羅瑩瑩,黃小燕,王根虎
絲蘭提取物在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用
羅瑩瑩,黃小燕,王根虎
(上海優(yōu)久生物科技有限公司,上海 201615)
絲蘭提取物作為一種天然的添加劑,具有多種活性成分,如甾體皂苷、多糖、多酚等物質(zhì)。另外,絲蘭提取物能夠減少氨氣的排放,調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡,提高動(dòng)物免疫機(jī)能,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),提高飼料轉(zhuǎn)化率,在豬生產(chǎn)中能夠起到重要作用。
絲蘭提取物;豬生產(chǎn);活性成分
Yucca schidigera extract,a natural additive with a variety of active ingredients,such as steroidal saponins,polysaccharides,polyphenols and other substances.Yucca schidigera can reduce ammonia emissions,regulate the intestinal microecological balance of animals,improve immune function,promote animal growth,improve feed conversion rate and so on which can play an important role in pig production.
Yucca schidigera extract;pig production;active ingredients
絲蘭是一種沙漠植物,原產(chǎn)于墨西哥州的北下加利福尼亞,格雷羅和瓦哈卡的干旱沙漠,其平均高度為4.5 m,被稱為“西班牙匕首”或“莫哈韋絲蘭”。在大多數(shù)過程中,植物的樹干和根部被收獲,機(jī)械浸漬,磨碎并干燥以產(chǎn)生絲蘭粉末,或在壓榨機(jī)中擠壓以產(chǎn)生絲蘭汁,然后通過蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生絲蘭提取物(Singer等,2008)。絲蘭提取物具有多種活性成分,如甾體皂苷、多糖、多酚等物質(zhì),具有抗氧化、抗高膽固醇血癥、抗炎、抗原蟲、抗真菌等性質(zhì)。作為飼料添加劑,絲蘭提取物能夠減少氨氣的排放,調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡,提高免疫機(jī)能,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),提高飼料轉(zhuǎn)化率,在豬生產(chǎn)中能夠起到重要作用。
1.1 皂苷 皂苷是某些植物中發(fā)現(xiàn)的次生代謝物,既包含親水性基團(tuán),又具有親脂性基團(tuán),其在水溶液中搖動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生大量泡沫,是天然的表面活性劑(Kucukkurt等,2008)。皂苷按其配基結(jié)構(gòu)可分為兩類,甾體皂苷和三萜皂苷,絲蘭提取物中的皂苷主要為甾體皂苷,如薩灑皂苷配基和菝葜配基。由于皂苷含量高,絲蘭提取物的粉狀枝條和葉子被用作人和動(dòng)物的食品添加劑。干燥和粉末狀的植物材料含有約10%的甾體皂苷,在商業(yè)上常用作皂苷源。
1.2 多糖 多糖是由多個(gè)單糖通過糖苷鍵連接而形成的直鏈或支鏈功能性寡糖,不受動(dòng)物自身分泌的消化酶的影響,但在進(jìn)入腸道后段后可作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被雙歧桿菌、乳桿菌等腸道益生菌所分解和利用。多糖可結(jié)合氨分子產(chǎn)生無毒的氨化物,這種氨化物可以被腸道菌群中的微生物充分利用,使氨氣的濃度降低,氨氣濃度的降低維持了腸道正常的酸堿平衡,使消化酶活性更高,從而提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率(龐玉合等,2009)。
1.3 多酚 多酚主要包括白黎蘆醇和絲蘭酚,多酚具有結(jié)合氨基酸中氨基的能力。此外,白藜蘆醇是一種有效的羥基和超氧自由基清除劑,可抑制細(xì)胞中活性氧的形成,具有抗氧化作用,能保護(hù)細(xì)胞免受活性氧引起的膜脂質(zhì)過氧化和DNA損傷(Sun等,2017)。白藜蘆醇能夠通過抑制轉(zhuǎn)錄因子NF-KB的活性抑制氮氧合酶(iNOS)的表達(dá),從而減少NO的合成,發(fā)揮其抗炎和抗感染作用(龔紅和鄒勝龍,2015)。
2.1 減少氨氣的排放 絲蘭提取物具有直接結(jié)合氨的能力,對(duì)氨氣具有很強(qiáng)的吸附力,能夠減少氨氣排放量,降低豬舍內(nèi)的氨氣濃度,從而改善飼養(yǎng)環(huán)境。更重要的是,絲蘭植物中所含的皂苷在動(dòng)物應(yīng)激狀況下或亞健康狀態(tài)下,可通過下調(diào)氨基酸的氧化分解和上調(diào)蛋白質(zhì)的合成,減少氨氣的排放,同時(shí)提高飼料的利用率,降低料重比。Vucemilo等(2004)研究絲蘭提取物對(duì)豬育肥舍中的空氣污染物的影響發(fā)現(xiàn),絲蘭添加劑能夠?qū)睔夂投趸嫉臐舛葴p少30%。周學(xué)光等(2015)的研究表明,在妊娠母豬日糧中添加絲蘭提取物可降低舍內(nèi)氨氣濃度,提高母豬健康度,改善生產(chǎn)性能。王俐等(2007)研究表明,在試驗(yàn)后期(21 d開始)添加絲蘭提取物可顯著降低妊娠舍和產(chǎn)房的氨氣濃度(P<0.05),哺乳母豬采食量平均增加0.5 kg/d,產(chǎn)弱仔數(shù)明顯下降。由于絲蘭提取物可降低腸道氨含量,減少氨對(duì)腸黏膜細(xì)胞的損害,使腸黏膜細(xì)胞的更新減少,從而消耗的氧氣減少,母豬血氧含量增加,更多的氧氣通過子宮供給胎兒,減少了胎兒因缺氧而形成死胎或弱胎。
2.2 調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡 絲蘭提取物所含的皂苷是一種具有廣譜抗菌作用的活性物質(zhì),對(duì)溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌、肺炎雙球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌、百日咳桿菌、痢疾桿菌、變形桿菌、霍亂弧菌、白色念珠菌及常見的致病性皮膚真菌都有較強(qiáng)的抑制作用,并且兼具抗真菌活性(Wulff等,2012)。絲蘭提取物可以調(diào)節(jié)腸道內(nèi)環(huán)境平衡,進(jìn)而有效提高動(dòng)物生產(chǎn)性能,主要因?yàn)榻z蘭提取物中的皂苷可與腸道上皮細(xì)胞膜上的膽固醇形成復(fù)合物,并將其清除,從而增加細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的通透性,隨著外源酶分泌的增加,降解細(xì)菌周圍大分子物質(zhì),加速營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收(侯玉潔等,2013)。絲蘭提取物中的多糖類物質(zhì)能夠促進(jìn)腸道有益菌增殖,改善腸道微生態(tài),使腸道內(nèi)環(huán)境更有利于腸絨毛的生長(zhǎng)發(fā)育,進(jìn)而改善營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收狀況。在飼料中添加不同水平的絲蘭提取物能提高仔豬日增重,其中添加120 g/d絲蘭提取物能夠降低腸道內(nèi)容物氨態(tài)氮濃度,改善腸道絨毛形態(tài)和pH,從而提高飼料利用率和生產(chǎn)性能(孔俊領(lǐng)等,2012)。
2.3 提高免疫機(jī)能 絲蘭提取物可使腸黏膜厚度增加,阻止病毒入侵,從而抑制病毒、有害細(xì)菌對(duì)消化道養(yǎng)分的吸收,并抑制其在消化道內(nèi)增殖從而保護(hù)機(jī)體,預(yù)防疾病。此外,由于絲蘭提取物可抑制氨氣和硫化氫等有害氣體的排放,降低豬舍內(nèi)有害氣體的濃度,從而創(chuàng)造良好的生活環(huán)境,減少疾病的發(fā)生(蘇俊玲等,2015)。此外,絲蘭提取物可通過調(diào)節(jié)免疫因子起到抗炎作用。Balestrieri等(2006)研究表明,絲蘭提取物的抗炎性質(zhì)歸因于具有生物學(xué)功能的白藜蘆醇和絲蘭酚,白藜蘆醇和絲蘭酚與細(xì)胞增殖,遷移和血小板活化因子(PAF)生物合成密切相關(guān),并首次提出了這些新型酚類物質(zhì)有抗腫瘤和抗侵襲性的證據(jù)。
2.4 促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),提高飼料轉(zhuǎn)化率 絲蘭提取物中的皂苷可改變消化道上皮細(xì)胞膜形態(tài),減少細(xì)胞膜表面張力,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收。Min等(2001)研究發(fā)現(xiàn),絲蘭屬提取物能有效改善育肥豬的胴體長(zhǎng)度、等級(jí)、眼肌面積、背膘厚度,提高胴體品質(zhì),并且在一定程度上可控制環(huán)境污染。胥令輝(2015)研究了在日糧中添加不同水平的絲蘭提取物對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能的影響,結(jié)果表明,添加絲蘭提取物的量為120 g/t時(shí),效果最佳。與對(duì)照組相比,日增重和日采食量顯著提高,料肉比顯著降低,同時(shí)還能夠降低仔豬腹瀉指數(shù)和腹瀉頻率。
目前絲蘭提取物產(chǎn)品活性成分的評(píng)估主要包括皂苷含量的檢測(cè)以及吸附氨能力的檢測(cè)。
3.1 皂苷含量的檢測(cè) 皂苷含量的測(cè)定主要采用正丁醇進(jìn)行梯度萃取,甾體皂苷一般存在于正丁醇層,減壓回收正丁醇后得到總皂苷,此方法利用了皂苷在含水正丁醇中有較大溶解度的性質(zhì)。測(cè)定中草藥皂苷含量的相關(guān)報(bào)道很多,但針對(duì)絲蘭提取物中甾體皂苷含量的研究卻比較少見。Uematsu等(2000)開發(fā)了用于測(cè)定絲蘭提取物或其制備的食品添加劑中皂苷的分光光度法。通過多孔聚合物的柱色譜法制備絲蘭提取物的皂苷部分,并用2 mol/L的鹽酸-乙醇(1+1)混合物水解生成皂苷元?;谂c茴香醛、硫酸和乙酸乙酯的顯色反應(yīng),通過測(cè)量430 nm處的吸光度來測(cè)定皂苷成分量。絲蘭提取物回收率為91.5%~95.1%,檢測(cè)限為10 mg/kg。分光光度法實(shí)用、簡(jiǎn)單,檢測(cè)時(shí)徹底純化以避免分光光度法中發(fā)生的其他物質(zhì)的干擾,從而避免過高估計(jì)皂苷的量。Kowalczyk等 (2011)使用高效液相色譜(HPLC)-離子阱質(zhì)譜法鑒別,并用超高效液相色譜-四極桿質(zhì)譜法定量檢測(cè)絲蘭樹皮提取物中的甾體皂苷。使用碰撞-誘導(dǎo)解離產(chǎn)生絲蘭皂苷的碎片圖譜,與真實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)碎片以及公開的光譜信息進(jìn)行比較。除了檢測(cè)絲蘭提取物中已知的十二種皂苷之外,收集的碎片數(shù)據(jù)還初步鑒定了七種新皂苷。這個(gè)方法有利于評(píng)估市場(chǎng)上可用的絲蘭產(chǎn)品的組成。Sastrea等(2017)改進(jìn)了基質(zhì)輔助激光解吸/電離飛行時(shí)間 (MALDI-TOF)質(zhì)譜法(MS)對(duì)商業(yè)絲蘭提取物中的十二種甾類皂苷的系統(tǒng)定性分析,并使用反相HPLC與蒸發(fā)光散射檢測(cè)器(ELSD),對(duì)具有真實(shí)校準(zhǔn)曲線的四個(gè)主要成分進(jìn)行具體定量。方法驗(yàn)證表明,HPLCELSD的定性和定量分析非常適合商業(yè)提取物的質(zhì)量評(píng)估。
3.2 吸附氨能力的檢測(cè) 用絲蘭提取物吸附50%標(biāo)準(zhǔn)氨溶液的方法為基準(zhǔn)的方法 (簡(jiǎn)稱B50法),可迅速測(cè)得絲蘭提取物對(duì)氨的吸附力,測(cè)得的數(shù)值越低,表明產(chǎn)品吸附氨氣的能力越強(qiáng)。
絲蘭提取物不僅能夠促進(jìn)豬生長(zhǎng)、提高經(jīng)濟(jì)效益,還能減少排泄物產(chǎn)生的氨氣、硫化氫等有害氣體,從而改善豬舍及其周邊環(huán)境。目前對(duì)絲蘭提取物活性成分的作用機(jī)理研究很多,但絲蘭提取物相關(guān)產(chǎn)品的檢測(cè)手段還不夠成熟和統(tǒng)一,需要對(duì)此作進(jìn)一步的努力,以便更有效的利用絲蘭提取物及其產(chǎn)品。
[1]龔紅,鄒勝龍.絲蘭提取物的研究與應(yīng)用[J].飼料研究,2015,1:14~39.[2]侯玉潔,徐俊,吳春華,等.絲蘭提取物的生理功能及在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].飼料博覽,2013,11:43 ~ 46.
[3]孔俊領(lǐng),管武太,魏金龍,等.絲蘭提取物對(duì)仔豬腸道內(nèi)容物、消化酶以及腸道絨毛形態(tài)的影響[A].中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)分會(huì)第十一次全國(guó)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].湖南長(zhǎng)沙:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2012.512.
[4]龐玉合,丁永敏,張青青.絲蘭屬植物提取物在畜禽上的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].山東畜牧獸醫(yī),2009,增刊:170 ~ 173.
[5]蘇俊玲,史彬林,孫登生,等.絲蘭提取物的活性成分及其在畜牧業(yè)中的應(yīng)用研究[J].飼料工業(yè),2015,36(19):19 ~ 23.
[6]王俐,張紅星,朱鶴巖.益生菌和絲蘭提取物降低豬舍有害氣體濃度的效果試驗(yàn)[J].飼料工業(yè),2007,28(23):29 ~ 31.
[7]胥令輝.不同水平絲蘭提取物對(duì)仔豬生產(chǎn)性能的影響 [J].飼料博覽,2015,1:52 ~ 55.
[8]周學(xué)光,張勝斌,黃克宏,等.絲蘭屬提取物對(duì)降低封閉式妊娠母豬舍氨氣濃度的試驗(yàn)[J].養(yǎng)豬,2015,1:87 ~ 88.
[9]Balestrieri C,F(xiàn)elice F,Piacente S,et al.Relative effects of phenolic constituents from Yucca schidigera Roezl.bark on Kaposi’s sarcoma cell proliferation,migration,and PAF synthesis [J].Biochemical Pharmacology,2006,71(10):1479 ~ 1487.
[10]Dengsheng Sun,Xiao Jin,Binlin Shi,et al.Dietary Yucca schidigera extract improved growth performance and liver antioxidative function in broilers[J].Italian Journal of Animal Science,2017,DOI:10.1080/1828051X.2017.1302826.
[11]Katsunuma Y,Nakamura Y,Toyoda A,et al.Effect of Yucca schidigera extract and saponins on growth of bacteria isolated from animal intestinal tract[J].Animal Science Journal,2008,71(2):164 ~ 170.
[12]Ismail Kucukkurt,Esra Küpeli Akkol,F(xiàn)unda Karabag,et al.Determination of the regulatory properties of Yucca schidigera extracts on the biochemical parameters and plasma hormone levels associated with obesity[J].Brazilian Journal of Pharmacognosy,2016,26:246 ~ 250.
[13]Iwona Puzio,Jose Luis Valverde Piedra,Ma?gorzata Kapica,et al.Effect of sodium butyrate and Yucca schidigera extract on bone characteristics in growing pigs[J].J Vet Res,2016,60:105 ~ 111.
[14]Marija Vuc∨emilo,Alenka Tofant,Suzana Hadina,et al.Effect of Yucca schidigera extract,a feed additive,to reduce air pollutants in pig fattening units[A].International Society for Animal Hygiène-Saint-Malo[C].2004.
[15]Mariusz Kowalczyk,yukasz Pecio,Anna Stochmal,et al.Qualitative and Quantitative Analysis of Steroidal Saponins in Crude Extract and Bark Powder of Yucca schidigera Roez [J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,59,8058 ~ 8064.
[16]Min T S,Kim J D,Tia J Z,et al.Effects of yucca extracts and protein levels on growth performance and nutrient utilization in growing pigs[J].Asian Australasian Journal of Animal Sciences,2001,14 (4):525 ~ 534.
[17]Min T S,Kim J D,yun Y H,et al.Effects of environmentally friendly agents on growth performance,nutrient digestibility,nutrient excretion and carcass characteristics in growing-finishing pigs[J].Asian-Australas J Anim Sci,2001,14(4):540 ~ 547.
[18]Singer M D,Robinson P H,Salem A Z M,et al.Impacts of rumen fluid modified by feeding Yucca schidigera to lactating dairy cows on in vitro gas production of 11 common dairy feedstuffs,as well as animal performance[J].Animal Feed Science and Technology,2008,146:242 ~ 258.
[19]Sastrea F,F(xiàn)erreirab F,Pedreschi F.A systematic approach for the chromatographic fractionation andpurification of major steroid saponins in commercialextractsofYuccaschidigera [J].JournalofChromatography B,2017,1046,235 ~ 242.
[20]Wulff E G,Zida E,Torp J,et al.Yucca shidigera extract:a potential biofungicide against seedborne pathogens of sorghum[J].Plant Pathology,2012,61(2):331 ~ 338.
[21]Yoko Uematsu,Keiko Hirata,Kazuo Saito.Spectrophotometric Determination of Saponin in Yucca Extract Used as Food Additive [J].Journal of AOAC International,2000,83(6),1451 ~ 1454.■
10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20172210
S816.17
A
1004-3314(2017)22-0042-03