構樹化學成分及飼用價值研究進展

黃詠明 田 瑞 盧素芳 徐愛春 戴永紅 郎 鵬

(湖北省農業科學院果樹茶葉研究所 武漢 430064)

構樹(Broussonetiapapyrifera)，別名楮樹，在農林生態系統中作為一種多功能樹種被廣泛應用，如造紙業[1]、傳統中藥[2]等。構樹適應性強，耐干旱貧瘠，能富集重金屬，且萌蘗力強，對防止水土流失、改善生態環境、促進生態平衡具有重要作用。構樹的花、果實、種子、葉片、枝干和根均含有一定的生理活性物質，化學成分復雜，生物活性多樣，且營養豐富，具有較高的營養價值和廣泛的藥用價值[3]。目前，國內外研究者對構樹各器官化學成分進行了深入的研究，從中分離得到多種化合物，主要包括：黃酮類、木脂素類、萜類、酚類、氨基酸、揮發性油及其他化學成分，其中多種成分具有抗真菌、抗細菌、抗氧化、抗腫瘤、細胞毒性、酶抑制活性等功效，因此，構樹一直被視為一種重要的藥用木本植物[4]。此外，構樹具有生物量大，耐刈割，對牲畜適口性好等優點，并含有豐富的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、大量及微量元素，是優質高蛋白的木本飼料原料[5]。為了更好的綜合開發利用構樹資源，該文對國內外學者在構樹生理生態、生物化學、飼用價值等方面取得的研究成果進行了簡要的綜述。

1 構樹生物學特性

構樹為?？?Moraceae)構樹屬(Broussonetia)多年生落葉喬木或灌木，株高10～20 m；葉互生或近對生，寬卵形，邊緣有粗鋸齒，不分裂或3～5裂，兩面均密被絨毛；雌雄異株，雌花序球形頭狀，雄花序為柔荑花絮(圖1)；樹皮暗灰色或灰褐色，且平滑，全株含乳汁；根系淺，側根發達，具有很強的萌蘗能力。此外，構樹的自然分布非常廣泛，在我國華中、華南、華北、西南、西北各省均有分布。構樹為陽性樹種，逆境適應能力強，在溝谷、河灘、丘陵等酸性、石灰質土壤及峭壁上均能生長[6]。

圖1 構樹雌花(A)和雄花(B)

圖2 構樹種子

2 化學成分及功能研究

2.1 花

構樹雄花序中含有17種氨基酸，其中7種為人體必需氨基酸，占全部氨基酸含量的35.5 %[3]。蘆文娟等[7]對構樹干燥雄花序的營養成分進行測定，發現構樹雄花序粗蛋白含量達到39.63%，總糖27.59%，粗脂肪8.6%。此外，張倩等[8]對構樹雄花序采用氯仿和乙酸乙酯提取，分離出了12種化合物，鑒定出的4種化合物分別為5-甲基-3-十四烷基戊內酯、二十四碳烷醇、尿嘧啶和正十六碳酸。因此，構樹雄花序是一種高蛋白、低脂肪、富含多種氨基酸的天然食品原料，具有較高的營養價值，將其開發成保健品具有很大的潛力。

2.2 果實

構樹果實為聚花果，果實原汁富含多糖、Vc、蛋白質、氨基酸和微量元素，在鮮榨果汁或飲料方面具有較大的開發利用價值[9-11]。Pang等[12]首次從構樹果實中提取出了異喹啉類生物堿—白屈菜紅堿。龐素秋等[13]對構樹果實采用95%乙醇提取，分離鑒定了芹菜素、槲皮素、亞油酸、棕櫚酸等11種化合物。此外，楮實子作為構樹的干燥成熟果實，具有較高的藥用價值。龐素秋等[14]首次從楮實子中分離得到5種生物堿，且楮實子中總生物堿有較強的細胞毒作用。

另外，研究者們從構樹果實中分離得到12種木脂素類化合物[15]以及15種酚類物質[16]，經鑒定發現，其中9種木脂素類化合物具有抗氧化活性。Sun等[17]對構樹果實的化學成分及抗氧化物活性進行分析，結果顯示，不飽和脂肪酸含量占總脂肪酸的70.6%，必需氨基酸含量占總氨基酸的40.6%，水提取物含有大量的還原劑和自由基清除劑。研究表明，構樹果實多糖主要由葡萄糖、甘露糖、樹膠醛糖等組成，具有很好的羥基自由基清除活性、鐵還原活性、抗溶血活性和抗菌活性[18]。此外，構樹果實紅色素含量豐富，且穩定性良好，是優良的天然色素資源，在食品工業中具有較好的應用前景[19]。

2.3 種子

構樹種子(圖2)含有豐富的脂肪油，主要成分為亞油酸、油酸、棕櫚酸等，其中人體必需的亞油酸含量為85.42 %[20-21]。此外，構樹種子含有17種氨基酸和24種礦質元素[21]。劉靜等[22]采用分子熒光法測定了構樹種子油中VE，其VE含量為410.45 mg·kg-1。Mei等[23]從構樹種子的正丁醇提取液中分離得到了一種新的五元內酰胺(chushizilactam A)和腺苷酸。瞿曉晶等[24]利用DPPH 法和鄰苯三酚自氧化法對構樹種子油的抗氧化活性進行測定，發現其對羥基自由基的抑制率高達93. 56%，而對超氧陰離子沒有明顯抑制作用。因此，構樹種子營養價值高且提取物抗氧化作用強，可開發成保健食品輔料或抗衰老藥物。

2.4 葉片

國內外學者對構葉進行了深入研究，并從中提取分離了多種化合物。徐小花等[25]從構葉乙醇提取物中分離鑒定得到11種化合物, 如芹菜素、大波斯菊苷、牡荊苷等。隨后，李瑩瑩等[26]從構葉乙醇提取液中分離出7種化合物，如十八碳酸甲酯、正十九碳酸、鄰苯二甲酸二甲酯等。李長恭等[27]采用GC-MS聯用技術對水蒸氣蒸餾提取的構樹葉揮發油成分進行結構鑒定，共鑒定出了33種化學成分，其中酯類約占31.7%，不飽和脂肪酸占6.2%。

構樹葉化學成分主要為糖苷類、二萜類[28]、黃酮類[29]、木脂素類[30]、內酯類[31]等物質，且含量豐富，活性較強。經檢測構葉黃酮類物質含量為273 mg/kg，且具有一定的抗氧化性[32]。此外，構樹葉中含有多種抑菌成分，對金黃色葡萄球菌、多殺性巴氏埃希菌、沙門氏菌等病原菌均有較好的抑菌活性[33]。Zhao等[34]從構樹葉中分離出來2種具有抗真菌活性的蛋白質，分別是PMAP1和PMAP2，且具有抗綠色木霉活性作用。綜上所述，構葉含有多種化學成分，而大部分具有抗菌、抗炎、抗氧化等生物學活性，藥用價值較高。

2.5 枝干

構樹枝干纖維長、潔白，是很好的造紙原料，也是構樹中含活性物質最豐富的部位之一。殷志琦等[35]從構樹枝條乙醇提取物中分離鑒定了9種化合物，其中胡蘿卜苷、槲皮素、雙氫槲皮素、甘草素、異甘草素等5個化合物為首次從構樹中分離得到。Xu等[36]對構樹皮和木材的乙酸乙酯、正丁醇、己烷3種提取液的化學成分和性質分析發現，樹皮乙酸乙酯提取液對2,2-二苯基-1-苦基肼自由基、羥基自由基清除活性最高，且酚類和黃酮類物質含量也最高，樹皮和木材的正丁醇提取液具有很強的超氧陰離子清除活性，己烷提取液具有高水平的離子螯合能力。同時，也有研究指出構樹樹皮二氯甲烷和正丁醇提取液具有抗炎和抗腫瘤活性[37]。Zhong等[38]從構樹皮中分離得到4種新的三萜類物質。鐘漢庭等[39]從構樹皮乙醇提取物中獲分離得到6個三萜類化合物，其中3β-乙酰氧基-甘遂-7-烯-24S，25二醇為1種新的甘遂烷型三萜類化合物。Guo等[40]從構樹皮乙酸乙酯提取物中分離出2個新的、且具有抗腫瘤活性的黃酮類物質。

2.6 根系

構樹根系發達，除能吸收土壤中的水分和養分外，還含有多種活性物質。Son等[41]從構樹根皮中分離出1種新的黃酮類化合物(papyriflavonol A)。經研究發現，papyriflavonol A能抑制分泌型磷脂酶A的活性，并具有抗菌和細胞毒活性。此外，Park等[42]發現papyriflavonol A能有效地抑制冠狀病毒蛋白酶的活性，IC50值為3.7 μM。Chen等[43]從構樹根的乙醇提取物中分離出2種新的黃酮類化合物，能抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B的活性。Ryu等[44]從構樹根中獲得2種5，11-二氧雜苯并[b]芴-10-酮的新化合物，命名為構樹芴酮A(broussofluorenone A)和構樹芴酮B(broussofluorenone B)，2種化合物能抑制α-葡萄糖苷酶的活性。隨后又從構樹根系乙醇提取物中分離鑒定出9種酚類物質，且均能抑制黃嘌呤氧化酶活性[45]。

3 飼用價值研究

我國很早就有使用構樹葉飼喂畜禽的習慣，構樹因營養豐富、適口性好、速生性強、適應性廣等特點，近幾年被作為蛋白飼料備受關注。對構樹營養成分研究發現，構樹葉片粗蛋白、粗灰分、粗脂肪含量約為柞樹、楊樹、胡枝子等木本飼料的2～3倍，粗脂肪約為槐樹、檸條、胡枝子等木本飼料和苜蓿、玉米等常規飼料的2倍，且粗纖維含量相對較少[46]。此外，構樹葉氨基酸含量豐富，但各氨基酸含量不平衡，其主要限制性氨基酸為含硫氨基酸，因此，在使用構樹配比基礎日糧中需注意含硫氨基酸的適當補充[5]。然而，構樹含有單寧、木質素等抗營養次生代謝物，雖然與其它木本飼料相比含量較低，但仍高于豬、雞等單胃動物的適應范圍[46]。構樹葉蛋白質結構復雜，纖維含量較高，直接用鮮葉飼喂畜禽，動物難以充分消化吸收，有效養分利用率極低，可通過青貯或發酵加工處理提高飼用價值[47-48]。陶興無等[49]研究發現，構樹葉發酵后復雜蛋白質可被降解為畜禽容易吸收利用的氨基酸、小肽等物質，還具有酸香味，且柔軟多汁，適口性好。

構樹作為單胃動物和反芻動物的飼料，其飼喂效果被大量研究，構樹飼料對改善畜禽類產品品質具有一定的促進作用。在鵪鶉日糧中添加發酵構樹葉，顯著提高了鵪鶉產蛋率和蛋重[50]。在豬日糧中添加發酵構樹葉，可以明顯提高豬的生長速度、屠宰率、瘦肉率，并提高肌肉中氨基酸含量[51-52]。用構樹葉粉飼喂育肥豬，可以提高飼料中的一些營養物質的表觀消化率，改善肉的品質[53-54]。此外，孫華等[55]發現，在育肥豬飼料添加15%構樹葉粉，全期日增重、料肉比和胴體性能等指標與對照差異不顯著，但顯降低了增重成本。Alhassan[56]發現在西非矮羊基礎日糧中添加構樹葉顯著提高了其日均采食量，并增加日增重，而西非矮羊血液常規檢測結果并未表現出異常變化。蘇應玉等[57]研究發現，在荷斯坦奶?；A飼料中分別添加4%、8%、12%的發酵構樹飼料后，均顯著提高了奶牛的產奶量。李艷芝[58]在雞基礎日糧中添加0.5%～2%的構樹葉，結果顯示蛋雞的生產性能及蛋品質得到顯著提高。但是，吳健平等[59]的飼養試驗表明，在雌性良鳳花肉雞的飼料中添加2%～6%構樹葉粉，對肉雞的平均日增重和日采食量無顯著影響。由此可見，構樹在單胃動物和反芻動物飼料中的添加比例存在明顯差異，而高比例的構樹飼用量對畜禽生長及其品質改善無顯著效果。

4 小結與展望

構樹花、果實、種子等部位含黃酮類、木脂素類、萜類等多種生理活性物質，具有抗真菌、抗氧化、抗腫瘤等功效，在開發新藥方面具有廣闊的應用前景。同時，構樹果實含有豐富的營養物質，如多糖、氨基酸、紅色素等，可開發成保健型果汁飲料。因此，應加強構樹深加工研究，提高有效成分的提純工藝和新產品的研發力度，充分發揮構樹的營養價值。但是，由于構樹具有很強的重金屬富集能力，作為藥用或食品添加劑時應加強重金屬的檢測。

另外，構樹粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、鈣等營養成分含量豐富，是良好的畜禽飼料原料。在畜禽基礎日糧中添加構樹葉粉或發酵構葉，能改善畜禽類產品品質，如瘦肉率、肉質風味等。但是，由于構樹蛋白質結構復雜，纖維含量較高，且飼料中單寧、木質素等抗營養成分的含量較高，嚴重限制了其在畜禽基礎日糧中的添加比例，制約了構樹飼料產業的發展。因此，在今后的研究中，應加強構樹新品種選育，以高蛋白、適口性好、消化吸收率高等特點為選育目標，同時，利用酶工程加快構樹青貯或發酵過程中有效養分的高效轉化，提高構樹飼料在畜禽基礎日糧中的比例；另外，還要廣泛開展基礎研究，探尋不同類型畜禽在不同生長階段的適用量，制定出科學合理的飼喂配方，提高構樹資源的開發利用力度，促進我國畜牧業持續健康發展。