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    飼料桑在動物生產中的應用
    發布時間:2018-09-19

      摘   要: 隨著畜牧業的迅速發展, 我國常規飼料原料資源已無法滿足畜牧生產的需求, 亟需開發利用新型飼料原料來源。飼料桑抗逆性好、產量高、營養價值高、適口性好, 具有極大的開發潛力。本文綜述了飼料桑的生物學特性、營養價值、功能活性成分及其在畜禽生產中的應用, 以期為桑葉資源的進一步開發利用提供參考。

      關鍵詞: 桑葉; 飼料; 生物學特性; 營養價值; 功能活性成分;
     

    飼料桑在動物生產中的應用
     

      Abstract: With the rapid development of animal husbandry, the production of conventional feedstuffscannot meet the needs of animal husbandry production in China. It is urgent to explore and utilize non-traditional feed ingredients. The mulberry is widely grown all over China with high productivity of mulberry leaf, good palatability and nutritive value. It has been reported that animals demonstrated higher heat stress and disease resistance, and improved the palatability of animal products when mulberry leaf was added to the compound feed. These preliminary characteristics of mulberry leaf imply a high potential for exploration and utilization in animal feeding in China. This paper reviews the biological characteristics, nutritional value, functional nutraceuticals of mulberry leaf and its current status of application in livestock and poultry production in China with the hope to provide reference for further development and utilization of mulberry resources.

      Keyword: mulberry; feed; biological characteristics; nutritional value; functional ingredient;

      我國畜牧業發展迅速, 常規飼料原料已無法滿足畜牧生產的需求, 進口依存度大。據報道, 我國大豆進口依存度達75%, 魚粉進口依存度超過70%[1]。因此, 開發具有良好飼用價值的新型飼料原料刻不容緩。桑樹屬于桑科 (Moraceae) 桑屬 (Morus) , 落葉性多年生木本植物。其抗逆性極強, 適應生長的地域范圍十分廣闊, 從海南至黑龍江, 從最西的新疆到最東的沿海地區, 皆可種植桑樹。飼料桑是由我國科研人員通過人工選擇與雜交育種培育出來的最新抗逆性品系, 具有產量高、營養價值高、抗逆性好、適口性好等特點[2]。在通常情況下, 桑葉的消化率能達到70%~90%, 作為青綠飼料直接將嫩枝和桑葉刈割鮮飼時, 消化率可達95%以上[3]。目前常用的飼料桑品系有:冀桑3號、桂桑優12號、桑特優2號和豐馳桑等[4]。成功開發飼料桑作為新型飼料原料資源, 可有效緩解我國常規飼料原料供應不足的困境。

      1、 飼料桑的生物學特性

      1.1、 飼料桑的高產、速生性

      飼料桑適應性強、生長迅速, 而且產量高、耐刈割、萌發力極強。其產量與栽植密度、管理水平、養殖地的土壤及氣候條件有關。在肥沃的沙性土壤且灌溉良好地區, 栽植當年苗木可高達2.5~3 m, 鮮重每公頃可達40 t, 年產干物質7 000~8 000 kg/hm2, 比木薯 (760~830 kg/hm2) 、牧草 (910~1500 kg/hm2) 、大豆 (2 000~3 000 kg/hm2) 都要高[5];在年降雨量為400 mm以上的沙區, 飼料桑3年就可長成高達6 m的喬木;在無灌溉條件的沙漠地區, 3年后鮮飼料產量可穩定在300 kg/hm2, 單位面積產量比苜蓿高37.2%, 飼用率高于苜蓿47.8%[5-6]。

      1.2、 飼料桑的抗寒、抗旱及耐鹽堿性

      桑樹的抗旱、耐寒能力極強。在50 mm降水區即可生存, 在年平均降雨量為250 mm左右的旱地能長成正常雨養樹種。成年桑樹耐-30℃的低溫和40℃的高溫, 桑樹的抗寒性與其細胞膜系統的穩定性有著密切聯系。桑樹的抗旱機理主要與活性氧以及葉片中脯氨酸含量的變化有關[7]。另外發達的根系也使桑樹具有天然的抗旱、耐寒能力。同時, 桑樹具有很強的抗鹽堿性, 當土壤含鹽量在0.2%時, 桑樹仍能正常生長。在鹽堿脅迫下, 桑樹葉片的光合作用也可表現出一定的適應性反應, 使葉片始終維持較高的超氧化物歧化酶 (SOD) 、過氧化氫酶 (CAT) 和過氧化物酶 (POD) 活性水平, 可以有效清除鹽堿迫產生的活性氧。受鹽迫的桑樹還能抑制其地上部分的生長, 進而減少水分的丟失及需求[8]。

      2、 桑葉的營養價值

      桑葉的營養成分豐富、含量均衡, 含有豐富的蛋白質、脂肪酸、碳水化合物、維生素、纖維素和礦物元素。成熟桑葉含水量較高, 水分約占75%, 干物質占25%。以干物質為基礎, 粗蛋白 (CP) 含量為15%~30%, 粗纖維8%~12%, 粗脂肪 (EE) 4%~10%, 粗灰分8%~12%, 無氮浸出物30%~35%[8]。王雯熙等[9]將收集的29種桑葉進行常規養分分析, 結果表明, 桑葉蛋白質含量高 (每千克干物質含221.5~323.8 g) , 纖維含量低 (每千克干物質含213.6~367.1 g) , 且含有豐富的微量元素, 可以作為優質的蛋白飼料供動物飼用。本文將這29種桑葉的部分常規養分含量均值與中國飼料數據庫公布的“中國飼料成分營養價值表”[10]中幾種常見飼料原料進行對比 (見表1) , 發現桑葉營養價值甚至超過了被稱為“飼草之王”的苜蓿。

      表1 桑葉與其他常見飼用原料營養成分比較 (干物質基礎)

    表1 桑葉與其他常見飼用原料營養成分比較 (干物質基礎)

      2.1、 氨基酸組成

      桑葉中的氨基酸種類齊全, 動物所需的必需氨基酸和半必需氨基酸占總量的50%以上, 其中賴氨酸 (0.454%~1.021%) 、蛋氨酸 (0.094%~0.246%) 、蘇氨酸 (0.465%~1.69%) 含量豐富。本文將桑葉的部分氨基酸含量與幾種常見飼料原料的氨基酸含量進行對比 (見表2) [9~10], 發現其氨基酸含量遠高于玉米、小麥, 略高于苜蓿。

      2.2、 礦物質元素和維生素組成

      桑葉的礦物質含量豐富, 含微量元素和維生素達50多種。何雪梅等[11]報道, 桑葉中鋅、鐵、銅、鎂、錳、鉀和鈉含量分別為66、306、10、30、270、9 875和202 mg/kg, 其中:鉀、鈣、錳、鐵、鋅含量明顯高于玉米和苜蓿。維生素含量甚至可以超過部分水果蔬菜, 每100 g桑葉含VA 0.7 mg、VE 30~40mg、VB10.5~0.8 mg、VB20.8~1.5 mg、VB34.1mg、VB110.5~0.6 mg[12]。

      表2 桑葉與其他常見飼用原料氨基酸含量的比較 (干物質基礎)

    表2 桑葉與其他常見飼用原料氨基酸含量的比較 (干物質基礎)

      3、 桑葉中的功能活性成分

      桑葉含有多種活性成分, 主要包括黃酮類 (桑酮、桑酮醇) 、甾類、生物堿、茋類化合物和香豆素, 還含有多種多糖、有機酸、氨基酸、維生素、揮發油等[13]。具有降血壓、降血糖、抗病毒、抗癌、抗菌、抗炎和鎮痛等藥理活性。

      3.1、 黃酮類活性物質

      黃酮類物質具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗血脂等生物活性作用, 桑葉中的黃酮類化合物主要包括蘆丁、桑色素、花青素、及黃酮類物質衍生物。每100g桑葉中含黃酮類物質452~748 mg, 抗氧化能力為601.10 U/g。桑葉黃酮可以降低肉牛甲烷氣體排放量[14]。日糧中添加桑葉黃酮可提高綿羊消化率, 并通過抑制產甲烷菌群數量, 減少甲烷的產生[15]。

      3.2、 生物堿類活性物質

      1-脫氧野尻霉素 (1-DNJ) 是桑葉中重要的生物堿類活性物質, 含量高達1%。1-DNJ能競爭性有效抑制α-葡萄糖苷酶的活性, 是α-葡萄糖苷酶抑制劑和α-葡萄糖淀粉酶抑制劑[16]。通過調控肝臟中糖代謝過程關鍵酶 (葡萄糖-6-磷酸酶、葡萄糖激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羥基酶) 的m RNA含量及酶活性, 從而實現對機體內葡萄糖、蛋白質及脂肪代謝和轉化的調控。另外, 1-DNJ使腸道前段的部分多糖無法水解成為葡萄糖, 被后腸段的菌群利用, 從而提高了腸內酸度, 抑制有害菌增殖。Wang等[17]發現, 1-DNJ通過ERK/PPARγ信號通路抑制豬肌內脂肪細胞分化過程中的脂質積累。目前芽胞桿菌、風信子葉拓草等少數物種中含有1-DNJ, 但以桑葉中的含量最高。

      3.3、 多糖類活性物質

      桑樹中的多糖類化合物主要存在于桑樹細胞壁中, 是由醛酮或醛糖通過糖苷鍵鏈接而成的天然高分子多聚物。具有抗腫瘤、抗氧化、調節免疫等生物活性。桑葉多糖的單糖組成為:葡萄糖、半乳糖醛酸、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸和半乳糖[18]。

      4、 飼料桑在動物生產中的應用

      4.1、 飼料桑在反芻動物生產中的應用

      在反芻動物飼料中添加桑葉可在不影響生產性能的情況下, 提高經濟效益, 改善肉品質, 促進優質牛、羊肉的生產, 適宜添加量為5%~20%。

      Uribe等[19]研究發現桑葉可以節省代乳料的用量, 并促進犢牛瘤胃的生長發育。馮興龍等[20]對秦川肉牛補飼不同粗飼料 (苜蓿、桑葉、麥草) , 結果表明桑葉組亞油酸、α-亞麻油酸、飽和脂肪酸及不飽和脂肪酸總量均顯著高于其他3組, 有助于優質牛肉的生產。Huyen等[21]研究發現, 飼喂尿素處理的桑葉顆粒可以明顯提高肉牛的采食量, 且隨著桑葉顆粒料添加比例的增加, 乙酸、丁酸及其比值也隨之線性增加。郭建軍等[22]在奶牛精料中分別添加3%、5%和10%的桑葉粉, 結果表明添加桑葉粉可使牛乳中干物質、VE含量和乳脂率顯著升高, 體細胞含量顯著降低, 添加量以3%、5%效果最好。吳配全等[23]在育肥牛日糧中添加10%和20%的發酵桑葉, 結果表明發酵桑對試驗組生長性能、血液生化指標無顯著影響, 但每千克增重的飼料成本可降低0.29~0.49元。Zhou等[24]以8%青貯桑葉和6.3%曬干的桑椹渣替代肉牛日糧, 結果發現除降低瘤胃揮發性脂肪酸 (VFA) 濃度外對生長性能和血液生化指標無顯著影響。Li等[25]研究了青貯桑葉和曬干的桑椹渣對肉牛糞便菌群組成的影響, 結果表明添加青貯桑葉和曬干的桑椹渣的日糧對西門塔爾牛糞便細菌群落組成的影響很小。

      李偉玲[26]分別在內蒙古羯羊的基礎日糧中添加5%、10%和15%的桑葉 (DM) , 結果表明各試驗組肉羊日增重顯著高于對照組, 10%組效果最好;背最長肌的蛋白質含量和脂肪含量、屠宰率、眼肌面積均高于對照組;血清中的過氧化氫酶、總超氧化物歧化酶活力和抗氧化能力得到增強, 。劉自新等[27]利用桑枝葉混合青貯飼料對灘寒雜交肉羊進行育肥效果試驗, 結果表明, 試驗組比對照組的平均日增重顯著提高了9.2%, 料重比顯著降低為6.98。Yulistiani等[28]研究了在尿素處理稻草日糧中補充桑葉和尿素米糠對綿羊生長性能和表觀消化率的影響, 結果表明補充桑葉對干物質和纖維的攝入量, 以及干物質和粗蛋白的利用率與補充尿素米糠相比無顯著差異, 且可顯著提高纖維 (中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維) 的消化率。Alp2?Zar-Naranjo等[29]研究了用桑飼料部分或全部替代濃縮料對肉羊生長性能和飼養成本的影響, 結果表明用桑葉代替濃縮料對肉羊生長性能無影響且可降低飼料成本。以0.75%桑葉加0.1 kg濃縮料方式添加效果最佳。

      4.2、 飼料桑在育肥豬和繁育母豬生產中的應用

      在育肥豬飼糧中添加一定比例的桑葉, 可明顯提高日增重、降低料重比、改善腸道菌群結構、提升肉品質;但添加量不宜超過15%, 添加量過高會導致育肥豬的日增重顯著降低。繁殖豬妊娠后在飼糧中適當添加桑葉粉可以提高母豬身體狀況、營養水平, 促進仔豬生長, 從而提高仔豬的初生重、斷奶重和成活率, 且添加以3%桑葉粉為佳。

      郭建軍等[30]分別在大約克夏育肥豬日糧中添加5%、10%、20%的新鮮桑葉, 結果發現, 添加桑葉組育肥豬的生長速度顯著提高, 料重比顯著降低;盲腸大腸桿菌數量顯著降低, 有益菌群雙歧桿菌和乳酸桿菌的數量增加;豬肉肌酐酸、高密度脂蛋白膽固醇、VE、亞油酸和總氨基酸含量明顯升高, 總膽固醇和硬脂酸的含量明顯降低, 大大提高了豬肉的口感風味和營養價值。在健康杜長大三元雜交育肥豬日糧中添加10%~15%的桑葉粉不影響育肥豬的生長速度, 且可以改善豬肉品質。添加10%、15%的桑葉粉對育肥豬日增重無顯著影響, 添加20%則著低于其他各組;15%和20%的桑葉粉添加組豬肉中亞油酸含量和多不飽和脂肪酸含量顯著高于5%和10%組[31]。李有貴等[32]通過試驗也得出了類似結論, 在飼糧中添加10%的桑葉對育肥豬的生長速度影響不顯著, 但可以降低背膘厚度和豬板油率, 提高脂肪酸和肌苷酸含量。進一步研究發現, 在育肥豬飼糧中添加10%的桑葉粉對育肥豬的生長速度不會產生影響, 但可以提高肌間脂肪及肌酐酸的含量, 降低背膘厚度和板油率。張娜娜等[33]在育肥豬日糧中添加15%的飼料桑粉和發酵飼料桑粉, 結果表明添加飼料桑和發酵飼料桑均可在一定程度上提高育肥豬生長性能, 但發酵飼料桑組效果更佳, 顯著改善了肉品質。宋瓊莉等[34]發現, 在育肥豬飼料中添加桑葉粉可提高抗氧化能力, 降低脂肪酶活性改善肉品質;添加量5%和10%時對生長性能無顯著影響, 添加量為15%則顯著降低其生長性能, 推薦添加量為10%。

      郭建軍等[35]在大約克種繁殖母豬日糧中分別添加0%、3%和5%的桑葉粉, 結果表明, 添加量為3%的試驗組平均發情日齡比對照組提前4.2 d, 5%組提前2 d;試驗組的平均產仔數比對照組提高12%;仔豬初生重分別提高了13.3%和4.8%;仔豬斷奶重分別提高了11.4%和4.6%, ;仔豬成活率分別提高了5.62%和4.08%。

      4.3、 飼料桑在肉雞和蛋雞生產中的應用

      在蛋雞日糧中添加桑葉粉可提升蛋品質, 但會降低產蛋率, 適宜添加量為5%~8%。在蛋雞飼糧中分別添加0.5%、8%和11%的桑葉粉可使產蛋率顯著降低;蛋黃顏色顯著加深, 且隨著桑葉粉添加量的增加, 顏色深度遞增;蛋黃的多不飽和脂肪酸 (PUFA) 、ω-6系脂肪酸的含量顯著提高;5%組的料蛋比顯著增加[36]。王道營等[37]研究發現, 桑葉粉可顯著降低膽固醇含量, 提高多不飽和脂肪酸含量, 改善蛋黃脂肪酸構成。當添加7%的桑葉粉時, 膽固醇含量可達到最低, 脂肪酸含量也可達到最高。在蛋雞產蛋前30 d左右開始添加不同比例的桑葉粉, 喂養60 d后發現, 桑葉粉的添加不會對蛋白的氨基酸組成造成影響, 但添加7%的桑葉粉時可以使其蛋白嫩度達到最佳, 彈性提高11.54%[38]。Lin等[39]在蛋雞飼糧中分別添加了0.5%、1%或2%飼料桑粉, 結果發現, 試驗組蛋品質、飼料轉化率均顯著提高, 且添加量為1%時效果最佳。添加量為0.5%時抗氧化效果最顯著, 進一步研究發現其抗氧化作用可能是由Nrf2/ARE介導的。

      肉雞中添加桑葉粉可提升肉品質, 但添加劑量不當會使飼料利用率下降, 日增重降低。在肉雞飼糧中分別添加5%、8%和11%的桑葉粉, 結果表明, 添加桑葉粉降低了飼料利用率, 提高了飼料成本[40]。在肉雞0~3周齡和4~6周齡兩階段分別加入0%、5%、10%的桑飼料, 添加桑飼料的各組肉雞的飼料轉化率均顯著低于對照組[41]。在快大型肉雞飼糧中添加3%的桑葉粉, 其前期速度明顯降低;在4~6周齡飼糧中添加5%的桑葉粉對增重無影響, 但添加10%時日增重明顯下降[42]。宋瓊莉等[43]在矮腳黃雞日糧中添加了0.2%、0.5%和0.8%的桑葉提取物, 結果發現添加桑葉提取物對屠宰性能和肌肉粗蛋白、粗脂肪和氨基酸含量無影響, 但可提高其生長性能, 改善肉品質。黃靜等[44]在胡須雞日糧中分別添加了5%、10%和20%的桑葉粉和發酵桑葉粉, 研究發現, 試驗組胡須雞的生長性能均顯著降低, 但添加發酵飼料桑粉有所改善;桑葉粉和發酵桑葉粉均能提高機體抗氧化能力, 但未發酵的桑葉粉效果更顯著。以上結果說明桑葉較高的粗纖維含量以及植物凝集素、丹寧等抗營養因子的存在, 對肉雞的生長性能產生了負面影響, 發酵能在一定程度緩解這一影響, 但發酵過程可能使桑葉中的天然功能性成分失活, 降低其抗氧化能力。因此發酵工藝還需進一步改善, 桑葉粉及發酵桑葉粉在肉雞中的適宜添加水平仍需進一步研究。

      5、 小結

      飼料桑營養價值高, 含有豐富的蛋白質、維生素、礦物元素和天然生物活性成分。飼料桑的開發和利用, 不僅能緩解我國當前飼料原料的緊張狀態, 創造可觀的經濟價值, 還能作為生態植物, 緩解我國的生態壓力。但是桑葉中存在丹寧、植物凝集素等抗營養因子, 另外桑葉汁中的α-葡萄糖苷酶抑制劑含量極高, 這可能會影響動物的正常糖代謝, 導致腹瀉, 添加過量會對畜禽生長產生負影響。因此在生產應用中, 應嚴格控制桑葉在飼料中的用量, 注意配比, 減少其抗營養作用。飼料桑的纖維含量過高也是限制其大量使用的原因之一, 飼料桑經發酵后, 不僅可降低纖維含量, 提高蛋白質含量, 而且發酵后產生的大量益生菌還可以調節家禽腸道環境、促進腸道健康、減少飼料桑的抗營養作用。國內對于發酵飼料桑的研究相對較少, 國外的研究也主要集中在反芻動物的應用中。因此, 接下來的研究工作可以重點關注發酵飼料桑在畜禽生產中的應用, 尋找最適添加比例, 改善發酵工藝。另外, 桑葉中的天然活性成分具有很好的抗菌、消炎作用、抗氧化和降低膽固醇等作用, 開發桑葉中的天然活性成分也有巨大的潛在研究價值。

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