■ 蔣子潔 侯啟瑞 侯文玉 胡 霞 孫海鵬 姚紅旭 王一凡 趙衛(wèi)國

（江蘇科技大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212100）

2022 年我國糧食中的谷物和豆粕以及糧食加工副產(chǎn)品飼用消費(fèi)達(dá)39 190 萬噸，占糧食消費(fèi)總量48%，高于33%的食用和17%的工業(yè)用消費(fèi)占比，可見畜牧業(yè)飼糧需求龐大。隨著我國飼用豆粕減量替代工作的開展，豆粕在飼料消耗中占比呈逐年下降趨勢，意味著我國飼用豆粕用量在逐年減少，統(tǒng)籌利用可替代優(yōu)質(zhì)蛋白飼料資源亟待解決。此外，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《“十四五”全國飼草產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》初步預(yù)算，要確保牛羊肉和奶源自給率的目標(biāo)，對優(yōu)質(zhì)飼草的需求總量將超過1.2億噸，尚有近5 000萬噸的缺口。木本飼料不僅來源廣，數(shù)量龐大，而且含有豐富的營養(yǎng)價值，應(yīng)用在畜牧業(yè)上可緩解飼草供應(yīng)不足的問題。

1 木本飼料的營養(yǎng)價值

木本飼料的營養(yǎng)價值與其品種、生長階段以及生產(chǎn)條件等諸多因素有關(guān)。木本飼料中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分、無氮浸出物等，以及動物所需的必需氨基酸（蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸等）。還含有豐富的維生素和礦物元素。文章對比了桑葉、構(gòu)樹葉以及榆樹葉的常規(guī)營養(yǎng)成分含量（見表1）。

表1 桑葉、構(gòu)樹葉及榆樹葉常規(guī)營養(yǎng)成分含量（干物質(zhì)基礎(chǔ)，%）

2 木本飼料的抗?fàn)I養(yǎng)因子

雖然木本飼料的葉子具有很高的營養(yǎng)價值，但是應(yīng)用在動物日常飲食中有一些限制，例如存在過量的纖維和抗?fàn)I養(yǎng)因子，會嚴(yán)重影響適口性和消化性。通常，抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量是決定樹葉是否適合作為動物飼料的重要指標(biāo)[4]?？?fàn)I養(yǎng)因子主要包括單寧、植酸、木質(zhì)素、胰蛋白酶抑制劑、草酸和皂苷等。這些抗?fàn)I養(yǎng)因子可以與大分子有機(jī)物結(jié)合，降低畜禽對飼料營養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收，從而影響畜禽的生產(chǎn)性能和健康狀況[5]。抗?fàn)I養(yǎng)因子按作用原理可分為4 類：抑制蛋白質(zhì)消化和利用、抑制能量利用、增加動物對維生素的需求、擾亂免疫系統(tǒng)[4]。桑葉、構(gòu)樹葉及榆樹葉中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量對比見表2。

表2 桑葉、構(gòu)樹葉及榆樹葉的抗?fàn)I養(yǎng)因子含量（g/kg）

單寧（tannic）是一種植物次生代謝物，在飼料和牧草中廣泛存在。單寧是水溶性化合物，分子量通常為500～3 000 u，可分為水解單寧和縮合單寧[9]。單寧是天然存在的植物多酚，與蛋白質(zhì)和其他聚合物（如纖維素，半纖維素和果膠）結(jié)合，形成穩(wěn)定的復(fù)合物，縮合單寧是最廣泛和最典型的植物單寧，由黃烷-3-醇和相關(guān)黃烷醇?xì)埢牡途畚锝M成，在酸降解時通常會產(chǎn)生花青素[10]。單寧也可與糖蛋白、唾液蛋白結(jié)合產(chǎn)生苦澀的味道，還可與消化酶結(jié)合，抑制其活性，降低飼料在動物胃內(nèi)的消化速度，延長食糜在胃腸內(nèi)停留的時間，從而降低動物的采食量[11]。

植酸（phytic acid），又叫肌醇六磷酸，是植物中天然存在的一種物質(zhì)。它主要存在于谷物、種子和堅(jiān)果中，能在植物發(fā)芽期間作為礦物質(zhì)和肌醇的來源；也能夠在人類和動物的胃腸道中與幾種必需的礦物質(zhì)螯合，導(dǎo)致其生物利用率低；植酸能夠擾亂鋅平衡，阻礙其他營養(yǎng)物質(zhì)的生物利用率；此外，植酸可以通過與礦物質(zhì)輔助因子螯合或與蛋白質(zhì)（無論是酶還是底物）相互作用，削弱消化酶的活性（如羧基肽酶和氨基肽酶）[12]。乳酸菌可以產(chǎn)生植酸酶，降解植酸，植酸的減少可跟飼料發(fā)酵過程中植酸酶的產(chǎn)生有關(guān)，其降解取決于pH，大多數(shù)植酸酶的最佳pH為4.0～6.0[7]。

木質(zhì)素（lignin）是一種高度復(fù)雜的苯乙烯-丙烯酸生物聚合物，主要由香豆醇、松柏醇和皂莢醇3 種芳香單體組成，常以碳-碳共價鍵將纖維素和半纖維素緊密包裹，其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)和大分子不易被微生物水解[13]。木質(zhì)素通常存在于樹葉中，是細(xì)胞壁形成的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，瘤胃微生物可以將木質(zhì)素降解為單糖，因此，反芻動物可以利用木質(zhì)素作為能量來源。然而，單胃動物的消化道不能分泌降解木質(zhì)素的相關(guān)酶，單胃動物不能消化木質(zhì)素[4]。但如今有部分研究表明，利用不同菌劑生物發(fā)酵可以降解木質(zhì)素[14-15]。

胰蛋白酶抑制劑（trypsin inhibitor，TI）在微生物、植物和動物中天然存在已被充分證實(shí)，其水平是蛋白質(zhì)食品質(zhì)量的一個重要參數(shù)[16]。研究發(fā)現(xiàn)，TI能夠在治療人類超重與肥胖有關(guān)的慢性疾病方面發(fā)揮作用，但在營養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域，TI長期以來被認(rèn)為是損害食物營養(yǎng)質(zhì)量的抗?fàn)I養(yǎng)因素，TI 會干擾動物的消化過程，引起動物體重的降低；其在人類臨床應(yīng)用上也有很大的潛力，有研究發(fā)現(xiàn)，豆科植物中一些胰蛋白酶抑制劑具有抗癌和防輻射活性，可以降低食用豆科植物的人群結(jié)腸癌、前列腺癌、乳腺癌和皮膚癌的發(fā)病率[17]。有研究表明，在對苜蓿種子進(jìn)行熱處理、微波處理和擠壓處理時，胰蛋白酶抑制劑顯著失活[18]。

皂苷（saponin）是苷元為三萜或螺旋甾烷類化合物的一類糖苷，皂苷結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性導(dǎo)致其具有多種化學(xué)、物理和生物特性，包括起泡、乳化、甜味、苦味、藥理和藥用、溶血特性以及殺蟲和抗菌活性；皂苷通過腔內(nèi)理化相互作用來減少腸道對某些營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，包括單糖和膽固醇，因此有降低膽固醇的作用[19]。飼料中皂苷含量為0.4%～0.5%可降低禽鳥的飼料消耗量和產(chǎn)蛋量，以及造成體重減輕[20]。

草酸（oxalic acid）能與各種礦物質(zhì)（如鈣、鎂、鈉、鉀等）形成強(qiáng)烈的化學(xué)鍵和螯合鍵，從而導(dǎo)致草酸鹽的形成，草酸鹽與鈣反應(yīng)產(chǎn)生不溶性草酸鈣復(fù)合物，減少腸道對鈣的吸收。牛羊草酸鹽中毒的特征是呼吸急促、虛弱、昏迷甚至死亡[20]。在植物中，與其他部位相比，葉含有豐富的草酸。研究表明，在日糧中添加2%和1%的草酸對綿羊生長發(fā)育有明顯的差異，2%草酸對其生長消化、血液指標(biāo)、瘤胃功能均有一定程度的負(fù)面影響，而添加1%的草酸則有正面影響趨勢[21]。

雖然木本飼料中含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子會對畜牧生產(chǎn)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，但可以采取不同的手段降低其含量，充分發(fā)揮飼喂效果，最常見的有物理、化學(xué)、生物3 種處理方式。物理方法有煮沸法、高溫高壓處理法等。高溫高壓處理即121 ℃高壓滅菌20 min 可在一定程度上降低桑葉TI活性，同時研究者也應(yīng)用了化學(xué)處理法，用β-巰基乙醇處理桑葉，煮沸10 min 或不煮沸，TI活性完全喪失或減弱[22]。生物方法最常見的有酶制劑法和發(fā)酵處理法。張秀江等[23]采用含枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌和釀酒酵母的復(fù)合菌固體發(fā)酵構(gòu)樹飼料，發(fā)酵時間48 h，木質(zhì)素和單寧含量分別降低了18.53%和85.95%。綜上所述，采用物理、化學(xué)、生物這3 種處理方式均能夠有效地降低木本飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子含量。

3 桑葉在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

桑樹（Morus albaL.）廣泛分布于我國各地，種植面積約有100 萬公頃，長江流域地區(qū)每年每公頃產(chǎn)桑葉30 t，珠江流域45 t 左右，桑葉資源豐富，且含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素及天然活性物質(zhì)[24-25]。蔡明等[26]在對大鼠的桑葉飼用劑量研究中初步驗(yàn)證了1 g/kg 和2 g/kg 飼用劑量是安全的。Al-Kirshi 等[27]在日糧中添加不同比例（0、10%、15%、20%）桑葉粉（MLM）飼喂產(chǎn)蛋雞的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，雖然飼喂MLM 降低了產(chǎn)蛋雞采食量、產(chǎn)蛋量、蛋重和雞蛋質(zhì)量，但飼料轉(zhuǎn)化率、蛋殼厚度和蛋白重量不受影響，且與對照組（0）相比，飼喂MLM 改善了蛋黃顏色。黃靜等[28]在胡須雞的飼糧中添加不同比例（5%、10%、20%）MLM 和發(fā)酵桑葉粉（FMLM）發(fā)現(xiàn)，10%MLM 和20%FMLM極顯著提高胡須雞血清總蛋白和球蛋白含量，說明其有增強(qiáng)免疫力的作用。有研究表明，在豬的生長階段和育肥階段，飼糧中添加不同比例的FMLM 均對胴體品質(zhì)以及肌肉營養(yǎng)成分無不良影響，但生長階段的添加量為4%、育肥階段的添加量為12%時最為適宜[29]。桑葉部分替代野麥草也可改善綿羊的肉品質(zhì)，當(dāng)桑葉添加量為24%時，為綿羊飼糧的適宜添加量[30]。在母豬妊娠期飼料中添加25.5%的發(fā)酵飼料桑會降低血清胰島素和糞便短鏈脂肪酸水平，提高斷奶仔豬窩重和自由采食量[31]。王彬等[32]研究表明，在飼糧中補(bǔ)充鮮桑葉可提高經(jīng)產(chǎn)母兔產(chǎn)活仔數(shù)和斷奶仔兔數(shù)，降低血脂含量。孫海濤等[33]研究表明在育肥兔飼糧中添加10%比例的飼料桑最適宜，可提高兔肉中粗蛋白、半胱氨酸和纈氨酸含量。與以往局限于桑葉飼喂效果不同的是，寇宇斐等[34]在育肥湖羊飼糧中添加不同比例全株桑枝葉時發(fā)現(xiàn)，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 構(gòu)樹葉在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

構(gòu)樹（Broussonetia papyrifera）是?？坡淙~喬木或灌木，原產(chǎn)于亞洲東部，主要用于造紙、飼料和醫(yī)藥行業(yè)，中國約有30 萬公頃的構(gòu)樹，廣泛分布于黃河、揚(yáng)子江、珠江和明江流域[35]。雜交構(gòu)樹生命力旺盛，易于種植，生長快，產(chǎn)量高，栽種50～60 d 便可以連莖稈帶葉開割第一茬，每年可收割3～5 茬，且每畝每年可生產(chǎn)鮮重飼料6～10 t，一次種植可連續(xù)收割15 年以上[36]。已有研究證實(shí)構(gòu)樹葉有抗菌、抗腫瘤、降低血糖、增強(qiáng)免疫力和延緩衰老的作用；構(gòu)樹葉也常用作農(nóng)場動物飼料的補(bǔ)充劑[37]。構(gòu)樹的樹皮可用于生產(chǎn)紙張，其果實(shí)含有多種生物活性化合物，如生物堿、類黃酮、花青素和一些多酚，可以增強(qiáng)動物的免疫力和抗氧化能力[2]。Sheng 等[38]研究發(fā)現(xiàn)在粗飼料中添加60%的構(gòu)樹葉對湖羊的生長性能、胴體性狀、肉質(zhì)和免疫反應(yīng)具有多種有益效果，可以顯著增加宰前活重、胴體重，提高背最長肌飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸以及免疫球蛋白（IgA、IgG 和IgM）含量。Hao等[39]研究表明，構(gòu)樹青貯可提高荷斯坦奶牛血液中總抗氧化能力、超氧化物歧化酶和免疫球蛋白的含量，但對奶牛干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量和表觀消化率沒有顯著影響。方紫依等[40]研究發(fā)現(xiàn)添加6%雜交構(gòu)樹葉可顯著提高廣西三黃雞的法氏囊指數(shù)，改善盲腸菌群結(jié)構(gòu)，在提高部分有益菌數(shù)量的同時也抑制了有害菌增殖。宋博等[41]在育肥豬低蛋白質(zhì)飼糧中添加10%全株構(gòu)樹發(fā)酵飼料降低了血清尿素氮含量和平均背膘厚度，提高了肌肉中游離氨基酸和肌內(nèi)脂肪含量，從而改善了肉的風(fēng)味和營養(yǎng)價值。

5 榆樹葉在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

榆樹（Ulmus pumilaL.）是一種溫帶落葉樹木，生長在海拔1 800～3 000 m，是榆科和榆屬的代表，最高可達(dá)30 m，直徑超過1.25 m，在中國分布于東北、華北、西北及西南各省區(qū)，長江下游各省有栽培，也為華北及淮北平原農(nóng)村的習(xí)見樹木。榆葉和榆錢是很好的家兔飼料，沒有苦澀味，適口性佳，適時采集榆葉和榆錢可直接作為兔的青綠飼料。有研究表明，榆樹比大多數(shù)其他樹種更適合用作牛、綿羊和山羊的飼料；在綿羊全混合日糧中添加30%的榆樹葉粉可以提高粗蛋白和中性洗滌纖維的消化率，平衡鈣和磷，不影響綿羊的采食量、瘤胃發(fā)酵、血液代謝和活體重[42-43]。Beigh 等[8]研究發(fā)現(xiàn)榆樹葉可以作為小反芻動物的優(yōu)良單一飼料，對機(jī)體健康和瘤胃發(fā)酵沒有任何不利影響。曾植虎[44]在仔豬日糧中添加榆錢粉，試驗(yàn)組每頭豬每天飼喂100 g 榆葉粉，分兩次飼喂，為期60 d，試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)組仔豬日增重比對照組提高11.8%，增重差異顯著,同時試驗(yàn)組經(jīng)濟(jì)效益提高11.7%，證明榆錢具有補(bǔ)充營養(yǎng)，促進(jìn)動物生長的作用。

6 小結(jié)與展望

木本飼料作為畜禽生產(chǎn)的非常規(guī)飼料，可補(bǔ)齊飼草產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板，緩解飼料供應(yīng)不足難題，同時在替代抗生素使用方面也發(fā)揮著巨大作用。在木本飼料抗?fàn)I養(yǎng)因子方面已有大量研究證實(shí)，經(jīng)處理后（如高溫高壓、發(fā)酵、酶解等）可使抗?fàn)I養(yǎng)因子含量大大減少且不損失養(yǎng)分，但目前關(guān)于這三種木本飼料在動物飼糧中與基礎(chǔ)飼糧的最佳配比、榆樹葉在抗?fàn)I養(yǎng)因子含量及其降解研究方面以及榆樹葉在動物生產(chǎn)上的飼喂效果研究報道較少，有待進(jìn)一步研究。