自2020年中国畜牧业全面禁止使用抗生素,饲料行业不断寻找替抗产品,中草药作为饲料添加剂逐步成为趋势。随着微生物研究的深入以及发酵工业的日益成熟,微生物发酵的应用愈发广泛。微生物发酵过程中产生的果胶酶和蛋白酶等能够有效降解中草药,使营养成分更易于被动物吸收,同时增强动物免疫力、改善肠道健康,并能够减轻对环境的污染。银杏叶作为中草药,发酵后可以作为饲料添加剂饲喂动物,在提高其药用价值的同时,改善动物生产性能。因此,发酵银杏叶在养殖业具有重要作用,国内外对此进行了大量研究。1银杏叶的营养价值银杏叶富含黄酮类物质,包括黄酮醇苷、萜烯内酯和有机酸等[1],其中最重要的是黄烷醇苷和萜烯三内酯。萜烯三内酯是1种笼状化合物,结构稳定[2],数量随收集地点和植物生长时期而变化。研究表明,银杏叶作用于抗菌、抗癌、抗突变和保护心脏等多方面[3-4],同时具有一定的免疫刺激作用[5]。银杏叶提取物是在一定溶剂条件下从银杏叶中提取出的有效成分,相比银杏叶含有更多的活性成分。研究表明,银杏叶提取物可以抑制人淋巴细胞的凋亡,这可能与银杏叶提取物具有抗凋亡特性相关[6]。但Cao等[7]发现,银杏叶提取物也可以诱导癌细胞凋亡。银杏叶提取物可以减少人类内脏脂肪沉积,具有一定的降脂能力[8]。尽管银杏叶中含有众多的有益活性物质,但银杏叶酸造成的不良反应也是无法忽视的,如致畸、致敏、致癌变、肝肾毒性等。2发酵银杏叶的营养价值将微生物与银杏叶相结合,提供适宜环境并在一系列化学反应下,破坏银杏叶的细胞壁释放其中的有效成分,同时将银杏叶中的大分子活性成分转化为小分子,从而促进动物的肠道吸收[9]。当前用于发酵的菌种主要包括黑曲霉、热带念珠菌和芽孢杆菌等。黑曲霉是1种真菌,可以产出相关酶类物质,包括水解酶、果胶酶和蛋白酶等[10]。芽孢杆菌是1种乳酸菌,受到美国食品药品管理局的认可,可以产出短链脂肪酸和乳酸等有益成分,耐热、酸和盐[11]。银杏叶中的多糖可以保证肠道健康,增强吸收功能[12]。发酵可以去除银杏的苦味[13],改善适口性,银杏叶中的多糖浓度、粗蛋白以及总氨基酸含量均有上升,银杏叶酸的含量下降79.3%[14],极大地改善银杏叶的负面作用;同时短链氨基酸含量上升,其对能量代谢和免疫功能有着诸多有益作用[15]。总黄酮含量有所下降,这可能是黑菌酶中的β-葡萄糖苷酶水解黄酮糖原转为苷元,但苷元的活性强于黄酮糖原[16],更利于动物的吸收利用。此外,银杏叶中的大肽也在发酵过程中被降解为小肽[17]。3发酵银杏叶在动物生产中的应用发酵银杏叶在动物生产中的优势逐步凸显,已被证实可以改善动物的生长性能、营养物质消化率和抗氧化活性等[18],因此被广泛应用于动物研究中。3.1发酵银杏叶在小鼠中的应用小鼠常常作为医学界的主要实验对象,以研究病理机制及药理等相关内容。临床研究表明,银杏叶对心脑血管以及神经具有保护作用[19],其中的银杏内酯B可以作为血小板活化因子拮抗剂。体脂过度沉积以及高血脂会引发人体的诸多疾病,甚至可能与阿兹海默症相关,受到医学界的广泛关注。Gu等[20]通过饲喂低脂(C组)、高脂(H组)及添加银杏叶提取物的高脂饲粮(HG组),发现HG组小鼠的体脂沉积显著下降,同时还可以抑制胆固醇含量的升高。低密度脂蛋白受体(Ldlr)及清道夫受体(Scarb1)对胆固醇的摄入起绝对性作用,二者在HG组中的表达降低表明胆固醇摄取的减少,同时胰岛素诱导的Insig2基因可编码出与固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)结合的内质网蛋白,进而阻断SREBPs分裂激活蛋白,使高尔基体对该蛋白的缺乏,引发负性调节,最终影响胆固醇摄入。银杏叶中富含大量的黄酮类物质,Hoek-Van等[21]也发现,黄酮类物质对于降低小鼠体脂有着显著效果,在相同脂肪水平日粮下,摄入黄酮类物质的小鼠增重值下降29%,肝脂水平下降27%。黄酮类物质可以在组成性雄甾烷受体(CAR)的转录调控下诱导肝脏脂肪氧化,同时降低血清中甘油三酯的含量,进而减少循环脂质、肝脂质和体重的增加。槲皮素作为黄酮类物质的1种,可以调控细胞色素基因,以Cyp2b9、Cyp2b10和Cyp2b13组成的小鼠肝脏Cyp2b基因最为明显。此外,细胞色素P450在肝脂稳态中也扮演着重要角色[22]。亚油酸广泛存在日粮中,饲喂槲皮素的小鼠肝脏中的亚油酸转运增加,这可能是在CAR调控细胞色素P450表达的作用下,机体提高亚油酸转运的亲和力[23]。银杏叶中的活性成分对脂肪的代谢促进作用不仅体现在体脂和肝脂等方面,对大脑磷脂等方面也具有显著影响。Rodriguez等[24]使用银杏叶提取物对电休克的小鼠进行治疗,观察其大脑皮质和海马体二酰基甘油(DAG)和游离脂肪酸(FFA)的积累,证明银杏叶提取物对海马体的脂质代谢和脂源性第二信使的释放和清除均具有显著性作用,但对大脑皮层影响较小。银杏叶提取物中含有的萜类化合物可以作为血小板激活因子(PAF)受体拮抗剂和自由基清除剂[25]。在电击后小鼠处于的痉挛期中,10 s内大脑皮层中的FFA和DAG水平增长速度快,而海马体中二者的水平则在电击后30 s开始升高。在经银杏叶提取物治疗后,选择性地影响海马体的基础脂质转换,可能是通过蛋白激酶的反馈抑制了受体蛋白的激活。也有研究发现,大鼠口服银杏叶提取物后,在海马体中检测到了更多的标记物,即相比大脑皮层,银杏叶提取物在海马体中有更好的表现[26]。此外,银杏叶提取物还对大脑中缺血和惊厥的区域有一定的神经保护作用[27]。3.2发酵银杏叶在家禽中的应用Cao等[28]使用添加黑曲霉发酵银杏叶的日粮饲喂肉鸡,发现发酵银杏叶能够有效改善肉鸡的生长性能、肉品质、肠道形态、抗氧化能力和消化吸收能力。摄取添加发酵银杏叶的日粮后,禽类的腹部脂肪沉积显著降低,可能是黄酮类物质可以与日粮中的胆固醇形成不溶性复合物,进而抑制其在禽类肠道中的吸收[29]。鸡肉中的多不饱和脂肪酸含量较丰富,包括最为关键的n-3脂肪酸,更容易受到自由基的破坏[30]。当脂肪氧化时,会加速自由基的产生,从而使鸡肉品质下降。植物多酚类黄酮是1种抗氧化自由基终止化合物,可以与细胞内的抗氧化剂协同为细胞提供抗氧化能力[31]。肌肉pH值对保持肉品质有重要作用,屠宰后pH值迅速降低会导致蛋白质变性,降低肉品质[32]。发酵银杏叶能够有效维持较高的肌肉pH值,间接提高肌肉保水力[28]。在现有发酵条件的基础上,Zhao等[33]在日粮中添加0.5%的黑曲霉复合菌株(黑菌酶和产朊假丝酵母)发酵的银杏叶,显著提高蛋鸡的产蛋量,降低血清胆固醇浓度,改善脂质代谢。Zhang等[34]研究进一步表明,发酵银杏叶可以改善肠道结构和肠道微生物生态,进而增强肉鸡肠道功能。为明确发酵银杏叶在肉鸡生产中的最适剂量,Niu等[35]通过在日粮中添加5种浓度梯度(1.5、2.5、3.5、4.5和5.5 g/kg)的发酵银杏叶饲喂肉鸡,结果表明,摄入5.5 g/kg发酵银杏叶的肉鸡料重比显著提高,过量的发酵银杏叶会对肉鸡生长性能产生负面效果。添加3.5和4.5 g/kg发酵银杏叶的日粮显著提高肉鸡肌肉中T-SOD和CAT活性,腿肌中的MDA含量显著降低。肉鸭的养殖在中国家禽业中占据重要地位。Liu等[14]研究发现,肉鸭饲喂发酵银杏叶,瘦素mRNA、过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(PPAR-γ)及脂联素(ADP)表达量均显著增加。尽管瘦素的分泌不直接受瘦素mRNA表达的影响,但研究发现瘦素mRNA表达的持续增加明显导致瘦素的产生和分泌增加[36],同时瘦素可以通过抑制脂肪细胞增殖来减少脂肪积累[37]。PPAR-γ是主要的核激素受体,在调节脂肪代谢和胆固醇方面发挥着重要作用[38]。发酵银杏叶中的短链脂肪酸可以增加中腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMPK)的活性[39],促进PPAR-γ共激活因子-1α的表达,从而调节PPAR-γ的转录。脂肪细胞因子(adipocytokine,ADP)是由成熟的脂肪细胞在脂肪组织中生成的,用于调节能量消耗和脂肪积累,能够诱导乙酰辅酶a羧化酶的磷酸化和失活,进而提高脂肪的氧化率[40]。发酵银杏叶在家禽中的运用主要是降低脂肪沉积,为人类提供低脂蛋白产品,适用于高血脂患者以及减肥人群。3.3发酵银杏叶在猪中的应用发酵银杏叶目前在家畜业中应用还相对较少,其主要作用是替代抗生素。Zhou等[41]使用添加发酵银杏叶的日粮饲喂断奶仔猪,与添加抗生素的日粮相比,显著提高断奶仔猪的营养物质消化率以及免疫功能,改善血液生化指标。发酵中草药的出现逐步呈现出替抗趋势,在改善饲料风味的同时,提高胃肠道消化酶的活性和动物对营养的利用[42]。但过量添加发酵银杏叶会引起动物生长性能下降,可能因为纤维含量增加反而降低了营养物质的消化。血液中的总蛋白、白蛋白以及尿素含量可以反映体内蛋白质合成和吸收的效果。仔猪在摄入发酵银杏叶后,总蛋白和白蛋白水平显著提高,尿素含量降低,表明发酵银杏叶显著提高仔猪的蛋白质利用效率,同时减少氮素的排出,原因可能是发酵银杏叶通过提高消化酶的活性及机体内的营养代谢,进而改善猪血清中的各项指标[43]。淋巴细胞转化率和淋巴细胞亚群数是用于评价免疫功能的重要参数。淋巴细胞亚群包括CD2+、CD4+、CD8+、B细胞和MHC-I细胞等,属于适应性免疫。饲喂发酵银杏叶的断奶仔猪体内B细胞和MHC-I细胞均有显著性升高,发酵银杏叶主要是通过改善淋巴细胞亚群来提高免疫功能。4展望发酵银杏叶用途广泛,其降低体脂的能力已受到重点关注,在满足畜禽的生产性能的同时,还具备一定的替抗作用。但目前对于发酵银杏叶的研究还处在试验阶段,未形成规模化与产业化。深入研究银杏叶对中草药资源化利用有着重要意义,将促进畜禽产业的不断发展。
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