桑茎叶的营养特性、加工技术及其在动物生产中的应用研究进展

Nutritional characteristics and processing techniques of mulberry leaves and stems and its utilization in animal production

摘要

目的 综述桑茎叶的营养价值、生物活性、加工技术及其在动物生产中的应用情况，以寻找替代和更便宜的饲料资源，从而促进畜牧业可持续发展。 方法 通过查阅相关文献，总结近年来关于桑茎叶青贮在动物生产中的应用情况，包括不同的加工技术、添加剂量、使用阶段等方面。 结果 桑茎叶是可用于喂养家畜的重要资源，与其他树茎叶和传统牧草相比，桑茎叶具有相当高的蛋白质和能量含量、具有多种生物活性功能、具有抗氧化和消炎等特性。桑茎叶中存在的多酚类化合物(主要是黄酮类化合物)，具有卓越的抗氧化和抗菌潜力，对家畜的健康生长有很好的作用。 结论 桑茎叶在动物生产中的应用前景广阔，充分发掘桑树资源在我国饲料化应用方面的潜力，可以缓解因大豆、鱼粉等饲用蛋白资源依赖所引发的问题，有助于促进绿色健康养殖产业的蓬勃发展。

Abstract

Objectives The nutritional value, biological activity, processing techniques of mulberry stems and leaves, and its utlization in animal production were reviewed to find alternative and cheaper resources of feed and promote the sustainable development of animal husbandry. Methods The utilization of mulberry stems and leaves as green storage in animal production including processing techniques, dosages, and stages of use in recent years was summarized by reviewing relevant literature. Results Mulberry stems and leaves are important resources that can be used to feed livestock. Mulberry stems and leaves have relatively higher content of protein and energy, multiple bioactive functions, antioxidant and anti-inflammatory properties compared with other tree stems and leaves and traditional forage. The polyphenolic compounds (mainly flavonoids) present in mulberry stems and leaves have excellent antioxidant and antibacterial potential, with a good effect on the healthy growth of livestock. Conclusions The prospects of utilizing mulberry stems and leaves in animal production are broad. Fully tapping into the potential of mulberry resources in feed utilization in China can alleviate the problems caused by the dependence on feed protein resources including soybeans and fish meal, and help promote the vigorous development of green and healthy aquaculture industry. It will provide a reference for future studies on the utilization of mulberry stems and leaves in animal production.

关键词

桑茎叶 / 营养价值 / 加工技术 / 动物生产 / 新型蛋白饲料资源 / 饲料粮减量替代

Key words

mulberry leaves and stems / nutritional value / processing techniques / animal production / resources of new protein feed / reduction and substitution of feed grains

我国畜牧业发展迅速，限于“玉米－豆粕”型的日粮配方，豆粕的使用量极高，而我国在大豆种植等方面并不具有优势，大豆进口依赖度极高，因此，积极研究新型蛋白饲料资源，发掘替代资源，既是响应国家战略部署，也能促进畜牧业健康发展^[1]。

2024年我国进口大豆1.04亿t，同比增长7.42%，进口饲用鱼粉192.81万t，较上年同期增加18.64%^[2]，预计需求量在未来仍将保持上升态势。在这种形势下，为保证我国动物生产的可持续性，必须挖掘新的饲料资源。

桑茎叶营养丰富，粗蛋白含量丰富，是很好的蛋白质替代饲料。当前关于桑茎叶的研究较少，且深入探讨适应动物生产的试验相对缺乏，导致桑茎叶应用于动物生产产业发展缓慢^[3]。为此，本文从桑茎叶的营养价值及生物学活性、桑茎叶的加工技术、桑茎叶在动物生产中的应用优势与挑战等方面出发，充分发掘桑树资源在我国饲料化应用方面的潜力，以缓解因大豆、鱼粉等饲用蛋白资源依赖所引发的问题，从而促进绿色健康养殖产业的蓬勃发展；同时针对现有问题提出切实可行的解决方案，以期为进一步促进桑茎叶在动物生产中的应用提供借鉴。

1 桑茎叶的营养价值及生物学活性

1.1 营养价值

桑茎叶是一种营养丰富的新型优质非常规蛋白饲料，我国饲用桑以蛋白桑、丰驰桑、川南饲用桑为主，新鲜桑茎叶含有干物质（19.8%～30.40%）、粗蛋白质（4.72%～22.3%）、脂肪（0.64%～4.36%）、粗纤维（5.26%～15.9%）、总灰分（4.10%～14.50%）、碳水化合物（8.01%～13.42%）、中性洗涤剂纤维（8.15%～43.4%）和总能量（288.696～937.216 kJ/100 g）^[4]。此外，Srivastava等^[5]研究表明，桑叶富含矿物质和维生素，钙（380～786 mg/100 g）、抗坏血酸（200～280 mg/100 g）、β-胡萝卜素（10 000～14 688 μg/100 g）、铁（4.70～10.36 mg/100 g）、锌（0.22～1.12 mg/100 g）和单宁酸（0.04%～0.08%）。干桑叶粉含有干物质（18.0%～95.5%）、粗蛋白质（11.75%～37.36%）、脂肪（2.0%～11.1%）、粗纤维（5.4%～32.3%）、无氮提取物（42.2%～54.0%）、中性洗涤剂纤维（19.38%～36.66%）、酸洗涤纤维（10.2%～29.7%）、总灰分（7.56%～22.36%）、碳水化合物（9.70%～56.42%）和总能量（472.792～1 765.648 kJ/100 g），干桑叶粉还含有钙（137.5～2 226.0 mg/100 g）、抗坏血酸（100～200 mg/100 g）、β-胡萝卜素（8 438～13 125μg/100 g）、铁（14.15～35.72 mg/100 g)、锌（0.72～5.75 mg/100 g)和单宁酸（0.12%～0.76%）^[4]。桑叶中含有18种氨基酸，人体必需氨基酸的含量达到43%，特别是赖氨酸、蛋氨酸、胱氨酸和谷氨酸的含量较高，在配合饲料中可替代豆粕。桑叶还富含能提高畜禽抗病能力的矿物质、维生素、黄酮类化合物和黄酮苷类、甾类、挥发性油脂成分等。

多糖类物质、生物碱、黄酮类化合物广泛分布于桑叶的复杂化学组成中。这些物质蕴含着丰富的生物活性和多样的生理功能，在免疫调节、抗疲劳、抗氧化、胆固醇代谢、抗炎、抗肿瘤、控制血糖、降低血脂、保护肝脏等方面具有重要作用。其中，甘露糖具有抗炎、促进伤口愈合、防止细菌感染、调节免疫系统、抗癌等生物活性；木糖能明显促进弱碱性肠道内益生菌的生长，进而起到抗菌、抗霉菌的作用；阿拉伯糖能抑制蔗糖的吸收，有助于控制血糖的上升，还可以防止便秘；岩藻糖则在抑制癌症、神经传导、防治呼吸道感染等方面发挥作用。此外，叶绿素和黄酮类化合物还具有天然色素的作用，具有应用于食品、化妆品等领域的潜在价值^[6]。

1.2 生物活性

1）降低血脂和胆固醇作用。桑叶的活性成分能降低血脂和胆固醇，避免脂质过度氧化和代谢功能失调，即改善脂肪沉积，抑制脂肪酸形成，使血脂下降、胆固醇下降，从而达到降血脂的作用。

2）降糖功效。桑叶萃取物具有很好的降糖效果，生物碱类、类黄酮类、多糖类是其主要的有效成分。

3）抗氧化的作用。桑叶黄酮类化合物、多糖类、生物碱类化合物等在提高抗氧化能力和减少氧化应激方面表现出显著的作用，这可能是由于它具有较强的清除活性氧和自由基、抑制了黄嘌呤氧化酶活性、防止由糖尿病引起的氧化损伤、降低谷胱甘肽的消耗等作用，从而达到降低氧化自由基的功效，同时也具有较强的抗氧化作用。

4）消炎抗菌作用。刘纯铭等^[7]研究表明，在巨噬细胞中，由于脂多糖(LPS)引起的炎性反应和自噬途径都会被桑叶提取物所抑制。这种抗炎机制与环氧合酶-2(COX-2)诱导通路的调节、炎性细胞因子的表达、MAPK信号通路以及一氧化氮合酶(INOS)介导的细胞周期过程等因素有关。由此可见，桑叶的活性成分具有很好的抑菌作用，对疾病治疗有很大的帮助，如消炎抗菌等。

2 桑茎叶的加工处理技术

饲料桑树的分布非常广泛，桑叶采摘期可持续长达10个月，可以通过多种处理方式在畜禽养殖中加以利用。

2.1 消毒处理

桑叶适口性好，采摘后经消毒处理不需复杂加工和长时间贮藏，就可直接用于饲喂，饲喂成本大大降低，因而成为目前较为普遍的一种饲喂方式。但是，桑枝叶药性偏凉，如果过度喂养，可能会引起胃部的不适，引起牲畜消瘦；而且，牲畜通常只能采食桑叶和一些嫩枝，致使桑枝总体利用率不高^[8]。

2.2 发酵处理

含有少量单宁、植酸、纤维素等抗营养因子的桑叶、桑枝、桑渣等，阻碍动物吸收利用蛋白质和矿物质，成为桑树资源饲料化应用的一大掣肘。目前，科研人员借助多种理化和生物学技术手段，在抗营养因子降解技术研究上取得了一定成果。其中，微生物发酵是一种绿色加工工艺，能有效降解植物中的抗营养因子和毒素。主要分为固态发酵和液态发酵2种发酵方式，在饲料中经常用到的就是包括乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌以及霉菌在内的饲料发酵的菌种。这些微生物在发酵过程中会产生多种酶，促使多种抗营养因子在饲料中降解，动物身体代谢吸收营养的情况也会随之得到改善。桑叶经青贮发酵后，不仅保存时间长，营养价值提高，口感也更佳。但由于桑枝叶可溶性糖分低，青贮时需要掺入玉米秸秆等易于青贮的饲料，或掺入可溶性糖分含量高的物质，这就造成了青贮成本的提高，在市场上销售起来困难重重^[8]。

2.3 制粉制粒

从桑枝中提取的有效成分作为饲料添加剂，舍弃桑叶中含有鞣质等抗营养成分，同时，新鲜桑枝叶有因时令影响而不易存放的毛病。制粉制粒可以有效避免这些不利因素。对桑枝叶进行脱水处理，降低桑枝叶的含水率，使桑枝叶的贮藏性增强。比较普遍的做法是将桑叶制粉或制粒。制粉方式主要有3种：直接烘干打碎，杀青后烘干打碎，浸透后烘干成粉。直接烘干粉碎是先将桑枝叶放在烘干通风处阴干，然后在阳光下烘干或烘干房烘干，最后用粉碎机进行粉碎；杀青后烘干打碎是通过滚筒对桑叶进行杀青处理，后烘干粉碎；浸透后烘干成粉是先将桑叶切碎，杀菌，粗碎成浆，然后研磨，将浸出液加入浆液中，经过低温真空烘干过滤后即成粉状。粉状和颗粒状饲料便于储存和运输，对于鲜食有困难的地区来说，将茎秆部分一起处理，可以提高原料利用率，是应用的首选^[8]。

3 桑茎叶在动物生产中的应用

3.1 家 禽

1）提高生产性能。将桑叶粉加入蛋鸡日粮中，可使产蛋率提高、料蛋比降低、蛋品质提高。

2）强化免疫作用。蛋鸡血清免疫球蛋白的含量可以通过桑茎叶中的生物活性物质的提高来增强机体的免疫功能。

3）改善肉类品质。在肉鸡日常食物中添加桑叶粉，能提高鸡肉中氨基酸及必需氨基酸的含量，提高肉类品质^[9]。

肉鸡在胁迫环境中饲喂10%桑叶提取物，可使肉鸡清除自由基、适当提升抗氧化能力以及生长性能^[10]，在饲粮中添加桑叶提取物可显著提高矮脚黄鸡的平均日增重和平均日采食量，显著提高肌肉pH_{24 h}，提高肌肉品质^[11]。添加桑叶提取物800～1 200 mg/kg，对AA肉鸡能发挥降脂作用，减少肝脏和血清中总胆固醇的含量，以提高肉品质和商品性状^[12]。

在饲料中使用桑叶不仅改善了蛋鸡的生长性能，还改善了机体的抗氧化状态和鸡蛋品质。Li等^[4]研究了桑叶黄酮类化合物对老年种鸡繁殖性能的有益影响及其机制。桑叶黄酮的处理使血清中的总胆固醇（T-CHO）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）和碱性磷酸酶（AKP）水平降低。通过提升血清中高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）的浓度，进而降低了血脂水平。日粮桑叶黄酮通过提高机体抗氧化能力，降低丙二醛(MDA)含量，从而提高高龄母鸡卵巢超氧化物歧化酶(SOD)的活性。桑叶黄酮类化合物显著提高血清雌二醇水平和卵巢中CYP19A1、ERβ和LHR的mRNA表达，对卵巢功能有积极影响。此外，桑叶黄酮类化合物还能增强脂肪酸氧化，其作用是调节肝脏中PPARα和CPT-i的表达，还可以有效提高抗氧化活性和Ca在子宫壳腺中的沉积，为提高老年母鸡蛋壳的品质提供了一种新方法。分子生物学研究表明，桑叶类黄酮处理激活了Nrf2信号通路，从而对衰老引起的壳腺损伤具有保护作用。

3.2 反刍动物

1）生长性能改善。育肥羊日粮中添加桑茎叶粉后，平均日增重上升，饲料转换效率提高。

2）增强抗氧化能力。桑茎叶中的类黄酮类化合物能提高羊血清中的抗氧化酶活性，使脂质的过氧化度降低。

3）提高瘤胃发酵。桑茎叶能促进瘤胃微生物繁殖，使瘤胃液中氨态氮浓度提高，瘤胃发酵环境得到改善，桑茎叶的瘤胃菌群和芽孢菌群对瘤胃的发酵有很好的促进作用。在气候变化和禁止使用抗生素的情况下，绿色饲料添加剂可以解决牲畜的热/氧化应激、微生物感染和代谢紊乱。桑树叶片富含蛋白质、矿物质和代谢能，消化率相当高（75%～85%），使其相当于奶牛的优质浓缩饲料^[13]。

杜周和等^[14]报道，桑葚青贮饲料作为功能性饲料使用，可提高肉牛的抗氧化活性。在奶牛日粮中添加桑叶青贮饲料，可提高血清中免疫球蛋白、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等的浓度和总抗氧化能力，使血清中的免疫、抗氧化功能得到改善，从而提高奶牛的抗氧化能力，其作用原理是通过降低血清中丙氨酸转氨酶(ALT)和天门冬氨酸转氨酶(AST)水平，激发AOE基因表达。

3.3 兔 类

1）生产性能提高。在肉兔日粮中加入适量桑茎叶粉，可增加平均体重，降低料重比，提高生产性能。

2）肉质改善。桑茎叶粉对兔肉肌苷酸、不饱和脂肪酸含量有改善作用，对肉色、风味有改善作用。

3）影响繁殖性能。桑茎叶粉对母兔的繁殖性能无显著影响，但高剂量添加会降低产活仔数（添加24%以上的桑茎叶粉会显著降低母兔妊娠期和泌乳期采食量及产活仔数），日粮中桑茎叶粉的添加量不超过16%^[3]。

3.4 猪 类

庞淑萍研究^[15]发现，在日粮中添加10%的桑叶，提高了胴体产量，降低了猪油百分比和背膘厚度，同时不影响育肥猪的生长速度。10%的桑叶添加剂使肌肉中的肌苷和脂肪含量明显增加。桑叶提取物能改善断奶仔猪的生长性能和抗氧化能力，对腹泻有一定的缓解作用，对断奶仔猪粪便菌群有一定的调节作用。补充桑葚非桑叶粉或发酵类桑叶粉，可增加肌肉中脂肪沉积、降低猪肉酸败厚度、减轻背膘等，具有提高生长性能和抗氧化活性的作用。

3.5 鱼 类

桑叶提取物能够显著改善鱼体的糖和脂代谢，增强机体的免疫功能和抗氧化功能，从而促进鱼体的生长发育，因而在水产养殖业中有着巨大的开发和应用价值^[16]。

日粮中添加桑叶提取物（最适添加量为8 g/kg）可以显著提高大鲵的补体C4、免疫球蛋白M和免疫球蛋白G含量，提升免疫能力^[17]。幼鲤的饲粮中加入桑叶提取物，可提高幼鲤的饲料利用率和生长性能，并可改善幼鲤的脂类代谢及免疫力^[18]。

4 桑茎叶应用中的优势和问题

4.1 优 势

1）适应性强，营养成分全。桑葚具有对环境适应性广、抗逆性强、耐剪伐、生长快等特点。且桑叶可作为一种营养成分全面的高产饲料资源，国内在桑叶饲料化开发方面已有一定研究，在畜禽上应用效果也有报道^[19]。

2）降低饲料成本，缓解草畜矛盾。桑叶每年每公顷产量约20～30 t，用桑茎叶代替部分常规饲料，可提高动物肉类品质和抗氧化能力，减少兽药使用，降低饲料成本，提高养殖效益^[20]。

4.2 问 题

1）鲜叶不耐储，使用不方便。新鲜桑叶含水量极高（通常在70%～80%），常温下极易因呼吸作用加速而腐败变质，储藏时间通常不超过20 h，无法满足连续饲喂需求。

2）加工技术待改进，以减少抗营养因子的影响。目前，桑茎叶的加工技术尚处于发展阶段，特别是在发酵和提取工艺上，行业标准尚不统一。烘干桑叶（粉）的加工容易导致营养成分流失，同时成本较高，从而降低了经济效益。目前各地对桑叶进行微生物发酵的报道比较散乱，在畜禽养殖中大面积使用桑叶的情况受到很大限制，因桑叶使用的菌种、发酵工艺、配套的发酵后饲养技术，以及桑叶在具体发酵中的饲养效果都有很大差异。因此，加工工艺参数需要进一步优化，加工标准需要科学合理制定，以提高产品质量的稳定性。动物的采食量和消化率会因为桑茎叶中的单宁、植酸等抗营养因子而受到影响^[21]。未来的研究应侧重于通过发酵或化学处理等方法有效降低这些抗营养因子的含量，从而提高桑茎叶作为饲料的利用率。

3）标准化、产业化研究需加强，以研制功能性饲料添加剂。关于桑茎叶在动物生产中的具体作用机制，当前研究还不够深入。未来的研究应加强对桑茎叶中的活性成分及其对动物生理功能影响的研究^[22]，以提供更为坚实的理论基础。桑茎叶在其他动物生产中的应用研究相对较少，如猪、牛、鱼等。未来的研究应拓展其在不同动物种类和不同生产阶段的应用，以充分发挥桑茎叶的饲用价值。

5 结 语

综上所述，桑茎叶作为牲畜饲养的潜在资源，因其蛋白质和能量含量高，且适口性好，在饲料短缺期间，可以作为反刍动物的有用摄食资源。而存在于桑叶中的黄酮类等化合物，同样具有明显的抗氧化、抗菌、抗炎潜质，可减少兽药的使用。通过科学的加工和应用，减少抗营养因子的影响，桑茎叶将在动物生产中发挥更大的作用，为推动畜牧业的绿色可持续发展作出贡献。

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基金资助

西昌学院校级基金项目(YBZ202308)

西昌学院校级基金项目(ZXL202402)

校企合作项目“中国凉山黑绵羊科技示范园区高效种养循环研究”(lxy202201)