飼用植物及其提取物在飼料替抗中的應用

劉 華 劉秀斌 吳 俊 曾建國，4*

（1.中獸藥湖南省重點實驗室，湖南長沙410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學動物科學與技術學院，湖南長沙410128；3.湖南美可達生物資源股份有限公司，湖南長沙410128；4.湖南農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院，湖南長沙410128）

抗生素是指經(jīng)微生物培養(yǎng)或化學合成而得到的具有特異性殺滅微生物作用的物質。1928年，英國科學家亞歷山大·弗萊明首次發(fā)現(xiàn)青霉素，人類進入抗生素時代。1946 年，美國科學家Moore 等[1]首次發(fā)現(xiàn)在肉雞飼料中添加抗生素具有促生長作用，自此全球畜牧業(yè)進入抗生素促生長時代?？股刈鳛樘砑觿V泛應用于豬、禽、牛、羊、水產(chǎn)動物等動物飼料中。在動物飼料中添加低于治療劑量的抗生素可以促進動物生長、提高飼料轉換效率、降低畜禽發(fā)病率和死亡率[2-3]。雖然飼用抗生素為養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻，但是長期添加使用，導致了細菌耐藥性、環(huán)境污染、動物源食品藥物殘留、公共健康安全隱患等問題[4-5]。禁止將飼用抗生素用于動物生產(chǎn)已成為世界各國的共識和必然趨勢。歐盟于2006年全面禁止抗生素作為飼料添加劑使用。我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2019年9 月發(fā)布194 號公告，“自2020 年1 月1 日起，退出除中藥外的所有促生長類藥物飼料添加劑品種”[6]，自此，我國畜牧養(yǎng)殖業(yè)進入飼料無抗時代。

隨著全球飼用禁抗進程深入，尋找安全有效的飼用抗生素替代品成為全球研究的熱點，市場迫切需求安全、高效的飼用抗生素替代產(chǎn)品[7-8]。飼用植物及添加劑具有資源豐富、來源天然、功能全面、安全性高、低毒副作用、不易產(chǎn)生耐藥性、無（低）殘留等優(yōu)勢，是動物生產(chǎn)中飼用抗生素的理想替代品之一。本文綜述飼用植物及其提取物在飼用替抗方面的研究與應用，以期為飼用植物及其提取物替抗產(chǎn)品開發(fā)及在動物生產(chǎn)過程中飼用替抗方面的應用提供參考。

1 飼用植物及其提取物概況

飼用植物即可飼用天然植物，是指農(nóng)業(yè)農(nóng)村部相關文件批準可以用于商品飼料（或基質）生產(chǎn)的有一定應用功能的植物，具體表現(xiàn)形式有飼用植物粉和飼用植物提取物，其中產(chǎn)品形式為飼料原料，如飼料原料甘草粉、飼料原料甘草粗提物。2018年國家頒布了《天然植物飼料原料通用要求國家標準（GB∕T 19424—2018）》[9]，對天然植物飼料原料的質量安全和規(guī)范使用進行了約束，對飼用植物相關產(chǎn)品的開發(fā)和應用具有規(guī)范性意義。

飼用植物提取物根據(jù)其提取分離工藝和產(chǎn)品質控標準區(qū)分為飼用植物粗提物和飼用植物精提物。飼用植物粗提取物是指經(jīng)水或醇提取，未加分離單元流程的簡單提取物，產(chǎn)品表現(xiàn)形式為飼料原料，如飼料原料——甘草粗提物。飼用植物精提取物是指在粗提后，通過分離純化工藝過程，對標識成分有量化質控要求或功能組分乃至純化提取物，一般按注冊程序被批準為飼料添加劑，如杜仲葉提取物。植物提取物飼料添加劑是指以植物提取物（活性成分）為主要有效成分，按照飼料添加劑注冊程序開發(fā)的飼料添加劑產(chǎn)品，如杜仲葉提取物、淫羊藿提取物、迷迭香提取物等。

飼料原料目錄收錄及批準的飼用植物有117種，多為藥食同源的中草藥，但是中草藥絕不等同于飼用植物。目前期刊雜志上，常見有以“中（草）藥飼料添加劑”等相關表述，且市場上常見有“中(草)藥飼料添加劑”、“中(草)藥提取物”等形式的產(chǎn)品，并被廠商利用相關概念進行宣傳炒作。筆者認為“中（草）藥飼料添加劑”的概念是不科學的，至少是不嚴謹?shù)模覈?jīng)飼料添加劑注冊程序被批準的飼料添加劑中并沒有“中（草）藥飼料添加劑”的品類；中（草）藥和飼料添加劑是兩個獨立的概念，中（草）藥代表其藥物屬性，而飼料添加劑一般具有功能屬性。目前動物生產(chǎn)中應用的植物源產(chǎn)品合乎法規(guī)的分類為：①天然植物飼料原料即可飼用植物，包括《飼料原料目錄》7.6其他可飼用天然植物中收錄的117種藥食同源植物；②植物提取物飼料添加劑，即以植物提取物為主要有效成分，按照飼料添加劑注冊程序開發(fā)的飼料添加劑產(chǎn)品，包括收錄于《飼料添加劑目錄》、食品用香料及農(nóng)業(yè)農(nóng)村部批準暫未列入《飼料添加劑目錄》的新飼料添加劑產(chǎn)品；③中獸藥，即以中藥材為原料，按照獸藥注冊程序注冊批準的用于臨床疾病治療，或預防動物疾病并達到改善或提高生產(chǎn)性能的藥物；④中獸藥藥物飼料添加劑，即收錄于《藥物飼料添加劑目錄》的中獸藥產(chǎn)品，可在飼料和養(yǎng)殖過程中長期添加使用，值得注意的是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部194號公告宣布“退出除中藥外的所有促生長類藥物飼料添加劑品種”及“改變中藥類藥物飼料添加劑管理方式，不再核發(fā)‘獸藥添字’批準文號，改為‘獸藥字’批準文號”，即取消藥物飼料添加劑品類，在藥品質量標準和標簽說明書上通過“獸用非處方藥”的標示及“可在飼料和養(yǎng)殖過程中長期添加使用，無休藥期”的使用說明，來與治療用獸藥進行區(qū)分。

飼用植物的主要功能活性成分為植物自然生長過程中合成的次級代謝產(chǎn)物，如生物堿類、多酚類、揮發(fā)油類、黃酮類、植物多糖類、有機酸類、皂苷類等[10]。不同的植物品種，其活性成分存在差異，且飼用植物中功能活性成分并不是單一的化合物，往往表現(xiàn)為一類功能活性組分（或類組分物質），因此飼用植物一般具有多種功能特性，但根據(jù)其主要活性物質含量，某種飼用植物及其提取物應具有某一種主要功能特性。植物提取物是飼用植物開發(fā)添加劑產(chǎn)品的主要形式，根據(jù)功能活性成分組成一般具有抗微生物、抗氧化、促生長、防治腹瀉、增強免疫力、改善腸道健康等作用[11]。

2 飼用植物及其提取物在飼料替抗中的應用

飼用植物及其提取物開發(fā)的相關產(chǎn)品富含植物功能活性成分，在改善動物健康、預防動物疾病、促進動物生長方面具有積極效果，可以作為飼用抗生素替代品在動物生產(chǎn)中應用。

2.1 “整腸、抗炎、促生長”飼用抗生素替代技術

筆者根據(jù)多年的植物提取物研究和博落回系列飼用替抗產(chǎn)品開發(fā)的經(jīng)驗總結了“整腸、抗炎、促生長”的飼用抗生素替代技術，即通過調控腸道微生物，維護腸道完整性，降低腸道炎癥，最終達到促進動物生長的目的?！罢c”，指調控腸道菌群和維護腸道（小腸絨毛）完整性?？赏ㄟ^宏基因組技術開展靶標類組分與腸道菌群互作和影響菌群代謝的研究，詮釋菌群調控機制。同時研究目標物質對受損小腸絨毛修復或促進絨毛生長，促進免疫因子的大量釋放，從而提高機體的抗病能力?！翱寡住保唇档蜋C體炎癥。炎癥將導致動物大量能量的無效消耗，進而影響生長和發(fā)育[12-13]，通過降低機體炎癥可以提高機體能量利用效率，促進動物合成代謝?；谑称吩答B(yǎng)殖動物生存時間相對較短，只要能在屠宰前防止炎癥發(fā)生，從而保障動物生長性能不受影響?！按偕L”指通過改善消化及營養(yǎng)吸收器官腸道的健康，降低炎癥發(fā)生率，從而保證達到“促生長”的目標，往往通過飼料轉化率（FCR）來表征?；凇罢c、抗炎、促生長”的飼用抗生素替代技術設計開發(fā)新的飼用抗生素替代產(chǎn)品或復配組合技術，重點從富含精油和酚酸類化合物中尋找具有抗氧化應激和調節(jié)腸道菌群的功能物質，從富含生物堿類化合物中尋找具有抗炎和調控腸道完整性的功能物質，開發(fā)為具有減少疾病，促進生長，提高飼料報酬功效的新獸藥或飼料添加劑，也可利用飼用植物提取物進行復配達到飼料無抗。

2.2 飼用植物及其提取物在飼用替抗中應用

隨著全球飼料禁抗浪潮的推進及我國飼料禁抗時間點的迫近，飼用替抗技術和飼用替抗產(chǎn)品開發(fā)和研究成為動物生產(chǎn)領域的重點課題，歐盟自2006 年飼料禁抗以來積累了一些飼用替抗經(jīng)驗，其中植物提取物就是很重要的飼用替抗產(chǎn)品和技術的來源[14]。近年來，學術期刊報道了大量關于植物精油、杜仲、桑葉、金銀花、迷迭香等飼用植物及其提取物在飼用替抗方面的應用研究。

2.2.1 植物精油（Essential oil，EO）

植物精油是植物自然生長過程中合成的一類次生代謝產(chǎn)物，有特殊芳香味，常溫下多為油狀液體，具有一定的揮發(fā)性。植物精油成分復雜，多為幾十種物質的混合物，主要包括萜烯類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物4類基本成分。植物精油一般具有誘食、抗氧化、抗微生物、提高免疫力、改善消化等作用，作為飼用替抗產(chǎn)品在畜禽生產(chǎn)中被廣泛應用于促進動物生長和改善動物健康[15-16]。燕磊等[17]研究表明肉雞日糧中添加不同植物精油（100～300 mg∕kg）可達到與維吉尼亞霉素(20 mg∕kg)同等生長性能，且可促進肉雞十二指腸絨毛發(fā)育。宋軍帥等[18]研究表明斷奶仔豬日糧添加由3%桉樹精油、2%香芹精油、0.5%百里香精油、0.1%檸檬精油、0.1%大蒜精油、5%薄荷精油組成的復合植物精油（200 mg∕kg），與添加飼用抗生素（96 mg∕kg延胡索酸泰妙菌素+75 mg∕kg金霉素+200 mg∕kg吉他霉素）日糧相比，仔豬平均日增重顯著提高，采食量增加，料肉比降低，腹瀉率和死淘率降低。Mathlouthi 等[19]研究表明肉雞日糧中添加牛至精油（100 mg∕kg）或迷迭香精油（100 mg∕kg）或牛至迷迭香混合精油（100 mg∕kg）與添加阿維拉霉素（44 mg∕kg）對肉仔雞生長性能無明顯差異。Hernandez 等[20]研究表明肉仔雞日糧中添加200 mg∕kg牛至、肉桂、胡椒復合植物精油與10 mg∕kg的硫酸黏桿菌素具有同等的生長性能。肉雞日糧中添加125 mg∕kg牛至、茴香和柑橘皮復合植物精油與添加100 mg∕kg土霉素相比，肉雞增重和采食量無明顯差異，全期料肉比顯著降低[21]。

2.2.2 杜仲（Eucommia ulmoides）

杜仲是我國傳統(tǒng)藥食同源的中藥材，在《飼料原料目錄》可飼用天然植物類中收錄了杜仲（7.6.23）和杜仲葉（7.6.24），其主要應用部位為樹葉和樹皮。杜仲葉富含豐富的天然活性成分，如綠原酸、杜仲黃酮、杜仲多糖等，杜仲葉及其提取物具有抗氧化、抗微生物、抗炎、抗應激、增強免疫等功能[22]，是飼用替抗研究和應用較多的飼用植物，并成功開發(fā)了杜仲葉提取物飼料添加劑產(chǎn)品。呂武興等[23]研究表明，三黃雞日糧添加杜仲提取物（粗提物2 500 mg∕kg）與黃霉素（50 mg∕kg）相比，試驗雞全期增重顯著提高，料肉比顯著降低。陳鵬等[24]研究表明，斷奶仔豬日糧中添加杜仲葉提取物（250 mg∕kg），與金霉素（50 mg∕kg）可以達到同等的生長性能，且杜仲葉提取物可以提高仔豬肝臟的抗炎癥和抗氧化應激能力。彭密軍等[25]研究表明，斷奶仔豬飼料中添加杜仲葉提取物（0.5%）可以與金霉素（75 mg∕kg）獲得相當?shù)纳L性能，且其效果優(yōu)于杜仲葉干粉和發(fā)酵杜仲葉。Fu等[26]研究表明，白羽肉雞日糧分別添加0.1%的杜仲葉粉和莫能菌素預混劑，飼養(yǎng)全期肉雞生長性能無明顯差異，且杜仲葉粉改善肉雞免疫能力，降低肉雞全期死淘率。豬禽日糧中添加杜仲葉提取物不僅可以促進動物生長，還可以提高動物抗應激能力，改善肉質[27-28]。

2.2.3 桑葉（Mulberry Leaf）

桑葉是?？粕僦参锷＃∕orus alba L.）的葉，我國桑葉資源豐富，種植面積世界第一?！讹暳显夏夸洝房娠曈锰烊恢参镱愂珍浟松０灼ぃ?.6.75）、桑椹（7.6.76）、桑葉（7.6.77）、桑枝（7.6.78），其應用部位主要是葉和嫩枝。桑葉粗蛋白含量高，氨基酸組成較平衡，可作為蛋白飼料原料。桑葉及其提取物中也含有豐富的功能活性成分，如黃酮類、多糖類、生物堿類、多酚類化合物，因此，桑葉具有營養(yǎng)和保健的雙重功效[29]。近年來桑葉及其提取物在飼用替抗、促進動物生長、改善肉質等方面表現(xiàn)出新的飼用價值[30]。早期斷奶仔豬日糧添加桑葉多糖提取物（600 mg∕kg）與金霉素（150 mg∕kg）相比仔豬生長性能無明顯差異，桑葉多糖提取物組仔豬腹瀉率和血清尿素氮濃度顯著降低，腸道大腸桿菌數(shù)量減少，乳酸桿菌和雙歧桿菌增多[31]。Serpunja 等[32]研究表明，斷奶仔豬日糧中添加桑葉中提取的β-葡聚糖（5 g∕kg）與泰妙菌素（39 mg∕kg）相比，試驗42 d斷奶仔豬生長性能及日糧養(yǎng)分消化率無明顯差異。日糧中添加適宜劑量的桑葉粉及桑葉提取物，可以促進動物生長，提高機體抗氧化能力，增強抗病力，改善肉質等[33-34]。

2.2.4 金銀花(Lonicera japonica Thunb)

金銀花又名忍冬，是忍冬科忍冬屬植物干燥的花蕾或帶初開的花，被《飼料原料目錄》可飼用天然植物類收錄（7.6.51），其主要應用部位為花。金銀花富含有機酸類、黃酮類、揮發(fā)油類、三萜皂苷類、環(huán)烯醚萜苷類多種功能活性成分，主要成分有木犀草素、異綠草酸、綠原酸，具有解熱、抗氧化、抗炎、抑菌、增強免疫等多種功效[35-36]。日糧中添加金銀花綠原酸提取物可以改善支原體感染肉雞的生長性能，其效果與酒石酸泰樂菌素相當[37]。日糧中添加金銀花提取物可提高蛋雞產(chǎn)蛋性能，改善蛋品質[38]。日糧中添加金銀花和黃芩提取物提高育肥豬的生長性能和養(yǎng)分消化率，增加屠宰后肌肉大理石花紋[39]。

2.2.5 迷迭香（Rosmarinus officinalis L）

迷迭香是唇形科迷迭香屬植物，長期作為香辛香料和草藥應用，《飼料原料目錄》可飼用天然植物類收錄（7.6.117），其主要應用部位為干燥莖葉或花，迷迭香提取物已成功開發(fā)食品和飼料添加劑產(chǎn)品。迷迭香富含精油類、酚酸類、黃酮類、萜類化合物，其含量較高的活性物質有鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酚等，具有抗氧化、抗炎、抑菌、代謝調控等功效[40]。Mathlouthi等[19]研究表明，肉雞日糧中添加迷迭香精油（100 mg∕kg）與添加阿維拉霉素（44 mg∕kg）對肉仔雞生長性能無明顯差異。Yesilbag 等[41]研究表明，肉雞日糧添加迷迭香葉（5.7～11.5 g∕kg）降低了肉雞的生長性能，但添加迷迭香精油（100～200 mg∕kg）對生長性能沒有影響，并提高宰后雞肉抗氧化能力，顯著降低盲腸大腸桿菌數(shù)。肉雞日糧中添加迷迭香提取物（150～250 mg∕kg）可以提高機體抗氧化能力，改善肉品質[42-43]。

飼用植物及其提取物組合替抗是指利用飼用植物及其提取物中活性成分和功效的互補特性，將其復配后用于飼用替抗。不同飼用植物的活性成分組成差異大，其生物學功能有側重，因此利用不同飼用植物及其提取物的互補特性來進行組合替抗也是一種高效的飼用替抗技術。陶新等[44]研究表明，斷奶仔豬日糧中添加石榴皮、艾葉、五味子、吳茱萸復合提取物（0.1%）與添加飼用抗生素（107 mg∕kg金霉素+40 mg∕kg黃霉素）相比，提高了仔豬的生長性能、抗應激和抗氧化能力。Jamroz等[45]研究表明，肉雞日糧中添加牛至、肉桂、辣椒復合提取物（150～300 mg∕kg）顯著提高肉雞的生長性能和養(yǎng)分消化率，其促生長效果與阿維拉菌素（10 mg∕kg）相當，且復合植物精油表現(xiàn)為更好的肉質評分。

3 小結

飼用抗生素的應用導致了細菌耐藥性、食品安全隱患、環(huán)境污染等問題，全球飼用禁抗和畜牧業(yè)減抗已是大勢所趨。隨著我國飼用禁抗日期的臨近，飼用替抗產(chǎn)品開發(fā)和飼用替抗技術應用研究成為動物生產(chǎn)領域的重要課題，市場迫切需要安全、有效、低成本的飼用替抗產(chǎn)品。飼用植物大多數(shù)為藥食同源的中藥材，歷史上長期應用已經(jīng)證明其安全性，具有中國特色和豐富的資源優(yōu)勢，且來源廣泛，功能多樣，是飼用替抗產(chǎn)品開發(fā)的重要資源。根據(jù)飼用植物及其提取物功能活性成分的特性，基于“整腸、抗炎、促生長”的飼用替抗理論，選擇合適的飼用植物及其提取物進行替抗產(chǎn)品和飼用替抗技術開發(fā)已有成功案例，可用于技術推廣和市場應用。飼用植物及其提取物產(chǎn)品目前主要存在產(chǎn)品標準欠缺、有效添加劑量和應用數(shù)據(jù)缺乏、功能機制研究較少等問題。在飼用替抗產(chǎn)品市場急需的前提下，通過加強法律監(jiān)管和行業(yè)自律，制定和完善產(chǎn)品標準，增加靶動物有效性應用研究，對主要功能成分進行深入機制研究后，飼用植物及其提取物相關產(chǎn)品開發(fā)和應用必將迎來爆發(fā)期，為國家飼用無抗戰(zhàn)略提供強有力的支撐。