植物提取物在提高仔豬抗病力上的應(yīng)用及作用原理

劉正旭，霍永久，占今舜

(揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009)

仔豬斷奶階段是豬整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵時(shí)間段之一，此時(shí)仔豬面臨著營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境、豬群“社交”等多方面的應(yīng)激。由于斷奶仔豬本身免疫和消化吸收系統(tǒng)尚未發(fā)育健全，所以經(jīng)常發(fā)生腹瀉等胃腸道疾病，給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1]。20世紀(jì)50年代以來(lái)，全世界養(yǎng)豬業(yè)者使用抗生素來(lái)預(yù)防和治療仔豬斷奶階段的腹瀉問(wèn)題，取得了良好成效。但是抗生素的長(zhǎng)期大量使用導(dǎo)致了細(xì)菌的抗藥性。20世紀(jì)90年代以來(lái)越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始在養(yǎng)豬生產(chǎn)中限制抗生素的使用，這也使得全球的科學(xué)家努力尋找能夠替代抗生素的仔豬生長(zhǎng)促進(jìn)劑。其中，植物提取物是一個(gè)熱門(mén)的研究方向。PE是以植物為原料，按照最終產(chǎn)品的用途需要，經(jīng)過(guò)不同的提取分離過(guò)程，定向獲取和濃集植物中的某一種或多種有效成分，而不改變其有效成分結(jié)構(gòu)的綠色天然產(chǎn)品。

1 PE在仔豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

PE在歷史上一直作為人類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑或藥物大量使用，有數(shù)千年歷史[2]。尤其是在我國(guó)傳統(tǒng)的中藥理論中，一直把草藥作為最主要的治療藥物。但在豬生產(chǎn)中PE則是一種新型的飼料添加劑，由單一或復(fù)合種類(lèi)的植物產(chǎn)品及其提取物例如精油、多酚等物質(zhì)組成。

1.1 草本植物

一直以來(lái)，草藥被世界上不同地區(qū)的人們廣泛應(yīng)用，來(lái)治療人類(lèi)疾病。現(xiàn)代的研究者使用包括大蒜、薄荷、甘菊、蘆薈在內(nèi)的草本植物也成功地進(jìn)行了胃腸紊亂疾病的治療試驗(yàn)。Walter和Bilkei[3]的研究表明，含有百里香酚和香芹酚的復(fù)方草本PE可讓體弱豬有效抵御外界疾病，深入探究發(fā)現(xiàn)，其機(jī)制是上述2種活性物質(zhì)可以提高血液中的CD4+、CD8+和T細(xì)胞的數(shù)量比例。Nofrarias等[4]的研究則發(fā)現(xiàn)：某復(fù)合草本PE組合，沒(méi)有影響仔豬結(jié)腸的單核細(xì)胞比例，只有淋巴結(jié)處的B淋巴細(xì)胞比例減少了。

1.2 木本植物

在仔豬生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用的木本植物主要為皂樹(shù)提取物，其生物活性物質(zhì)主要是皂苷。武進(jìn)[5]的研究表明，以皂苷等為主要成分的PE在改善豬生產(chǎn)性能方面具有良好的效果，同時(shí)可以顯著地增強(qiáng)豬機(jī)體的抗氧化能力，可以達(dá)到或略?xún)?yōu)于試驗(yàn)對(duì)照所用的抗生素。林登峰等[6]的實(shí)驗(yàn)研究了酸棗仁皂甙元為主的PE對(duì)仔豬生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明：飼料中添加該種類(lèi)PE 50 mg/kg和100 mg/kg后，日增重提高7.1%～9.2%(P＜0.05)、采食量增加3.5%～4.9%(P＜0.05)，飼料轉(zhuǎn)化率改善(F/G)3.2%～3.7%(P＜0.05)，仔豬腹瀉率明顯降低，同時(shí)皮毛有光澤、行為安祥。Turner等[7]的研究表明，125 mg/kg皂樹(shù)提取物對(duì)斷奶豬的吞噬細(xì)胞功能可產(chǎn)生顯著影響，提升吞噬反應(yīng)效率(P＜0.05)。

2 PE對(duì)仔豬的作用原理

2.1 有害微生物抑制機(jī)制

斷奶腹瀉(PWD)是豬生產(chǎn)中造成經(jīng)濟(jì)損失的主要原因之一。PWD的具體原因較多，其中最主要的致病菌是大腸桿菌以及梭狀芽胞桿菌屬、勞森氏菌、短螺菌屬；最主要的致病病毒為輪狀病毒、冠狀病毒等。因而控制住斷奶仔豬飼養(yǎng)當(dāng)中的致病微生物就意味著為豬生產(chǎn)者創(chuàng)造巨大效益，PE在這方面有巨大潛力。PE對(duì)有害微生物的抑制表現(xiàn)抗菌、抗病毒和驅(qū)蟲(chóng)等。

Bruins等的實(shí)驗(yàn)研究了紅茶提取物對(duì)斷奶仔豬的影響。發(fā)現(xiàn)0.8%的紅茶提取物添加量可以顯著降低腹瀉發(fā)生率，降低的百分比達(dá)到了 20%。腸道發(fā)酵情況可以反映腸道菌群狀況。Dierick等的實(shí)驗(yàn)研究了球型褐藻提取物對(duì)仔豬腸道菌群（大腸桿菌、乳酸菌、鏈球菌、厭氧菌總數(shù)）及其發(fā)酵代謝情況的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加球型褐藻提取物后，對(duì)小腸后部菌群尤其是大腸桿菌數(shù)量有了顯著的抑制效應(yīng)(P＜0.05)。同時(shí)，微生物發(fā)酵活動(dòng)（乳酸、揮發(fā)性脂肪酸）也被明顯抑制(P＜0.05)。這說(shuō)明，球型褐藻有作為抗生素替代物的潛能，通過(guò)改善腸道菌群情況來(lái)改善仔豬健康狀況。其他研究者也以腸道發(fā)酵情況為切入點(diǎn)進(jìn)行了PE添加劑的研究，但結(jié)果較為復(fù)雜。Pellikaan等研究了添加刺槐豆膠對(duì)斷奶仔豬腸道發(fā)酵情況的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)斷奶后第1天和第2天，添加PE一定程度上降低了揮發(fā)性脂肪酸（VFA）含量，略微增加了支鏈VFA的量，對(duì)氨的影響則比較復(fù)雜，但是上述變化都比較輕微，而且只在斷奶之后最初的幾天才出現(xiàn)；該研究者的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，采用的PE是香芹酚，最終發(fā)現(xiàn)香芹酚對(duì)仔豬發(fā)酵模式的調(diào)整較為輕微，并非是影響發(fā)酵情況的主要因素，斷奶過(guò)程本身才是影響發(fā)酵模式的主要因素。

Ren等以猴腎臟細(xì)胞和豬睪丸細(xì)胞為模型，檢驗(yàn)了魚(yú)腥草提取物注射后對(duì)感染偽狂犬病毒（PRV）的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，魚(yú)腥草對(duì)于偽狂犬病的感染能有效的抑制，同時(shí)在猴腎臟細(xì)胞中此效果更明顯。另外，他還發(fā)現(xiàn)低劑量魚(yú)腥草注射可以抑制偽狂犬引起的細(xì)胞凋亡，而高劑量魚(yú)腥草卻會(huì)直接引起細(xì)胞凋亡。

Jensen等的實(shí)驗(yàn)研究了菊苣根對(duì)仔豬腸道寄生蟲(chóng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)飼喂菊苣根之后，腸道中豬蛔蟲(chóng)數(shù)量降低了64%(P = 0.034)，但豬鞭蟲(chóng)數(shù)量卻增加了 63% (P= 0.016)。Thomsen等 實(shí) 驗(yàn)發(fā)現(xiàn)植物當(dāng)中的果聚糖能夠成功降低豬痢疾的發(fā)病率，有效地抑制豬痢疾短螺旋體的感染。

2.2 免疫增強(qiáng)機(jī)制

腸道既是動(dòng)物消化食物、吸收營(yíng)養(yǎng)的主要場(chǎng)所，也是體內(nèi)最大的免疫器官。PE的免疫增強(qiáng)效應(yīng)表現(xiàn)為促進(jìn)免疫細(xì)胞轉(zhuǎn)化、增加淋巴細(xì)胞數(shù)量、激活抗體生成和延長(zhǎng)抗體作用時(shí)間，如植物多糖和皂苷所起的作用。

Wang等[8]利用細(xì)胞模型，研究了女貞果實(shí)超臨界二氧化碳萃取物對(duì)于仔豬的免疫細(xì)胞的影響，結(jié)果顯示提取物增強(qiáng)了淋巴細(xì)胞的增殖活性，并且上調(diào)了 CD4+CD8+和CD4+CD8-細(xì)胞數(shù)量。同時(shí)女貞果實(shí)提取物調(diào)節(jié)了Th1淋巴細(xì)胞和Th2淋巴細(xì)胞相關(guān)的細(xì)胞因子：提高了Th1淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的白細(xì)胞介素-2（IL-2），干擾素-γ（IFN-gamma）和干擾素-α（TNF-alpha）的水平；降低了Th2淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的白細(xì)胞介素-4（IL-4）和白細(xì)胞介素-10（IL-10）水平。女貞果實(shí)提取物還刺激了淋巴細(xì)胞的NO分泌。這些都說(shuō)明女貞果實(shí)超臨界二氧化碳萃取物確實(shí)有影響仔豬免疫系統(tǒng)的潛能，可以作為豬生產(chǎn)中新型的免疫調(diào)節(jié)劑。除了傳統(tǒng)的與腹瀉有關(guān)的炎癥反應(yīng)以外，PE還可以舒緩日糧等因素造成的過(guò)敏反應(yīng)。Hao等的研究表明，連翹提取物可以顯著降低過(guò)敏抗體量、肥大細(xì)胞脫顆粒作用以及組胺的釋放，同時(shí)改善腸道微生物區(qū)系，最終緩和了β型伴大豆球蛋白引起的仔豬過(guò)敏反應(yīng)。另外，連翹提取物還抑制了β型伴大豆球蛋白引導(dǎo)的T淋巴細(xì)胞增殖和IL-4合成2個(gè)反應(yīng)。這說(shuō)明，連翹提取物確實(shí)可以緩和仔豬的大豆日糧過(guò)敏癥狀。

2.3 抗氧化機(jī)制

抗氧化主要表現(xiàn)為清除自由基以及增強(qiáng)抗氧化酶活性2個(gè)方面，如某些植物多酚、黃酮類(lèi)和皂甙類(lèi)化合物。Yan等的研究證明，魚(yú)腥草和藥用蒲公英添加后可顯著增加豬肉的（P＜0.05）硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物值（TBARS value），說(shuō)明上述提取物可顯著改善豬身體內(nèi)的抗氧化性能。武進(jìn)的實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，復(fù)合植物提取物中劑量添加組（600 g/t）與抗生素組相比，谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）和超氧化物歧化酶（SOD）活性明顯提高（P＜0.05），自由基的清除能力增強(qiáng)了；丙二醛（MDA）含量明顯下降（P＜0.05），降低了脂質(zhì)過(guò)氧化的發(fā)生。研究者認(rèn)為，一定劑量的該復(fù)合植物提取物可改善豬體內(nèi)的氧化狀態(tài)。

2.4 代謝調(diào)控機(jī)制

萬(wàn)伶俐等[9]的研究發(fā)現(xiàn)在仔豬飼料中添加中草藥添加劑，可促進(jìn)仔豬某些激素和酶的分泌并提高仔豬對(duì)飼料養(yǎng)分的吸收效率，從而促進(jìn)仔豬對(duì)養(yǎng)分和能量的吸收代謝效率，改善仔豬的生長(zhǎng)性能和飼料報(bào)酬；同時(shí)還能降低仔豬腹瀉的發(fā)生率和死亡率。田允波等[10]研究表明，天然植物提取物對(duì)仔豬的促生長(zhǎng)作用可能是通過(guò)調(diào)節(jié)豬代謝調(diào)節(jié)系統(tǒng)機(jī)能而實(shí)現(xiàn)的。研究者發(fā)現(xiàn)其作用過(guò)程是一種整體效應(yīng)：仔豬在表觀上的飼料養(yǎng)分消化率提高，生產(chǎn)性能提高；從代謝調(diào)控機(jī)制來(lái)說(shuō)，則是通過(guò)促進(jìn)生長(zhǎng)激素（GH）、胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF-Ⅰ)的合成和分泌，加強(qiáng)合成代謝，另外PE還可促進(jìn)甲狀腺激素和環(huán)腺苷酸（cAMP）的合成和分泌，來(lái)促進(jìn)脂肪的動(dòng)員和加速脂肪的氧化分解、降低豬體脂的積累。

3 PE與其他養(yǎng)分的互作機(jī)制

McAlpine等對(duì)比研究了海藻提取物和氧化鋅對(duì)仔豬的促生長(zhǎng)效用，發(fā)現(xiàn)二者在干物質(zhì)、氮（N）、中性洗滌纖維（NDF）消化率上有拮抗互作，同時(shí)海藻提取物本身確實(shí)改善了飼料消化率，促生長(zhǎng)效用與氧化鋅類(lèi)似，但二者不能同時(shí)添加。Manzanilla等研究了日糧蛋白來(lái)源和水平與植物提取物的互作。相對(duì)于20%的高蛋白水平，較低的蛋白水平（18%）下，植物提取物會(huì)降低淀粉消化率，同時(shí)會(huì)降低腸絨毛長(zhǎng)度、減少上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞數(shù)量（P＜0.05），但對(duì)微生物區(qū)系有正面的影響。整體而言，蛋白質(zhì)水平和植物提取物的互作在不同指標(biāo)上表現(xiàn)不同，還需進(jìn)一步研究。Gahan等[11]研究了不同添加量的乳糖和不同添加量的海藻提取物對(duì)仔豬各指標(biāo)的互作效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率上，二者存在顯著的互作(P＜ 0.05)。低劑量的乳糖添加時(shí)，增加海藻提取物的量可以顯著增加平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率(P＜0.05)；但在高劑量的乳糖添加下，增加海藻提取物的量對(duì)上述指標(biāo)就沒(méi)有顯著影響。

4 小結(jié)和展望

自從歐盟2006年開(kāi)始豬生產(chǎn)中禁止使用抗生素，抗生素的限用和禁用已經(jīng)逐漸成為全球養(yǎng)豬從業(yè)者的共識(shí)和必然選擇。尋求新的生長(zhǎng)促進(jìn)劑替代抗生素已經(jīng)成為全球的豬業(yè)科學(xué)家孜孜不倦的目標(biāo)。植物提取物憑借其自然、安全、有效的特性受到了科學(xué)家的青睞，在實(shí)際的應(yīng)用中，PE也體現(xiàn)出了抗菌、抗氧化、增強(qiáng)免疫、調(diào)控代謝等多方面的功能特性，促進(jìn)了仔豬的健康和生長(zhǎng)。

但由于植物的種類(lèi)繁多、所含物質(zhì)復(fù)雜、提取工藝無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等因素，PE在實(shí)際應(yīng)用中效果不穩(wěn)定。因而需要對(duì)植物提取物的提取工藝、有效成分檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等做出與國(guó)際接軌的統(tǒng)一規(guī)定。另外，未來(lái)還需要從分子營(yíng)養(yǎng)的層面對(duì)PE的作用原理進(jìn)行精細(xì)化的研究，促進(jìn)PE的推廣應(yīng)用和我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)的綠色、安全。

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