植物提取物添加劑在動物營養(yǎng)中的應(yīng)用及其機制的研究進展

金立志

（英國美瑞康（廣州）生物科技有限公司,廣州 510080）

近20年來,植物提取物添加劑在畜禽飼料生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖上越來越受到重視。主要原因是使用抗生素促生長劑導(dǎo)致病菌抗藥性以及使用抗生素效果變差及產(chǎn)生副作用等。在美國,大約70%的抗生素被用做雞、豬和牛飼料添加劑。由于使用亞治療劑量的抗生素添加劑相當(dāng)于篩選耐藥菌株,導(dǎo)致病原菌對抗生素產(chǎn)生抗藥性,以及抗生素在動物源食品中的殘留使得人類間接性食用了抗生素,所以長期使用和濫用抗生素是很危險的。歐洲國家已經(jīng)禁止使用抗生素促生長劑（1999年禁用,2006法律上全面禁止）。在沒有禁止使用抗生素作為促生長劑的國家如美國、日本等發(fā)達(dá)國家,也立法嚴(yán)格限制使用,并規(guī)定停藥期。在廣大發(fā)展中國家,抗生素促生長劑還在普遍使用,甚至濫用。但是,由于病原菌對抗生素的抗藥性增強及抗生素殘留等問題導(dǎo)致抗生素促生長的使用效果越來越差,從而導(dǎo)致配方師和養(yǎng)殖者不得不加大使用量或多個品種同時使用,最后形成了劑量越來越大和同時使用品種越來越多的惡性循環(huán)[1-4];根據(jù)劉夢元等[2]和王紅寧等[3]研究發(fā)現(xiàn),病原菌對抗生素的抗藥性在50%～60%以上,抗生素的大劑量、多品種同時使用也導(dǎo)致動物自身免疫力下降,并且由于抗生素具有強烈的苦味和澀味也導(dǎo)致動物采食量下降。鑒于此,其他飼料添加劑如酸化劑、酶制劑、益生素和植物提取物等在過去的20年中也得到了廣泛的研究,其中發(fā)表的植物提取物添加劑的科技文獻(xiàn)已達(dá)數(shù)百篇。植物提取物最初應(yīng)用于飼料中是因為其香味可以影響動物的采食習(xí)慣,促進唾液和消化液分泌從而提高采食量。植物提取物中的化學(xué)活性物質(zhì)可以通過對細(xì)菌選擇性抑制從而有利于消化道菌群的生態(tài)平衡,保證腸道健康,提高動物對營養(yǎng)成分的吸收利用[5-8]。本文綜述了植物提取物添加劑的抗菌與抗氧化作用及其在動物營養(yǎng)與飼料中的應(yīng)用。

1 植物提取物添加劑的定義及其研究歷史

植物含有種類豐富的低分子量的次生代謝產(chǎn)物。一般來說,這些化合物可能作為防御系統(tǒng)來抵御生理、環(huán)境、食物鏈上游和病原體的應(yīng)激壓力,使植物與周圍的環(huán)境保持和諧共存。除了少數(shù)有毒的化合物以外,幾種主要存在于藥用植物的次生代謝產(chǎn)物在食品和哺乳動物代謝中有積極的作用[7]。有關(guān)植物提取物添加劑的定義比較混亂,本文采用植物提取物添加劑（phytogenic feed additive）一詞,并將其定義為:從植物中提?。ǚ腔ず铣?部分化工合成產(chǎn)品在歐洲也稱為:類似天然,natural-identical）活性成分,可以對其進行測定,且含量穩(wěn)定,對動物和人類沒有任何毒性,并通過動物試驗證明可以提高動物生產(chǎn)性能的飼料添加劑。常見的還有:草藥（herbs）、藥用植物/植物性藥物（phy toceuticles）、中草藥添加劑（Chinese traditional m edicine）和陽生素（phytobiotics,也有人翻譯為植物生素,植生素等）等。

人類對藥用植物的使用與探索的歷史悠久,真正有可靠文獻(xiàn)記載的是從V illanova醫(yī)生通過蒸餾法提取的植物提取物開始（1235—1311年）[9]。到了13世紀(jì),植物提取物開始被用于藥物,但直到16世紀(jì)才開始在歐洲普遍使用,de la Croix在1881年第1次用試驗來測定植物提取物的抗菌、殺菌效果[10]。隨著近40年來化學(xué)分析手段和分析儀器的發(fā)展和改進,對植物提取物及其活性成分的準(zhǔn)確分析成為現(xiàn)實。研究發(fā)現(xiàn),1種植物提取物可以包含有多達(dá)60多種成分。盡管植物名稱相同,但其主要活性成分的含量可以從高達(dá)整個提取物的85%到接近0（表1）[7]。其主要原因是植物品種或亞種不同,種植區(qū)域或收獲時間不同,從而導(dǎo)致其活性物質(zhì)含量差異很大。亞里斯多德大學(xué)從1986年得到歐盟研究項目資助,經(jīng)過10年的雜交育種和分子育種,最后培育成功的止痢草（Origanum heracleoticum L.,過去稱為Origanum vulgare ssp.hirtum,下同）的活性物質(zhì)的含量是普通品種的20～30倍,并在惡劣的氣候條件下,活性物質(zhì)含量保持不變[11-13],其抗菌機制及在動物生產(chǎn)上的應(yīng)用也得到了大量研究[5,8,11]驗證。

植物提取物抗菌的主要活性成分是酚類（表1）,也包括一些少量的其他活性成分,并與主要活性物質(zhì)起協(xié)同作用,且已經(jīng)在鼠尾草、百里香、止痢草和牛至草中得到證明[6]。

表1 動物營養(yǎng)研究中主要的植物提取物添加劑及其主要抗菌活性成分Tab le 1 Prim ary phytogenic feed additives in animal research and their mainly antim icrobial ingredients

2 植物提取物添加劑的抗菌作用及其作用機制

2.1 植物提取物添加劑的抗菌作用

迄今為止,已經(jīng)研究的植物提取物中,具有抗菌作用的植物種類包括:蔬菜、水果、綠茶、洋蔥、大蒜、丁香、槐樹葉、刺柏、麥芽、萬壽菊、熊霉葉、薊草、黃連、鼠尾草、肉豆寇、月桂、止痢草、牛至草、海藻、蘑菇等植物的提取物或精油。H ammer等[14]比較了茶樹、檸檬、百里香、生姜、芫妥、馬郁蘭、蘭草莓、艾灌、三葉草、止痢草、牛至草11種植物提取物對大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌的抑制效果,結(jié)果表明:止痢草、茶樹、芫妥、馬郁蘭和牛至草的提取物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌3種致病性細(xì)菌表現(xiàn)出較強的抑制能力,尤其是以止痢草提取物的抑菌性最強。由表2可知,列出的所有植物種類中,止痢草、牛至草和香茅草的提取物對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌的抑制能力最強;而對李氏桿菌都有相似的抑制作用。

近年來,科學(xué)家研究了止痢草提取物對真菌的抑制作用。Zakaria等[15]發(fā)現(xiàn)止痢草提取物對曲霉菌和青霉菌等真菌有很強的抑制作用,抑菌圈直徑達(dá)48 mm以上;M anohar等[16]報道,止痢草提取物可以有效地抑制白色念珠菌的生長;Adams等[17]也進行了止痢草提取物對降低動物和人類免疫能力的幾種真菌的抑制試驗,發(fā)現(xiàn)止痢草提取物對新生隱球菌、紅色青霉菌和白色念珠菌有很強的抗菌殺菌能力。

表2 主要植物提取物添加劑的活性成分及其最小抑菌濃度Table 2 A ctive ingredients and their m inimum inhibition concentration of p rim ary phytogenic feed additives

2.2 植物提取物添加劑抗菌作用機制

盡管對植物提取物添加劑抗菌的作用機制已經(jīng)進行了很多研究,但是其詳盡的作用機制仍不明確。由于植物提取物所用植物的種類繁多,其活性成分也有很多,因此可能存在多種抗菌機制[7]。這些作用機制主要包括:1）破壞/降解細(xì)胞壁;2）破壞細(xì)胞質(zhì)膜;3）破壞細(xì)胞膜蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu);4）使細(xì)胞內(nèi)容物泄漏;5）使細(xì)胞質(zhì)凝聚;6）減弱質(zhì)子運動力（power of micron force,PM F）,并且一種機制的反應(yīng)可能受到另一種機制中反應(yīng)物或生成物的影響。

植物提取物及其活性成分具有疏水性（hydrophobicity）的重要特點,其可以使細(xì)胞膜和線粒體上的磷脂結(jié)構(gòu)分開,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),增強細(xì)胞膜通透性,從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)離子和其他物質(zhì)的泄漏[18]。盡管胞內(nèi)有些物質(zhì)泄漏,細(xì)胞仍然可以存活,但大量細(xì)胞內(nèi)容物或者重要離子或分子的泄漏就會導(dǎo)致細(xì)胞死亡[7]。也有研究發(fā)現(xiàn),在利用茶葉提取物對大腸桿菌的抑菌試驗中,細(xì)菌在裂解之前就已經(jīng)死亡[7];利用肉桂提取精油及其活性成分的研究也發(fā)現(xiàn),肉桂提取精油及其活性成分可以抑制產(chǎn)氣腸桿菌的氨基酸代謝中的脫羧酶的活性[19]。

研究發(fā)現(xiàn),凡是抗菌性強的植物提取物中都含有比較高的酚類化合物,例如香芹酚、百里香酚和丁子香酚等[6-7]。所以,這些酚類物質(zhì)的抗菌機制應(yīng)該是相似的,盡管單個組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同,其準(zhǔn)確的抗菌作用機制也有略有不同[20]。其中關(guān)于止痢草和牛至草中的2個主要成分香芹酚和百里香酚的作用機制研究報道最多。香芹酚和百里香酚化學(xué)結(jié)構(gòu)相似,但羥基在苯環(huán)上的位置不同,膜穿孔和膜黏合被認(rèn)為是首要作用模式[21],導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞膜滲透性提高及胞內(nèi)生命物質(zhì)外泄,從而損害細(xì)菌酶系統(tǒng),導(dǎo)致微生物死亡。研究一致表明,香芹酚可以通過擠壓開磷脂的脂肪酸鏈,在細(xì)菌細(xì)胞膜上形成很多小管道,從而讓細(xì)胞質(zhì)中的離子從細(xì)胞質(zhì)流出細(xì)胞外[7]。Lambert等[22]已經(jīng)證實,止痢草和牛至草中的主要成分香芹酚可以使金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌細(xì)胞中的磷酸分子泄漏。Helander等[18]在研究止痢草和牛至草中的香芹酚和百里香酚如何對大腸桿菌O157和沙門氏菌產(chǎn)生殺滅作用時發(fā)現(xiàn),這些酚類活性物質(zhì)可以使細(xì)胞膜破裂,胞內(nèi)物質(zhì)外溢,這表明止痢草中的其他成分,如萜類和苯丙素類,能因它們的親脂特性而穿透細(xì)胞膜進入細(xì)胞。另外研究發(fā)現(xiàn),止痢草和牛至草的抑制或殺滅微生物的特性與其親脂性質(zhì)（如存在功能團）與芳香族的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)[7]。

除了能夠抑制細(xì)菌自身細(xì)胞的生長之外,香芹酚也可能抑制細(xì)菌內(nèi)毒素的分泌。體外試驗結(jié)果表明,香芹酚可以抑制蠟狀芽孢桿菌分泌引發(fā)腹瀉的內(nèi)毒素。對于香芹酚抑制細(xì)菌內(nèi)毒素分泌的可能機制有2種:一是如果內(nèi)毒素分泌是一個主動過程,那么香芹酚有可能導(dǎo)致細(xì)胞沒有足夠的ATP或PM F把內(nèi)毒素轉(zhuǎn)運到體外;另一可能是香芹酚抑制細(xì)菌生長使其速度減慢,意味著細(xì)菌細(xì)胞為了存活使用了所有可利用的能量,而沒有能力再產(chǎn)生內(nèi)毒素[7]。

完整的植物提取物的抗菌功能要比主要成分的混合物大得多[6-7]。這說明了植物提取物中的非主要活性成分也起到重要的作用,并可能與主要活性成分有疊加效應(yīng)。試驗證明,止痢草提取物中的2種主要活性成分香芹酚和百里香酚在殺滅金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌方面有疊加效應(yīng)[22]。香芹酚和它的合成前體p-異丙基甲苯在抗菌方面也有協(xié)同作用。研究進一步發(fā)現(xiàn),p-異丙基甲苯本身抗菌作用雖然很弱,但是它比香芹酚更能夠讓細(xì)菌的細(xì)胞膜膨脹,通過這種機制,p-異丙基甲苯能夠幫助香芹酚更容易進入細(xì)菌體內(nèi),所以香芹酚和它的合成前體p-異丙基甲苯在抗菌方面通過這種機制達(dá)到協(xié)同作用[23]。

3 植物提取物添加劑的抗氧化作用

許多植物如百里香、迷迭香、止痢草、牛至草、薄荷油、胡椒、肉豆、杏仁油、丁香、肉桂、月桂等有很好的抗氧化特性;而一些植物如鼠尾草、馬鞭草、萊檬、龍蒿、桉樹、芫荽、豆蔻則是促進氧化的;還有一些植物如馬郁蘭、蜜蜂花、甜杏仁油、茴芹、茴香、生姜、檸檬既不抗氧化,也不促進氧化[24]。D eans等[25]研究了不同植物提取物的抗氧化特性,發(fā)現(xiàn)與其他植物如百里香、薄荷和熏衣草的提取物比較,止痢草和牛至草提取物的百里香酚和香芹酚有很強的抗氧化性質(zhì)。Scheeder等[26]利用酸敗試驗檢測了不同植物提取物抗氧化的效果,發(fā)現(xiàn)杜仲和三七提取物是最有效的抗氧化劑。由于酸敗試驗主要用來測試脂溶性的抗氧化物質(zhì),研究者進一步進行了微粒過氧化法試驗檢測水溶性抗氧化的能力。結(jié)果表明:迷迭香和止痢草表現(xiàn)出最強的抗氧化能力。通過長期的抗氧化試驗研究,M ilos等[27]發(fā)現(xiàn)在沒有抗氧化劑的情況下,過氧化氫的生成速度在貯藏10 d后即顯著提高;而添加止痢草提取物或其糖苷配基,即使貯藏80 d后仍可以抑制過氧化氫的形成,其抗氧化效果優(yōu)于α-生育酚;然而化工合成的純百里香酚和百里香醌則表現(xiàn)出了很弱的抗氧化效果,由此可見,止痢草提取物中的其他活性成分在抗氧化方面也有協(xié)同作用。

利用動物體內(nèi)氧化試驗,植物提取物也表現(xiàn)出了良好的抗氧化特性。M arcincak等[28]對飼喂止痢草提取物的肉雞肌肉氧化穩(wěn)定性的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),飼喂止痢草提取物的肉雞屠宰后其胸肌丙二醇（MDA）的濃度比對照組低,由此認(rèn)為可能是止痢草提取物中的多種抗氧化成分進入循環(huán)系統(tǒng)和存留在肌肉組織中表現(xiàn)出抗氧化活性的結(jié)果。隨后的肌肉冰箱儲存（-21℃）試驗發(fā)現(xiàn),飼喂止痢草提取物組肉雞的腿肉和胸肉的MDA都顯著低于對照組,接著對冰箱貯藏后肌肉的熱處理（80℃,15m in）結(jié)果表明,熱處理可以加速氧化過程,而飼喂止痢草提取物肉雞的肌肉脂肪的氧化可以延遲。在火雞飼糧中添加止痢草提取物可以延緩冷藏期間其胸肉和腿肉的脂類氧化。在火雞胴體磨碎后加入止痢草提取物也可以提高脂肪的穩(wěn)定性。關(guān)于植物提取物添加劑在家禽體內(nèi)抗氧化特性的作用機制也有很多研究。Botsoglou等[29]報道,止痢草植物提取物添加劑對肌肉和腹脂具有很強的抗氧化特性,由此可見,其保護性的抗氧化成分結(jié)合在細(xì)胞膜中,并且發(fā)現(xiàn)止痢草的抗氧化作用存在劑量依賴關(guān)系。Youdim等[30]發(fā)現(xiàn),麝香草屬精油及其主要成分百里香酚可有效地清除自由基,從而影響體內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)如過氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶和維生素E。麝香油中起主要抗氧化作用的是百里香酚和甲基異丙基苯-2,3-二醇。

植物提取物在豬上的抗氧化試驗相對較少。Gerber等[31]報道,飼料中鼠尾草的添加量從0.6%增加到1.2%,豬油的三巴比妥酸（thiobarbiturnic acid reactive substances,TBARS）試驗脂肪的氧化程度顯著下降,但酸敗試驗卻顯示并無顯著影響。Lopez-Bote等[32]在豬飼糧中添加迷迭香、油樹脂和鼠尾草時,并沒有發(fā)現(xiàn)其對豬肉抗氧化的作用;然而,給肉雞喂食同樣的植物提取物（500 m g/kg）,能改善其紅肉（腿肉）和白肉（胸肉）的抗氧化能力,而且膽固醇氧化產(chǎn)物更低,由此說明至少部分?jǐn)z入的抗氧化物質(zhì)會仍然留在肌肉中,并發(fā)揮活性作用。

4 在動物生產(chǎn)上的應(yīng)用

4.1 仔豬

綜合植物提取物添加劑在豬上的研究表明,不同植物提取物添加劑之間的使用效果差異很大。平均而言,平均增重約提高2%,對飼料報酬平均改善3%（表3）。與其他促生長添加劑如抗生素、酸化劑等添加劑相似。另外,對茴香、肉桂、丁香、香茅等提取物的研究發(fā)現(xiàn),其對飼料轉(zhuǎn)化率都有改善,但不一定提高增重和采食量。然而,止痢草或牛至草提取物的使用效果表明,其能明顯改善增重和飼料轉(zhuǎn)化率,并能提高采食量（表3）。Tsinas[33]最早報道了止痢草提取物可以提高斷奶仔豬的增重及防止下痢。A riza-Nieto[5]利用斷奶仔豬的研究發(fā)現(xiàn),添加止痢草提取物添加劑可以提高斷奶仔豬的平均采食量和日增重,其相關(guān)的生產(chǎn)性能指標(biāo)與飼喂抗生素（卡巴多）組的仔豬相似。

表3 植物提取物添加劑對仔豬生長性能影響的研究總結(jié)Tab le 3 Summary of effects of phy togenic feed additives on grow th perform ance o f piglet

動物對植物提取物添加劑的接受性、偏好性和適口性的研究還非常有限。很多植物提取物本來在人類食品中做香料使用,例如,止痢草和牛至草的主要成分之一——百里香酚也被用做食品調(diào)味劑,其香料功能可用于對仔豬斷奶階段的原料味道變化[5-6],通過刺激仔豬的舌咽神經(jīng)從而提高食欲[34-35]。但有些植物提取物可能會對動物采食量產(chǎn)生負(fù)面影響。Wenk[24]對大黃提取物研究發(fā)現(xiàn),大黃中的蔥琨衍生物會降低動物采食量。

4.2 母豬

諸多研究結(jié)果表明止痢草或牛至草提取物都能改善母豬生產(chǎn)性能,所以在母豬的植物提取物添加劑方面的研究就集中在這2種植物上。止痢草或牛至草提取物不僅可以促進豬的食欲,提高采食量,并且可使母豬窩產(chǎn)仔數(shù)平均提高0.5頭（幅度從0.3頭到1.1頭）,妊娠率和分娩率提高（表4）。A riza-Nieto等[36]發(fā)現(xiàn),母豬飼糧中添加止痢草提取物,添加組仔豬的增重和飼料報酬也顯著優(yōu)于對照組。最近一項選用5 000頭母豬的研究表明,飼糧中添加植物提取物顯著提高母豬妊娠率、窩產(chǎn)仔數(shù)和仔豬日增重[37]。

止痢草提取物對母豬繁育性能的影響機制尚不完全明了。飼糧中添加止痢草提取物有利于母豬的健康和生產(chǎn)性能,原因可能在于止痢草提取物的抗菌消炎和抗氧化的功效[38-39]。Khajarern等[40]指出,植物提取物中的香芹酚和百里香酚可以影響腸黏膜,并加速腸絨毛表面上皮細(xì)胞的更新率,而減少病原菌黏附腸上皮細(xì)胞的機會,并且促進了營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。在母豬斷奶后飼糧中添加止痢草提取物可以顯著提高豬的體增重和改善健康狀況,飼糧中添加止痢草提取物可顯著增加泌乳母豬的日采食量和泌乳量。如果止痢草提取物可以穩(wěn)定腸道菌群,減少有害的微生物的數(shù)量,提高飼料的消化率,則可促進動物健康,減少延遲免疫反應(yīng)和產(chǎn)后子宮白細(xì)胞活性降低的不利影響,從而有利于產(chǎn)后的免疫系統(tǒng)激活。由此可知,更好的保護母豬不受產(chǎn)后泌尿生殖器的感染,從而使子宮快速復(fù)原,提高下一胎的分娩率;另外植物提取物的抗菌消炎和抗氧化劑的作用可以降低圍產(chǎn)期疾?。ㄈ缛榉垦?子宮炎-無乳綜合癥,mastitis-m etritis-agalactia,MM A）和豬泌尿生殖道疾病（sw ine urogenital disease,SUGD）的發(fā)生率[24,38,40],從而提高母豬的繁育性能。

表4 植物提取物添加劑對母豬生產(chǎn)性能影響研究總結(jié)Table 4 Summary of effects o f phy togenic feed additives on perform ance of sows

4.3家禽

植物提取物添加劑在家禽上的研究報道較多,且結(jié)果也比較一致。大多數(shù)研究表明:植物提取物添加劑對家禽的采食量沒有顯著影響,而對增重與飼料報酬有顯著改善（表5）。迷迭香、茴香、牛至草、止痢草、薄荷等的提取物都能夠提高肉雞的增重和改善飼料報酬。而肉桂、丁香、香茅提取物對肉雞生產(chǎn)性能的影響研究結(jié)果并不一致（表5）。12項不同的研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加止痢草或牛至草提取物添加劑的結(jié)果比較一致,平均改善飼料報酬3.1% （幅度從1%至9%）,提高增重和日增重,但在采食量方面的結(jié)果并不一致（表5）。

植物提取物在其他家禽種類的研究也表現(xiàn)出了正面結(jié)果。火雞飼料中添加1.25～3.75 g/kg干燥牛至葉子顯著地改善了肉火雞的飼料利用率[6]。在鵪鶉的飼料中添加60 mg/kg含香芹酚量高的百里香提取物,顯著提高了體增重和改善了飼料報酬,降低了腹部脂肪含量[44]。李國勝[45]在植物提取物飼料添加劑影響中國黃羽肉雞生產(chǎn)性能的研究中發(fā)現(xiàn),添加專利植物提取物飼料添加劑可以提高黃羽肉雞的日增重（11.4%）和改善飼料報酬（10.1%）。劉旭晨等[46]的試驗結(jié)果表明,在實際養(yǎng)殖條件下使用專利植物提取物可以顯著提高黃羽肉雞日增重和改善飼料報酬,顯著降低黃羽肉雞的死亡率（40%）。

植物提取物對家禽腸道健康的研究也多有報道。植物提取物添加劑的主要作用是抑制與殺滅消化道中的病菌,從而保證動物腸道健康而提高生產(chǎn)性能。Akh tar等[47]驗證了苦楝提取物對自然感染的小雞有抗球蟲作用。A llen等[48]報道青蒿干葉對由艾美爾柔嫩球蟲感染引起的損害具有保護作用。Youn等[49]研究發(fā)現(xiàn)苦參提取物比青蒿對艾美爾球蟲感染具有更有效的保護作用。W aldenstedt等[13]發(fā)現(xiàn)飼糧添加止痢草提取物可以促進肉雞生長,并可與抗球蟲疫苗一起使用來控制球蟲的發(fā)生和減輕球蟲的危害,較少產(chǎn)氣莢膜梭菌在腸道的定植。G iannenas等[50]通過人工感染艾美爾球蟲的攻毒試驗發(fā)現(xiàn)止痢草提取精油對感染球蟲的肉雞消化道病變有預(yù)防作用,添加植物提取物組的肉雞增重和飼料報酬顯著優(yōu)于感染組,達(dá)到了沒有感染的對照組的生產(chǎn)水平;而且植物提取物組的肉雞便血性腹瀉程度比對照組顯著減輕,腸道損傷指數(shù)顯著低于感染對照組。Koscova等[51]通過對植物提取物和益生素結(jié)合使用的研究發(fā)現(xiàn),植物提取精油和乳酸桿菌都可以減少沙門氏菌在仔雞消化道和功能性器官的感染定植,而且二者結(jié)合添加效果更佳。

表5 植物提取物添加劑對肉雞生長性能影響的研究總結(jié)Tab le 5 Summ ary of ef fects of phy togenic feed additives on grow th performance o f broilers

4.4 影響植物提取物添加劑應(yīng)用效果的因素

近20年來發(fā)表了大量的有關(guān)植物提取物添加劑使用的研究報告,但結(jié)果并不完全一致。影響植物提取物添加劑的主要因素有:所用植物提取物的類型、品種、來源、提取方法、有效成分含量及比例等,添加劑的添加量、飼料配方的組成及動物飼養(yǎng)環(huán)境等。

4.4.1 不同植物種類或同一種類不同亞種有效成分差異較大

在所有影響植物提取物添加劑飼喂效果的因素中,最重要的是植物的來源、部位、生長階段以及氣候和生長環(huán)境（溫度、土壤、肥料）、蒸餾和儲藏條件等。不同種類的植物提取物的抗菌活性成分不同,其抗菌作用的成分以親脂性的烴鏈和親水性的功能基團最為重要。植物提取物添加劑的主要成分是單萜烯和倍半萜烯,包含碳水化合物、酚、醇、醚、醛和酮等,具有芳香和生物學(xué)功能。其抗菌活性大小的順序為:酚＞醛＞酮＞醇＞醚＞烴基,其中,抗菌活性最強的是酚類。百里香酚和香芹酚的羥基能與酶的活性中心形成氫鍵。因此,含有酚類的植物提取物具有抗微生物的最高活性,同時它們的抗菌譜也是最廣的[5-7]。即使同一個名稱的植物也可能是不同的植物種類,例如,僅歐洲就有60多種不同植物都稱之為“牛至草（oregano）”[52]。另外,即使是同一植物,不同品種之間的主要成分含量差異也很大,例如,亞里斯多德大學(xué)培育出的專利止痢草（Origanum vu lgare ssp.hirtum）的活性物質(zhì)的含量是普通野生品種的20倍左右[11-12]。這些不同植物的提取物、不同抗菌活性成分以及不同的活性物質(zhì)含量及比例都是造成動物使用效果不同的因素。

4.4.2 植物提取物添加劑與化工合成純品的不同

1種植物提取物通常有30多種以上的組成成分,主要有效活性成分通常也有4～6種,利用其中1種或幾種的純化工合成的有效成分進行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)試驗中,化工合成的單一成分不能對動物生產(chǎn)性能起促進作用[53-55]。Haselmeyer[55]利用化工合成的百里香酚,添加4個不同濃度（0.10%、0.50%、0.75%、1.00%）,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在整個試驗期內(nèi)（35 d）,百里香酚對肉雞生產(chǎn)性能和其他所測定的指標(biāo)沒有影響;而使用化工合成的香芹酚的研究發(fā)現(xiàn),添加200 m g/kg香芹酚降低了肉雞的采食量和增重[53]。該研究小組進一步使用化工合成的純香芹酚、萜品烯和百里香素,結(jié)果發(fā)現(xiàn),化工合成純品的香芹酚、萜品烯和百里香素對肉雞生產(chǎn)性能均沒有影響[54]。

4.4.3 試驗動物的生長階段、飼糧組成與養(yǎng)殖環(huán)境衛(wèi)生

通常來講,斷奶期間的幼小動物或剛孵化肉雞在球蟲易感期間,動物免疫力低下,與其他促生長劑相似,使用植物提取物效果比較明顯。動物試驗條件和養(yǎng)殖環(huán)境,對植物提取物添加劑的使用效果也有影響。與衛(wèi)生條件好的小型試驗基地相比,在大型的實際生產(chǎn)條件下所得的試驗結(jié)果通常比較一致;一項在衛(wèi)生條件好的小型試驗基地的試驗結(jié)果表明,不論添加抗生素還是添加幾種不同的植物提取物添加劑,對動物生產(chǎn)性能均沒有影響[55]。Allen等[48]報道飼糧中添加樟腦和桉樹腦2種植物提取物飼料添加劑,對沒有感染球蟲的家禽增重作用不明顯,而對受球蟲感染的家禽起到顯著的促生長效果。結(jié)果表明,當(dāng)動物在不利的飼養(yǎng)環(huán)境（如低消化率飼糧或不潔凈飼養(yǎng)環(huán)境）時,植物提取物飼料添加劑具有更明顯的促生長作用。

4.4.4 沒有經(jīng)過提取或全株使用

目前市場上很多稱作“植物提取物添加劑”的產(chǎn)品,也常稱之為“中草藥添加劑”,該類產(chǎn)品多數(shù)屬于植物全株使用,沒有經(jīng)過提取,也不清楚有效成分與含量,產(chǎn)品質(zhì)量本身也不穩(wěn)定,政府主管部門沒有辦法監(jiān)測,產(chǎn)品使用者（飼料生產(chǎn)商或養(yǎng)殖企業(yè)）無法檢測,因此造成該類產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,效果不穩(wěn)定。

5 小 結(jié)

近年來,美國和日本等發(fā)達(dá)國家投入了大量研究經(jīng)費對植物提取物進行基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,韓國和新加坡甚至均由政府立項并資助了大量的研究項目。國內(nèi)的相關(guān)研究都還處于初級階段。禽流感、SARS及艾滋病等疾病的預(yù)防與治療,科學(xué)家們都試圖從植物提取物中尋求一個答案。在我國,加強植物提取物基礎(chǔ)研究將是未來的一個發(fā)展方向,例如進行篩選出高效、可靠、安全的植物后,對其主要的有效成分進行提取、分離、鑒定和中試開發(fā),從而對植物進行育種改造,提高活性物質(zhì)的產(chǎn)量,以確保植物提取物的植物資源。在動物營養(yǎng)應(yīng)用方面,結(jié)合植物提取物中的有效活性成分,利用現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)、免疫學(xué)、分子生物學(xué)等現(xiàn)代研究手段,從體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的代謝利用途徑、免疫調(diào)節(jié)機理和激素的分泌調(diào)控等方面,對植物提取物添加劑的作用機理做深入研究。總之,效果顯著、機理科學(xué)、成分明確的植物提取物及其相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)逐步得到大眾的認(rèn)同,特別是植物提取物添加劑無殘留和不會產(chǎn)生耐藥性問題,為動物養(yǎng)殖與飼料業(yè)能夠高效安全生產(chǎn)綠色健康營養(yǎng)的食品提供了可靠的保證。

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（編輯 陳圓）