山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院 付石軍 郭時(shí)金 張志美 沈志強(qiáng)
紫錐菊(Echinacea)是原產(chǎn)于北美和加拿大南部的一類松果菊屬植物,該屬植物共有8種和數(shù)個(gè)變種,作為藥物開發(fā)的有紫松果菊(Echinacea purpurea,即通常所說的紫錐菊)、狹葉紫錐菊 (Echinacea augustifolia) 和白色紫錐菊(Echinacea pallida)三個(gè)品種。大量研究表明,紫錐菊可通過刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)而增強(qiáng)機(jī)體對(duì)細(xì)菌和病毒感染的抵抗力,具有類抗生素的作用(Percival,2000)。本文綜述了紫錐菊的主要活性成分、藥理作用及其在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用。
紫錐菊、狹葉紫錐菊和白色紫錐菊的組成成分、生物學(xué)活性以及藥用效果差異很小。目前認(rèn)為紫錐菊的主要活性成分為多糖、烷基酰胺類化合物和咖啡酸類衍生物。
1.1 多糖及糖蛋白 經(jīng)結(jié)構(gòu)分析證明,紫錐菊的地上部分主要含有2種免疫刺激性多糖:4-甲氧基-葡萄糖醛-阿拉伯糖-木聚糖聚糖 (相對(duì)分子質(zhì)量35000)和酸性的阿拉伯糖-鼠李半乳糖聚糖(相對(duì)分子質(zhì)量50000)(Poksch 和 Wagner,1987)。從紫錐菊葉和莖葉可分離一種相對(duì)分子質(zhì)量為79500的木糖葡萄糖聚糖,壓榨汁液中還含有類果膠多糖 (Bayer,1996)。 Egert和 Beuscher(1992)從狹葉紫錐菊和紫錐菊根中分離到三種糖蛋白,相對(duì)分子質(zhì)量分別為 17000、21000和30000,約含蛋白質(zhì)3%,其中主要的糖為阿拉伯糖(64% ~84%)、半乳糖(1.9% ~5.3%)及葡糖胺(6%)。蛋白質(zhì)部分主要含有天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酸及丙氨酸。用ELlSA法對(duì)紫錐菊屬植物中糖蛋白進(jìn)行檢測(cè),紫錐菊及狹葉紫錐菊根部具有相似含量的糖蛋白,而白紫錐菊中含量較少。
1.2 烷基酰胺類化合物 紫錐菊屬植物所含的烷基酰胺類化合物主要存在于根部(約6.2 mg/g),地上部分含量較低。用高效液相色譜(HPLC)法分析紫錐菊屬植物根中親脂性部分,已分離出15種具有異丁基和2-甲基丁基的脂肪酰胺類化合物,其中含有異丁基和2-甲基丁基的脂肪酰胺類化合物主要為十二碳-2E,8F,10E/E-四烯酸異丁酰胺和紫錐菊酰胺(Wills和 Stuart,1999)。紫錐菊的地上部分含0.001%~0.03%的烷酰胺化合物,且含量隨季節(jié)而變化。在營(yíng)養(yǎng)期開始時(shí)含量很低,到8月中旬含量增高。植物不同的部位含量也不一樣,烷酰胺化合物通常積聚在頂部,特別是在小管型花和瘦果中。因此選擇合適的采收期和收獲方式十分重要,采收后應(yīng)隨即處理(羅煉輝等,2007)。
1.3 咖啡酸類衍生物 紫錐菊地上部分及其根的乙醇提取物中含有咖啡酸類衍生物,包括菊苣酸、綠原酸、咖啡酸、紫錐菊苷、菜薊菊和異綠原酸等。狹葉紫錐菊和白色紫錐菊根部紫錐菊苷含量為0.3%~1.7%,且狹葉紫錐菊的根部還含有1,3-咖啡酰基-奎尼酸和1,5-咖啡?;?奎尼酸,而白色紫錐菊不含該化合物。另外,菊苣酸(1R,3R-雙咖啡酰基酒石酸)和咖啡酸(單咖啡?;剖幔┮彩亲襄F菊根部和地上部分的主要活性成分。菊苣酸以紫錐菊的花、根中含量最高,分別為1.2%~3.1%和0.6%~2.1%;而咖啡酸主要存在于地上部分,三種主要的紫錐菊屬植物中均含有咖啡酸(Bauer和 Remiger,1989)。 廣州產(chǎn)一年生紫錐菊地上部分菊苣酸的產(chǎn)量以果熟期采收的最高,比盛花期產(chǎn)量高38.3%,地下部分產(chǎn)量以盛花期采收的最高;地上部分菊苣酸量從蕾前期到盛花期變化不大,但到果期有一個(gè)降低的過程;兩年生紫錐菊菊苣酸產(chǎn)量變化與一年生相似,但地下部分產(chǎn)量在果熟期最高,其全株產(chǎn)量是一年生植株的 2.7 倍(陳榮等,2012)。
2.1 免疫增強(qiáng)作用 紫錐菊具有顯著的免疫刺激作用,可增強(qiáng)機(jī)體的非特異性免疫和特異性免疫功能,其免疫調(diào)節(jié)作用與增強(qiáng)巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞功能、刺激細(xì)胞因子和抗體的產(chǎn)生有密切關(guān)系。紫錐菊中的異木聚糖和阿拉伯糖能夠刺激單核淋巴細(xì)胞的增殖和巨噬細(xì)胞的活性,使巨噬細(xì)胞釋放腫瘤壞死因子-α、白介素-1、白介素-6和干擾素 β-2(Bauer和 Remiger,1989)。 紫錐菊的乙醇提取物對(duì)粒細(xì)胞的吞噬功能具有促進(jìn)作用,使其吞噬功能指數(shù)明顯增大(侯團(tuán)章,2004)。紫錐菊所含的烷基酰胺可以抑制5-脂氧合酶和環(huán)氧合酶的活性,從而增加自然殺傷細(xì)胞的數(shù)目(Goel等,2002)。紫錐菊能提高非特異性T細(xì)胞的活性,產(chǎn)生干擾素,促進(jìn)淋巴細(xì)胞的分泌,減少T輔助細(xì)胞和降低T輔助細(xì)胞與抑制因子的比值(Melchart等,1995)。 上述可見,紫錐菊可作為免疫增強(qiáng)劑,但是由于提取物和提取方法的不同,對(duì)機(jī)體免疫功能的影響也存在一些差異(Benson等,2010)。
2.2 抗菌消炎作用 紫錐菊的活性成分多糖和咖啡酸有弱的抗菌活性。菊苣酸具有增強(qiáng)免疫抗炎功能,并能抑制透明質(zhì)酸酶,保護(hù)膠原蛋白Ⅲ免受降解。該屬植物的根和地上部分所含的多不飽和的異丁基酰胺有免疫調(diào)節(jié)功能,可阻止病原體引起的炎癥,有較強(qiáng)的抗炎活性(Wagner等,1989)。紫錐菊提取物對(duì)金黃色葡萄球菌、B族鏈球菌、克雷伯桿菌與表皮葡萄球菌均有不同程度的抑制作用(張英濤和王弘,2004)。 Sharma等(2010)研究表明,紫錐菊能有效阻止化膿性鏈球菌、流行性嗜血桿菌、嗜肺軍團(tuán)桿菌、金黃色葡萄桿菌以及恥垢分枝桿菌所引起的炎癥反應(yīng),其抗炎作用可能是多種活性代謝物共同作用而改變巨噬細(xì)胞活性的結(jié)果(Zhai等,2009)。紫錐菊揮發(fā)油對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度分別為0.63、1.25 mg/mL和2.5mg/mL,對(duì)霉菌抑制作用不明顯(袁彩紅,2010)。
2.3 抗病毒、抗腫瘤活性 紫錐菊的活性成分能抑制流感、皰疹及起泡病毒,并能抑制透明質(zhì)酸酶的活性,從而阻斷細(xì)胞表面的病毒受體(Burger等,1997)。紫錐菊的多糖部分具有弱的干擾素樣的作用,可抑制病毒的生長(zhǎng),可用于狂犬病和蛇毒的輔助治療。Roesler等(1991)研究表明,口服紫錐花提取物的小鼠隨著菊苣酸、多糖和烷基酰胺濃度的上升,可導(dǎo)致肺泡巨噬細(xì)胞釋放NO;紫錐花提取物還可誘導(dǎo)肺泡巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α,這與抗病毒有關(guān)。此外,有研究發(fā)現(xiàn),紫錐菊可通過刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子、白介素、干擾素等細(xì)胞因子來殺滅腫瘤細(xì)胞(王長(zhǎng)彥等,2008)。
2.4 抗氧化作用 紫錐花屬植物所含的多酚類化合物(紫錐菊苷、氯原酸、菊苣酸、洋薊酸和咖啡酸)有抗氧化和凈化體內(nèi)自由基的能力,能通過清除具有反應(yīng)活性氧的物質(zhì)和以C-、N-、S-為中心的次級(jí)自由基,而保護(hù)皮膚的膠原蛋白不受自由基的損害。還可以抑制自由基的產(chǎn)生、脂質(zhì)的氧化、炎癥的發(fā)展以及防止由自由基引起的Ⅲ型膠原蛋白的退化(South 和 Exon,2001)。
3.1 作為飼料添加劑 任永林(2008)試驗(yàn)結(jié)果表明,在魚餌料中添加0.2%紫錐菊提取物對(duì)鯉魚增重和相對(duì)生長(zhǎng)率有不同程度的促進(jìn)作用,對(duì)餌料系數(shù)有降低作用。Aly和Mohamed(2010)研究紫錐菊對(duì)尼羅羅非魚生長(zhǎng)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在夏季,紫錐菊可顯著增加羅非魚的體增重和特定生長(zhǎng)率,并能顯著提高魚的成活率。Oskoii等(2012)研究了在虹鱒日糧中添加紫錐菊對(duì)其生長(zhǎng)性能等指標(biāo)的影響,結(jié)果表明,各紫錐菊添加劑量均能提高虹鱒的體增重、特定生長(zhǎng)率,降低餌料系數(shù),且0.5%添加量效果最佳。唐雪蓮等(2012)在彭澤鯽飼料中添加0.4%紫錐菊提取物,經(jīng)過60 d的飼養(yǎng),結(jié)果表明,紫錐菊提取物顯著增加彭澤鯽的相對(duì)增重率;顯著降低鯽魚血清中的羥自由基,降低丙二醛含量,提高其血清中的超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽還原酶活力,同時(shí)降低谷胱甘肽過氧化物酶活力。
劉曉琳等(2008)研究報(bào)道,在肉雞日糧中添加1%紫錐菊,肉雞血漿中總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)含量明顯提高,血漿中葡萄糖(GLU)和膽固醇(TC)含量顯著降低。王樹琴等(2008)研究表明,紫錐菊可以提高肉雞的新城疫抗體滴度和NK細(xì)胞活性,提高肉雞紅細(xì)胞RBC-C3bR花環(huán)率,改善因環(huán)磷酰胺造成的免疫抑制,說明紫錐菊對(duì)肉雞的體液免疫及細(xì)胞免疫均有一定的促進(jìn)作用。郝智慧等(2010)研究表明,肉仔雞日糧中添加進(jìn)口紫錐菊提取物,能顯著提高胸腺和法氏囊指數(shù),增強(qiáng)肉仔雞的免疫功能,并且能夠顯著改變?nèi)庾须u的白細(xì)胞數(shù)、紅細(xì)胞數(shù)及紅細(xì)胞壓積,提高機(jī)體的抗氧化能力和新城疫抗體效價(jià)。此外,有研究表明,1%紫錐菊復(fù)方和1.5%紫錐菊復(fù)方能夠顯著改善高溫條件下蛋雞的生產(chǎn)性能,表現(xiàn)為采食量、產(chǎn)蛋率和日均產(chǎn)蛋量增加,料蛋比降低、軟破蛋比率和死淘數(shù)降低;血清GLU、TP、ALB水平和ALP活性明顯提高,血清TG、CHO濃度和ALT、CK活性降低(代雪立等,2011)。
3.2 在防治疾病上的應(yīng)用 紫錐菊提取物能明顯抑制雞新城疫病毒的復(fù)制和增殖,阻止新城疫病毒對(duì)細(xì)胞的吸附作用,降低雞胚病死率,且效果明顯好于鹽酸金剛烷胺(李旭等,2011)。劉曉琳等(2007)試驗(yàn)表明,紫錐菊和紫復(fù)方能明顯降低肉雞感染新城疫病毒后的死亡率,促進(jìn)肉雞感染后的痊愈,顯示出了明顯的抗新城疫病毒活性。馮善祥(2011)研究也表明,紫錐菊復(fù)合物對(duì)新城疫強(qiáng)毒感染雛雞具有明顯的保護(hù)作用,可以用于雞新城疫的預(yù)防和治療。
紫錐菊提取物針對(duì)傳染性法氏囊疫苗具有明顯的免疫促進(jìn)作用,可有效緩解患傳染性法氏囊的雛雞免疫抑制,顯著降低傳染性法氏囊病毒對(duì)機(jī)體造成的損傷。魯改儒等(2010)研究表明,紫錐菊可緩解傳染性法氏囊病毒(IBDV)造成的法氏囊病理損傷,增加免疫器官指數(shù),且球蛋白含量在攻毒后11 d明顯升高,可以緩解免疫抑制,進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)體免疫機(jī)能,增強(qiáng)機(jī)體的防御功能。馮善祥(2010)研究報(bào)道,隨著紫錐菊復(fù)合物劑量的增加,其抗病毒作用增強(qiáng),對(duì)法氏囊的保護(hù)作用越來越明顯。牛小飛等(2008)研究表明,紫錐菊提取物能明顯提高雞外周血中法氏囊病毒抗體滴度,以及細(xì)胞因子IL-2和TNF-α含量,并能改善肉雞的生產(chǎn)性能,以0.5 mL/只為最佳的用藥劑量。倪耀娣等(2010)報(bào)道,紫錐菊能在一定程度上降低或阻斷法氏囊病毒在機(jī)體內(nèi)的增殖,通過增加CD4+T淋巴細(xì)胞而使B淋巴細(xì)胞的一定范圍內(nèi)有所恢復(fù),從而發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用。
綜上所述,紫錐菊具有增強(qiáng)免疫力、抗炎、抗病毒等作用,在飼料中加入紫錐菊提取物,能顯著增強(qiáng)畜禽機(jī)體免疫力,有效減少抗生素的使用量,改善畜產(chǎn)品品質(zhì)。因此,對(duì)紫錐菊進(jìn)行進(jìn)一步深入研究,將其相關(guān)制劑開發(fā)為免疫增強(qiáng)劑和飼料添加劑對(duì)促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)的健康快速發(fā)展具有重要意義。
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