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辣木作为新型植物性蛋白质饲料的研究进展



全 文 :动物营养学报2013,25(3):503-511
Chinese Journal of Animal Nutrition  
doi:10.3969/j.issn.1006-267x.2013.03.008
辣木作为新型植物性蛋白质饲料的研究进展
吴 頔1 蔡志华2 魏烨昕1 张 弛1 梁国鲁1* 郭启高1*
(1.西南大学园艺园林学院,重庆 400716;2.重庆师范大学生命科学学院,重庆 400000)
摘 要:辣木是一种尚未充分开发的多功能树种,具有产量高、营养丰富、适应性广、栽培简便
及抗逆性强等特点。以干物质为基础测量,辣木粗蛋白质水平为23.0%~43.5%,粗纤维水平
为5.9%,符合优质蛋白质饲料的标准。因此,开发辣木饲料资源可弥补当今传统蛋白质饲料严
重短缺的问题。本文综述了辣木的生物学特性、资源的特点及其作为反刍动物、单胃动物和水
产动物的植物性蛋白质饲料的研究进展,旨在为新型植物蛋白质饲料的研究与开发提供参考。
关键词:辣木;蛋白质饲料;反刍动物;单胃动物;水产动物
中图分类号:S816    文献标识码:A    文章编号:1006-267X(2013)03-0503-09
收稿日期:2012-09-29
基金项目:重庆高校优秀成果转化资助项目(kjzh10208)
作者简介:吴 頔(1987—),女,重庆南岸人,博士研究生,研究方向为果树遗传育种与生物技术。E-mail:wudisuper610@126.com
*通讯作者:梁国鲁,研究员,博士生导师,E-mail:lianggl@swu.edu.cn;郭启高,副研究员,硕士生导师,E-mail:qgguo@swu.edu.cn
  目前,我国传统蛋白质饲料资源严重短缺且
价格昂贵,已成为制约畜牧业发展的主要因素,因
此寻求价廉、高产与高效的新型蛋白质饲料以完
全或部分替代传统蛋白质饲料成为动物营养学者
研究的热点。辣木(Moringa oleifera Lam.)作为
一种起源于印度北部的热带、亚热带植物,具有产
量高、营养丰富、适应性广、栽培简便及抗逆性强
等特点,在国际上享有“奇迹之树”和“植物钻石”
的美誉。我国自1997年就开始引种辣木,但迄今
为止种植面积不足500hm2,仅在我国南方和西南
部分地区有少量种植,且主要被开发用于食品和
医药保健品。此外,辣木还具有高蛋白质低纤维
的特点[1-2],符合优质蛋白质饲料的标准,这为将
其开发成为一种新型植物性蛋白质饲料提供了广
阔的市场前景。为此,本文就辣木的生物学特性、
资源的特点及其作为植物性蛋白质饲料的研究进
展等内容进行综述,旨在为其作为新型植物性蛋
白质饲料的广泛推广与应用提供理论参考,以促
进我国畜牧业的健康可持续发展。
1 辣木的生物学特性
  辣木属于辣木科(Moringaceae)辣木属(Mor-
inga),是多年生的深根性落叶乔木,其树冠呈伞
形,主干直立且粗壮,其实生苗与嫁接苗在贫瘠的
土壤中或恶劣气候条件下均能保持较快的生长速
度,且抗旱能力极强,在无水的状况下能存活长达
4个月,还可有效抵抗土地荒漠化。辣木适宜在海
拔高度为2 000m左右的地区生长,对土壤、降水
及气候条件要求不高,可适应沙土和黏土等各种
土壤类型,在pH 4.5~8.5、年降雨量为250~
4 300mm、年均温为7~48℃的环境下都能正常
生长[3]。值得一提的是,辣木可耐轻度霜冻和
40℃以上的高温。因辣木生命力强,人们又称它
为“永生之树”,但其平均寿命和最高寿命未见
报道。
2 辣木资源的特点
2.1 多功能用途
  辣木是一种尚未充分开发的多功能树种。研
究发现,它的根、叶、豆荚和种子现已被人们广泛
利用。其种子不仅可榨油以供人类食用[4]和生产
生物柴油[5],还可将提取蛋白质后的剩余油饼作
为净化水源的媒介用于处理污染水源[6];其叶片、
豆荚可作为蔬菜供人们食用,不仅营养价值高,医
 
动 物 营 养 学 报 25卷
药价值也颇高,可治疗炎症与传染性疾病等一系
列并发症,如心血管、胃肠、血液、肝肾等方面的疾
病[7];其幼苗的根干燥后可打成粉末作为调味
品[8];其种子、枝条、叶片还可饲喂动物。
2.2 速生高产
  辣木是多年生的速生树种,通常进入旺长期
后年均增高1~2m,树高5~12m[9]。开花前需
经过3~7个月的童期,花期持续3~8个月。开
花后第2年能正常结荚,1年2次大量开花、结果。
为了提高其商业价值,人们常将它作为1年生植
物种植。在特殊的生长条件下(如坦桑尼亚的雨
养条件),辣木苗第1年平均增高量能达4.1m,树
高可达16m[10]。但目前关于辣木平均寿命的研
究尚未报道。
  辣木的产量明显高于其他饲料作物[11-13](如
大豆、牧草、木薯等)(表1),以鲜叶量计,年产量约
为126t/hm2[4];以干物质计,年产量为10.4~24.
7t/hm2[14]。Price等[15]报道,在高密度种植下辣
木所获得的绿色物质年产量可高达650t/hm2。通
常饲料作物的产量与第1次刈割的树龄、刈割频
率、栽培密度、气候季节等因素有关。辣木第1次
刈割在种植或移栽后的10~14周进行,每月2
次,但当辣木作为饲料时,为使其蛋白质含量最大
化和木质素含量最小化,可隔33~40d刈割1次,
1~2年生辣木的最适收割频率是每隔75d1次,
使辣木干物质总产量、生长率和树高均达最大值。
辣木产量与种植密度之间的关系如表2所示。辣
木种植最适种植密度为1 000 000株/hm2 或者株
行距为10cm×10cm,但干旱时期和雨水充足时
期产量有较大差异,雨季次刈割量约为115t/hm2,
而干旱时期仅为45t/hm2。
表1 辣木与其他饲料作物年产量比较
Table 1 Comparison of annual yield between moringa and other forage crops  t/hm2
饲料作物 Forage crops 鲜物质产量 Fresh matter yield 干物质产量 Dry matter yield
大豆Soybean  13~15  2~3
牧草 Forage grass  24~32  0.91~1.50
木薯 Cassava  4.5  0.76~0.83
苜蓿 Alfalfa  20  14.9
桑树 Mulberry 15  7~8
辣木 Moringa  126  10.4~24.7
表2 辣木不同栽培密度第1次收割产量
Table 2 Yield of moringa with different plant densities at first cutting[16]
种植密度
Plant density/(株/hm2)
鲜物质产量
Fresh matter yield/(t/hm2)
干物质产量
Dry matter yield/(t/hm2)
粗蛋白质产量
CP yield/(kg/hm2)
收割损失
Loss of cutting
95 000  19.6  3.33  566 无
350 000  29.7  5.05  859 无
900 000  52.6  8.94  1 520 无
1 000 000  78.0  13.26  2 254 约2%
4 000 000  97.4  16.56  2 815 约25%
16 000 000  259.0  44.03  7 485 约40%
2.3 高营养价值
  辣木营养价值颇高,其豆荚、叶片(鲜叶和叶
粉)和种子粗蛋白质含量高、纤维物质含量低,且
富含多种矿物质、维生素及氨基酸[17-21]。因此,辣
木不仅可作为高营养价值的蔬菜供人类食用,还
可作为优质的植物性蛋白质饲料供动物采食。辣
木叶与几种传统蛋白质饲料的营养水平存在一定
差异,如表3所示。
405
3期 吴 頔等:辣木作为新型植物性蛋白质饲料的研究进展
表3 辣木叶与几种传统蛋白质饲料营养水平比较(干物质基础)
Table 3 Comparison of nutrient levels between moringa leave and conventional protein feeds(DM basis)
营养水平
Nutrient levels
辣木叶 Moringa leave[22-24]
Ⅰ Ⅱ
大豆粕
Soybean meal[25]
棉籽粕
Cottonseed meal[25]
菜籽粕
Rapeseed meal[25]
粗蛋白质 CP/% 23.0~30.3  43.5  44.2  43.5  38.6
粗脂肪 EE/% 5.4~6.5  1.4  1.9  0.5  1.4
粗纤维 CF/% 5.9  5.9  10.5  11.8
灰分 Ash/% 7.6~12.0  10.0  6.1  6.6  7.3
无氮浸出物 NFE/% 46.09  28.3  28.9  28.9
总能 GE/(MJ/kg) 18.7  17.7  13.0  10.5  10.9
中性洗涤纤维 NDF/% 11.4~28.8  28.8  13.6  28.4  20.7
酸性洗涤纤维 ADF/% 8.49~13.9  13.9  9.6  19.4  16.8
  Ⅰ:辣木原叶 Raw leave of moringa;Ⅱ:80%乙醇萃取的辣木叶80%ethanol extracted moringa leave。
3 辣木作为植物性蛋白质饲料的研究进展
  辣木用作饲料的历史悠久,早在1962年就有
关于辣木籽油饲喂动物的报道[26],后来其叶片(鲜
叶和干叶)、种子榨油后的油饼以及枝条也逐渐被
人们用作动物饲料。近年来,辣木作为传统蛋白
质饲料替代物添加到饲粮中饲喂反刍动物(如牛、
羊)、单胃动物(如猪、兔、鸡)及水产动物均取得了
良好的效果。
3.1 辣木在反刍动物饲粮中的应用
3.1.1 在牛饲粮中的应用
  辣木叶粉作为低质草料的蛋白质补充料,不
仅可以提高奶牛干物质采食量(dry matter intake,
DMI)、养分消化率及牛奶产量,且不影响牛奶品
质,还可降低饲喂成本。Nadir等[27]在臂形草
(Brachiaria brizantha)基础饲粮(12.4kg臂形
草+0.5kg甘蔗渣)中分别加入2、3kg辣木叶粉
后,干物质采食量由8.5kg/d相应增加到10.2和
11.0kg/d,干物质、有机物、粗蛋白质、中性洗涤纤
维、酸性洗涤纤维的表观消化率及牛奶产量均显
著提 高。但 Mendieta等[28]以 象 草 (Pennisetum
purpureum)为基础饲粮,添加辣木叶粉后牛奶产
量没有发生变化,采食量与消化率有显著提高。
Sarwa等[29]和 Mendieta-Araica[30]不仅证明了辣木
叶粉作为低质草料的蛋白质补充料的可行性,还
研究了它替代牛饲粮中的常用蛋白质源的效果。
他们均以象草为基础饲粮,Sarwa等[29]报道辣木
叶粉可有效部分替代奶牛饲粮中的棉籽粕,还可
提高牛奶产量,但未达显著水平,两者最佳配比为
40(辣木叶粉)∶60(棉籽粕);Mendieta-Araica[30]用
辣木叶粉替代奶牛混合精料中的豆粕后发现所有
消化吸收指标除蛋白质消化吸收率显著降低外,
其余均无显著差异,牛奶品质也未受到影响。因
此,辣木叶粉在等能量等蛋白质基础上可替代豆
粕作为奶牛饲粮中的蛋白质源。
  近年来,在我国高产奶牛饲养中瘤胃酸中毒
病症普遍存在,该病不仅可直接影响奶牛的生产、
繁殖性能,还会诱发其他疾病甚至死亡,给养殖者
造成严重的经济损失[31]。Hoffmann等[32]等利用
体外法研究报道了辣木籽粗提物对奶牛瘤胃发酵
的影响,结果发现辣木籽粗提物可延迟蛋白质退
化和加快蛋白质代谢,从而降低了瘤胃酸中毒的
可能性。
3.1.2 在羊饲粮中的应用
  据报道,辣木鲜叶和辣木叶粉都可作为羊饲
粮的蛋白质补充料。Aregheore[33]为确定辣木鲜
叶的最适添加量,将不同比例辣木鲜叶与有芒鸭
嘴草(原变种)(Ischaemum aristatumvar.indicum)
混合肥育山羊,20%和50%的辣木鲜叶添加量效
果较好,在此添加量下山羊的平均日增重、干物质
采食量以及粗蛋白质和中性洗涤纤维的消化率均
显著提高。该试验的适宜添加量与 Nouala等[34]
所做的牛饲喂试验的研究结果一致。辣木叶粉不
仅能提高干物质采食量、平均日增重、养分消化率
等,还可改善羊的血液生理生化指标并保持氮平
衡,Akinyemi等[35]将 辣 木 叶 粉 添 加 到 天 竺 草
(Panicum maximumJacq.)饲粮中饲喂绵羊的研
究结果就说明了这一点,当添加量为25%时氮平
衡、血液指标及粗纤维消化率表现最佳。而辣木
叶粉在落花生(Arachis pintoi Krapov.)牧草饲粮
505
 
动 物 营 养 学 报 25卷
中的最佳添加量与上述报道不同,辣木叶粉添加
量为50%时,氮素的吸收利用及养分消化率较单
一的落花生牧草饲粮、50%竹叶∶50%落花生牧草
混合饲粮好[36]。此外,Akinyemi等[35]还报道了辣
木不仅可作为多种饲粮的蛋白质补充料还可作为
饲料原料,用100%辣木叶粉饲喂绵羊时干物质、
有机物、粗蛋白质、中性洗涤纤维的消化率均最
高。Luu等[37]也认为辣木叶粉可作为单一的山羊
饲粮,因饲喂后干物质采食量、反刍率及消化率都
与已应用于生产中的山羊单一饲粮———银合欢叶
无显著差异。Asaolu等[38]运用辣木叶粉、银合欢
叶和鼠豆叶作对比试验进一步证实了辣木叶粉作
为单一饲粮的可行性,同时还发现西非矮山羊饲
喂100%辣木叶粉后经粪便和尿液流失的氮素最
少,饲料相对营养价值最高。
  Busani等[39]研究发现,在等能量-等蛋白质
饲粮中将辣木叶粉部分替代葵花籽粕饲喂山羊可
明显改善其生长性能和胴体品质。Sarwatt等[40]
在此基础上研究了不同比例辣木叶粉替代葵花籽
粕的饲喂效果,发现干物质、中性洗涤纤维的消化
率随辣木叶粉替代比例的增加而升高,且干物质
采食量和代谢能在替代比例为75%、100%时较
佳,氮沉积率在替代比例为25%时最高。Salem
等[41]选择脱脂辣木籽粉替代牧草-豆粕羊饲粮中
的豆粕成分饲喂羔羊,以牧草为基础饲料,每100g
豆粕中分别添加0、2、4、6g的脱脂辣木籽粉,结果
供试羔羊平均日增重分别为63.8、88.5、97.0、
76.6g,并且添加脱脂辣木籽粉不仅没有影响消化
率以及氮平衡,还改善了瘤胃发酵功能。
3.2 辣木在单胃动物饲粮中的应用
3.2.1 在猪和兔饲粮中的应用
  目前,辣木叶粉在猪及兔饲粮中应用的报道
还比较鲜见。Ly等[42]对辣木叶粉作为猪饲料进
行了相关报道。他们采用胃蛋白酶-胰蛋白酶两
步体外消化法测定了多种热带林木或灌木的叶片
作为猪饲料的表观消化率,结果表明辣木的蛋白
质体外消化率最高,达79.2%。Frederick[43]将辣
木叶粉分5个梯度(0、5%、10%、15%、20%)替代
混合饲粮中的豆粕饲喂幼兔,结果发现试验组平
均日增重显著高于对照组,生殖能力及血液指标
均无不良反应,说明辣木叶粉在兔饲粮中可以部
分甚至全部替代豆粕。
3.2.2 在鸡饲粮中的应用
  Onu等[44]将辣木叶粉添加至饲粮中饲喂雏
鸡,发现其采食量、总增重、平均日增重及饲料转
化率均显著提高。Ayssiwede等[45]的结论与上述
试验一致,同时还发现将辣木叶粉添加量增至
24%时对试验鸡的总增重、平均日增重、饲料转化
率、畜体及器官特征、健康率与死亡率都没有负面
影响,且8%和16%辣木叶粉对鸡的生长率和饲
料的经济效益均有显著提高。Gadziray等[46]将辣
木叶粉加入豆粕型基础饲粮中饲喂雏鸡和成年肉
鸡后显著提高了饲料转化率,但采食量变化不显
著,辣木叶粉的最适添加量为25%,这说明辣木叶
粉作为豆粕的替代物对肉鸡总增重及生长率同传
统蛋白质饲料的功效相近。Zanu等[47]将辣木叶
粉作为鱼粉的替代物加入2周龄、体重相近的柯
布肉鸡饲粮中发现饲喂效果良好,饲喂成本显著
降低,且对肉鸡的胴体品质、血液指标及死亡率没
有产生负面影响。由于动物采食后的血液生化指
标是衡量该饲料品质及适用性的重要标准之
一[48],因此上述试验说明辣木叶粉作为鸡饲料符
合该标准。Onu等[44]的试验结果进一步证明了上
述观点,他们在鸡饲粮中加入不同比例(0、2.5%、
5.0%、7.5%)辣木叶粉饲喂0~2周龄的肉雏鸡
后发现,除血球容积比(PVC)和血红细胞数量与
对照组有显著差异外,其他指标(如血红蛋白、血
清蛋白、血球蛋白等)均无显著差异,说明肉雏鸡
饲粮中可添加7.5%的辣木叶粉且无不良反应。
  研究发现,辣木叶粉[49]和辣木鲜叶[50]均可作
为蛋鸡饲粮的蛋白质补充料且对鸡蛋产量和品质
没有不良影响。Mohammed等[49]用以已推广的蛋
鸡饲粮蛋白质源———银合欢叶为对照,发现辣木
叶粉对鸡蛋产量和品质的影响无显著差异,10%
辣木叶粉为最适添加量。Kakengi等[51]用辣木叶
粉替代葵花籽粉作为蛋鸡饲粮的蛋白质源,并对
饲料采食量、干物质采食量、鸡蛋重量、产卵率及
饲料转化率进行分析后得出,辣木叶粉可替代饲
粮中20%的葵花籽粉且不产生任何负面影响,但
10%辣木叶粉的利用率最高,为最适添加量。
3.3 辣木在水产动物饲料中的应用
  目前,辣木作为水产动物饲料的报道也比较
少见。Ofelia等[52]研究了含有13%粗蛋白质的辣
木叶粉的饲料对驴耳鲍生长情况的影响,结果发
现饲喂该饲料后驴耳鲍呈现出高生长率、低饲料
605
3期 吴 頔等:辣木作为新型植物性蛋白质饲料的研究进展
转化率和高蛋白质利用率,说明辣木叶粉可作为
驴耳鲍饲料的蛋白质源。但是,Nahid等[53]对罗非
鱼的饲喂试验有不同发现,其研究结果表明添加
10%的辣木叶粉对罗非鱼的生长影响不显著,而
且当辣木叶粉添加量超过10%后会对其生长造成
负面影响,并认为这是由于抗营养因子(如皂苷、
丹宁酸、凝集素、胰蛋白酶抑制剂、肌醇六磷酸等)
随辣木叶粉添加量增加而增加造成的。不过,
Makkar等[54]解决了此问题,他们发现用80%乙醇
萃取辣木鲜叶后除了肌醇六磷酸还有2.5%的残
留,其他抗营养因子均可去除。Afuang等[55]研究
发现,乙醇萃取后的辣木叶粉可替代30%的鱼粉,
且不会影响罗非鱼的生长性能。Astuti等[56]将乙
醇萃取后的辣木叶粉与桑叶进行了对比试验,发
现两者均可替代30%的鱼粉,前者与鱼粉饲喂罗
非鱼的能源预算相同,但后者的能源预算不及鱼
粉。不过溶剂萃取法对于小型渔农来说可操作性
不强,成本过高,Nazael[57]考虑到成本问题所利用
的水提法对于小型渔农而言更具有可操作性和实
用性。
4 辣木饲料初产品加工的研究进展
  辣木最初主要以鲜叶、干叶或叶粉的形式作
为动物饲粮的蛋白质补充料,后来人们发现用辣
木鲜叶饲喂奶牛会影响牛奶风味,遂将其制成青
贮饲料,即先将辣木单独在地窖贮存,再加入10
或50g/kg的糖浆生产出高质量的青贮饲料[58]。
为提高辣木的适口性以及降低抗营养因子的含
量,Dongmeza等[59]用80%乙醇萃取辣木叶粉后发
现此方法不仅可去除大部分抗营养因子还可大幅
度提高粗蛋白质含量,但溶剂萃取法成本较高,难
以向农户推广。在此基础上由 Nazael[57]所开发的
水提法可降低成本,且与溶剂萃取法的效果相似。
具体步骤如下:先将辣木叶与水以1∶1的比例在水
槽中浸泡一整夜,去除皂苷等抗营养因子,然后将
浸泡后的叶片在金属网上将水控干后于阴凉处晾
干,以免维生素物质因暴晒流失,晾干后,反复摔
打使叶片从茎叶脱离,以降低粗纤维含量,最后用
粉碎机将辣木叶制成辣木叶粉,装入塑料袋贮存
于室温。经查阅文献,辣木作为饲料产品的加工
报道较少,需做进一步研究,以达到更好的利用效
果。
5 小结及展望
  我国优质蛋白质饲料资源匮乏,这严重制约
了我国畜牧业的发展,而开发新型植物性蛋白质
饲料是解决此问题的有效途径之一。辣木是速
生、高产、多功能且符合优质蛋白质饲料标准的树
种,在国外已广泛应用于反刍动物、单胃动物以及
水产动物的饲料中,其饲料产品的开发与应用不
仅能缓解蛋白质饲料资源紧缺的现状,还能提高
畜禽及鱼类产品的产量与品质。但辣木作为饲料
产品还存在一系列的问题,例如:辣木未被大范围
推广种植,不同地区的生态适应性尚需做进一步
引种试验;辣木饲料的产品加工研究薄弱,缺少标
准化加工方案,且尚未开发有针对性的辣木专用
饲料或品牌。上述问题阻碍了辣木作为植物性蛋
白质饲料的规模化应用。
  目前本实验室已利用组织培养结合秋水仙素
诱导技术获得了辣木四倍体新种质[60],不仅为增
强辣木生态适应性及品种改良研究奠定了理论基
础,还提供了优良种质资源,若能对其饲料产品加
工方面做进一步研究,获得具针对性的高蛋白质
辣木饲料产品,其市场前景将十分广阔,也将大幅
度促进我国畜牧业的健康可持续发展。
致谢:
  感谢农业部“948项目”经费及重庆市教委优秀成果转
化项目专项经费的资助。
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*Corresponding author,LIANG Guolu,professor,E-mail:lianggl@swu.edu.cn;GUO Qigao,professor,E-mail:qgguo@swu.edu.cn
(编辑 菅景颖)
Research Advances in Moringa as a New Plant Protein Feed
WU Di 1 CAI Zhihua2 WEI Yexin1 ZHANG Chi 1 LIANG Guolu1* GUO Qigao1*
(1.College of Horticulture and Landscape Architecture,Southwest University,Chongqing400716,China;
2.College of Life Science,Chongqing Normal University,Chongqing400000,China)
Abstract:Moringa is the most‘underutilized’multipurpose crop.It is characterized with high yield,rich nu-
trition,wide adaptability,simple cultural methods and strong stress resistance.It includes 23.0%to 43.5%
crude protein and 5.9%crude fibre on dry matter base which meet a criterion of good protein feed.The devel-
opment of its resources can make up for the traditional protein feed shortage problem.This article summarized
the moringa’s biological characteristics,resources character,and the research development of moringa as the
plant protein feed.It is aimed at providing reference for developing and studying a new plant protein feed.
[Chinese Journal of Animal Nutrition,2013,25(3):503-511]
Key words:moringa;protein feed;ruminant;monogastric animals;aquatic animals
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