桑树中α—葡萄糖苷酶抑制剂对桑饲料功能的影响
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摘要：桑（Morus）汁中含有极高的α-葡萄糖苷酶抑制剂，高含量α-葡萄糖苷酶抑制剂可影响动物的糖代谢，导致动物腹泻，影响桑树作为饲料资源的开发和利用。试验对去除桑汁和未去除桑汁的桑叶提取物对淀粉代谢的影响进行了分析比较。结果表明，去除桑汁的桑叶提取物对淀粉代谢的抑制率明显低于未去除桑汁的桑叶提取物。在饲养试验中，以10%的比例添加到仔猪饲料中，去除桑汁的桑叶提取物组与未去除桑汁的桑叶提取物组相比，仔猪增重明显增加，腹泻程度明显下降。
中图分类号：S816.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）19-4737-03
近年来，中国饲料粮占粮食消费的比重一直保持着快速增长。饲料粮供应已成为中国粮食安全问题的重点和关键之一。因此，需要大力开发“非粮”饲料，重视非常规饲料资源的开发利用。
桑（Morus）是多年生深根性植物，适应性强，耐瘠薄，耐旱，荒山荒坡均可种植，在中国分布达100万hm2左右，是目前木本叶用植物中产量最高的树种之一，农民向来只以桑叶作为蚕的饲料。随着养殖业的发展，利用桑作为广谱饲料已经引起人们的重视。桑的营养成分高于一般牧草，经科学加工后是很好的全价饲料，是理想的非常规饲料资源，且桑树几乎没有严重的病虫害，有可能进行无农药栽培，可提供无农药残留的饲料来源。
目前采用的桑树处理方法是人工或机械平茬收获枝叶，机械铡断至1～2 cm长，晒干，机械粉碎成粉屑后添加到普通饲料中。
但是目前桑作为饲料存在一个问题，桑粉在鸡饲料中的含量一般不能高于6%[1]，猪饲料中一般不能高于10%[2]，高于这一比例会影响畜禽的生长，主要是引起腹泻。到目前为止，对桑饲料的研究主要集中在推荐用量及对动物产品品质的改善方面，对其不能增加用量的原因的研究尚未见报道。笔者研究发现生物碱是引起动物腹泻的主要原因。一定量的生物碱对猪的生长发育有积极作用，但过量会导致腹泻。桑属植物以分泌汁液为特点，其树体在受到损伤后流出汁液。桑汁中含有3种生物碱，分别是D-AB1、DNJ和1，4-dideoxy-1，4-imino-D-ribitol[3]，均为ɑ-葡萄糖苷酶抑制剂，可以抑制动物肠道内糖的降解，影响糖代谢的正常进行。桑汁中生物碱的含量可以达到其湿重的2.4%，可能是植物界中最高的，且都溶于水[4]。本试验对去除桑汁和未去除桑汁的桑叶提取物对淀粉代谢的影响进行了分析比较，旨在为桑类饲料的推广使用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1）试验用桑叶为湖北省农业科学院经济作物研究所桑树资源圃种植的湖桑32号桑叶。
2）试验用鸡为本地3月龄肉仔鸡（体重一致，约500 g）；试验用猪为大白猪仔猪（体重一致，约25 kg）。
1.2 方法
1）桑汁添加到饲料中喂鸡试验：每天每只仔鸡喂食10 g饲料，连续饲喂5 d，观察其排便情况，计算稀便率（取平均值）。然后在其饲料中添加0.1 g桑汁（每日每只量），连续饲喂5 d，观察其排便情况，并计算稀便率（取平均值）。
2）桑粉养猪试验：将仔猪分成2组。其中A组在饲料中添加10%的去除部分桑汁的桑叶粉；B组在饲料中添加10%未去除桑汁的普通桑叶粉。试验仔猪先分组圈养适应1周，然后开始饲喂试验，观察各组仔猪对两种桑粉的喜食度、适应性及腹泻情况，12 d后称重（取平均值）。
3）桑叶提取物的提取：称取两种桑叶粉（去除桑汁和不去除桑汁的）各200 mg，分别加入1 mL 0.05 mol/L HCl溶液，涡流1 min，超声波处理40 min，60 ℃恒温蒸发30 min去除HCl，12 000 r/min离心10 min，收集上清液，即得两种不同的桑叶提取物。
4）桑叶提取物对淀粉代谢的抑制试验：采用对硝基苯法。按淀粉酶试剂盒（生之源生物科技公司）操作步骤进行测定。加入100 U酶到250 μL酶促反应体系中，然后加入桑叶提取物30 μL，以加入30 μL蒸馏水为对照（原酶活力测定）。每个处理重复测定3次，取平均值。计算桑叶提取物对淀粉代谢的抑制率。抑制率=（原酶活力-样品酶活力）/原酶活力×100%。
5）桑叶中l-脱氧野尻霉素（生物碱）含量的测定：采用反相高效液相色谱-紫外检测法[5]，对去除部分桑汁和未去除桑汁的桑叶中的l-脱氧野尻霉素进行测定，每个处理重复测定2次，取平均值。
2 结果与分析
2.1 含桑汁饲料饲喂仔鸡的试验结果
0.1 g桑汁加入到10 g普通鸡饲料后喂食仔鸡，仔鸡在试验期内的稀便次数显著升高，由10.2%上升到21.2%，说明桑汁可以导致鸡腹泻（表1）。
2.2 桑粉养猪的试验结果
用添加10%桑粉的饲料饲喂仔猪12 d，观察发现，仔猪对去除部分桑汁的桑粉（A组）的喜食度高于未去除桑汁的桑粉（B组），食用后A组的腹泻程度明显低于B组，且A组的增重明显高于B组。A组平均增重7.4 kg，B组平均增重5.9 kg（表2）。
2.3 桑叶中1-脱氧野尻霉素（生物碱）含量的测定结果
1-脱氧野尻霉素是桑汁中所含生物碱之一。去除部分桑汁和未去除桑汁的桑叶样品中l-脱氧野尻霉素含量变化可以反映处理措施对样品中生物碱含量的影响。检测结果显示未去除桑汁桑叶中l-脱氧野尻霉素的含量为0.19%，而去除部分桑汁的桑叶中l-脱氧野尻霉素的含量为0.15%，较前者降低了21%。
2.4 不同桑叶提取物对淀粉代谢的抑制结果
淀粉水解需要α-葡萄糖苷酶参与，桑汁中的生物碱是α-葡萄糖苷酶的抑制剂。去除桑汁及未去除桑汁的桑叶提取物在体外对淀粉代谢的抑制结果见表3。由表3可见，加入A提取物（去除部分桑汁）后的酶活力（以吸光度的变化值表示，下同）为0.046，对淀粉代谢的抑制率为13.2%；加入B提取物（未去除桑汁）的酶活力为0.035，对淀粉代谢的抑制率为34.0%。表明未去除桑汁的桑叶提取物对淀粉代谢的影响明显高于去除桑汁的桑叶提取物。
3 小结与讨论
桑汁所含生物碱是α-葡萄糖苷酶的抑制剂。α-葡萄糖苷酶是作用于糖苷或寡糖使糖苷键水解成葡萄糖的酶。当饲料中含有过量α-葡萄糖苷酶抑制剂时会抑制动物体内碳水化合物的水解。桑叶提取物对淀粉水解为葡萄糖的过程具有很强的抑制作用。
临床研究发现，20 mg/d DNJ即可有效降低Ⅱ型糖尿病人的血糖浓度[6]。笔者研究发现高含量生物碱影响动物的糖代谢，导致动物腹泻。高渗性腹泻的原因是某些碳水化合物由于水解酶缺乏或其他原因而不被肠黏膜吸收，形成高渗透压的肠内容物而吸收大量水分，引起腹泻。本试验中添加10%的桑粉于仔猪饲料中，可导致其生长速度明显减缓，而将桑叶中DNJ 去除一部分后，仔猪的腹泻程度明显减轻，增重明显增加。
桑树饲料功能的开发是拓展桑树利用价值的重要途径之一，也是创新饲料资源的有益探索。但高含量α-葡萄糖苷酶抑制剂对桑的饲料功能产生影响。中国桑树资源丰富，可以将选育抑制剂含量较低、蛋白质含量较高的品种作为饲料桑的育种方向，以适应不同的桑产业需求，充分开发利用桑树资源。
参考文献：
[1] AL-KIRSHI R，ALIMON A R， ZULKIFLI I， et al. Utilization of mulberry leaf meal（Morus alba） as protein supplement in diets for laying hens[J]. Italian Journal of Animal Science，2010， 9（3）：265-267.
[2] 李有贵，张 雷，钟 石，等.饲粮中添加桑叶对育肥猪生长性能、脂肪代谢和肉品质的影响[J].动物营养学报，2012，24（9）：1805-1811.
[3] KONNO K， ONO H， NAKAMURA M， et al. Mulberry latex rich in antidiabetic sugar-mimic alkaloids forces dieting on caterpillars[J]. PNAS，2006，103（5）：1337-1341.
[4] ASANO N，YAMASHITA T，YASUDA K， et al. Polyhydroxylated alkaloids isolated from mulberry trees （Morus alba L.） and silkworms（Bombyx mori L.）[J]. J Agric Food Chem，2001，49（9）：4208-4213.
[5] 施新琴，崔为正，裘立群，等.反相高效液相色谱-紫外检测法测定l-脱氧野尻霉素的含量[J].蚕业科学，2006，32（1）：146-149.
[6] OK H， PARK J， RYU N， et al. The effect of aqueous mulberry leaf extract on glucose metabolism in subjects with impaired fasting glucose[J]. The FASEB Journal，2012，26：440-448.