辣木的抗菌消炎作用及其在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

李曉琳 陳 婷 習(xí)欠云 張永亮

(廣東省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家生豬種業(yè)工程技術(shù)中心，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，廣州510642)

辣木(MoringaoleiferaLam.)，又稱鼓槌樹，是多年生熱帶落葉喬木，在全世界約有14個(gè)品種，現(xiàn)我國(guó)也有大量種植。據(jù)報(bào)道，辣木可應(yīng)用于凈化飲水、開發(fā)新型藥物及日用化妝品原料等領(lǐng)域[1]。此外，在印度古老的醫(yī)療保健體系阿育吠陀記載中，辣木的葉子可被用來治療各種各樣的疾病?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)根據(jù)不同植物的傳統(tǒng)用途和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值對(duì)其進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)辣木是一種安全且富含藥用價(jià)值的植物。由于辣木具有高鈣、高蛋白質(zhì)、高纖維和低脂質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)[2]，且兼具降血糖、降血脂、抗氧化、抗腫瘤[3]等功效，因此，近年來，辣木作為一種新型保健植物(食品)而備受關(guān)注，同時(shí)，辣木的抗菌和消炎活性也引起了學(xué)術(shù)界的廣泛研究。本文主要針對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于辣木不同部位的抗菌、消炎及其在改善動(dòng)物生產(chǎn)性能、屠宰性能、抗氧化和免疫調(diào)節(jié)方面的作用進(jìn)行總結(jié)歸納，為豐富辣木的生物學(xué)功能提供支撐。

1 辣木的化學(xué)組成

植物產(chǎn)生初級(jí)和次生代謝物，包括生物堿、酚類化合物、單寧、植物甾醇和萜類化合物，它們?cè)诟魃镞^程中發(fā)揮著積極的作用。然而，在地球上的75萬多種植物物種中，只有1%～10%被潛在地使用，辣木就屬于其中一種[4]。近幾年來，國(guó)內(nèi)外的研究多集中在對(duì)辣木功能性成分的提取、分離、鑒定及相關(guān)生物活性分析，其中辣木黃酮、多酚、多糖、苷類及辣木蛋白是當(dāng)下研究的熱點(diǎn)[5]。如張冰溪等[6]對(duì)辣木總黃酮的提取條件進(jìn)行優(yōu)化后，其含量可達(dá)3.139%；王遠(yuǎn)[7]認(rèn)為辣木葉中的黃酮類化合物以槲皮素和山奈酚及其衍生物為主，大多為黃酮苷。除此之外，研究人員還從辣木中提取出類固醇、生物堿等活性物質(zhì)，其中苯甲基異硫氰酸鹽、芐基異硫氰酸鹽和苯基異硫酸氰酯曾被報(bào)道有一定的抗菌消炎作用[8- 9]。由此得出，辣木的功能性化學(xué)成分主要有黃酮、生物堿、多糖等。辣木各部位的化學(xué)成分見表1。

2 辣木的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

辣木除含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸外，維生素A和維生素C等含量也較高[17]，被稱為是素食主義者的理想食物，同時(shí)也可作為飼養(yǎng)動(dòng)物的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來源。研究顯示，辣木葉中維生素A含量是胡蘿卜的10倍，鈣含量是牛奶的17倍，鉀含量是香蕉的15倍，鐵含量是菠菜的25倍，蛋白質(zhì)含量是酸奶的9倍，維生素C含量也比橘子高[18]。徐敏等[19]曾報(bào)道，辣木葉富含蛋白質(zhì)(鮮葉中約含6%，干葉中約含27%)，其氨基酸組成以天冬氨酸和谷氨酸為主，并含有人體必需的蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸和蛋氨酸。Yameogo等[20]對(duì)鮮辣木礦物質(zhì)成分進(jìn)行分析，鮮辣木的鈣、鎂、鉀、鐵、鋅、磷含量分別為8 471、1 513、5 496、175和111 5 mg/kg。郭剛軍等[21]發(fā)現(xiàn)多油辣木各部位營(yíng)養(yǎng)成分各有高低，辣木葉中蛋白質(zhì)、維生素E、維生素C、煙酸、維生素B6、β-胡蘿卜素、鎂、鈣和磷含量最高；莖中膳食纖維、銅、鋅和錳含量最高；果中葉酸、鉀和鈉含量最高；而根中則是碳水化合物和鐵含量最高?？梢?，辣木是一種富含蛋白質(zhì)、維生素和礦物元素的高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值植物。

表1 辣木各部位的化學(xué)成分

3 辣木的藥理活性

關(guān)于辣木的藥用活性報(bào)道較廣泛，辣木各部位如葉、根、籽、皮、果實(shí)、鮮花和不成熟的豆莢可作為心臟循環(huán)系統(tǒng)興奮劑，具有抗腫瘤、退熱、抗癲癇、消炎、抗?jié)?、解痙、利尿、降壓、降脂、抗氧化、抗糖尿病、抗菌作用，常在本土的醫(yī)學(xué)體系被用于治療不同的疾病，特別是在南亞[22]。本文摘錄一部分已報(bào)道關(guān)于辣木的藥用價(jià)值，辣木各部位的藥理作用見表2。

表2 辣木各部位的藥理作用

4 辣木的抗菌作用

由辣木的藥理活性總結(jié)可知其具有抗菌消炎、調(diào)節(jié)免疫力、抗病、降血糖、降血脂等功能。目前，關(guān)于辣木抗菌功效的報(bào)道主要集中在葉和籽2個(gè)部位。

Lalas等[40]用辣木籽油提取液對(duì)金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌、陰溝腸桿菌、肺炎桿菌、白念珠菌、熱帶假絲酵母、光滑假絲酵母均有一定抑制效果。同樣，Jabeen等[41]發(fā)現(xiàn)辣木籽的粗提取物、上清液、殘?jiān)屯肝鰳悠纺芤种贫喾N細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng)，其中多殺巴斯德氏菌和枯草芽孢桿菌最為敏感，研究還顯示該提取物的活性受到鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)、鎂離子(Mg2+)和鈣離子(Ca2+)等陽離子的干擾，且其在溫度4～37 ℃和pH為7時(shí)活性最高。Bukar等[42]發(fā)現(xiàn)濃度為1 mg/mL的辣木籽氯仿提取物能100%抑制霉菌和根霉的生長(zhǎng)，抗菌效果等同于0.5 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)藥物酮康唑。研究人員還對(duì)辣木籽中的抗菌活性物質(zhì)進(jìn)行了研究，Singh等[14]分離提純脫脂辣木籽粉中的酚類化合物，發(fā)現(xiàn)與游離的酚類提取物[最小抑菌濃度(MIC)0.117%～0.191%]相比，結(jié)合酚類提取物(MIC 0.060%～0.157%)更具有抗菌活性。Padla等[39]試驗(yàn)證明辣木籽中的異硫氰酸芐酯在MIC(1 mg/mL)時(shí)對(duì)革蘭氏陽性菌和皮膚病真菌如絮狀麥皮癬菌和紅色毛癬菌均表現(xiàn)抑制作用。Jeon等[9]從辣木籽分離出辣木米辛(niazimicin)和4-(L-rhamnosyloxy)-芐基異硫氰酸酯(RBI)，發(fā)現(xiàn)RBI具有比辣木米更強(qiáng)的抗菌能力，且認(rèn)為它們抗菌活性之間的差異可能與乙基相關(guān)。

在辣木葉方面，Bukar等[42]發(fā)現(xiàn)辣木葉片乙醇提取物對(duì)大腸桿菌、綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌和產(chǎn)氣腸桿菌等具有廣譜抑菌作用，對(duì)各微生物的MIC介于2.0～4.0 mg/mL。Jayawardana等[43]在雞肉香腸中加入辣木葉，發(fā)現(xiàn)其對(duì)大腸桿菌及金黃色葡萄球菌有明顯抑制效果，且對(duì)香腸感官性狀沒有任何不良影響。Pal等[44]研究顯示，辣木葉乙醇提取物能顯著抑制革蘭氏陽性芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、葡萄球菌、蘆薈桿菌、革蘭氏陰性桿菌和酸性快速分枝桿菌的生長(zhǎng)。同時(shí)，Marrufo等[45]發(fā)現(xiàn)中、高劑量(5、10 μg)的辣木葉揮發(fā)油對(duì)蠟樣芽孢桿菌、綠膿桿菌等細(xì)菌以及黃灰青霉菌、擴(kuò)展青霉菌、橘青霉、指狀青霉菌、黑曲霉等真菌均具有一定抑制作用。

除此之外，辣木其他部位的抗菌作用也有少量報(bào)道，Arora等[46]研究表明，辣木莢殼中的黃酮類和二萜類化合物可對(duì)抗多種重要的致病菌，包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)。

研究表明，辣木中的活性成分含量可能受品種、地域、季節(jié)等因素影響。Ndhlala等[47]研究表明，13個(gè)辣木品種的植物化學(xué)水平和抗菌活性存在差異，然而其生物活性與總酚類物質(zhì)或類黃酮的水平之間沒有直接相關(guān)性。Ratshilivha等[48]對(duì)不同月份采集的南非辣木樣品丙酮提取物抗菌活性差異的研究發(fā)現(xiàn)，辣木莢在冬天特定月份對(duì)綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、糞腸球菌均有較強(qiáng)抑制作用。此外，張婧[49]研究得出相似結(jié)果，辣木化學(xué)成分如黃酮、多糖、生物堿、水溶性蛋白質(zhì)會(huì)因采收期、部位、品種不同而變化。

根據(jù)以上報(bào)道可知，辣木葉、籽及莢殼中含有抗菌活性物質(zhì)，且對(duì)細(xì)菌和真菌均具有一定的抗菌效果，而其他部位如辣木根、辣木花、辣木樹皮等是否具有抗菌活性或者其他藥用活性的相關(guān)報(bào)道相對(duì)缺失，值得科研人員繼續(xù)研究探索。

5 辣木的消炎作用

辣木提取物除抗菌作用外，還具有消炎效果。Minaiyan等[37]發(fā)現(xiàn)一定劑量的辣木籽水醇提取物有效減輕了小鼠遠(yuǎn)端結(jié)腸8 cm處的重量(炎癥和組織水腫的標(biāo)志)，顯示其中的生物酚和類黃酮可能是治療試驗(yàn)性結(jié)腸炎的主要成分。Araújo等[50]用辣木籽提取物在脂多糖(LPS)刺激巨噬細(xì)胞和小鼠上建立的急性炎癥的模型中證實(shí)了其兼具體外和體內(nèi)消炎作用，并進(jìn)一步確定其可能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子和一氧化氮(NO)的合成量達(dá)到消炎效果。同樣地，Cheenpracha等[8]發(fā)現(xiàn)從辣木果實(shí)乙酸乙酯提取物中分離提純的化學(xué)物對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的小鼠巨噬細(xì)胞有消炎活性，進(jìn)一步分析顯示提取物中的4-(20-乙酰-α-L-rhamnosyloxy)芐基異硫氰酸酯對(duì)一氧化碳有強(qiáng)烈的抑制活性，半數(shù)抑菌濃度(IC50)為1.67 mol/L。

除籽和果實(shí)以外，辣木其他部位消炎活性也有被報(bào)道。Sashidhara等[51]從辣木根中分離出的醋酸鹽和1，3-二芐基脲化合物顯著地抑制了炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生。Kooltheat等[52]在體外模型中證明，辣木葉水-甲醇提取物抑制人巨噬細(xì)胞的細(xì)胞因子[腫瘤壞死因子(TNF)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和白細(xì)胞介素-8(IL-8)]的產(chǎn)生，數(shù)據(jù)顯示該提取物能抑制炎癥反應(yīng)核因子κB(NF-κB)信號(hào)中關(guān)鍵基因RelA的表達(dá)。此外，Waterman等[53]在辣木葉中分離出的2種異硫氰酸酯均顯著降低了原巨噬細(xì)胞的基因表達(dá)和炎癥標(biāo)志物的生成，其中1和5 μmol/L劑量的提取物分別減弱誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)和白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)的表達(dá)以及降低一氧化氮和TNF-α的生成。

從以上報(bào)道可知，辣木具有顯著的消炎成果，但其消炎成分復(fù)雜，除已報(bào)道的生物酚、類黃酮外可能還有其他組分，且其作用機(jī)理目前并不明確。

6 辣木在畜牧生產(chǎn)上的應(yīng)用效果

因辣木營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，近年來將辣木作為飼料原料或飼料添加劑的研發(fā)層出不窮，相關(guān)的試驗(yàn)也證實(shí)辣木具有促進(jìn)腸道發(fā)育、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、改善動(dòng)物產(chǎn)品品質(zhì)的潛力。辣木葉作為非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料的報(bào)道較多，而鮮有對(duì)于辣木樹皮、根、籽等部位的研究。與此同時(shí)，在畜牧生產(chǎn)上并未見關(guān)于辣木在生產(chǎn)動(dòng)物上作為抗菌或消炎類的功能性飼料添加劑的應(yīng)用報(bào)道。

6.1 辣木對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響

已有不少試驗(yàn)證明辣木葉可部分替代動(dòng)物飼糧，且飼用效果良好。Onu等[54]用7.5%辣木葉粉飼喂雛雞，結(jié)果表明其末體重、平均日增重、平均日采食量和飼料轉(zhuǎn)化率等均顯著優(yōu)于對(duì)照組。但Zvinorova等[55]試驗(yàn)結(jié)果表明，在生長(zhǎng)中動(dòng)物熱量不足的條件下，使用辣木葉作為其膳食補(bǔ)充劑，可能會(huì)影響其線性生長(zhǎng)。因此，使用辣木飼喂幼齡動(dòng)物需要注意用法與用量。此外，在成年動(dòng)物上，Lu等[56]發(fā)現(xiàn)飼糧添加5%辣木葉可以改善蛋黃顏色和蛋白質(zhì)的吸收，而不會(huì)對(duì)產(chǎn)蛋性能和蛋重產(chǎn)生不良影響。而飼糧添加6%辣木葉可顯著提高育肥豬的平均日增重，顯著降低料重比[57]。張幸怡等[58]用辣木梗葉飼糧替代50%苜蓿發(fā)現(xiàn)，奶牛泌乳高峰期的采食量及產(chǎn)奶性能顯著提高，而奶牛體細(xì)胞數(shù)量顯著下降，表明辣木可能提高了奶牛的免疫和抗氧化能力。由此可得，辣木豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值使其在非常規(guī)飼料原料的開發(fā)中具有較大潛力，同時(shí)辣木綠色天然且功能活性廣泛的特點(diǎn)也讓其在功能性飼料添加劑的研發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用空間。

6.2 辣木對(duì)動(dòng)物脂肪代謝、抗氧化和免疫調(diào)節(jié)的影響

大量試驗(yàn)證明，飼喂辣木可改善動(dòng)物血清指標(biāo)，尤其是降血脂和抗氧化相關(guān)指標(biāo)。Babiker等[59]在母羊飼糧中用辣木取代苜蓿，發(fā)現(xiàn)乳汁和血清的氧化狀態(tài)得到一定程度的改善。張幸怡等[58]用辣木梗葉替代基礎(chǔ)飼糧中50%苜蓿，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組血漿中總抗氧化能力(T-AOC)以及抑制羥自由基能力顯著提高，而血清中膽固醇(CHOL)和甘油三酯(TG)的含量顯著降低。同時(shí)，習(xí)欠云等[60]發(fā)現(xiàn)飼喂8%辣木葉粉能顯著降低蛋雞血清中的低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和總膽固醇(TC)含量，改善機(jī)體性能。此外，張幸怡等[58]驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，辣木梗葉可顯著提高奶牛血清中免疫球蛋白G(IgG)的含量，且IgG被報(bào)道具有抗細(xì)菌、抗病毒活性。上述在生產(chǎn)動(dòng)物上開展的試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證辣木對(duì)血清指標(biāo)有一定改善作用且能一定程度上調(diào)節(jié)動(dòng)物的免疫功能。

6.3 辣木對(duì)動(dòng)物屠宰性能的影響

動(dòng)物屠宰性能指標(biāo)最能體現(xiàn)飼料產(chǎn)品的效果和價(jià)值。Cohen-Zinder等[61]以青貯辣木為肉羔羊的膳食補(bǔ)充劑的結(jié)果顯示，飼喂辣木葉的羔羊肉質(zhì)肌節(jié)較長(zhǎng)、肌內(nèi)脂肪含量較低，各組間膠原含量無顯著差異。李苗苗[62]試驗(yàn)結(jié)果表明，飼糧中2%～10%辣木添加量對(duì)70日齡清遠(yuǎn)鵝屠體率影響顯著，且飼糧中10%辣木添加量可顯著提高清遠(yuǎn)鵝的胸肌率和腿肌率，降低腹脂率。在肉質(zhì)改良方面，Moyo等[63]比較向日葵籽和辣木在山羊飼糧中的添加對(duì)羊肉理化特性和感官特征的影響，發(fā)現(xiàn)辣木在香味強(qiáng)度和汁液等方面勝于向日葵籽，且各項(xiàng)感官指標(biāo)均顯著優(yōu)于對(duì)照組。同時(shí)，Ayssiwede等發(fā)現(xiàn)[64]用24%辣木可加深肉雞酮體和腹部脂肪的顏色。由此可知，辣木具有提高動(dòng)物屠宰率、加深體色、增加肉質(zhì)感官評(píng)分等經(jīng)濟(jì)效果，為辣木用于生產(chǎn)高端畜產(chǎn)品提供理論基礎(chǔ)。

6.4 辣木對(duì)動(dòng)物腸道發(fā)育的影響

據(jù)報(bào)道，辣木對(duì)動(dòng)物腸道發(fā)育有一定的促進(jìn)作用，這預(yù)示著辣木可能有利于促進(jìn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高動(dòng)物生產(chǎn)效率。Khan等[65]在肉雞飼糧中添加相當(dāng)肉雞體重1.2%劑量的辣木葉粉，結(jié)果顯示，肉雞小腸、盲腸的重量和凈重均顯著提高，且絨毛高度、表面積、絨毛高度與隱窩深度比顯著增加。同時(shí)，徐安妮[66]探究辣木促進(jìn)小鼠小腸增長(zhǎng)的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)100%辣木粉飼料飼喂的小鼠小腸絨毛長(zhǎng)度比對(duì)照組增加約69.3%，小腸內(nèi)吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表面積增加了將近1倍。

7 小 結(jié)

辣木營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，且各部位(葉、籽、莢殼等)所含的活性成分具有廣泛的藥理活性，可發(fā)揮抗菌、消炎、抗氧化、改善肉質(zhì)、促進(jìn)腸道發(fā)育等的作用，因此其在動(dòng)物生產(chǎn)中具有重要開發(fā)潛力，不僅能緩解目前我國(guó)飼料資源短缺的現(xiàn)狀，同時(shí)還可以開發(fā)辣木的飼用經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

將辣木作為動(dòng)物飼糧或飼料添加劑雖然已取得一定成果，但目前還處于試驗(yàn)階段。因此，安全且有效的辣木飼用產(chǎn)品投入到養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)前仍需要大量研究，如作用機(jī)制探究、有效劑量篩選、安全性評(píng)定、體內(nèi)代謝及殘留檢測(cè)等，以確保其作用的發(fā)揮效果以及畜禽和人類的安全。