杜仲葉的化學(xué)成分提取工藝及其在動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用

張文靜 徐秋燕 梁 勇

江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，江蘇泰州 225300

天然藥物及其提取物普遍具有高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，有益于動(dòng)物的健康。在2020年版《中國藥典》中，杜仲皮和杜仲葉均入藥，具有補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨之效，用于治療肝不足、腰脊酸痛、筋骨無力、頭暈?zāi)垦５萚1]。杜仲葉和杜仲皮中所含化學(xué)成分及其功效相類似，近年來杜仲葉作為飼料添加劑被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物養(yǎng)殖中。本文對(duì)杜仲葉的化學(xué)成分提取工藝及其在動(dòng)物養(yǎng)殖中應(yīng)用進(jìn)行綜述，以期對(duì)研制開發(fā)高效、安全、環(huán)保的飼料添加劑提供參考。

1 杜仲葉的化學(xué)成分提取工藝

杜仲葉化學(xué)成分主要有黃酮類、苯丙素類、多糖類、多酚類、環(huán)烯醚萜類、木脂素類等多種化合物及微量元素、氨基酸。為增強(qiáng)杜仲葉化學(xué)成分的提取效率和減少提取時(shí)間，研究人員多采用超臨界CO2萃取、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法和復(fù)合酶制劑提取法等進(jìn)行提取。

1.1 黃酮類化合物的提取

李加興等[2]以6月份采摘的杜仲葉為原料，利用超臨界CO2萃取黃酮類化合物，結(jié)果表明，以乙醇為夾帶劑，控制萃取條件提取得到粗提物，再對(duì)粗提物采用石油醚進(jìn)行分離純化，杜仲葉中的黃酮類化合物得率可達(dá)2.032%（W/W）。鄧佑林等[3]通過半仿生法和超聲波輔助半仿生法對(duì)杜仲葉黃酮類化合物的提取進(jìn)行研究，結(jié)果表明，半仿生法提取的黃酮提取率為325.0 mg/g，超聲波輔助法提取黃酮的提取率為264.4 mg/g。杜仲葉黃酮半仿生法提取率較高，但超聲波輔助半仿生法提取時(shí)間較短。王穎等[4]用超聲－微波協(xié)同提取法、單獨(dú)微波或單獨(dú)超聲提取法對(duì)杜仲樹皮及樹葉中的黃酮類化合物進(jìn)行了提取研究，結(jié)果表明，最佳提取條件下的粗黃酮得率為11.80%±0.09%。黃酮得率及抗氧化能力（以清除DPPH 自由基能力計(jì)）均顯著高于單獨(dú)法。研究發(fā)現(xiàn)杜仲葉中蘆丁、槲皮素、山奈酚含量明顯高于樹皮，杜仲樹葉更適用于黃酮類化合物的提取。陳書明[5]通過水解酶提取杜仲葉內(nèi)成分，使用復(fù)合酶制劑提取杜仲葉黃酮，結(jié)果表明，酶制劑對(duì)提取效果影響的主次因素中蛋白酶影響最大，果膠酶影響最??；在按比例添加蛋白酶、纖維素酶等酶制劑時(shí)，杜仲葉黃酮含量為9.69 mg/g，顯著高于對(duì)照組。王柏強(qiáng)等[6]利用超聲波輔助酶解法提取杜仲葉中的總黃酮，結(jié)果表明，酶解法可破壞細(xì)胞壁，使更多黃酮類成分溶出。最佳工藝條件下的杜仲葉總黃酮提取率為3.80%。提取效率更高，且較傳統(tǒng)的提取法更加環(huán)保。

1.2 苯丙素類化合物的提取

鄧愛華等[7]為了優(yōu)化杜仲葉中綠原酸的提取工藝，采用有機(jī)溶劑萃取杜仲葉中的綠原酸，研究乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)、固液比、提取溫度、提取時(shí)間、提取次數(shù)等因素對(duì)綠原酸提取率的影響，結(jié)果表明，在一定的料液比、乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)、提取溫度條件下，綠原酸提取率為0.873%。吳紅艷等[8]通過單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面法對(duì)超聲輔助提取杜仲葉中的綠原酸的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，利用有機(jī)溶劑甲醇，結(jié)合超聲輔助提取，綠原酸的含量達(dá)到2.529%。任小寧等[9]以杜仲葉粉為原料，通過酶法提取綠原酸進(jìn)行工藝研究，結(jié)果表明，纖維素酶是提取杜仲葉中綠原酸的有效酶制劑，通過加入一定量的纖維素酶，綠原酸的得率可達(dá)52.24 mg/g。酶制劑除了可用于杜仲葉黃酮的提取，還適用于苯丙素類化合物提取，相較于傳統(tǒng)的溶劑提取法，有明顯優(yōu)勢。

1.3 多糖類化合物的提取

雷燕妮等[10]以杜仲葉為原料，采用水提醇沉法制備杜仲葉粗多糖，經(jīng)過纖維素柱層析分離可得2個(gè)組分，分別研究其體外抗氧化和抗腫瘤活性，發(fā)現(xiàn)杜仲葉多糖表現(xiàn)出良好的體外抗氧化和抑瘤活性。齊善厚等[11]利用閃式提取法對(duì)杜仲葉中的多糖進(jìn)行研究，除料液比之外，還分析了提取次數(shù)、電壓對(duì)提取率的影響，結(jié)果表明，在特定的提取電壓、提取時(shí)間、提取次數(shù)條件下，杜仲葉多糖提取率可以達(dá)到3.36%。陳雪花等[12]以超聲波-協(xié)同酶法對(duì)提取杜仲葉多糖工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，篩選出pH、超聲波功率和復(fù)合酶添加量影響因素，得出pH 重要性最大，復(fù)合酶添加量影響最小，研究結(jié)果表明，通過控制pH、復(fù)合酶添加量、超聲波功率、提取溫度、液料比和提取時(shí)間，杜仲葉多糖的實(shí)際得率能達(dá)到4.79%±0.02%，明顯高于傳統(tǒng)的水浸提法。全熙宇等[13]以杜仲葉為原料，連續(xù)采用熱水浸提、堿提取、酶水解和石油醚提取，分別得到杜仲精粉、杜仲葉多糖和杜仲膠?？疾煜嚓P(guān)影響因素，結(jié)果表明，料液比和溫度對(duì)提取得率影響較大，在一定料液比和溫度下，杜仲葉中水溶性多糖得率為13.2%，堿提多糖得率為9.8%，杜仲精粉得率為8.0%，杜仲膠得率為1.86% 。提取分離方法為杜仲葉全組分的開發(fā)利用提供了參考。

1.4 多酚類化合物的提取

王翔等[14]以杜仲葉為原料，采用超聲波-微波輔助提取方法，確定杜仲葉總多酚得率的最佳提取工藝，結(jié)果表明，以乙醇作為提取溶劑，通過微波處理結(jié)合超聲波處理法，經(jīng)2 次提取杜仲葉總多酚得率為8.491%，與傳統(tǒng)溶劑提取法相比，總多酚得率提高33.57%。李陸軍等[15]利用表面活性劑結(jié)合超聲提取法提取杜仲葉總多酚，在對(duì)工藝條件進(jìn)行探究的過程中，加入表面活性劑SDS 0.1 g/L，杜仲總多酚的提取率可達(dá)到6.770%，對(duì)比不加入表面活性劑的情況下杜仲總多酚得率為5.990%。表面活性劑輔助超聲提取物的抗氧化能力相對(duì)較強(qiáng)。吳紅艷等[16]為充分發(fā)揮杜仲葉的應(yīng)用價(jià)值，采用高壓脈沖電場輔助水酶法提取杜仲葉殘?jiān)胁豢奢腿《喾?，結(jié)果表明，通過調(diào)節(jié)酶用量、場強(qiáng)和脈沖數(shù)，不可萃取多酚的含量達(dá)到（34.961±0.052）mg/g。由于不可萃取多酚具有多種生物活性，對(duì)杜仲葉殘?jiān)M(jìn)行提取可以極大地充分利用杜仲葉資源，避免了浪費(fèi)。

1.5 環(huán)烯醚萜類化合物的提取

陳玉冰等[17]以杜仲葉為原料，利用超聲波提取方法和正交試驗(yàn)優(yōu)選，確定了總環(huán)烯醚萜提取方法。結(jié)果表明，以乙醇作為提取溶劑，超聲提取3 次，所提取的總環(huán)烯醚萜含量最高，所需時(shí)間最短。劉俊伶等[18]采用超聲輔助法和單因素實(shí)驗(yàn)，得到提取杜仲葉中的車葉草苷最佳工藝，結(jié)果表明，以乙醇作為提取溶劑，通過調(diào)整超聲時(shí)間和超聲功率，增加車葉草苷的得率。屠萬倩等[19]采用高效液相色譜（HPLC）法同時(shí)測定杜仲葉中桃葉珊瑚苷、京尼平苷酸、車葉草苷等化學(xué)成分含量，結(jié)果表明，不同加工方式的杜仲葉，化學(xué)成分含量存在一定差異。蒸制后微波干燥和發(fā)酵后烘干的杜仲葉中部分環(huán)烯醚萜苷的含量更高，推測可能與前體化合物的酶解有關(guān)。

2 杜仲葉在動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用

大量研究發(fā)現(xiàn)，將杜仲葉或杜仲葉提取物添加到動(dòng)物飼糧中，能增強(qiáng)抗氧化力和免疫功能，改善豬、雞、魚、羊等動(dòng)物的生長性能，提高日增重、宰前活重，降低料重比，改變?nèi)赓|(zhì)的組成成分，增加肌肉中氨基酸、蛋白質(zhì)和微量元素含量，改良肉品風(fēng)味，有效提高營養(yǎng)價(jià)值。

2.1 在豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用

劉孟洲等[20]對(duì)杜仲葉粉營養(yǎng)成分進(jìn)行了測定，以杜仲葉粉替代飼糧中相同量的小麥次粉對(duì)長大二元肥育豬生長性能和胴體肉質(zhì)進(jìn)行測定，研究結(jié)果表明，杜仲葉粉中含粗蛋白質(zhì)和粗脂肪高于一般谷物籽實(shí)，維生素C 和核黃素含量豐富，谷氨酸、天門冬氨酸和亮氨酸含量較高。3%杜仲葉粉組對(duì)提高屠宰率和改善肉質(zhì)有明顯效果，能明顯增大眼肌面積，降低滴水損失，提高肌肉嫩度，增加干物質(zhì)和肌內(nèi)脂肪含量，但對(duì)肥育豬的日增重?zé)o明顯促進(jìn)作用。段明房等[21]對(duì)仔豬飼料中添加發(fā)酵杜仲葉粉的效果進(jìn)行了研究，在基礎(chǔ)日糧中添加發(fā)酵杜仲葉粉，試驗(yàn)時(shí)間120 d，研究結(jié)果表明，在生長育肥豬日糧中添加發(fā)酵杜仲葉粉可顯著改善豬生長性能和屠宰率，提升豬肉的品質(zhì)和風(fēng)味。石海仁等[22]以杜仲葉作為飼料添加劑，研究其對(duì)育肥豬生長性能、胴體性狀、抗氧化能力及腸道菌群影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加一定量的杜仲葉可顯著降低腹瀉率，能提高育肥豬生長性能、胴體性狀、抗氧化能力及肉品質(zhì)。彭密軍等[23]研究在斷奶仔豬飼糧中添加杜仲葉提取物、發(fā)酵杜仲葉、杜仲葉干粉對(duì)斷奶仔豬生長性能、腹瀉率、抗氧化力及免疫功能的影響，結(jié)果表明，在飼糧中添加杜仲葉提取物的效果要優(yōu)于添加發(fā)酵杜仲葉或杜仲葉干粉，杜仲葉提取物能顯著改善斷奶仔豬的生長性能、抗氧化力和免疫功能，能降低腹瀉率，替代抗生素。

2.2 在雞養(yǎng)殖中的應(yīng)用

張琳杰等[24]以產(chǎn)蛋型蘆花雞為研究對(duì)象，在飼糧中添加杜仲葉水提濃縮干燥物，結(jié)果表明，飼糧中添加1%、2%、3%含量時(shí)，均能在一定程度上改善雞蛋品質(zhì)，但對(duì)于蛋形指數(shù)和含水量無顯著影響。陳玉敏等[25]研究在愛拔益加肉雞的飼糧中添加杜仲葉提取物對(duì)其生長性能和免疫功能的影響，結(jié)果表明，杜仲葉提取物能提高肉雞的平均日增重，降低了其料重比；杜仲葉提取物還可改善肉雞的體液免疫，顯著提高血清免疫球蛋白G 和血清免疫球蛋白M 的含量。毛亞芳等[26]以綠殼蛋雞為研究對(duì)象，在飼糧中添加不同比例杜仲葉粉，研究其對(duì)雞蛋品質(zhì)、血清生化指標(biāo)等方面的影響，研究發(fā)現(xiàn)，杜仲葉粉在蛋雞飼糧中添加水平為4%時(shí)，可顯著降低綠殼蛋雞血清中甘油三酯水平，改善肌肉品質(zhì)，且顯著降低肝臟及心臟質(zhì)量。呂庚鑫等[27]研究杜仲葉粉對(duì)湖北貢雞生產(chǎn)性能及蛋品質(zhì)的影響，研究結(jié)果顯示，杜仲葉粉能夠改善湖北貢雞的生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)。在日糧中添加7.5%的杜仲葉粉時(shí)日產(chǎn)蛋率最高，日糧中添加7.5%和10.0%的杜仲葉粉均能夠顯著提高雞蛋中蛋清蛋白質(zhì)、蛋黃α-亞麻酸含量，日糧中添加5.0%和7.5%的杜仲葉粉可以顯著降低蛋黃膽固醇和蛋黃粗脂肪的含量。

2.3 在魚養(yǎng)殖中的應(yīng)用

劉孝富等[28]以鯉和鯽為研究對(duì)象，將杜仲葉、銀杏葉微粉化，按適當(dāng)比例配制，添加到基礎(chǔ)魚飼料中，研究其對(duì)生長率及對(duì)柱狀嗜纖維菌抗菌效果的影響，結(jié)果表明，添加2%、4%和6%杜仲葉和銀杏葉微粉魚飼料對(duì)鯉、鯽生長率均有提升，且攻毒試驗(yàn)后的存活率差異顯著。孟曉林等[29]通過在飼料中添加杜仲葉及其提取物，研究其對(duì)草魚生長性能的影響，研究表明，0.15%杜仲提取物組和4%杜仲葉組，對(duì)于草魚魚種的生長具有明顯促進(jìn)作用；4%杜仲葉組，對(duì)成魚的生長作用更明顯；在飼料中添加杜仲葉及其提取物均能有效提高草魚肌肉蛋白質(zhì)含量，降低脂肪含量。許友卿等[30]以我國淡水養(yǎng)殖的青魚為研究對(duì)象，研究飼料中添加2.5%、5.0%、7.5%的杜仲葉粉對(duì)青魚生長性能及組織免疫相關(guān)基因表達(dá)的影響，結(jié)果顯示，添加7.5%杜仲葉粉組的青魚相對(duì)增重率提高29.26%（P＜0.01），飼料系數(shù)降低 22.73%（P＜0.01），且顯著增加肥滿度（P＜0.05）。結(jié)果表明添加一定劑量的杜仲葉粉可顯著促進(jìn)青魚的生長，腎和肝在免疫相關(guān)基因的表達(dá)量差異明顯，以添加7.5%杜仲葉粉組的差異最為顯著。楊航等[31]將杜仲皮和杜仲葉添加到草魚飼料，研究其對(duì)草魚生長性能和膠原蛋白相關(guān)基因表達(dá)的影響，結(jié)果表明，飼料中添加杜仲皮和杜仲葉均能降低總膽固醇和甘油三酯含量，通過上調(diào)膠原蛋白合成相關(guān)基因和降低膠原蛋白分解相關(guān)基因的表達(dá)而提高肌肉膠原蛋白含量，從而提高草魚的生長性能、飼料利用和肌肉品質(zhì)。解旭東等[32]通過發(fā)酵杜仲葉破碎粉、參芪粉投喂餌料魚方式，應(yīng)用于鱖養(yǎng)殖中，結(jié)果表明，應(yīng)用發(fā)酵飼料投喂餌料魚飼養(yǎng)鱖，在成活率、餌料系數(shù)、生長速度、肝體比等方面都有提高，其中以肝體比提升效果最為顯著。

2.4 在羊養(yǎng)殖中的應(yīng)用

石志勇[33]通過研究杜仲葉對(duì)綿羊的消化利用狀況及生產(chǎn)性能的影響，闡釋其作為飼料原料的利用價(jià)值，結(jié)果表明，不同杜仲葉添加量對(duì)綿羊能量、氮的利用率有一定的提高作用，添加杜仲葉可以提高綿羊的生長性能，但對(duì)屠宰性能影響不顯著。賈少丹[34]通過研究杜仲葉在綿羊養(yǎng)殖中的實(shí)際應(yīng)用效果，結(jié)果表明，杜仲葉可升高綿羊葡萄糖、高密度脂蛋白等水平，降低甘油三酯、低密度脂蛋白等水平，調(diào)節(jié)肝臟對(duì)脂類的代謝，能改善綿羊肉質(zhì)及營養(yǎng)價(jià)值。楊改青等[35]在綿羊飼糧中添加10%、20%杜仲葉，研究其對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)消化利用、生長性能及屠宰性能的影響，結(jié)果表明，杜仲葉對(duì)飼糧營養(yǎng)物質(zhì)消化利用的影響與其添加水平有關(guān)，低水平條件下可提高能量和氮的利用率，而高水平條件下能降低能量和氮的利用率，在一定程度上能增加綿羊的生長性能，對(duì)屠宰率也有降低作用。唐艾嘉[36]以3月齡湖羊公羔作為試驗(yàn)對(duì)象，以添加杜仲葉的玉米青貯為日糧，研究添加杜仲葉的飼料對(duì)綿羊生產(chǎn)性能、血液指標(biāo)等相關(guān)參數(shù)的影響，結(jié)果表明，添加杜仲葉對(duì)綿羊的胴體重和屠宰率影響不大，但有降低綿羊的GR 值的趨勢，從而提高瘦肉率；能顯著降低蒸煮損失，提高熟肉率，減少烹飪加工所帶來的損失，并且降低了肌肉中脂肪的沉積量，促進(jìn)肌纖維發(fā)育，增加肌肉的緊實(shí)性，降低硬脂酸含量，減少羊肉膻味；能保護(hù)多不飽和脂肪酸避免氧化，且能提高EPA、順-11-二十碳烯酸和α-亞麻酸含量，有效改善營養(yǎng)價(jià)值。

3 小結(jié)與展望

杜仲葉化學(xué)成分主要有黃酮類、苯丙素類、多糖類、多酚類、環(huán)烯醚萜類、木脂素類等多種化合物以及微量元素、氨基酸。相較于傳統(tǒng)的溶劑提取法，研究人員多采用微波輔助提取法、超聲波輔助提取法和復(fù)合酶制劑提取法對(duì)杜仲葉主要成分進(jìn)行提取，提取效率更高且更加環(huán)保。作為飼料添加劑，杜仲葉及其提取物被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)，具有增強(qiáng)抗氧化能力、免疫功能，能改善豬、雞、魚、羊等動(dòng)物的生長性能，提高日增重和宰前活重，降低料重比，改變?nèi)赓|(zhì)的組成成分，增加肌肉中氨基酸、蛋白質(zhì)和微量元素的含量，改良肉品風(fēng)味，能有效提高營養(yǎng)價(jià)值。近年來，針對(duì)杜仲葉化學(xué)成分的相關(guān)研究越來越多，但是對(duì)其生物活性成分的提取方法以及作用機(jī)理研究還不夠深入。此外，對(duì)不同種類、不同生長階段的動(dòng)物，杜仲葉及其提取物的添加量、添加形式仍需進(jìn)一步研究。