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枸杞的生物學(xué)功能及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

2021-03-01 11:14葛影影何國(guó)戈鄭經(jīng)成胡克科別又才
安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021年3期
關(guān)鍵詞:活性成分生理功能枸杞

葛影影 何國(guó)戈 鄭經(jīng)成 胡克科 別又才

摘要?枸杞是一種傳統(tǒng)的藥食兼用型中藥,屬于茄科枸杞屬灌木植物。枸杞的主要生物活性物質(zhì)有枸杞多糖、甜菜堿、枸杞色素等,具有抗菌、抗氧化、降血糖、免疫調(diào)節(jié)等生理功能。枸杞及其提取物、枸杞粉、枸杞渣等作為功能性飼料添加劑在動(dòng)物生產(chǎn)中的研究已有報(bào)道,應(yīng)用價(jià)值高、開發(fā)前景廣。綜述了枸杞的主要活性成分及生理功能,枸杞在動(dòng)物生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用,旨在為枸杞的合理開發(fā)利用提供參考。

關(guān)鍵詞?枸杞;活性成分;生理功能;動(dòng)物生產(chǎn)

中圖分類號(hào)?S816.7?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611(2021)03-0025-03

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.03.006

Abstract?Lycium barbarum is a traditional Chinese medicine and food, and belong to the shrub plants of the?Solanaceae and Lycium.The main biological active substances of Lycium barbarum have Lycium barbarum polysaccharide, betaine, Lycium barbarum pigment, etc., which have physiological functions including antibacterial, antioxidant, hypoglycemic and immune regulation.Researches on Lycium barbarum and its extracts, Lycium barbarum powder, Lycium barbarum residue,which can be used as functional feed additives in animal productions have been reported, it has a high application value and broad development prospects.The paper reviewed the main active ingredients and physiological functions of Lycium barbarum, the practical application in animal production,so as to provide a reference for the reasonable development and utilization of Lycium barbarum.

Key words?Lycium barbarum;Active ingredient;Physiological function;Animal production

枸杞(Lycium barbarum)是一種多年生茄科枸杞屬灌木植物,喜冷涼,耐干旱,適應(yīng)性強(qiáng),常生于山坡、荒地、丘陵、鹽堿地及路邊,也可在我國(guó)寧夏、青海、甘肅等地區(qū)大面積種植。枸杞是一種野生型藥用植物,其藥用部位主要有果實(shí)、果柄、果莖、葉片和根部,在我國(guó)已有兩千多年的種植和用藥歷史,具有增強(qiáng)免疫力、補(bǔ)虛益精、清熱明目的保健功能[1]。在明代李時(shí)珍的《本草綱目》都有記載春天采葉、夏季采花、秋季采果、冬季采根皮,具有解熱止咳之功效[2]。除此之外,枸杞葉片清甜爽滑,在兩廣地區(qū)可作蔬菜食用。枸杞還可以加工成各種食品、飲料、油料、保健酒、保健品等,如枸杞餅干、枸杞飲品、枸杞保健酒[3-5]。目前枸杞主要在寧夏和青海大量種植,并形成產(chǎn)業(yè)核心區(qū),加工成各種各樣的產(chǎn)品,產(chǎn)值不斷增加,有效解決當(dāng)?shù)厝罕姷木蜆I(yè)難題,帶動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。我國(guó)枸杞種植資源較豐富,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。近年來,針對(duì)枸杞的藥用效果研究較多,而枸杞其他藥用部位一直未得到合理利用。枸杞每年在加工生產(chǎn)中大量廢棄,直接造成功能性飼料添加劑資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。枸杞其他藥用部位作為新型飼料資源,既拓寬飼料資源種類,又充分利用加工廢棄后的枸杞副產(chǎn)品,可利用價(jià)值大、開發(fā)前景廣。

1?枸杞的營(yíng)養(yǎng)成分

枸杞是傳統(tǒng)的藥食兼用型中藥,主要營(yíng)養(yǎng)成分及活性物質(zhì)有枸杞多糖、甜菜堿、類胡蘿卜素、枸杞黃酮、蛋白質(zhì)及17種氨基酸等,可以發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)調(diào)控和保健的功效。枸杞口感甘甜,具有增強(qiáng)免疫、抗氧化、抗腫瘤、降血糖、降血脂、調(diào)節(jié)和保護(hù)神經(jīng)、視覺、生殖系統(tǒng)的功能。

2?枸杞的生物活性成分及其特性

2.1?枸杞多糖?枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharide,LBP)作為一種水溶性多糖,是枸杞中最主要的活性成分之一?,F(xiàn)已有很多研究表明枸杞多糖具有促進(jìn)免疫、抗氧化、降血糖血脂、生殖功能保護(hù)和改善等作用[6]。LBP是從枸杞中提取的由多肽或蛋白質(zhì)與多糖構(gòu)成的水溶性復(fù)合多糖,主要包括鼠李糖、半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖等酸性雜多糖,糖蛋白是其主要化學(xué)結(jié)構(gòu)[7]。生產(chǎn)中常用的提取方法有酶提取法、微波提取法、超聲波提取法等。甘肅酒泉、新疆烏蘇、寧夏銀川枸杞子中枸杞多糖的含量分別為6.44%、3.21%和2.71%[8-9]。

夏惠等[10]研究發(fā)現(xiàn),300 mg/d 的 LBP攝入量可以降低Ⅱ型糖尿病人群的血糖濃度。LBP通過調(diào)節(jié)氨基酸代謝途徑激發(fā)肝臟糖原合成酶(glycogen synthase, GS)的蛋白表達(dá),阻止血糖水平的升高并緩解病情。研究報(bào)道,LBP對(duì)患糖尿病大小鼠的空腹血糖濃度具有降低作用[11]。LBP對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)作用已有較多報(bào)道。趙芳芳等[12]研究發(fā)現(xiàn),LBP對(duì)兔視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞光損傷具有潛在的保護(hù)作用,這說明LBP可能是通過抑制線粒體通路中與抗凋亡有關(guān)的Cyt-C、Caspase-9、Caspase-3蛋白分子的表達(dá)而起到保護(hù)預(yù)防作用。郭健等[13]研究指出,LBP能夠抑制大鼠視神經(jīng)細(xì)胞凋亡,對(duì)視神經(jīng)細(xì)胞氧化損傷起保護(hù)作用,也可以提高大鼠視網(wǎng)膜中超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低丙二醛(MDA)含量,阻斷視網(wǎng)膜病變并阻止其生長(zhǎng)擴(kuò)張。LBP在生殖系統(tǒng)方面具有良好的保護(hù)功能。LBP能夠促進(jìn)精原干細(xì)胞的增殖[14]。譚秋慧等[15]研究發(fā)現(xiàn)LBP對(duì)熱應(yīng)激大鼠生精細(xì)胞具有潛在的生殖保護(hù)作用,證明了LBP對(duì)生殖系統(tǒng)具有改善和保護(hù)作用,它通過線粒體抗凋亡機(jī)制,抑制Caspase-3蛋白的表達(dá)。王彩霞[16]在LBP對(duì)D-半乳糖致小鼠衰老模型試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),LBP可使小鼠皮膚組織中總抗氧化能力活性明顯升高,脂褐質(zhì)含量顯著下降,表明LBP具有良好的抗氧化延緩衰老的功能。有關(guān)研究顯示,LBP還具有抗炎、抗腫瘤、護(hù)肝等藥理作用。

2.2?甜菜堿?甜菜堿是存在于枸杞果實(shí)、葉片、果柄中的主要生物堿之一。枸杞促進(jìn)脂質(zhì)代謝或抗脂肪肝的藥理作用主要是由枸杞所含的甜菜堿引起的,它具有提供甲基供體的功能[17]。常用于檢測(cè)甜菜堿含量的方法有分光光度法、高效液相色譜、離子色譜法等。甘肅酒泉、新疆烏蘇、寧夏銀川枸杞子中甜菜堿含量分別為1.21%、0.83%和0.65%[8-9]。

甜菜堿可以維持細(xì)胞滲透壓,是機(jī)體良好的滲透調(diào)節(jié)劑,低濃度的甜菜堿可以抵抗無機(jī)滲透調(diào)節(jié)劑對(duì)酶活性和代謝過程的毒害,同時(shí)對(duì)能量代謝和有氧呼吸也有直接的保護(hù)作用。甜菜堿具有提供甲基供體的功能,可以作為飼料添加劑節(jié)省部分蛋氨酸的使用,保證蛋氨酸循環(huán)及卵磷脂的正常合成。甜菜堿能夠抵抗膽汁酸引起的肝細(xì)胞凋亡,在多種肝臟疾病治療中有功效[18]。甜菜堿在機(jī)體內(nèi)能迅速合成積累以減少水分流失,并維持蛋白質(zhì)和生物膜正常的結(jié)構(gòu)和功能。張愛君等[19]研究顯示,相比苦參堿和氧化苦參堿,甜菜堿對(duì)部分細(xì)菌和真菌的體外抑制效果較好。夏文穎等[20]研究發(fā)現(xiàn),甜菜堿對(duì)產(chǎn)膜細(xì)菌具有殺菌效果,能夠抑制銅綠假單胞菌生物膜的產(chǎn)生和分散,可用于該種細(xì)菌的感染治療。

2.3?枸杞色素?枸杞色素是存在于枸杞果實(shí)中的呈色物質(zhì)之一,是枸杞的重要營(yíng)養(yǎng)活性成分,主要含有類胡蘿卜素、葉黃素和其他呈色物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),因品種和品質(zhì)不同的枸杞表皮顏色特征有明顯差異,枸杞表皮紅度與類胡蘿卜素含量之間存在顯著正相關(guān)(P<0.05)[21]。類胡蘿卜素是枸杞色素中的主要活性成分,是維生素A(Va)原,即Va的合成前體,具有抗氧化、提高免疫力、保護(hù)和改善視力等重要生理功能。類胡蘿卜素是一種可以吸收可見光的色素,能促進(jìn)視覺細(xì)胞內(nèi)的感光物質(zhì)合成,對(duì)視覺系統(tǒng)、皮膚組織具有保護(hù)和改善作用。鄭堅(jiān)強(qiáng)等[22]通過響應(yīng)面法萃取枸杞類胡蘿卜素,發(fā)現(xiàn)其自由基清除率較高,抗氧化活性較強(qiáng);類胡蘿卜素也可作為食用色素和抗氧化劑用于食品保質(zhì)。

3?枸杞在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

枸杞含有的營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì),使其在食品、藥品和保健品等方面日益受到研究者的關(guān)注。除了作為食品進(jìn)行滋補(bǔ)、作為藥品進(jìn)行疾病治療外,也對(duì)枸杞及其提取物在動(dòng)物生產(chǎn)上的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究,證實(shí)枸杞及提取物對(duì)動(dòng)物無毒副作用。將枸杞、枸杞粉、枸杞渣及枸杞提取物添加到不同動(dòng)物飼料中進(jìn)行飼喂,可以提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能、抗氧化能力、免疫力和肉產(chǎn)品品質(zhì)。

3.1?枸杞在單胃動(dòng)物中的應(yīng)用

研究顯示,添加LBP可以促進(jìn)雛雞免疫器官的發(fā)育,增強(qiáng)機(jī)體免疫力和提高新城疫抗體效價(jià)[23]。韓占兵等[24]在蛋雞日糧中添加不同水平的枸杞渣,發(fā)現(xiàn)當(dāng)添加量為5.0%時(shí),可以提高蛋雞產(chǎn)蛋率,改善蛋黃顏色,降低蛋重和料蛋比。據(jù)白乾云[25]報(bào)道,給蛋雞飼喂枸杞粉可以促進(jìn)蛋雞的生產(chǎn)性能和調(diào)節(jié)蛋雞脂質(zhì)代謝。孫甜甜等[26]在肉雞日糧中添加不同劑量的LBP,可以提高肉雞屠宰性能和豐富肌肉氨基酸的組成,當(dāng)添加量為0.7%和1.0%能顯著提高肉質(zhì)風(fēng)味。王碩等[27]利用枸杞多糖的抗氧化和防止遺傳損失特性在負(fù)壓條件下進(jìn)行精液保存,發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)稀釋液中添加 1.5 mg/mL枸杞多糖能提高精子保存質(zhì)量,改善精液保存效果。研究還發(fā)現(xiàn),飼喂5%枸杞渣可以提高育肥豬的日增重,降低料肉比,豬肉中的多不飽和脂肪酸含量增加,保健功能突出,養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益明顯提高[28]。

3.2?枸杞在草食動(dòng)物中的應(yīng)用

大量研究表明,枸杞及枸杞多糖具有良好的免疫調(diào)節(jié)作用,有助于增強(qiáng)機(jī)體免疫力。研究發(fā)現(xiàn),給藏羊飼喂2%枸杞可以提高其對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率及血清中的免疫球蛋白水平,并降低膽固醇含量,表明枸杞能促進(jìn)機(jī)體的生產(chǎn)性能和免疫功能[29]。閻宏等[30]通過山羊瘤胃降解研究發(fā)現(xiàn),枸杞渣中的粗蛋白和粗脂肪含量較高,有利于瘤胃對(duì)養(yǎng)分的降解和消化。馬吉鋒等[31]研究發(fā)現(xiàn),給架子牛飼喂LBP免疫增效劑7 d,血液中的白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞數(shù)量增多,細(xì)胞因子水平明顯升高,免疫球蛋白含量增加,可以用作架子牛的免疫調(diào)節(jié)劑。研究還發(fā)現(xiàn),LBP對(duì)圍產(chǎn)期奶牛免疫力也具有增強(qiáng)的試驗(yàn)效果[32]。劉亞娟等[33]給肉兔日糧中添加1% LBP,可以促進(jìn)肉兔的生長(zhǎng)發(fā)育,增加兔毛產(chǎn)量,提高生長(zhǎng)性能。

3.3?枸杞在水生動(dòng)物中的應(yīng)用

譚連杰等[34]研究表明,添加0.1% LBP對(duì)卵形鯧鲹的抗氧化功能和免疫功能具有促進(jìn)作用,對(duì)生長(zhǎng)性能無明顯影響,但有一定程度的降血糖、降血脂作用。研究還發(fā)現(xiàn),利用LBP飼喂金絲魚,適宜濃度的添加量可以降低氧化損傷,提高機(jī)體血清抗氧化酶活性和非特異性免疫力[35]。飼喂黃顙魚也具有以上優(yōu)點(diǎn),并且可以提高其增重率,降低料肉比[36]。

4?小結(jié)與展望

上述研究表明,在不同動(dòng)物日糧中添加一定量的枸杞及其提取物,可以促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫、降血脂血糖等。同時(shí),枸杞多糖的抗氧化性能在豬、卵形鯧鲹、金絲魚中具有明顯表現(xiàn),也有助于抗應(yīng)激損傷、改善肉品質(zhì)??梢钥闯?,枸杞作為一種飼料資源添加劑,在動(dòng)物養(yǎng)殖方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

目前對(duì)枸杞在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究主要集中在對(duì)生長(zhǎng)性能、免疫調(diào)節(jié)、生殖系統(tǒng)保護(hù)等方面的研究,而對(duì)枸杞甜菜堿調(diào)控動(dòng)物糖脂代謝的作用機(jī)理、枸杞及其提取物在動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用的系統(tǒng)報(bào)道較少。因此,在動(dòng)物生產(chǎn)應(yīng)用中可通過向動(dòng)物飼糧中添加枸杞甜菜堿,研究對(duì)動(dòng)物糖脂代謝的影響,進(jìn)一步證明枸杞甜菜堿在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用保健價(jià)值。同時(shí),對(duì)枸杞及其提取物在不同動(dòng)物中的適宜添加量進(jìn)行試驗(yàn)比較,充分開發(fā)利用好枸杞飼料資源。另外,對(duì)枸杞活性成分、加工副產(chǎn)品也要科學(xué)提取、合理利用,旨在為動(dòng)物生產(chǎn)制備綠色、健康的飼料添加劑產(chǎn)品。

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