植物提取物對奶牛免疫機(jī)能及產(chǎn)奶性能的影響

石 寧，許曉凱，方洛云，蔣林樹，李艷玲（北京農(nóng)學(xué)院動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京 102206）

植物提取物對奶牛免疫機(jī)能及產(chǎn)奶性能的影響

石 寧，許曉凱，方洛云，蔣林樹，李艷玲
（北京農(nóng)學(xué)院動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京 102206）

文章綜述了近幾年關(guān)于植物提取物在奶牛免疫機(jī)能及產(chǎn)奶性能方面的研究報道。利用植物提取物的抗菌、抗病毒、抗炎癥、抗氧化性能，挖掘植物提取物在奶牛應(yīng)用方面的潛能，通過植物提取物活性成分之間的協(xié)同作用，達(dá)到改善調(diào)控奶牛免疫機(jī)能及產(chǎn)奶性能的效果，促進(jìn)奶牛健康生長的同時提高乳品品質(zhì)。

植物提取物；奶牛；免疫機(jī)能；產(chǎn)奶性能

植物提取物是指一類來源于植物的具有一種或多種生物學(xué)功能的物質(zhì)，添加在飼料中具有提高畜禽生產(chǎn)性能、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、增強(qiáng)免疫力、預(yù)防動物某些疾病、促進(jìn)動物健康等多種作用。在當(dāng)前對畜產(chǎn)品安全高度關(guān)注和實現(xiàn)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的背景下，植物提取物以其安全高效、無殘留、不產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)勢，在畜禽飼料中被廣泛應(yīng)用，成為一種新型抗生素替代品［1］。

1 植物提取物

1.1 植物提取物的概述

植物提取物是以植物為原料，按照對提取終產(chǎn)物用途的需要，經(jīng)過物理、化學(xué)提取分離過程，定向獲取和濃集植物中的某一種或多種有效成分，不改變其有效成分結(jié)構(gòu)而形成的產(chǎn)品。其含量相對穩(wěn)定、成分明確、可測定，對動物和人類無毒副作用。植物提取物主要由少量植物的組成成分及其代謝產(chǎn)生的次級產(chǎn)物組成。植物中的次生代謝物在食品和哺乳動物代謝中都有積極的有益作用。目前，植物提取物的產(chǎn)品概念比較寬泛。按照提取植物的成分不同，形成甙、酸、多酚、多糖、萜類、黃酮、生物堿等；按照最終產(chǎn)品的性狀不同，可分為植物油、浸膏、粉、晶狀體等。

1.2 植物提取物分類

1.2.1 生物堿 生物堿（alkaloid）是一類復(fù)雜的含氮有機(jī)化合物，具有特殊的生理活性和醫(yī)療效果。如麻黃中含有治療哮喘的麻黃堿、莨菪中含有解痙鎮(zhèn)痛作用的莨菪堿等。

1.2.2 皂苷 皂苷（saponin）又稱配糖體，主要是植物產(chǎn)生的次生物質(zhì)，一些低等海洋動物和細(xì)菌也可產(chǎn)生［2］?！霸碥铡币辉~由英文名saponin意譯而來，英文名則源于拉丁語的sapo。意為肥皂。它是一種高分子量的糖苷，是以三萜或甾體類的糖苷配基（皂苷元）與糖鏈相連而成，這些皂苷元含有一個或更多的C-C鍵［2］。皂苷存在于植物的多個部位，例如根、塊莖、表皮、葉、種子和果實。

1.2.3 植物揮發(fā)油 又稱植物精油（essentialoil，EO），是具有香氣和揮發(fā)性的油狀液體，由多種化合物組成的混合物，具有生理活性，在醫(yī)療上有多方面的作用，藥用植物中揮發(fā)油含量較為豐富的有側(cè)柏、厚樸、辛夷、樟樹、川芎、肉桂、吳茱萸、白芷、當(dāng)歸、薄荷等。

1.2.4 單寧 單寧（鞣質(zhì)）是英文tannins的譯名，又稱單寧酸、鞣質(zhì)。單寧廣泛分布于具有營養(yǎng)價值的飼用樹、灌木、豆科植物和糧食作物中，而單寧的存在往往限制它們在飼料方面的大量使用。按化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，單寧可分為兩類：一是可水解單寧；二是縮合單寧。植物單寧主要存在于植物體的皮、根、葉、殼和果肉中，濃縮丹寧在世界許多植物中都有發(fā)現(xiàn)。

1.2.5 其他成分 如糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)、酶、有機(jī)酸、油脂、蠟、樹脂、色素、無機(jī)物等，各具有特殊的生理功能，其中很多是臨床上的重要藥物。

1.3 植物提取物的主要生物活性作用

1.3.1 抗菌抗病毒 在植物提取物的抗菌作用中，研究最多的是植物精油，植物精油的很多成分如香芹酚、百里香酚、丁子香酚、紫蘇醛、肉桂醛和肉桂酸等均具有抗菌作用。

1.3.2 抗氧化性 植物中含有的多酚類化合物均具有抗氧化作用，多種水果、蔬菜、牧草飼料作物提取物中都含有不同種類和數(shù)量的多酚類。多酚類化合物種類眾多，包括羥基苯甲酸、羥基肉桂酸、花青素、木脂素、黃酮醇、黃酮等。

1.3.3 增強(qiáng)免疫力 天然植物提取物中的免疫有效活性成分主要有多糖、皂甙、生物堿、精油和有機(jī)酸等。植物提取物的免疫調(diào)節(jié)作用是多方面的，其不僅與各種免疫細(xì)胞有關(guān)，還與細(xì)胞因子的產(chǎn)生和活性密切相關(guān)，同時天然植物飼料添加劑對免疫系統(tǒng)的影響往往受機(jī)體因素及用藥劑量的影響，呈雙向調(diào)節(jié)作用，這是植物提取物免疫機(jī)理的復(fù)雜之處［3-5］。

2 植物提取物對奶牛免疫機(jī)能及健康的影響

2.1 植物提取物對奶牛血液生化指標(biāo)的影響

天然植物提取物中的免疫活性成分具有改善血液生化指標(biāo)，增強(qiáng)抗病能力的作用。奶牛血液中的白蛋白（ALB）與球蛋白（GLOB）的比值可以很直觀地反映機(jī)體免疫系統(tǒng)狀態(tài)。李曉翠［6］通過在奶牛全混合日糧中添加葎草提取物（SHE）的研究結(jié)果表明，給荷斯坦奶牛飼喂60 g/L的葎草提取物，奶牛血液中的白蛋白、球蛋白均低于對照組，且試驗組白蛋白與球蛋白的比值均低于對照組。比值降低說明更多的球蛋白合成用于提高機(jī)體免疫機(jī)能。由此可以說明，葎草提取物具有改善荷斯坦奶牛血液生化指標(biāo)的能力。血糖是奶牛機(jī)體主要的供能物質(zhì)，其含量體現(xiàn)了奶牛機(jī)體能量代謝水平的高低，并影響體內(nèi)氨基酸、蛋白質(zhì)和微量元素的攝取。當(dāng)血糖含量長期低于正常水平時，機(jī)體通過激素的調(diào)節(jié)來動員貯存脂肪中的脂肪酸和甘油，進(jìn)而引發(fā)酮血癥［7］。劉楊等［8］的試驗結(jié)果表明，在泌乳中期奶牛飼糧中添加不同劑量的（低、中、高）王不留行提取物，奶牛血液中血糖含量有升高趨勢，說明王不留行提取物具有促進(jìn)腸道對血液中葡萄糖的吸收、增強(qiáng)奶牛能量代謝水平、降低動物機(jī)體發(fā)病率的潛力。

血液中的尿素氮（BUN）可以較準(zhǔn)確地反映動物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的氨基酸之間的平衡狀況，氨基酸平衡良好時血液中尿素氮濃度下降，反之則上升。李曉翠［6］的研究結(jié)果表明，添加葎草提取物的試驗組（60 g/L）與對照組比較，奶牛血液中尿素氮含量有降低趨勢，進(jìn)一步說明葎草提取物提高了奶牛對蛋白質(zhì)的合成代謝，從而促進(jìn)了奶牛對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。一般來說，尿素氮、膽固醇和甘油三酯是檢測動物機(jī)體蛋白質(zhì)代謝和血脂水平的常用指標(biāo)。尿素氮、膽固醇和甘油三酯含量的異常是泌乳期奶牛營養(yǎng)代謝性疾病發(fā)病的前期表現(xiàn)。徐懷南等［9］在研究中發(fā)現(xiàn)，奶牛體內(nèi)氨的積累能夠造成尿素氮水平的提高及蛋白質(zhì)的浪費，影響產(chǎn)奶量的提高。Jorritsma等［10］研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)過量的脂質(zhì)以甘油三酯的形式儲存在肝細(xì)胞內(nèi)時，明顯增加了脂肪肝的發(fā)病率。劉楊等［8］試驗結(jié)果顯示，全混合日糧中添加王不留行提取物能使奶牛體內(nèi)尿素氮和甘油三酯的含量降低，這表明王不留行提取物可提高奶牛機(jī)體蛋白質(zhì)的利用率，促進(jìn)體內(nèi)脂類的代謝［11］。彭春雨等［12］在奶牛日糧中按頭均0.16 g的量添加植物蛻皮甾酮（PEDS）可以降低血液膽固醇含量，表明植物蛻皮甾酮具有一定的降低血液膽固醇的功能。除了植物蛻皮甾酮對奶牛血漿膽固醇有顯著影響，茶皂素（TSPE）及植物蛻皮甾酮對奶牛其他各項血液生化指標(biāo)均無顯著影響。

2.2 植物提取物對奶牛免疫指標(biāo)的影響

植物提取物中的免疫活性成分對奶牛免疫指標(biāo)的影響主要表現(xiàn)在對血液中的一些免疫球蛋白含量的改變。例如IgA、IgG、IgM，而IgA、IgG、IgM是反映動物機(jī)體免疫水平的重要免疫球蛋白。劉楊等［8］的研究結(jié)果表明，奶牛日糧中添加3個劑量組（低、中、高）王不留行提取物對泌乳中期奶牛血清中IgA、IgG和IgM含量均無顯著影響，但其中IgA、IgG含量有升高趨勢，說明王不留行提取物在一定程度上可改善奶牛機(jī)體免疫功能，但作用不顯著。馮志華［13］在奶牛全混合日糧中添加蒺藜科植物中提取的蒺藜皂苷（GSTT），添加量為10 g時可顯著提高奶牛血清IgG、IgM的含量，并具有提高血清IgA的趨勢；在該試驗研究基礎(chǔ)上增加添加量，當(dāng)日糧中的皂苷添加量達(dá)到30 g時，對奶牛機(jī)體免疫功能具有一定的改善作用。植物提取物中的活性成分也可能對血液中的其他免疫指標(biāo)有影響，而其他免疫指標(biāo)也是提高動物免疫的重要組成部分。周博文［14］在犢牛飲用的常乳中添加蒲公英粗提物對犢牛血液指標(biāo)（IL-4、IL-6、IL-10、IgA、IgG、IgM、IFN-γ）均有顯著影響，但對犢牛的生長性能無影響，說明添加蒲公英粗提物可在一定程度上增強(qiáng)犢牛的免疫力。馮志華［13］在奶牛日糧中添加蒺藜科植物中提取的蒺藜皂苷，添加量為10 g時，對奶牛血清IL-2和TNF-a含量均無顯著影響。葎草乙醇浸出液對革蘭氏陰性菌有明顯的抑制作用，這是葎草應(yīng)用于日糧中能減少腹瀉發(fā)病的主要原因。李曉翠的試驗結(jié)果顯示，犢牛日糧中添加（16 g）葎草提取物對犢牛血漿中IgA、IgG、T3、T4的含量都有提高。由此可知，葎草提取物具有減少犢牛腹瀉、促進(jìn)生長和增強(qiáng)免疫力的作用。盡管效果與添加劑量存在一定的差異，但其作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究。鄭立等［15］試驗表明，給犢牛飼喂葎草活性制劑能明顯提高血漿中IgA、IgG、T3、T4水平，結(jié)果可能是T3、T4參與了葎草活性制劑對犢牛免疫的調(diào)節(jié)過程，可以提高犢牛的免疫能力。

2.3 植物提取物對奶牛健康的影響

夏季高溫會使奶牛處于應(yīng)激狀態(tài)，增加乳房炎和腹瀉的發(fā)病機(jī)率［16］。我國奶牛的隱性乳房炎發(fā)病率目前仍然較高。高桂生等［17］對我國冀東地區(qū)的奶牛隱性乳房炎發(fā)病率進(jìn)行了流行病學(xué)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)隱性乳房炎發(fā)病率高達(dá)60.63%（619/1 021）。體細(xì)胞數(shù)（somatic cellcount，SCC）與奶牛乳房的健康狀況密切相關(guān)，經(jīng)常作為檢測奶牛乳房炎的一個重要指標(biāo)［18］。郭秀蘭等［19］研究表明，體細(xì)胞數(shù)與產(chǎn)奶量損失呈正相關(guān)關(guān)系。有報道稱，紅巖草提取物對奶牛隱性乳房炎的治療具有積極作用。劉延鑫等［20］試驗期間給奶牛每天灌服200mL濃度為1 g/mL的紅巖草提取物，試驗第7天時，與試驗前相比，試驗組奶牛體細(xì)胞數(shù)下降了40.89%，顯著低于對照組（P＜0.05），并且有10頭試驗牛體細(xì)胞數(shù)低于50萬個/mL，治愈率55.56%；在試驗第14天，與試驗前比較體細(xì)胞數(shù)下降了59.05%，極顯著低于對照組（P＜0.01），有15頭奶牛體細(xì)胞數(shù)低于50萬個/mL，治愈率83.33%。此外，在試驗前、試驗第7天和第14天，對照組奶牛的體細(xì)胞數(shù)差異不顯著（P＞0.05），但在試驗第14天，對照組有1頭奶牛測定的體細(xì)胞數(shù)低于50萬個/mL，屬于自愈；試驗組第7天和第14天的牛乳體細(xì)胞數(shù)與試驗前比較均顯著下降（P＜0.05）。由此表明，紅巖草提取物對奶牛隱性乳房炎的治療具有積極作用。姚櫓等［21］給隱性乳房炎奶牛灌服杜仲提取物后與對照組比較發(fā)現(xiàn)，奶牛隱形乳房炎癥得到緩解，采食量和營養(yǎng)攝入得到提高，進(jìn)而促進(jìn)了奶牛健康。遠(yuǎn)立國［22］的試驗結(jié)果顯示，添加劑Ⅰ組（牛至油25mg/kg，黃霉素8mg/kg劑量添加）在防治奶牛隱性乳房炎方面效果顯著。葉文初等［23］從患乳房炎的奶牛中采取奶樣，分離與鑒定致奶牛乳房炎的病原菌，用于苦豆草提取物體外抑菌試驗，結(jié)果表明，苦豆草提取物在體外具有明顯的抑菌作用。

腹瀉病是影響動物健康及生產(chǎn)性能的一大殺手，嚴(yán)重影響?zhàn)B殖戶的經(jīng)濟(jì)利益。陳昊等［24］進(jìn)行了牛至精油對荷斯坦奶牛腹瀉發(fā)病率和乳房炎影響的研究。結(jié)果顯示，試驗期內(nèi)試驗組奶牛的腹瀉率和乳房炎發(fā)病率一直低于對照組，并且隨著試驗的進(jìn)行，這兩項指標(biāo)均有下降趨勢。相比之下，對照組奶牛的腹瀉率和單個乳區(qū)乳房炎發(fā)病率一直高于試驗組，而且有差距增大的趨勢。由此得知，在奶牛全混合日糧中添加牛至精油可以抑制奶牛體內(nèi)病原微生物的繁殖，改善奶牛健康狀況。

3 植物提取物對奶牛產(chǎn)奶性能的影響

3.1 植物提取物對奶牛產(chǎn)奶量的影響

奶牛日糧中添加植物提取物，對奶牛產(chǎn)奶量會產(chǎn)生一定的影響。陳會良等［25］通過在奶牛精料中添加牛至油的研究發(fā)現(xiàn)，在每千克奶牛精料中添加15 g（純度為10%）的牛至油時，試驗組奶牛乳脂率比對照組提高7.57%，產(chǎn)奶量和乳蛋白率也均有上升趨勢。遠(yuǎn)立國等［26］對產(chǎn)犢1周后的荷斯坦泌乳奶牛（約600 kg）飼喂牛至油加黃霉素（添加劑Ⅰ）和牛至油加莫能菌素（添加劑Ⅱ）的日糧，通過60 d的飼喂，與空白對照組相比，添加劑Ⅰ組和添加劑Ⅱ組每頭奶牛每天的平均產(chǎn)乳量分別提高2.73 kg和1.91 kg。有試驗證明，飼喂大蒜素可以使奶牛產(chǎn)奶量顯著提高［27］，但也有試驗證明大蒜素對奶牛產(chǎn)奶量無影響［28］。劉敏［29］研究發(fā)現(xiàn)，在飼喂大蒜素30 d后，試驗組產(chǎn)奶量增長幅度比對照組大（P＜0.05），60 d到90 d時產(chǎn)奶量反而有所下降?？赡苁谴笏馑卦鰪?qiáng)機(jī)體免疫，降低體細(xì)胞數(shù)，導(dǎo)致產(chǎn)奶量出現(xiàn)升高趨勢；也可能是大蒜素的特有香味可以增強(qiáng)奶牛食欲，增加采食量，從而增加產(chǎn)奶量。郭福存等［30］用沙棘葉和沙棘果肉渣提取物作為飼料添加劑飼喂奶山羊，結(jié)果使奶山羊的產(chǎn)奶量提高了3.82%～6.88%，而乳汁成分和食用價值與常奶相同。

植物提取物中的某些活性成分可作用于乳腺的雌激素受體，表現(xiàn)出雌激素一樣的生物效應(yīng)，也會影響奶牛的泌乳性能。由于牛、羊體內(nèi)類固醇雌激素循環(huán)水平較低，很容易出現(xiàn)雌激素效應(yīng)，從而刺激乳腺的發(fā)育和泌乳細(xì)胞的生成，繼而引起產(chǎn)奶能力的提高。有研究表明［31］，將低劑量的雌激素添加到奶牛全混合日糧中能促進(jìn)奶牛泌乳能力。賈若愚［32］研究發(fā)現(xiàn)，奶牛日糧中添加竹提取物，其日產(chǎn)奶量較未添加前出現(xiàn)緩慢回升的趨勢，說明竹提取物具有維持奶牛較高產(chǎn)奶性能的作用。竹提取物能影響奶牛泌乳能力的機(jī)制可能是竹提取物分解的黃酮類物質(zhì)直接作用于乳腺的雌激素受體，表現(xiàn)出雌激素一樣的生物效應(yīng)。另外，生長激素和催乳素不僅對動物的乳腺發(fā)育和分化起著重要作用，而且是動物泌乳啟動和維持必不可少的激素［33］。桑圣民等［34］研究發(fā)現(xiàn)，中、高劑量組王不留行提取物可顯著增加奶牛血清中催乳素和生長激素含量，由此推測，中草藥王不留行提取物可能促進(jìn)奶牛泌乳，這與Shi等［35］研究結(jié)果一致。

3.2 植物提取物對奶牛乳成分的影響

植物提取物對奶牛乳成分也具有一定的影響作用，但不同的研究者其研究結(jié)果并不相同。田麗新［36］研究發(fā)現(xiàn)，全混合日糧中添加絲蘭提取物（YE）飼喂奶?？商岣呷橹?、乳蛋白率和乳總固形物的含量，降低了乳中乳尿素氮和體細(xì)胞數(shù)，說明絲蘭提取物能夠影響奶牛的乳成分，提高乳品品質(zhì)。劉敏［29］的研究表明，大蒜素飼喂綿羊后其乳中乳脂率的變化差異不顯著（P＞0.05），但在飼喂大蒜素30 d后，試驗組乳脂率的增加量高于對照組，乳糖率在整個試驗過程中無顯著差異，這與金萍等［37］和黃玉德等［38］用大蒜素飼喂奶牛的結(jié)果一致。姚櫓等［21］給隱性乳房炎奶牛灌服杜仲提取物后，乳脂率有升高趨勢，在第12天時兩組奶牛乳脂率發(fā)生顯著變化（P＜0.05）；乳蛋白率明顯降低，第9天和第12天時兩組發(fā)生極顯著變化（P＜0.01）；乳糖率在第12天時也發(fā)生顯著變化（P＜0.05）；但非脂乳固體幾乎沒有變化。由此認(rèn)為，杜仲提取物能夠影響乳成分，具有降低乳蛋白率、提高乳脂率和乳糖率的作用。劉敏［29］在全混合日糧中添加大蒜素飼喂奶牛60 d后，乳蛋白率顯著提高（P＜0.05）。作者認(rèn)為可能是由于大蒜素影響機(jī)體蛋白質(zhì)的合成代謝和分解代謝，提高了奶牛機(jī)體蛋白的代謝效率，從而使得乳蛋白含量升高。彭春雨等［12］在全混合日糧中添加茶皂素（TSPE）和植物蛻皮甾酮（PEDS）飼喂奶牛，與對照組相比，飼喂茶皂素或植物蛻皮甾酮對乳脂率、乳蛋白、乳糖和全乳干物質(zhì)等乳成分均無顯著影響，但較對照組均顯著降低了體細(xì)胞數(shù)。

4 小結(jié)

植物提取物作為新型的飼用產(chǎn)品具有抗菌、抗氧化、增強(qiáng)動物機(jī)體免疫力等作用，在動物生產(chǎn)中有著廣闊的應(yīng)用前景，但廣大科研工作者在植物提取物對動物免疫及健康應(yīng)用方面的研究還很局限，有著巨大的研究空間。今后植物提取物產(chǎn)業(yè)化的研究與發(fā)展不應(yīng)僅僅局限于某一領(lǐng)域或某一方向，應(yīng)走多學(xué)科、多方向、多途徑開發(fā)的道路，挖掘其在動物免疫調(diào)節(jié)和促進(jìn)動物健康方面中的應(yīng)用潛力。在動物免疫調(diào)節(jié)及促進(jìn)動物健康方面應(yīng)加大研究力度，開辟出一條植物提取物利用新途徑?？傊?，植物提取物是一個富有潛力的生物資源，隨著各種分離和檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步，植物提取物的組分、結(jié)構(gòu)和功能日趨明朗化，植物提取物必將會在動物免疫及健康應(yīng)用方面具有更大的開發(fā)空間。

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Effects of Plant Extracts on Immune Function and Milk Production in Dairy Cow

Shi Ning, Xu Xiaokai,Li Yanling,et al
（College ofAnimal Science and Technology, BeijingUniversity ofAgriculture ,Beijing 102206,China）

Many plant extracts have affects on animal metabolism,such as antibacterial, antiviral, anti- inflammatory, antioxidant effects.In this paper,the research reports about plant extracts on immune function and milk production of dairy cowwere reviewed.

plant extract；dairy cow；immune function；milk production

S823.5

A

2095-3887（2017）01-0050-05

10.3969/j.issn.2095-3887.2017.01.016

2016-11-29

北京農(nóng)學(xué)院奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點實驗室開放課題（kf2016042）；國家自然科學(xué)基金（31302000）

石寧（1987-），男，碩士研究生。

李艷玲，女，副教授，博士后，碩士生導(dǎo)師。