酵的可快速增殖的微生物非常必要，經(jīng)不同微生物發(fā)酵桑葉后，抗?fàn)I養(yǎng)因子含量會(huì)有不同程度的降低，適口性提高，動(dòng)物易采食大量桑葉可得到合理利用，期望替代畜禽生產(chǎn)中部分豆粕等蛋白質(zhì)飼料，同時(shí)促進(jìn)畜禽綠色安全養(yǎng)殖。

近些年有關(guān)發(fā)酵桑葉粉添加至飼料中的研究較多，而對(duì)鮮桑葉直接青貯發(fā)酵的研究非常少，可能是因?yàn)轷r桑葉含有較高水分，發(fā)酵后不易長(zhǎng)期保存，腐敗后營(yíng)養(yǎng)成分損失，利用價(jià)值降低。因此，選擇適宜的發(fā)酵菌種配伍及發(fā)酵工藝優(yōu)化、適宜含水量和嚴(yán)格的發(fā)酵條件非常重要，都需進(jìn)一步摸索研究。此外，發(fā)酵桑葉中含有多種生物活性成分，對(duì)黃酮、多酚和多糖等活性物質(zhì)的研究較多，其他活性成分研究還需不斷探索，深入研究其在畜禽生產(chǎn)中的作用機(jī)制。