甜叶菊又称甜菊、甜草，是菊科甜叶菊属多年生草本植物，原产于南美巴拉圭和巴西交界的高山草地[1]。我国甜叶菊生产量和出口量居世界前列，种植面积较广[2]。甜叶菊最初是为了提取甜菊糖而被广泛种植，甜菊糖作为一种糖苷类物质，其甜度约为蔗糖的300倍，但热量仅为蔗糖的1/300，因此甜菊糖作为甜味剂可在满足甜度的同时减少机体摄入的热量[3]。现代集约化的畜牧生产给畜产品安全带来了挑战，如何在提高畜产品产量的同时保证动物机体健康是畜牧行业的研究热点之一。甜叶菊中含有的多种生物活性成分具有抗氧化、抗炎、抑菌等功能[4-6]。本文综述了甜叶菊的活性成分及其在畜禽生产中的应用效果，以期为甜叶菊后续的研究和应用提供参考。1甜叶菊主要活性成分甜叶菊提取物中的主要生物活性物质为甜菊糖、多酚类化合物等[7]。甜菊糖主要含有甜菊糖苷类、萜类、单糖类和脂肪糖苷类，主要成分是莱鲍迪A/B苷、甜菊苷和葡萄糖[8]。使用高效液相色谱法（HPLC）对甜叶菊中酚类物质进行鉴定，结果显示，甜叶菊中酚酸化合物以异绿原酸A、绿原酸、异绿原酸B、新绿原酸、隐绿原酸等物质为主，黄酮类化合物主要以槲皮素-3-O鼠李糖苷、芦丁、槲皮素-7-O葡萄糖苷、木樨草素-7-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-木糖干、芹菜素-7-O-葡萄糖苷和山柰酚-3-O-阿拉伯糖苷等物质为主[9-10]。2甜叶菊活性成分的生理功能2.1甜菊糖甜菊糖提取自甜叶菊叶片，是经过一系列提纯所得到的甜味剂，其中的主要成分莱鲍迪A/B等苷类物质是由植物机体内的甜菊糖苷在多种酶的作用下糖基化合成[11]，具有抗氧化、抗炎、抑菌和抗癌等功能[12-14]。2.1.1抗氧化甜菊糖具有一定的抗氧化作用。有研究表明，在四氯化碳诱导的人类肝癌细胞培养基中添加莱鲍迪A，能够显著抑制由氧化应激导致的细胞死亡，通过提高细胞中高度依赖由核转录因子Nrf2（nuclear factor erythroid-2 related factor 2）介导的血红素氧合酶（HO-1）和醌氧化还原酶-1（NQO-1）的表达水平起到抗氧化作用[15]。使用甜菊糖预处理敌草快诱导的猪肠上皮细胞（IPEC-J2）氧化应激损伤模型，提高了猪肠上皮细胞的活性与增殖，且显著抑制了肠细胞活性氧（ROS）和丙二醛（MDA）的生成，显著提高了超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性[16]。因此，甜菊糖能够通过调节氧化相关信号通路提高机体抗氧化能力。研究发现，在松浦镜鲤饲料中添加240 mg/kg的甜菊糖能够显著提高鱼肝脏的抗氧化能力[17]，在老年种鸡日粮中添加甜菊糖能够显著提高其繁殖系统的抗氧化能力[18]。2.1.2抗炎甜菊糖能够在一定程度上升高动物机体中一氧化氮（NO）和ROS的含量，从而起到抗炎免疫的作用。通过细胞试验发现，在巨噬细胞的培养基中添加200 mg/L甜菊糖能够显著提高巨噬细胞的吞噬活性、NO浓度和细胞因子白细胞介素-1β（IL-1β）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的水平，具有较强的免疫调节能力[19]。甜菊糖苷通过抑制蛋白激酶TAK1的磷酸化、NF-κB/MAPKs信号通路、破骨细胞的形成以及炎症因子TNF-α、IL-1β和IL-6表达水平抑制骨溶解模型小鼠的骨溶解；体外细胞试验结果显示，甜菊糖苷可通过抑制破骨细胞分化因子诱导MAPK信号通路的3个主要亚家族（ERK、JNK和p38）信号通路的磷酸化，主要信号调节因子（c-Fos）和活化T细胞核因子c1表达水平，阻止破骨细胞的生成[20]。Rizwan等[21]研究发现，灌喂200 mg/kg的甜菊糖可显著降低庆大霉素肾毒性大鼠的肝酶和血清肌酐水平，减轻大鼠肾组织损伤、炎症和肾小管坏死。上述结果表明，甜菊糖能够通过调节免疫因子的表达促进动物机体损伤恢复。2.1.3降血糖血脂有研究表明，给糖尿病小鼠灌胃5、10 mg/kg甜菊糖苷和甜菊糖苷的代谢产物甜菊醇可显著提高小鼠血清中的血糖和胆固醇（TC）等指标的水平，从而显著增加糖尿病小鼠心肌和大脑对葡萄糖的摄取，减少葡萄糖在肝脏和肾脏中的积累[22]，表明甜菊醇具有降低糖尿病小鼠血糖的作用[23]。在非酒精性脂肪肝小鼠日粮中添加甜菊糖，能够增加过氧化物增殖激活受体-α和腺苷酸激活蛋白激酶-α（AMPK-α）受体蛋白表达，降低固醇调节元件结合蛋白1C蛋白表达，从而改善小鼠非酒精性脂肪肝症状[24]。2.1.4其他作用除了抗氧化、抗炎和降血糖血脂等作用以外，甜菊糖还具有改善动物机体肠道菌群结构和调节大脑神经递质分泌的作用。甜菊糖调节动物机体菌群失调主要是通过改变肠道菌群结构实现。Nettleton等[25]研究发现，雄鼠饮用水中添加2~3 mg/kg的莱鲍迪A，降低了雄鼠盲肠中梭状芽孢杆菌和瘤胃球菌丰度，提高了革兰氏阴性菌和Akkermansia黏膜菌丰度。胡雨等[26]发现，灌胃6.25 mg/kg甜菊糖可降低抑郁小鼠脑组织中谷氨酸水平，提高脑组织中γ-氨基丁酸、多巴胺（DA）、5-羟色胺、白蛋白D位点结合蛋白（DBP）、γ-氨基丁酸B2受体、P物质蛋白（SP）蛋白的表达水平，进而提高抑郁小鼠的糖水偏好率，减少小鼠强迫游泳的不动时间，表明甜菊糖在一定程度上能够通过调节大脑神经递质的释放影响动物的情绪。2.2甜叶菊多酚酚类化合物是一种植物代谢产物，甜叶菊多酚主要包括酚酸类和黄酮类等物质，具有抗氧化、抗炎、抑菌等多种生物活性作用[27-28]。2.2.1抗氧化甜叶菊中的酚类物质对羟自由基、1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基和·O2-自由基具有显著的清除能力，且与浓度呈正相关，具有一定的抗氧化能力[29-30]。王智勇等[31]发现，甜叶菊总绿原酸具有较强的自由基清除能力和抗氧化能力；与添加0.2%的丁基羟基茴香醚相比，在鲜榨菜籽油中添加0.5%的绿原酸，油脂酸价更低。同样在鱼油中添加相同浓度的绿原酸、隐绿原酸和抗坏血酸钠，随后进行氧化处理，结果显示，绿原酸和隐绿原酸对DPPH自由基的清除能力高于抗坏血酸钠[32]，提示甜叶菊提取物绿原酸具有一定的抗氧化能力，可以用作脂类物质的抗氧化剂。此外，甜叶菊甲醇提取物和甜菊糖还可提高糖尿病小鼠血清中胰岛素水平，提高比目鱼肌肉中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性[33]。周薇等[34]研究发现，每天灌胃200 mg/kg甜叶菊黄酮能够显著提高2型糖尿病小鼠血清SOD活性，显著降低血清中MDA含量，从而改善动物机体抗氧化能力。2.2.2抗炎、抑菌甜叶菊中的酚类物质能够通过降低动物机体中的促炎细胞因子水平，起到抗炎作用[35]。灌服1 mg/kg甜叶菊提取物异绿原酸A和异绿原酸C（90%），对急性炎症模型小鼠足肿胀具有显著抑制作用，提高血清与肝脏组织中SOD活性，降低前列腺素E2（PEG2）水平；灌服2 mg/kg绿原酸A和异绿原酸C能够显著提高血清和肝脏中SOD活性，降低MDA含量，异绿原酸C还可降低血清NO和PEG2水平[36]，从而提高动物机体的抗炎能力。体外试验发现，甜叶菊甲醇提取物对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、黑曲霉菌和白色念珠菌的生长均具有显著的抑制作用[37]。饲料中添加0.5%的异绿原酸与0.5%双乙酸钠均可有效控制霉菌繁殖，表明异绿原酸具有较好的抑菌防霉作用[31]。2.2.3其他作用甜叶菊提取物除具有抗氧化等作用外，还具有调节动物机体代谢的作用。Milani等[38]研究发现，使用0.2%不含甜菊糖的甜菊叶酚类化合物可显著降低硫喷妥钠诱导的糖尿病小鼠血液TG含量和血清转氨酶活性，改善糖尿病小鼠的代谢调控能力。甜菊糖和绿原酸可能通过上调葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）和腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）表达，抑制氧化应激和增强内源性抗氧化剂SOD、CAT和GSH-Px等活性，调节糖尿病小鼠的糖代谢功能，从而起到改善1型糖尿病骨骼肌代谢功能障碍的作用[33]。2.3甜叶菊渣甜叶菊渣是生产甜菊糖的工业副产物，主要含有绿原酸类、咖啡酸和槲皮素等物质，具有抗炎、抑菌、抗氧化、抗肿瘤、降压、降血糖血脂及提高机体免疫力等作用[39-43]。使用DPPH法、TEAC法和FRAP法对甜叶菊残渣提取物的抗氧化能力进行检测，结果显示，甜叶菊提取物均能够清除自由基，具有一定的抗氧化能力，抗氧化活性总体排序为咖啡酸槲皮素异绿原酸B绿原酸异绿原酸A异绿原酸C隐绿原酸槲皮苷[44]。有研究发现，灌服500 mg/kg体重的甜菊残渣提取物能够显著提高D-半乳糖诱导的衰老模型小鼠血清、肝脏和脑组织中的SOD和GSH-Px活性，降低MDA含量，且提高脑和肝脏组织中抗氧化基因GSH-Px1、SOD1、HO-1和Nrf2的相对表达量[45]。结果表明，甜菊残渣提取物有利于清除血清中脂质过氧化物，增强动物机体的抗氧化能力和免疫能力，缓解组织氧化应激损伤。甜菊残渣提取物还可显著提高脂多糖（LPS）诱导的氧化应激模型小鼠肝脏中蛋白激酶pAkt/Akt比值和Nrf2、HO-1蛋白表达，通过激活Akt/Nrf2/HO-1信号通路，提高抗氧化酶（SOD等）的表达水平而降低动物机体氧化应激水平[46]。甜叶菊渣提取物除抗氧化作用以外，还具有改善机体炎症反应和血糖血脂的作用。Mehmood等[47]研究表明，添加200、400 mg/kg甜叶菊残渣提取物可减少由果糖PO诱导高尿酸血症小鼠炎症因子的形成，显著降低肠道组织氧化酶活性，减轻炎症反应，改善小鼠十二指肠、空肠和回肠组织的肠道形态。此外，甜叶菊渣提取物还可通过降低尿酸水平、黄嘌呤氧化酶活性、改善小鼠氧化应激和炎症反应，对果糖PO诱导的高尿酸血症具有积极作用[48]。Zhao等[49]研究发现，给高脂高糖诱导葡萄糖调节受损的小鼠饲喂甜菊糖残渣提取物，显著降低了小鼠血糖水平，并且通过糖脂途径调节前驱糖尿病相关的代谢紊乱，改善小鼠脂质代谢和抗氧化状态，并降低了肝脏脂肪的积累。3甜叶菊在畜禽生产中的应用3.1甜叶菊在猪生产中的应用在日粮中添加甜叶菊提取物及其副产物具有提高生猪生长性能、改善肠道菌群结构和提高地方猪肉品质的作用。王远孝等[50]研究发现，在哺乳仔猪教槽料中添加100 mg/kg甜菊糖可使哺乳仔猪15~21 d的体重显著提高了4.7%，哺乳仔猪7~28 d平均日增重显著提高了13.2%，平均日采食量提高了12.1%，仔猪发病率和仔猪腹泻指数均有所降低。Wang等[51]研究发现，在“杜×长×大”断奶仔猪日粮中添加甜菊糖或莱鲍迪A能够显著提高仔猪日采食量和平均日增重，并降低料重比，显著降低仔猪腹泻率，甜菊糖最适添加量为200~250 mg/kg，莱鲍迪A适宜添加量为191~213 mg/kg。Liu等[52]研究发现，在断奶仔猪日粮中添加200 mg/kg甜叶菊渣提取物时，断奶仔猪的腹泻率显著降低了55.2%；当添加量为400 mg/kg时，仔猪肠道中有益菌的相对丰度显著提高。Siriwathananukul等[53]在断奶仔猪日粮中添加0.4%的甜菊糖，结果发现，仔猪的日采食量显著提高了108.4%，平均日增重显著提高了21.0%。Yu等[54]发现，在丹系长白母猪妊娠期日粮中添加30%甜叶菊渣可改善妊娠母猪的肠道菌群结构，显著提高妊娠母猪粪便中厚壁菌门、放线菌门、链球菌门和疣微菌门的相对丰度，降低螺旋菌门、拟杆菌门的相对丰度，从而起到改善妊娠期母猪机体状况的作用，同时能够降低12.5%的生产成本。于淼[55]在妊娠母猪日粮中分别添加20%、30%、40%的甜叶菊渣，对妊娠母猪产后体况和繁殖性能进行分析，结果发现，3个试验组生产后哺乳期母猪的平均采食量显著提高了6.6%、7.1%、5.3%，出生弱仔猪数显著减少1.37、1.14、0.75头；且甜叶菊渣添加量为30%、40%时，哺乳母猪总泌乳量均显著提高9.8%，母猪分娩时长显著降低了0.8、0.71 h，从而改善妊娠母猪的繁殖性能。孔智伟等[56]研究发现，甜叶菊残渣与基础日粮按照78∶22比例混匀发酵4 d后饲喂5月龄巴赣肉猪，巴赣肉猪眼肌中蛋白质含量提高了7.8%，脂肪含量提高了16.7%，肌肉中水分降低了2.7%，氨基酸总量和风味氨基酸含量分别升高了7.7%和6.2%，促进了肌肉中氨基酸和多不饱和脂肪酸的沉积，改善了猪肉风味和肉品质。此外，在育肥猪日粮中添加0.2%甜菊糖能够显著增加育肥猪的平均日增重[57]。Xiong等[58]研究发现，在日粮中添加甜叶菊渣提取物能够有效提高生长育肥猪的生产性能和抗氧化能力。3.2甜叶菊在家禽生产中的应用除了在生猪产业，甜叶菊及其工业副产物在家禽生产中也有部分应用研究。孔智伟等[59]研究表明，将甜叶菊残渣发酵后替代番鸭10%的基础日粮，能够使番鸭胸肌中的蛋白质和水分含量分别提高了2.2%、1.5%，灰分含量显著降低了5.8%，使番鸭肌肉中氨基酸和不饱和脂肪酸含量分别提高了1.5%、5.3%，从而改善了番鸭的肌肉品质。卓春柳[35]在蛋雏鸡饮水中分别添加2.0、4.0 g/L甜叶菊绿原酸，发现蛋鸡盲肠中的菌群数量显著降低，乳酸菌、乳酸杆菌和双歧杆菌数量显著提高，且作用效果与添加水平成正比，表明甜叶菊绿原酸具有改善蛋鸡肠道菌群环境的作用。在感染大肠杆菌O78的蛋雏鸡饮水中添加甜叶菊绿原酸能够显著降低雏鸡感染大肠杆菌的死亡率，显著降低雏鸡回肠促炎因子表达水平，提高雏鸡盲肠中厚壁菌门的相对丰度，降低拟杆菌门和变形菌门的相对丰度，表明甜叶菊绿原酸具有改善感染大肠杆菌引起的肠道屏障损伤，提高雏鸡机体免疫能力和改善肠道菌群环境的作用[60]。朱原等[61]研究发现，用1.0 mg/mL甜叶菊绿原酸和布氏乳杆菌协同发酵8 h的产物饲喂雏鸡，能够有效降低雏鸡盲肠中大肠杆菌数量，提高乳酸菌、乳杆菌和双歧杆菌等有益菌群的丰度，抑制大肠杆菌增殖，进而降低雏鸡大肠杆菌感染的死亡率。吴丽飞等[62]通过构建蛋鸡输卵管炎模型发现，在蛋鸡日粮中添加200 mg/kg甜叶菊异绿原酸能够使输卵管炎造成的产蛋期蛋鸡死淘率和不合格蛋率分别显著降低95.9%、71.6%，产蛋率提高了57.4%。在健康蛋鸡产蛋后期日粮中添加200 mg/kg甜叶菊异绿原酸盐，蛋鸡的产蛋率显著提高了4.7%，蛋壳厚度显著提高了24.8%，沙壳蛋率显著降低了42.4%，破蛋率显著降低了80.2%，表明甜叶菊异绿原酸盐可显著提高蛋鸡产蛋后期的生产性能，改善鸡蛋品质[63]。陶志华等[64]研究发现，给4日龄雏鸡饲喂肌胃糜烂素，同时在日粮中添加2 000 mg/kg甜叶菊提取物，能够改善雏鸡肌胃糜烂程度，并改善由肌胃糜烂造成的体重增长速度变慢和死亡情况。有研究发现，在青脚麻鸡日粮中添加0.3%甜叶菊提取物，仔鸡日增重显著提高了20.2%，提高了饲料利用率，血清白蛋白水平显著提高了2.5%，血浆游离脂肪酸含量显著提高了1.6%，仔鸡免疫器官法氏囊指数、脾脏指数、胸腺指数分别升高了47.4%、10.5%、34.7%，增强了仔鸡机体免疫能力[65-66]。钟敏等[67]研究发现，在28日龄宁都黄鸡日粮中添加0.1%、0.3%、0.5%甜叶菊渣，宁都黄鸡在119日龄体重分别显著提高1.9%、2.5%、1.7%，平均日增重显著提高了2.6%、3.4%、2.4%，料重比显著降低了1.6%、2.5%、1.6%；当甜叶菊渣添加量为0.3%、0.5%时，宁都黄鸡的屠宰率显著提高了1.6%、1.1%，胸肌率显著提高了7.6%、0.6%，腿肌率显著提高了8.9%、8.0%，且0.1%~0.5%的甜叶菊渣添加量对宁都黄鸡采食量和血清生化指标均无显著影响，但具有改善宁都黄鸡生长性能和肉用性能的作用。在商品肉鸡饮水中添加甜叶菊醇提取物可显著提高肉鸡对新城疫疫苗的抗体效价，具有增强体液免疫的效果[68]。邱光忠等[69]研究发现，在尼克蛋鸡日粮中添加1%的甜叶菊提取物可使蛋鸡的产蛋率显著提高3.9%，降低料蛋比、坏蛋总数和蛋鸡死淘率，具有提高蛋鸡生产性能的作用。3.3甜叶菊在反刍动物生产中的应用甜叶菊及其副产物在反刍动物生产中的应用研究较少。何力等[70]通过体外发酵试验发现，与添加大豆秸秆组相比，添加8 g/L的甜菊残渣可以使羊瘤胃中24 h甲烷产量显著降低17.6%，瘤胃液中微生物蛋白、挥发性脂肪酸含量显著增加33.0%、40.8%，表明甜菊残渣可提高瘤胃微生物的代谢活动，促进氨态氮向微生物蛋白的转化提高和瘤胃中碳水化合物的发酵。Han等[71]在黑山羊的草料中分别添加400、800 mg/kg的甜菊糖，发现山羊采食量提高了2.8%、4.2%，山羊瘤胃对日粮中性洗涤纤维表观消化率（13.1%、9.6%）和酸性洗涤纤维表观消化率（12.1%、9.8%）均显著提高，表明甜菊糖具有促进山羊对饲粮消化的作用。Jiang等[72]在荷斯坦奶牛基础饲粮中使用甜叶菊干草替代等氮等能的6%苜蓿干草，发现使用甜叶菊干草替代苜蓿干草不会影响荷斯坦奶牛的采食量，但能够使奶牛产奶量和奶中乳脂含量分别升高了5.0%、2.6%，使奶牛对日粮中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的消化率分别提高了6.1%、9.9%，使氮利用率提高了50.5%，从而起到提高泌乳奶牛的泌乳性能和对日粮的消化能力。姜茂成[73]研究发现，在荷斯坦奶牛日粮中添加3.5%、7.5%甜叶菊颗粒料，奶牛干物质采食量显著提高了4.9%、4.8%，但对泌乳奶牛乳成分、瘤胃发酵和血清生化指标均无显著影响，且甜叶菊颗粒料在瘤胃中得到有效降解。结果表明，添加一定量的甜叶菊颗粒料不影响奶牛的生产性能和生理机能，具有开发为非常规饲料的可能。李鹏等[74]在安格斯犊牛的日粮中分别添加1、2、4 g/头的甜叶菊提取物，结果显示，随着甜叶菊提取物添加量的增加，犊牛的腹泻率分别降低了25.6%、57.1%、66.7%；当添加量为2、4 g/头时，断奶犊牛平均日增重分别显著提高了4.2%、5.1%；当日粮中甜叶菊提取物添加量为4 g/头时，犊牛的体高、体斜长、胸围等重要生长性能指标显著提高，表明甜叶菊提取物具有提高断奶犊牛生长性能的作用。4结论甜叶菊含有丰富的活性物质，在抗氧化应激、促进肠道健康和提升机体免疫力等方面作用显著，具备作为功能性饲料资源的潜质。但甜叶菊在畜牧生产中的应用较少，尤其是其工业副产物甜叶菊渣的应用效果和作用机制有待系统和深入地研究。