植物及其衍生品作為抗生素替代品的研究進(jìn)展

文│谷溪 張培虎 高苗（山東省成武縣畜牧服務(wù)中心）

如果在動(dòng)物生產(chǎn)中使用促生長(zhǎng)抗生素會(huì)產(chǎn)生細(xì)菌耐藥性問(wèn)題，進(jìn)而影響抗生素的治療效果。因此，歐盟在2006年出臺(tái)了一項(xiàng)抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑禁令。在頒布禁令之前，家禽生產(chǎn)過(guò)程中高度依賴抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑來(lái)控制大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌和球蟲(chóng)等胃腸道病原體。目前，人們對(duì)植物、植物提取物和生物活性物質(zhì)作為動(dòng)物飼料添加劑的興趣不斷增加。草藥、香料及其提取物可以刺激家禽味覺(jué)，提高飼料攝入，并能促進(jìn)內(nèi)源性分泌物產(chǎn)生。許多植物具有抗氧化活性，可以提高禽肉和禽蛋的氧化穩(wěn)定性，還可以直接提升家禽免疫力，甚至可以通過(guò)提高精液質(zhì)量來(lái)改善生殖。

植物生物活性物質(zhì)的化學(xué)成分各不相同，多酚類物質(zhì)、萜類化合物、生物堿、碳水化合物和非蛋白質(zhì)氨基酸引起了人們的興趣。某些植物代謝產(chǎn)物，特別是香芹酚和麝香草酚具有抗氧化劑和促生長(zhǎng)作用，對(duì)飼料利用效率、營(yíng)養(yǎng)生物利用、免疫力、雞蛋質(zhì)量參數(shù)和生產(chǎn)性能均有有利作用。植物產(chǎn)生約5100種生物活性物質(zhì)，在家禽營(yíng)養(yǎng)中使用植物及其衍生品最常見(jiàn)的問(wèn)題之一是植物及衍生品的標(biāo)準(zhǔn)化不足。在許多情況下，活性物質(zhì)及含量通常是未知的。由于植物活性物質(zhì)在不同環(huán)境條件、收獲時(shí)間、提取和儲(chǔ)存條件下存在差異，重復(fù)試驗(yàn)往往無(wú)法識(shí)別它們。這就是獨(dú)立試驗(yàn)中會(huì)獲得不同結(jié)果的原因。鑒于植物的多樣性，含量、應(yīng)用、家禽品種和作用機(jī)理的差異，植物及其衍生品的替抗作用難以實(shí)現(xiàn)。但可以合理預(yù)期，常用或廣泛應(yīng)用的植物應(yīng)具有有效性、安全性和作用機(jī)理信息，以使飼料生產(chǎn)企業(yè)和養(yǎng)殖企業(yè)能夠評(píng)估、了解和應(yīng)用。

一、植物應(yīng)用

百里香（Thymus vulgaris）是一種薄荷科藥用植物，具有抗?jié)?、抗腫脹、抗菌、抗真菌和抗痙攣等功效。百里香含有豐富的脂肪、苦味化合物和高含量的錳。百里香精油中含有蒎烯、香芹酚和百里香醇，其消毒性是因?yàn)楹邪倮锵惴雍投∠闼?，?duì)鼠傷寒沙門氏菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌具有抗菌活性。

芫荽（Coriandrom sativum L.）是一種藥用和香料植物，可顯著改善動(dòng)物健康。植物的不同部分，莖葉、種子和水果含有類黃酮、脂肪酸、異香豆素甾醇和酚類活性物質(zhì)（咖啡酸、原兒茶酸和甘氨酸），能作為抗氧化劑、利尿劑、抗糖尿病、鎮(zhèn)靜劑、抗菌劑和抗癌物質(zhì)。芫荽籽提取物或其粉末可用作家禽飼料中對(duì)抗新城疫和傳染性支氣管炎的藥物替代品。芫荽籽精油已被證明是抗黃曲霉和黃曲霉毒素抑制劑的潛在天然來(lái)源。

姜黃（Curcuma longa）是一種姜科多年生草本植物，含有根莖和地下根，最初用作飼料添加劑是為了提高儲(chǔ)存、外觀、風(fēng)味和口感。姜黃是一種植物素，可以改善腸道健康，刺激胃腸道，提高生長(zhǎng)速度，被推薦為家禽飼料添加劑。

甘草（Glycyrrhiza gloala L.）是豆科植物，具有營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，尤其是根部。甘草具有抗菌、抗氧化、抗感染、抗痙攣、抗炎、抗病毒、抗肝毒性和抗真菌等作用。在家禽飼料中補(bǔ)充除了對(duì)家禽具有解毒、抗氧化、抗菌、抗炎等作用外，還可以通過(guò)改善器官發(fā)育、刺激食欲和消化來(lái)提高家禽的生產(chǎn)性能。甘草提取物中的主要活性物質(zhì)包括三萜皂苷（如甘草酸、甘草酸和甘草次酸）、黃酮類活性物質(zhì)（如甘草苷、異黃酮類化合物和佛手花素）、單寧、膽堿、香豆素、植物甾醇、糖、淀粉、氨基酸和抗壞血酸等。

菊苣（Cichorium intybus L）粉有助于肉雞生長(zhǎng)，可改善腸道微生物組成，葉中含磷、鎂、鉀和一種名為shikurin的苦味葡萄糖苷。植物的所有部分都分泌乳白色液體，具有許多用途。不同的植物部分（如葉子、種子、花、莖和干燥的根）均可用。根含有菊粉，菊粉主要含有低聚糖和多糖生物活性物質(zhì)。

豬草（Heracleum persicum）是一種開(kāi)花、草本、多年生植物，含有由各種樹(shù)膠組成的芳香物質(zhì)，其葉、莖和芽是最常用的部分，活性物質(zhì)主要包括萜類、三萜、揮發(fā)性物質(zhì)、呋喃香豆素、生物堿和類黃酮等。可用于治療各種疾病，如脹氣、胃脹和感染，還用作調(diào)味劑、香料和消毒劑，豬草的果實(shí)提取物也可用于高甘油三酯血癥患者的輔助治療，植物的水醇提取物具有抗真菌作用。不利作用是由于存在光敏呋喃香豆素，與皮膚接觸后紫外線輻射可能發(fā)生植物毒性反應(yīng)，引起皮膚刺激，隨后出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，皮膚變紅和水腫。呋喃香豆素類藥物還可能會(huì)致癌和胎兒不育（致畸）。

綠茶（Camellia sinensis L.）在中國(guó)、日本和其他一些國(guó)家被用于飲料已有數(shù)千年，甚至更多以紅茶的形式而不是綠茶出現(xiàn)。這種植物含有多酚成分，如對(duì)羥基半乳糖、單寧、咖啡因、茶堿和可可堿。

薰衣草（Lavandula stoechas L.）是一種多年生植物，具有苦味和宜人的氣味。這種植物的精華含有一些活性物質(zhì)，如丁酸、丙酸、戊酸、游離芳樟醇和酚類。

蕁麻（Urtica dioica L.）廣泛存在于世界各地，用于改善健康。分析表明，它含有50多種不同的活性物質(zhì)，包括樹(shù)膠、白蛋白、糖和樹(shù)脂，還含有組胺、乙酰膽堿、膽堿和血清素等。

亞麻（Linum usitatissimum L.）在植物油籽中是獨(dú)一無(wú)二的，因?yàn)槠渚A含有大量的油，含有高含量的a-亞麻酸。在家禽中，肉和脂肪的特性直接受脂肪來(lái)源的影響，已知補(bǔ)充亞麻的家禽的蛋和肉中Omega-3脂肪酸含量會(huì)增加。

薄荷（Mentha pulegium L.）是一種藥用植物，薄荷精華最重要的活性物質(zhì)是反式石竹烯、桉樹(shù)醇、germacrene-D等。

苜蓿（Medicago sativa L.）因含有多種維生素、礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)而被稱為牧草之王，是各種礦物質(zhì)、維生素、類黃酮、酚酸、葉黃素、嗜氮素、類胡蘿卜素和其他營(yíng)養(yǎng)素的重要來(lái)源。

二、植物生物活性物質(zhì)及其作用

植物精油為蒸汽揮發(fā)性或壓縮揮發(fā)性植物提取物，數(shù)百年來(lái)一直被人們使用，以獲得其香精、味道或防腐的氣味。雖然人們通常認(rèn)為它們來(lái)自草藥和香料，但它們存在于許多植物中，因?yàn)樗鼈儗?duì)細(xì)菌、真菌或昆蟲(chóng)有驅(qū)趕和抑制作用。主要包括環(huán)狀烴（單萜）及其醇、醛或酯衍生物。植物精油用作肉雞飼料添加劑可提高胰腺組織勻漿中胰蛋白酶、淀粉酶的活性，以及空腸食糜含量，香芹酚、肉桂醛和辣椒素也可刺激腸道黏液分泌。黏液增加，在腺胃和空腸壁上形成一層厚厚的黏液，這可能是病原體（大腸桿菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌等）腸上皮粘附性降低的原因。植物精油和植物精油生物活性物質(zhì)無(wú)論是抑菌、殺菌還是對(duì)其他微生物（如真菌、原生動(dòng)物或食源性病原體）的抗菌活性都有充分的證明，在這方面最活躍的是酚類化合物，如香芹酚、百里酚和丁香酚，也涉及其他物質(zhì)，包括苯基丙烷、檸檬烯、香葉醇和香茅醛。植物精油作為抗菌劑具有兩種不同的機(jī)制，一種是快速消耗細(xì)胞內(nèi)的ATP，抑制ATP合成。第二種是像香芹酚這樣的生物活性物質(zhì)能阻止細(xì)菌鞭毛蛋白的合成，導(dǎo)致細(xì)菌不活躍且無(wú)法移動(dòng)，從而使細(xì)菌與上皮細(xì)胞的黏附能力顯著降低，使細(xì)菌感染性降低。尤其對(duì)大腸桿菌、沙門氏菌、產(chǎn)氣莢膜菌等腸道致病菌的抑制和殺滅效果明顯。

甜菜堿是一種滲透保護(hù)劑，存在于所有植物中，尤其是甜菜。應(yīng)用于家禽的甜菜堿是三甲基甘氨酸。用作飼料添加劑的好處包括抗熱應(yīng)激和抑制球蟲(chóng)感染，可能是由于分子性質(zhì)，其甲基被認(rèn)為能部分取代其他甲基供體，如蛋氨酸和膽堿。由此能提高家禽的養(yǎng)分消化率和生長(zhǎng)性能。

在植物中廣泛分布的一大類化學(xué)物質(zhì)是酚類化合物，其中，黃酮類化合物被認(rèn)為是對(duì)家禽生產(chǎn)性能最有利的一類，槲皮素和橙皮苷被認(rèn)為是類黃酮家族中抗氧化作用最強(qiáng)的物質(zhì)。其他酚類化合物包括兒茶素、原花青素、黃木脂素、單寧和酚酸。