荞麦是蓼科(Polygonaceae)、荞麦属(Fagopyrum Mill)的双子叶禾谷类作物，主要栽培品种有甜荞(F. esculentum Moench，也叫普通荞麦)和苦荞[F. tartaricum (L.) Gaerth，也叫鞑靼荞麦]。目前，全世界发现荞麦共15个种和2个变种，而在中国就有10个种和2个变种[1]，栽培种主要是苦荞麦和甜荞麦。金荞麦[Fagopyrun dibotrys (D. Don) Hara]又名赤地利、金锁银开、甜荞麦、荞麦三七等[2]，是一种富含营养成分并兼有药用价值的植物资源，是栽培荞麦的野生近缘种，原产于我国西南地区，主要分布于我国黄河以南各省区、喜马拉雅山区的温带和丘陵地区以及亚洲、欧洲和美洲等部分国家[3]。
金荞麦不仅易繁殖、生物产量高、粗蛋白质(CP)含量丰富，且必需氨基酸均衡，富含铁(Fe)、锌(Zn)、硒(Se)、B族维生素、维生素E、维生素A等多种微量矿物元素和维生素，钙(Ca)、磷(P)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量较低，易于动物消化吸收，是一种优质的天然植物饲料资源。研究表明，金荞麦中含有黄酮类、多酚类、有机酸、萜类等化学成分[4]，具有抗癌、抗炎、抗氧化、杀菌、降血糖、调节血脂等多种生物学功能[5-6]，这些有效成分已经成为研究热点。2020年，我国饲料开始全面"禁抗"，而中草药添加剂的独特功效已被广泛关注。2003年，我国公布的《无公害食品肉鸡饲养兽医防疫准则》中唯一准许使用的中药制剂是金荞麦散。因此，本文对金荞麦的营养价值、提取物的生物活性及其在动物生产中的应用进行综述，以期为金荞麦及其提取物在动物生产中的广泛应用提供参考。
1 金荞麦的营养价值将金荞麦与油克紫花苜蓿(Medicago sativa)、苏丹草、墨西哥玉米、菊苣(Cichorium intybus)和维多利亚紫花苜蓿进行多方面比较，发现其品质优良，CP含量比紫花苜蓿略低，与菊苣相似；CF含量较低，与紫花苜蓿相似，但高于菊苣，是一种高产优质的牧草资源[7]。
吕桂兰等[8]对金荞麦不同组织的营养成分进行了研究，发现金荞麦的根、茎、叶、花中均含有畜禽营养必需的氨基酸及维生素A、维生素E、B族维生素等多种维生素，根、茎、叶中CP含量分别为4.2%、5.1%和8.7%。韩勇等[9]测定分析了金荞麦不同生长时期的常规营养成分，金荞麦风干物中有机物(OM)、CP、CF、必需氨基酸(EAA)、总氨基酸(TAA)、Cu、Fe和Zn的含量见表 1。由表 1可知，越到生长后期，各营养成分含量越低，而CF和Cu、Zn等微量矿物元素的含量变化呈相反趋势。
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表 1 不同生长期金荞麦营养成分 Table 1 Nutritional composition of Fagopyrum dibotrys at various growth stages |
以上研究表明，金荞麦的营养成分全面，含量较高，但是不同部位与不同生长期营养成分有差异，营养价值差别较大。还有研究发现，不同遗传背景或栽培环境条件对金荞麦营养成分含量和营养价值影响较大[10]。因此，应深入系统地开展金荞麦不同品种、栽培方式、环境气候条件、最佳收获期等研究，使这种宝贵的天然植物资源价值最优化，物尽其用。
2 金荞麦提取物的生物活性金荞麦富含黄酮类、多酚类、甾体类、三萜类等多种天然植物活性成分，具有清热解毒、排脓化痰、祛风除湿等作用，研究发现其提取物在抗癌、抗炎、抗氧化、杀菌、增强免疫等方面展现出了良好的药理学功效[3-4, 11]。
2.1 抗肿瘤活性金荞麦中的活性成分黄酮和酚类具有广谱抗肿瘤作用，其机制与抑制肿瘤细胞增殖和迁移、诱导肿瘤细胞凋亡和自噬等密切相关[12]。金荞麦中抑制肿瘤的活性成分主要是槲皮素、芦丁、木犀草素、(-)表儿茶素、原花青素B2-3, 3-二没食子酸酯等。槲皮素通过干扰细胞有丝分裂，抑制肺癌细胞生长，下调解整合素金属蛋白酶(a disintegrin and metalloproteinase，ADAM)表达，抑制肺癌细胞迁移[13-15]；木犀草素通过抑制组蛋白乙酰化，使头颈部鳞状细胞癌细胞停留在S期，从而诱导神经母瘤细胞G0/G1期阻滞，通过p38丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activator protein kinase，MAPK)途径激活细胞外调节蛋白激酶(extracellular signal regulated kinease，ERK)，调节凋亡诱导因子(apoptosis inducing factor，AIF)核转位介导乳腺癌细胞凋亡[16-17]。
陈晓峰[18]在研究金荞麦提取物有效部位Fr4(金荞麦根茎乙醇提取物抗肿瘤的有效部位为6个，分别被命名为Fr1、Fr2、Fr3、Fr4、Fr5、Fr6，是多酚类化合物，Fr4是其中一类多酚类化合物，其含量最高)抗肿瘤作用时，发现400 mg/kg金荞麦提取物Fr4对C57/BL6小鼠Lewis肺癌生长有明显的抑制作用，并下调基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase，MMP-9)表达，但对金属蛋白酶组织抑制因子-1(tissue inhibitors of metalloproteinase，TIMP-1)的活性没有影响。金荞麦根部乙醇提取物有效部位Fr4可抑制小鼠S180肉瘤、肝癌、肺癌等肿瘤细胞的生长，且毒副作用小[18]。Chan[19]开展了金荞麦提取物对来源于不同组织器官的10种人体癌细胞生长影响的研究，结果发现其具有抑制来源于肺脏、肝脏、结肠、白细胞和骨骼癌细胞生长的作用，但是对来源于前列腺、子宫颈、卵巢及脑的癌细胞没有敏感性。由此可见，金荞麦提取物对不同来源肿瘤细胞的生长作用不同，但具体机制目前并不明确。
2.2 抗氧化活性有研究报道，金荞麦因含有多酚类、黄酮类、多糖、蛋白质等生物活性物质，具有抗氧化活性[20]。Wang等[21]对金荞麦地上部分分离得到的11种酚类化合物进行了抗氧化活性研究，结果表明(+)-儿茶素、(-)-表儿茶素、原花青素B1/B2、原花青素B2-3没食子酸和原花青素B2-3, 3-二没食子酸酯等都具有较高的自由基清除活性。在对金荞麦块根乙醇提取物——(-)-表儿茶素活性物质的抗氧化活性研究时发现，该单体对超氧阴离子自由基(O2-·)的清除率达到83.08%，当其质量浓度为0.350 mg/mL时对羟自由基(·OH)的清除率达到77.30%，当其质量浓度为1.40 mg/mL时还原力接近同质量浓度维生素C的48.02%，由此可见，金荞麦(-)-表儿茶素活性物质具有很好的抗氧化活性[22]。王盼等[23]研究发现，金荞麦70%乙醇提取物能显著地清除O2-·和·OH，且其抗氧化作用随提取物浓度的升高逐渐增强。
黄小燕等[24]通过四氧嘧啶诱导加高脂高热量饲粮饲喂小鼠，建立2型糖尿病模型，探索了金荞麦叶茶对该模型小鼠作用效果，发现金荞麦叶茶可以降低该模型小鼠空腹血糖和血脂水平，并能提高其抗氧化功能，从而调节糖脂代谢，可一定程度上保护2型糖尿病小鼠胰腺、肝脏组织，其机制可能与抗过氧化作用相关。有研究发现，高剂量的金荞麦叶发酵茶能显著提高小鼠血清超氧化物歧化酶(SOD)活性，说明金荞麦叶发酵茶具有较强的抗氧化能力[25]。在1~21日龄的铁脚麻鸡饲粮中添加适量金荞麦，可促进其血清和空肠黏膜抗氧化酶分泌，降低血清总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)含量，这可能是金荞麦含有大量黄酮类和多酚类物质，增强了机体清除自由基的能力，从而提高铁脚麻鸡抗氧化能力[26]。
2.3 抗炎、抗过敏活性金荞麦的有效活性成分之一是芦丁，其抗炎作用已被广泛报道[27-28]。有研究发现，金荞麦对肺炎[29]和肠炎[30]都具有抗炎作用。在研究金荞麦谷物提取物(buckwheat grain extract，BGE)对大鼠抗炎反应时发现，BGE对被动皮肤过敏反应(passive cutaneous anaphylaxis，PCA)和化合物48/80诱导的大鼠腹膜肥大细胞组胺释放具有较强的抑制作用，其抗炎机制可能是抑制组胺释放和抑制肥大细胞中细胞因子基因的表达[31]。研究发现，金荞麦总黄酮(total flavones of Fagopyrum dibotrys，Fag)通过下调致敏中枢上脊髓后角和海马的N-甲基D-天冬氨酸-2B受体(the 2B subunits of N-methyl-D-aspartate receptors，NR2B)[32]和瞬时受体电位香草酸亚型1(transient receptor potential vanilloid type 1，TRPV1)[33]表达，改善肠易激综合征(irritable bowel syndrome，IBS)样结肠刺激大鼠的痛觉过敏。韩芳芳等[34]研究发现，用不同浓度的金荞麦提取物处理猪小肠上皮细胞(IEC)，均下调了炎症相关基因的表达，显著上调抗炎性因子白细胞介素-10(IL-10)、闭合小环蛋白-1(zonula occludens-1，ZO-1)和闭合蛋白(Occludin)的表达，抑制机体炎症反应，保护肠道黏膜。这些研究表明，金荞麦及其提取物具有抗炎和抗过敏作用。
2.4 抗菌活性金荞麦提取物对细菌、真菌、放线菌等均有广泛的抑制活性。王立波等[35]对金荞麦乙醇提取物中乙酸乙酯的萃取部分进行体内外抑菌试验，发现其能明显抑制乙型溶血性链球菌和肺炎球菌，并具有保护已感染肺炎球菌小鼠的作用。冯黎莎[36]采用不同方法对不同溶剂的金荞麦根状茎和茎叶提取物开展体外抑菌试验，研究结果显示，金荞麦提取物对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌等5种细菌和白色念珠菌、赤枯病菌、鞭毛菌松等13种真菌均有明显的抑制作用，但对5406放线菌具有抑制效果的只有根乙醇提取物和茎叶水提取物。
Shi等[37]研究金荞麦根的水提取物最小抑菌浓度时，发现其对铜绿假单胞杆菌和大肠杆菌的抑制作用明显，对沙门氏菌和金黄色葡萄球菌有一定的抑制作用。黄仁术等[38]采用牛津杯法测定了金荞麦乙醇提取液的抑菌效果，结果发现金荞麦提取物中(-)表儿茶素类活性物质具有抑制枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、酿酒酵母、大肠杆菌的作用。体内、体外试验结果表明，金荞麦提取物具有抗菌活性，但目前在畜禽实际生产中应用较少，可能是由于金荞麦提取物的纯度和浓度等不稳定所致。
2.5 增强免疫活性现代药理学研究发现，金荞麦因含有黄酮类化合物的多酚类物质而具有增强机体免疫活性的功能，被誉为"中药类抗生素"[36]。研究发现，金荞麦根乙醇提取物对鸡脾脏T、B淋巴细胞增殖细胞呈明显的时-效以及量-效关系，影响其增殖活性[39]。另有研究发现，金荞麦叶发酵茶使小鼠单核巨噬细胞的吞噬能力显著加强，从而增强小鼠的免疫功能[25]。王航等[40]报道，适量添加金荞麦超微粉能显著提高昆明小鼠外周血淋巴细胞增殖能力、免疫抗体水平、腹腔巨噬细胞的吞噬能力和脾脏指数，从而显著提高小鼠的免疫功能。饲粮中添加金荞麦能够促进肉鸡免疫器官发育，增强机体免疫力，从而改善其生长性能[41]。
3 金荞麦在动物生产中的应用 3.1 金荞麦在猪生产中的应用用野生金荞麦替代部分饲料原料饲喂猪，可提高猪屠宰性能，降低猪肉滴水损失，增加猪肉肌间脂肪含量、系水力和肉嫩度，并能提高猪肉中CP含量，从而提高猪肉风味和品质，同时，还可降低排泄物中OM、氮(N)和P等含量，减少养猪对环境的污染[42]。张洁等[43]利用金荞麦饲喂生长育肥猪，发现在育肥前期和育肥后期分别可减少12%和16%的饲料用量，每头猪可降低饲料成本0.61元/kg，增加收益0.31元/d，但对增重无影响。在仔猪饲粮中添加黔金荞麦1号为主的中草药饲料添加剂，可有效降低仔猪粪便中的大肠杆菌和沙门氏菌数量，从而降低仔猪腹泻率，维持肠道健康[44]。史开志等[45]用黔金荞麦1号饲喂贵州地方育成猪，研究发现，随着金荞麦添加量的增加，育成猪增重和料重比呈显著下降趋势，平均日增重也呈下降趋势，但差异不显著。此外，饲粮添加金荞麦能显著提高猪血清尿素氮(UN)含量和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性，在一定程度上提高血清总蛋白(TP)含量，提升血清超氧化物歧化酶(SOD)活性和总抗氧化能力(T-AOC)。用金荞麦部分替代全价料能够降低猪的料重比，提高饲粮蛋白质利用率，提升血清T-AOC，但不影响其日增重，具有一定的经济意义。还有研究发现，在生长肥育猪饲粮中用金荞麦替代部分麦麸，能提高肉品质，加强饲粮的消化吸收和蛋白质代谢，增强机体免疫力，并且使血清乳酸脱氢酶活性显著升高，具体原因还需进一步研究[46]。由此可见，金荞麦作为一种优质的植物饲料资源饲喂猪是可行的，但其提高生长性能、增强免疫力、提升抗氧化能力等作用机理需要进行系统研究。
3.2 金荞麦在禽生产中的应用赵炎军等[47]研究发现，金荞麦提取物浓度在0.63~2.50 mg/mL时，金荞麦对病毒的抑制率随着药物浓度的增大而提高，且当金荞麦提取物为最大无毒浓度(2.50 mg/mL)时，其对流感病毒的直接抑制率达到66.12%。因此，金荞麦提取物对体外流感病毒具有一定的抑制作用。胡逸枫等[41]研究发现，在白羽肉鸡饲粮中添加4.50‰和8.75‰的金荞麦超微粉，在一定程度上降低了料重比，显著增强了机体免疫功能，并促进了肉鸡生长发育，为金荞麦开发成为饲料添加剂提供了依据。谭露霖等[48]和张洁等[49]在1日龄铁脚麻肉鸡的饲粮中添加1%的金荞麦，结果发现，适量添加金荞麦虽对其生长性能无显著影响，但可提高肉鸡血清免疫球蛋白含量，促进免疫器官发育、空肠黏膜免疫因子分泌及肠道绒毛生长，增强机体免疫力，改善肠道形态结构和肠道屏障功能，并且不会对肝功能造成不良影响，说明金荞麦作为肉鸡的抗氧化和增强免疫力的饲料原料是可行，但是其最适添加量还有待于进一步研究。张洁等[50]研究发现，热应激条件下，饲粮中添加10%鲜饲金荞麦对蛋鸡平均产蛋率无负面影响，降低了血清炎症因子和内毒素含量，提高了血清促卵泡激素(follicle stimulating hormone, FSH)和黄体生成素(luteinizing hormone, LH)含量，改善了全蛋氨基酸组成和含量，降低了蛋黄多不饱和酸脂肪酸含量，加深了蛋黄颜色，揭示金荞麦在蛋鸡饲粮中可能具有抗应激作用，但具体机理有待进一步研究。
3.3 金荞麦在反刍动物生产中的应用金荞麦是一种优良的牧草资源，其CP含量比紫花苜蓿略低，CF含量与紫花苜蓿相似。金荞麦鲜草是反刍动物在夏季的优良饲料，金荞麦干草和青贮饲料不受季节限制，金荞麦籽实也能为反刍动物提供充足的能量。金荞麦中丰富的芦丁、槲皮素、儿茶素等活性物质可以提高牛奶中不饱和脂肪酸含量，改善产品质量。但金荞麦的应用也存在一定问题，比如添加比例过高可能会导致反刍动物消化不良、瘤胃酸中毒等，可通过与高纤维含量饲料搭配或适当的加工方式来解决[51]。
奶牛饲喂甜荞麦鲜草或青贮饲料，能使牧草中的α-亚油酸100%转化到牛奶中，同时，饲喂青贮后的甜荞，牛奶中的共轭亚油酸含量[52]和凝乳酶的凝聚性均有改善[53]，提高了牛奶的价值。据报道，牛采食甜荞后，可能由于其所含芦丁和维生素等活性成分调控肠道内微生物活动，增强机体的抗氧化功能，进而缓解体内甲烷的排放[54]。
4 小结与展望金荞麦营养成分丰富，金荞麦及其提取物具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎、抗菌、增强免疫等多种生物学活性，是一种亟待开发的新型饲料及饲料添加剂。然而，不同区域和品种的金荞麦营养成分存在较大差异，且其参数缺乏系统性、完整性，并未将其纳入我国饲料数据库。只有进行深入的研究和对比分析，确定金荞麦的最大生物产量和最佳收割时期，才能使其发挥最大的饲用价值。目前，金荞麦在猪和禽生产中应用研究报道较多，但仍有较大的探索空间，尤其是在反刍动物生产中。比如，金荞麦的有效能值(如奶牛的产奶净能、维持净能等)，金荞麦提取物在胃肠道的代谢和对微生物区系的作用机理，以及生产中不同动物、不同生理生长阶段的适宜添加量等。
采用营养调控方法，通过饲喂含有增强免疫功能生物活性物质的饲粮，提高动物机体的后天免疫力，增强其对疾病的抵抗性，是目前动物营养学家的研究热点。金荞麦及其提取物中的生物活性物质对动物有抗氧化、抗炎、杀菌和增强免疫的作用，特别是抗肿瘤活性显著，但是其在动物胃肠道的消化代谢过程及作用机制还需更多深入研究。综上所述，只有更全面更深入地了解金荞麦，才能使其更好地用于无抗养殖的动物生产中，挖掘出这种多功能作物在畜牧业和医学上的潜在利用价值。
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