鄔銳軍,張浩,劉小剛,陳仁偉,徐騰騰,魏玉環(huán),舒嵐蕓
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隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和人們生活水平的提高,消費者對食品質(zhì)量和安全的要求越來越高??股卦陲暳现羞^量使用的危害已在世界范圍內(nèi)形成共識,尤其是抗生素導致的食品安全問題,一直是消費者的關(guān)注點。此外,非治療目的使用抗生素是違反動物福利要求的生產(chǎn)行為,不利于產(chǎn)品品牌建設(shè),影響?zhàn)B殖收益。本文總結(jié)了植物提取物對畜禽生產(chǎn)性能和生理功能等影響,以期對實際生產(chǎn)提供一定參考。
植物提取物以天然植物為原料,經(jīng)過物理或化學方法分離提取,因提取工藝不同,分為純凈物和混合物。植物提取物的種類繁多,以不同的原料來源可分為蔬果類、花草類、茶類及中草藥類等。根據(jù)提取工藝分為水提物、有機溶劑提取物及超臨界流體提取物等;按照化學成分可分為多糖類、皂苷類、植物油類、黃酮類、多酚類和生物堿等[1]。植物提取物具有抗炎、抗氧化及提升免疫力等作用[2]。多種植物提取物同時使用,可增加畜禽的采食量、提高抗氧化水平和免疫力,使病原微生物活性降低或死亡,從而提高畜禽生產(chǎn)性能[3]。
多糖是植物體內(nèi)的一類重要大分子,常有重要的藥用功效,如黃芪多糖(APS)、靈芝多糖和枸杞多糖等。植物多糖具有提高免疫調(diào)節(jié)和抗氧化水平等功能,可促進畜禽機體健康[4],進而促進生產(chǎn)性能的發(fā)揮。宋麗霞[5]在蘇尼特羯羊日糧中添加沙蔥多糖,羯羊血清免疫球蛋白G(IgG)、白細胞介素-6(IL-6)含量、CD8+細胞數(shù)量及過氧化氫酶(CAT)活性均發(fā)生顯著變化,谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性和總抗氧化能力(T-AOC)顯著增強。李藝蔓[4]研究表明,日糧中添加APS 和發(fā)酵麩皮多糖可以提高杜寒雜交肉羊ADG 和血清GSH-Px 活力,降低料重比、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)含量,同時提高血清免疫球蛋白M(IgM)、白細胞介素-2(IL-2)和白細胞介素-10(IL-10)的含量。由此可見,APS 和發(fā)酵麩皮多糖能夠提高肉羊抗氧化能力和免疫機能。孟子琪[6]在杜寒雜交羔羊日糧中分別添加50、100、200 和400 mg/kg 的發(fā)酵麩皮多糖后發(fā)現(xiàn),發(fā)酵麩皮多糖可影響瘤胃發(fā)酵參數(shù),降低氨態(tài)氮濃度,提高菌體蛋白濃度,以200 mg/kg 添加量影響較為明顯;50 和100 mg/kg 添加量通過提高血清GSH-Px、過氧化物歧化酶(SOD)及CAT 活性,降低丙二醛(MDA)濃度使機體抗氧化能力上升。綜合考慮推薦杜寒雜交肉羊日糧中發(fā)酵麩皮多糖添加量為100 mg/kg。
APS 是于豆科植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的干燥根中提取的雜多糖。在腸道屏障功能方面,APS 可以緩解斷奶仔豬因脂多糖(LPS)攻擊導致的空腸絨毛高度降低、閉合蛋白和緊密連接蛋白表達量下降。因此,APS 通過增強腸道屏障功能、緩解LPS 引起的肝功能障礙和免疫應激,進而促進斷奶仔豬的生長性能[7]。在LPS 刺激奶牛體外乳腺上皮細胞(BMEC)建立的炎癥模型中,LPS 激活了細胞炎癥和氧化因子的表達,抑制Wnt/β-catnin 信號轉(zhuǎn)導,通過抑制IL-6、白細胞介素8(IL-8)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)及MDA 氧化因子的表達,拮抗LPS 的作用,并激活BMEC 的Wnt 信號??梢夾PS 可通過調(diào)節(jié)Wnt 信號通路發(fā)揮抗炎、抗氧化和抗應激作用[8]。
豬繁殖與呼吸綜合征病毒(PRRSV)可以引起母豬繁殖障礙、仔豬高熱和呼吸困難等一系列疾病,并且暫無特效藥物可治療,對生豬生產(chǎn)造成極大威脅。提取構(gòu)樹皮的構(gòu)樹多糖,可在PRRSV 感染非洲綠猴胚胎腎細胞(Marc-145)的早期或晚期通過抑制因病毒感染造成的波形蛋白表達異常,從而抑制病毒轉(zhuǎn)運和增殖,進而抑制宿主細胞病變發(fā)揮抗病作用[9]。PRRSV 感染會抑制豬瘟兔化弱毒疫苗CSFV-C 的復制,而APS 可降低共感染的細胞炎癥反應,其機制可能是通過阻礙共感染導致的核因子κB (NF-κB)激活,抑制炎性細胞因子TNF-α、IL-6 和IL-8 的表達及分泌,從而通過TLRs/NF-κB/TNF-α 途徑緩解這種負面影響[10]。雖然這種作用只在體外細胞系中得到驗證,但為植物多糖在動物生產(chǎn)中的應用提供了參考。
植物精油類物質(zhì)對畜禽的影響已得到廣泛研究,如牛至精油、艾草精油和肉桂精油等。孫攀峰等[11]通過日糧為肉牛提供不同比例(30 和60 mg/kg)的復合植物精油(主要成分為牛至油、百里香酚和香芹酚),比較了肉牛組間生長指標、養(yǎng)分表觀消化率和氮代謝的區(qū)別。結(jié)果顯示,植物精油顯著增加了肉牛ADG、降低了料重比,提高了中性洗滌纖維(NDF)的表觀消化率,且添加量為30 mg/kg 時可增加氮的沉積量。體外抑菌試驗表明,肉桂醛對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均有抑菌效果[12]。肉桂醛添加到肉雞日糧中可使ADG和屠宰率增加,并提高鈣、磷、有機物和干物質(zhì)(DM)的養(yǎng)分利用率,究其原因,肉桂醛可以顯著提高小腸絨毛高度/隱窩深度比值,改善腸道形態(tài)和菌群結(jié)構(gòu),增強肉雞小腸的屏障功能[12]。
丁香酚是從丁香花和肉桂葉中提取的揮發(fā)油,是含量較高的一類單萜化合物,可對革蘭陽性和陰性菌起到抑制作用[13]。丁香酚可降低瘤胃氨氮、支鏈揮發(fā)性脂肪酸和總脂肪的含量。有研究認為,丁香酚對瘤胃發(fā)酵功能的影響與日糧類型和瘤胃pH 值有關(guān)。丁香酚可抑制MrkD 蛋白促進的肺炎克雷伯菌對牛腎細胞(MDBK)的黏附作用,且有劑量依賴效應,丁香酚的這種作用為其在生產(chǎn)中發(fā)揮疾病預防作用提供了科學依據(jù)[14]。補充丁香酚還能降低活性氧水平和腸上皮細胞中傳染性胃腸炎病毒(TGEV)誘導的氧化應激[15]。此外,丁香酚還可發(fā)揮抗氧化和抗炎功能,降低血清MDA 和睪酮水平,以及提高SOD 和GSH-Px 水平,減少卵巢缺血再灌注損傷[16]。
牛至精油是安全、高效、綠色且無配伍禁忌的中藥添加劑。對生產(chǎn)后期的母雞生產(chǎn)性能、雞蛋質(zhì)量、腸道健康和回腸微生物群的影響研究表明,日糧中添加牛至精油可通過改變微生物組成來提高消化酶活性,改善腸道形態(tài)和上皮屏障功能,從而有利于提升蛋雞生產(chǎn)后期的飼料效率和蛋殼質(zhì)量[17]。除此之外,在牛的日糧中添加牛至精油,可通過保持牛肉的保水能力和肉色、增強抗氧化能力及防止脂質(zhì)氧化來提高牛肉的營養(yǎng)水平和品質(zhì)[18]。
2.3.1 皂苷類。皂苷存在于人參、三七、黃芪、絞股藍和酸棗仁等多種中草藥或谷物麩皮中,可對畜禽免疫、抗氧化和消化代謝功能等發(fā)揮有益作用,進而提高畜禽生產(chǎn)性能。盧猛等[19]發(fā)現(xiàn),白頭翁皂苷B4 可增加犢牛ADG、降低腹瀉率,且均具有劑量依賴效應,可提高斷奶后犢牛的DM、NDF 和酸性洗滌纖維的表觀消化率,促進對總能的消化和代謝。對模型動物小鼠的研究表明,口服APS 和人參莖葉皂苷可以增強口蹄疫疫苗和腸道黏膜免疫[20],提示二者具有提高反芻動物對口蹄疫抵抗力的潛力。
2.3.2 黃酮類。黃酮類提取物來源廣泛,多存在于植物莖葉、果實及種子中,如沙蔥黃酮、竹葉黃酮、柑橘黃酮和沙棘黃酮等。低蛋白、低豆粕日糧是當前的研究熱點。將日糧中粗蛋白含量降低3%,生長豬的生長性能降低,而大豆黃酮可通過提高機體抗氧化能力、改善激素水平及增加營養(yǎng)物質(zhì)利用率等途徑,發(fā)揮挽救低蛋白日糧負面影響的作用[21]。黃酮類提取物還具有改善產(chǎn)品品質(zhì)的作用,例如日糧中添加沙蔥黃酮使羊肉的熟肉率顯著提高,剪切力和滴水損失降低,并顯著增加多不飽和脂肪酸和必需氨基酸的含量[22]。
植物提取物作為飼料添加劑代替抗生素在畜禽生產(chǎn)中的應用,可發(fā)揮抵抗疾病、提高生產(chǎn)性能和改善產(chǎn)品品質(zhì)等功能,發(fā)展前景廣闊。但是,植物提取物中的活性成分含量受提取工藝等因素的影響較大,導致質(zhì)量較難滿足市場化應用的需求,這可能會是今后研究與應用中亟須解決的實際問題之一。