肉桂渣開發(fā)飼料添加劑研究前景

李軍集等

摘 要 我國(guó)肉桂產(chǎn)量占世界肉桂產(chǎn)量的80%以上，而廣東、廣西兩省肉桂產(chǎn)量占我國(guó)肉桂產(chǎn)量的95%以上，桂油生產(chǎn)產(chǎn)生大量的桂皮渣、桂葉渣，對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用變廢為寶勢(shì)在必行，并具有廣闊前景。目前人畜共糧矛盾的日趨突出，生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用和開發(fā)得到了足夠的重視，隨著生活水平的不斷提高，人類對(duì)健康的關(guān)注越來越多，利用肉桂渣研究開發(fā)一種生物飼料及飼料添加劑將具有廣闊的前景。

關(guān)鍵詞 肉桂 ；肉葉渣 ；生物飼料 ；飼料添加劑

分類號(hào) S573

Abstract Cinnamon annual output in China occupies above 80% of the world， cinnamon production in Guangdong and Guangxi provinces accounted for more than 95% of Chinese cinnamon production. Cassia oil production produce large amounts of bark and leaf slag， it is imperative to carry on utilization of waste and has broad prospects. Now， the food contradiction between humans and animals increasingly prominent， the application of bio-fermentation feed got enough attention.With the continuous improvement of living standards， human more and more attention to health.It will have broad prospects to research a biological feed and feed additives using cinnamon slag.

Keywords cinnamon ； cinnamon leaf residues ； biological feed ； feed additive

肉桂（Cinnamomum cassia Presl）又名玉桂，為天然中藥材，至古并用于中藥、香料，肉桂皮和葉可提肉桂油，肉桂油芳香氣味獨(dú)特的，能殺菌、除臭。已廣泛應(yīng)用于日化、醫(yī)藥、香料、食品、農(nóng)藥化學(xué)品等領(lǐng)域；用作調(diào)味品、食品添加劑，有健脾胃與促進(jìn)食欲的作用[1]。

我國(guó)肉桂資源豐富，世界80%以上肉桂產(chǎn)自中國(guó)，而我國(guó)肉桂主要產(chǎn)區(qū)分布在廣東、廣西兩省，產(chǎn)量占全國(guó)的95%以上[2]。尤其是廣西，已經(jīng)成為全國(guó)最大的肉桂種植區(qū)，初步估計(jì)種植面積有13.7萬hm2左右。我國(guó)肉桂種植歷史悠久，至秦漢時(shí)期便有人開始種植肉桂。廣西自然環(huán)境優(yōu)越，非常適合植物的栽培種植，再加之長(zhǎng)期以來形成的傳統(tǒng)加工工藝，使得廣西肉桂色香味俱優(yōu)，而受到熱捧，即可醫(yī)用藥用也可用于香料調(diào)料的制作，尤其以西江桂，東興桂最為有名，廣西桂油每年產(chǎn)量約在1 000 t左右，而桂皮產(chǎn)量超過3萬t，肉桂種植面積及桂皮產(chǎn)量占全國(guó)的50%以上。桂皮出口和桂油的加工出口量均占全國(guó)總量的60%以上[3]。桂油的生產(chǎn)產(chǎn)生大量的桂皮渣、桂葉渣，對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用變廢為寶勢(shì)在必行并具有廣闊前景。

1 肉桂研究現(xiàn)狀

肉桂皮和葉提取物化學(xué)成分非常復(fù)雜，其中包含有很多生物活性物質(zhì)如萜類、多糖類、酚類、皂苷、黃酮等，具有抗氧化、抗糖尿病、抗腫瘤、抗菌抗炎、抗高尿酸、抗哮喘等功效[1，4]，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了深入的研究和開發(fā)利用。

1.1 日用香精香料及食品

桂皮、桂油可用于香料行業(yè)，能制作成調(diào)味香料和日用香精。桂油主成分有肉桂酸、肉桂醛、醋酸桂皮脂、醋酸苯丙酯、香豆素、肉桂醇等，另含有膽堿、β-谷邕醇、原兒茶酸、鞣質(zhì)、水芹烯、丁香油酚等[5]。肉桂醛具有明顯的殺滅病毒抑制病毒的作用，肉桂油因?yàn)槠洫?dú)特的香味而被廣泛應(yīng)用，可以與不同的精油調(diào)配成香精，用于制作香皂、香水、除臭劑等；肉桂油還可用于合成肉桂醇、苯甲醛、肉桂酸、肉桂酸脂等高檔香精，廣泛應(yīng)用于香煙、餅干、糖果、飲料、化妝品、香皂、牙膏等日用及食品中[6-7]。

1.2 醫(yī)藥、保健、抗蟲、殺菌

肉桂樹全身是寶，其皮、葉、枝、花、果、根等均可入藥，肉桂產(chǎn)品品種很多，有板桂、桂通、煙仔桂、桂碎、桂丁，都具有良好的藥性，至古并當(dāng)作珍貴藥材使用，與人參、鹿茸、燕窩齊名，并稱為“參茸燕桂”，被列四大珍貴藥材和補(bǔ)品，其味甘，性溫，能通經(jīng)活脈，健脾燥胃，消腫利濕，發(fā)汗解肌之功能，由此可見古人對(duì)肉桂的高度評(píng)價(jià)[8]。

肉桂油在醫(yī)學(xué)上的研究一直受到國(guó)內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。肉桂油可用于癌癥等疾病的臨床治療上，其對(duì)淋巴細(xì)胞增生擴(kuò)散有顯著的效果[8]。有研究用老鼠做活體實(shí)驗(yàn)表明，肉桂具潛在的解毒和調(diào)節(jié)功能，能有效的調(diào)節(jié)藥物、致癌物等有害物質(zhì)的生理活性，從而起到抗誘變的作用[9]。肉桂醛具有顯著的抗癌作用，可改善線粒體的滲透性，能起到一定的抗癌癥作用[10]。一定濃度的肉桂提取液對(duì)克氏錐蟲的上鞭毛體形態(tài)有絕對(duì)的抑制效果，可用作抵抗克氏錐蟲化合物的新來源[11]。桂皮精油可作為一種潛在原料用于抗腫瘤藥物[12]。由肉桂醛派生物出的產(chǎn)物也很多，α-己基肉桂醛（HCA）是其中一種，有研究表明HCA，可用作傷口的消炎藥劑[13]。國(guó)內(nèi)外關(guān)于精油抑菌性與藥用方面的研究報(bào)道亦不少，Mounia Oussalah等[14]的研究表明，植物精油具有很好的抑菌作用，其中肉桂精油能很好抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌等病原菌。國(guó)內(nèi)對(duì)肉桂油的藥用價(jià)值做了不少研究，袁萍等[15]的研究結(jié)果顯示，桂油對(duì)白色念珠菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有明顯的抑制作用，肉桂精油可作為一種天然的抑菌劑。肉桂中含有多種生物活性物質(zhì)，研究人員從錫蘭肉桂中分離得到的5個(gè)黃酮類化合物[16]；更有報(bào)道顯示錫蘭肉桂丙酮提取物濃度具有良好的殺蟲驅(qū)蟲效果[16]。雖然肉桂已經(jīng)廣泛用用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)和化工工業(yè)，但仍然需要加大對(duì)肉桂的研發(fā)，從而更好的利用好這一天然特色資源[7，17-18]。

2 我國(guó)肉桂資源非常豐富，而桂油的加工產(chǎn)生大量的廢葉，廢棄物的利用是一個(gè)值得關(guān)注的問題

我國(guó)肉桂資源非常豐富，廣西是全國(guó)最大的肉桂產(chǎn)區(qū)，年產(chǎn)桂油約1 000 t，所產(chǎn)生肉桂殘余枝葉（肉桂渣）約10萬t，基本廢棄或用于燃燒，造成資源浪費(fèi)，而目前對(duì)肉桂殘余枝葉的研究還非常少見。

肉桂油是桂皮或桂葉通過水蒸氣蒸餾，溶劑提取或二氧化碳超臨界萃取等方法獲得的天然植物精油，是肉桂主要產(chǎn)品之一，也是我國(guó)主要的植物精油產(chǎn)品，肉桂油為淡黃色透明液體，香味濃厚，已廣泛應(yīng)用于香料、食品和醫(yī)藥、日化產(chǎn)品和農(nóng)用化學(xué)品，我國(guó)廣東、廣西自然條件優(yōu)越，非常適合肉桂的生長(zhǎng)，是我國(guó)肉桂的主產(chǎn)地，尤其是廣西已經(jīng)成為全國(guó)最大的肉桂產(chǎn)區(qū)[19]，廣西肉桂也獲得了國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品。

目前對(duì)肉桂的加工利用，以桂葉提取肉桂油為主，肉桂油以原油的形式出口，其附加值較低。桂皮的利用價(jià)值高，但主要是以原料的形式出口，作為原料價(jià)格也相對(duì)較低。而肉桂油蒸餾后的殘留枝葉大多當(dāng)作燃料燃燒或者直接作為廢物遺棄，造成巨大的資源浪費(fèi)，廣西年產(chǎn)桂油1 000 t[6]，以1%出油率推算，每年產(chǎn)生的肉桂殘余枝葉約10萬t，如果能對(duì)殘余枝葉進(jìn)行研究利用，開發(fā)高附加值的系列新產(chǎn)品，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)和裝備進(jìn)步，必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益。

3 研究表明肉桂殘余枝葉依然具有較大開發(fā)價(jià)值

肉葉渣中依然含有多種活性物質(zhì)且具有一定的藥物作用。以肉桂渣為原料開發(fā)富含多種活性物質(zhì)、健胃消食、促進(jìn)食欲、提高免疫力的特色飼料添加劑，開創(chuàng)飼料資源的新途徑，具有重要的現(xiàn)實(shí)性和緊迫性。

梁秋霞的研究中，利用肉桂渣提取多糖得率達(dá)19.2%，體內(nèi)抗腫瘤試驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)腫瘤有一定的抑制作用。平華等的研究表明，肉桂渣中多酚提取率可達(dá)5.04 mg/g[20]，庫永峰肉桂總黃酮提取分離分析及抗氧化活性研究中，肉桂枝葉黃酮提取率可達(dá)16.1%，肉桂渣黃酮提取率可達(dá)3.56%。

國(guó)內(nèi)外對(duì)肉桂研究多關(guān)注于揮發(fā)油的提取方法、揮發(fā)油化學(xué)成分的分析檢測(cè)以及提取物中活性成分如多酚、黃酮、皂苷、多糖類等化合物抗氧化活性和藥理作用研究上，關(guān)于桂油蒸餾剩余枝葉的相關(guān)研究文獻(xiàn)較為少見。

肉桂原料大多用于桂油提取和藥材加工，加工剩下的肉桂殘?jiān)急蛔鳛閺U棄物或直接作為燃料處理，不僅造成自然資源浪費(fèi)和資金損失，還導(dǎo)致嚴(yán)重環(huán)境污染，因此重視和加大對(duì)肉桂渣的合理利用和研究顯得更為迫切。對(duì)于肉桂渣的再利用，可以從有效成分提取、生物降解兩個(gè)途徑出發(fā)。日前肉桂渣有效成分提取、分離純化、各有效成分抗氧化性、生物活性等方面的研究尚未引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者重視，但已有一些相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。廣西大學(xué)對(duì)八角肉桂加工剩余物利用開展了研究，特別對(duì)提取桂油后的肉桂渣進(jìn)行了多方面的研究，對(duì)提取的肉桂渣中的多糖、單寧多酚等活性物質(zhì)進(jìn)行了研究，解析各種活性物質(zhì)的抗氧化性能的機(jī)理，分析其成分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)其氧化性能進(jìn)行理化分析[21-22]；張?bào)谢薜萚21]利用生物法降解轉(zhuǎn)化桂皮渣，運(yùn)用光譜分析，氣相色譜、高效液相色譜儀、質(zhì)譜儀等分析儀器進(jìn)行分析檢測(cè)，通過對(duì)比數(shù)據(jù)優(yōu)化工藝條件。

大量研究為進(jìn)一步研究開發(fā)肉桂資源奠定了良好的基礎(chǔ)，依據(jù)肉桂的藥用特性，生物發(fā)酵桂葉渣開發(fā)的特色飼料添加劑，即能充分利用工業(yè)生產(chǎn)剩余物，減少浪費(fèi)和污染，增加產(chǎn)品附加值，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，又能開發(fā)健胃消食、抗病防病的飼料添加劑。

4 生物發(fā)酵飼料及添加劑優(yōu)點(diǎn)突出得到社會(huì)各界的高度重視

當(dāng)今世界綠色環(huán)保已成為主題，環(huán)境問題受到各界人事的關(guān)注，隨著生活水平的提高，人們對(duì)各類天然產(chǎn)品更為重視，有機(jī)食品及衍生產(chǎn)品必將成為未來發(fā)展的趨勢(shì)，也必將帶動(dòng)人們對(duì)自然資源的合理循環(huán)利用的重視，生物發(fā)酵飼料的應(yīng)用和開發(fā)隨之得到了足夠的重視，而人畜共糧矛盾的日趨突出，國(guó)家對(duì)糧食安全戰(zhàn)略問題的不斷重視，充分開發(fā)利用三大生物資源之一的微生物資源已成為發(fā)展畜牧業(yè)的重大課題，其中微生物發(fā)酵飼料因其具有獨(dú)特優(yōu)良特性而倍受關(guān)注。

4.1 變廢為寶成本低廉

生物發(fā)酵飼料是利用微生物的作用對(duì)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)剩余物進(jìn)行發(fā)酵制作生物發(fā)酵飼料，全世界農(nóng)林廢棄物數(shù)量巨大，以億噸級(jí)計(jì)算，如不加以利用，造成資源的巨大浪費(fèi)及環(huán)境的污染，通過氨化、青貯、黃貯等這種物理、化學(xué)、生物方法對(duì)其進(jìn)行處理、發(fā)酵后開發(fā)出特色的生物飼料或飼料添加劑，成本低廉，不但可以解決為廢棄物處理的問題，還可以變廢為寶。

4.2 促進(jìn)動(dòng)物食欲、提高飼料利用率和營(yíng)養(yǎng)水平

發(fā)酵后的飼料具有酸香味，促進(jìn)家畜的食欲。飼料經(jīng)過發(fā)酵后，口感更柔和，柔軟度和膨脹度更大，更有利于動(dòng)物胃腸道菌群與纖維的反應(yīng)，提高粗纖維的消化率，將纖維素、蛋白質(zhì)、果膠降解為更易被動(dòng)物體消化吸收的小分子單糖、寡糖、活性肽、寡肽等，更容易被動(dòng)物所吸收，而經(jīng)過微生物菌群的作用能分泌出各種消化酶，促進(jìn)食物分解，得到如維生素、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還能起到抑菌、增強(qiáng)免疫的效果，而菌體蛋白作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)很容易被動(dòng)物消化吸收，從而大大提高飼料的利用率和營(yíng)養(yǎng)水平。

4.3 提高飼料耐貯性，增強(qiáng)動(dòng)物免疫力，調(diào)節(jié)腸道菌群

發(fā)酵菌中包含許多益生菌群，這類微生物進(jìn)入腸道后迅速繁殖，從而降低病原菌的繁殖能力，抑制病原菌的生長(zhǎng)。如乳酸菌在厭氧條件下代謝產(chǎn)生乳酸、乙酸等有機(jī)酸不但本身為動(dòng)物提供了營(yíng)養(yǎng)，還大大降低消化道內(nèi)pH[23]，當(dāng)環(huán)境pH值較低時(shí)，病原菌的生長(zhǎng)、繁殖會(huì)受到很大影響，從而起到抑制病菌生長(zhǎng)、維持和修復(fù)腸道微生物菌群平衡，增強(qiáng)動(dòng)物腸道免疫力和抗病能力，因?yàn)榇艘种谱饔靡种破渌⑸锏纳L(zhǎng)，使得發(fā)酵飼料能長(zhǎng)期保持。

4.4 發(fā)酵脫毒，提高飼料安全性

研究表明，發(fā)酵菌中包含許多益生菌，如乳酸菌等可抑制霉菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)毒[24]，嗜酸乳桿菌可抑制寄生曲霉的孢子萌發(fā)[25]。另外，多數(shù)情況下微生物的代謝產(chǎn)物可以降低飼料中毒素的含量。據(jù)報(bào)道，發(fā)酵過程中發(fā)酵菌可以有效地降低發(fā)酵棉粕中游離棉酚的含量[26]?？梢?，發(fā)酵飼料比未發(fā)酵飼料有害物質(zhì)含量更低，對(duì)于被日益關(guān)注的食品安全問題更具意義。

4.5 肉桂發(fā)酵飼料添加劑發(fā)展前景廣闊

飼料生物技術(shù)及微生物發(fā)酵工程的發(fā)展水平是衡量國(guó)家飼料工業(yè)高科技發(fā)展程度的重要標(biāo)志。隨著當(dāng)前飼料行業(yè)的蓬勃發(fā)展，飼料逐步向低用藥量、低殘留發(fā)展，畜禽、水產(chǎn)品也漸漸邁向綠色產(chǎn)業(yè)革命，因此，生物飼料也必然成為大勢(shì)所趨。通過發(fā)酵技術(shù)可以消除飼料原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，增加飼料的利用效率。發(fā)酵飼料能有效地抑制消化道中的大腸桿菌、沙門氏菌及一些致病性細(xì)菌與病原體的繁殖與生長(zhǎng)，同時(shí)又能提高動(dòng)物的免疫力及抗病能力。隨著發(fā)酵技術(shù)的不斷更新和完善，發(fā)酵飼料技術(shù)在國(guó)內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用，能夠更大程度地提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，動(dòng)物疾病的發(fā)生率也大大減少[27]。

飼料的主要原料有玉米、豆粕、魚粉及礦物質(zhì)類、維生素類、營(yíng)養(yǎng)性和非營(yíng)養(yǎng)性添加劑等。原料的產(chǎn)量直接影響原料的價(jià)格波動(dòng)，部分添加劑價(jià)格非常昂貴，也直接影響了飼料價(jià)格的高低。

利用優(yōu)良的菌種及生物酶、最佳的技術(shù)線路和簡(jiǎn)便、實(shí)用的發(fā)酵設(shè)備充分降解肉桂殘?jiān)夤鸨旧砭哂蓄A(yù)防心腦血管疾病，保護(hù)心臟，促進(jìn)消化，提高免疫力，鎮(zhèn)痛解熱、抗菌消炎、抗腫瘤，抗氧化等多方面藥理作用和生物活性，通過發(fā)酵過程降低原料中毒素含量，提高蛋白質(zhì)品質(zhì)和含量，產(chǎn)生促生長(zhǎng)因子，降低粗纖維含量，增加適口感和消化率，更好的釋放原料所含活性物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

肉桂及肉桂渣應(yīng)用于飼料行業(yè)前景廣闊，更需要研究人員給與關(guān)注，在添加劑的作用機(jī)理、發(fā)酵原理、生物菌群間的協(xié)同關(guān)系，發(fā)酵條件工藝、發(fā)酵加工設(shè)備及調(diào)配方法等方面加強(qiáng)研究，開發(fā)出多功能、低成本、高效率的肉桂飼料添加劑。

生物飼料添加劑的添加，大大降低飼料了成本，提高了飼料的品質(zhì)，而肉桂所具備的藥理作用能減少抗生素的使用，改善動(dòng)物的健康水平，必將受到市場(chǎng)的歡迎，緩解人畜共糧的矛盾，更能充分利用肉桂蒸餾剩余枝葉，變廢為寶，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)效益。

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