植物提取物添加劑功能特性及其在無抗飼料中的應(yīng)用

近二十年來,由于抗生素耐藥性和殘留問題日益凸顯,作為抗生素重要替代物之一的植物提取物飼料添加劑,在動(dòng)物飼料生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖中越來越受到重視。尤其2000年以來,歐洲、美國、日本等發(fā)達(dá)國家在科技雜志上發(fā)表的有關(guān)植物提取物飼料添加劑的論文數(shù)量顯著增多。在這幾百篇科技論文中,不僅在作用機(jī)制方面給予了深入的研究,而且對植物提取物如何在動(dòng)物營養(yǎng)和飼料領(lǐng)域的應(yīng)用研究也有越來越多的報(bào)道。本文將集中就近年來研究較多的植物提取物功能特性及其在后抗生素時(shí)代動(dòng)物應(yīng)用中的應(yīng)用做一綜述。有關(guān)植物提取物添加劑的名稱和定義非常混亂,本文采用"植物提取物飼料添加劑(Phytogenic feed additive or Plant extract feed additive)"一詞，定義為:從植物中提�。ǚ腔�工合成）,活性成分明確、含量穩(wěn)定并且可以測定，對動(dòng)物和人類沒有任何毒副作用，并已通過動(dòng)物試驗(yàn)證明可以提高動(dòng)物生產(chǎn)性能的飼料添加劑。其他常見的名稱還有:草藥(Herbs)，藥用植物（Phytoceuticles）,中草藥添加劑(Chinese traditional medicine),陽生素(Phytobiotics)等。

1、植物提取物抗菌殺菌/保障腸道健康

植物提取物添加劑在畜禽生產(chǎn)上的應(yīng)用--仔豬
腸道是豬營養(yǎng)物質(zhì)消化和吸收的重要場所，生存著大量的微生物菌群。在正常狀態(tài)下，腸道菌群間處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，與腸粘膜共同構(gòu)成一道保護(hù)屏障，維持豬群的健康。腸道菌群間的平衡很容易受天氣、機(jī)體炎癥、飼料中霉菌毒素等因素的影響而破壞，從而導(dǎo)致腸道致病菌大量繁殖，引起豬群腹瀉。止痢草提取物（好力高/泰樂津）可有效抑制多種有害菌，如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、鐮刀霉、白色念珠菌。止痢草提取物（好力高/泰樂津）對來自于動(dòng)物、植物、食物的25個(gè)屬的細(xì)菌的抑菌試驗(yàn)表明，其對革蘭氏陰性菌和病原性的革蘭氏陽性菌都有抑菌殺菌能力。止痢草提取物（好力高/泰樂津）對各種病原菌的最小抑菌濃度見表1。研究表明，止痢草提取物（好力高/泰樂津）對一些耐藥性菌株有著明顯的抑菌或殺菌效果，如耐四環(huán)素、阿莫西林、恩諾沙星、卡那霉素的大腸桿菌血清型O45（見圖1A），耐卡那霉素、鏈霉素、慶大霉素的鼠傷寒沙門氏菌菌株（見圖1B），耐卡那霉素、多粘菌素的嗜水氣單胞菌菌株（見圖1C）。有趣的是，如果使用完整的止痢草提取物，其抗菌功能要比用主要成分的混合物要大的多[1, 2]。這種結(jié)果也說明了非主要活性成分也起到重要的作用，并可能與主要活性成分有疊加效應(yīng)。

2、保障腸道絨毛健康/促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收
動(dòng)物在生長過程中，受應(yīng)激、疾病、藥物等因素影響，會(huì)引起小腸絨毛萎縮，腸道通透性增加等腸道粘膜形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，嚴(yán)重影響動(dòng)物生長，提高疾病發(fā)生率。美國明尼蘇達(dá)大學(xué)Ariza-Nieto等研究發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬日糧中添加止痢草提取物，可以顯著提高斷奶仔豬小腸絨毛的發(fā)育（圖2）。止痢草提取物中的香芹酚和百里香酚可以加速腸絨毛表面成熟腸上皮細(xì)胞的更新速率，同時(shí)對消化道內(nèi)皮層的成熟有促進(jìn)作用，從而減少病原菌在消化道內(nèi)皮上的黏附，提高營養(yǎng)成分的吸收[3]。

3、植物提取物添加劑的抗氧化作用

植物提取物添加劑在畜禽生產(chǎn)上的應(yīng)用--仔豬

研究表明，唇形科類植物提取物具有較強(qiáng)的抗氧化活性，如止痢草、牛至草、百里香、迷迭香、丁香和肉桂等。Milos 等[4]系統(tǒng)評估了一系列物質(zhì)包括止痢草的揮發(fā)性糖苷、止痢草精油、純百里香酚、百里醌和維生素 E（α- 生育酚）的抗氧化性能。在沒有抗氧化劑的情況下（對照組）過氧化氫的生成速度在儲(chǔ)藏10天后即顯著飆升；添加止痢草/牛至提取物和糖苷配基組即使是在儲(chǔ)藏了80天以后還可以抑制過氧化氫的形成，而純化的百里香酚和百里香醌則表現(xiàn)出了很低的抗氧化效果。

Kačániová等[2]通過DPPH法研究了止痢草與百里香提取物對氧自由基清除能力。將不同濃度的止痢草提取物與百里香提取物樣品添加到DPPH試液中，然后在30分鐘和60分鐘測定DPPH的清除率。結(jié)果表明，不同濃度的止痢草提取物具有更強(qiáng)的DPPH清除能力，且對DPPH的清除率隨濃度的增加和作用時(shí)間的延長而增加。通過相同時(shí)間內(nèi)清除50%的DPPH所需試劑濃度的試驗(yàn)結(jié)果顯示，止痢草提取物的DPPH清除活性不僅高于Vc，也高于化工合成抗氧化劑BHT。

4、植物提取物添加劑在無抗飼料動(dòng)物營養(yǎng)中的應(yīng)用

植物提取物添加劑在畜禽生產(chǎn)上的應(yīng)用--仔豬

4.1 植物提取物添加劑在肉雞上的應(yīng)用綜述

在實(shí)際養(yǎng)殖過程中，由于細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性，許多營養(yǎng)師或配方師不得不超倍使用和使用多種抗生素。但即使如此，由于 50%～60%以上的致病菌已經(jīng)產(chǎn)生抗藥性，畜禽下痢和腸道亞健康的情況仍頻繁發(fā)生，不僅給養(yǎng)殖業(yè)帶來巨大損失，也使養(yǎng)殖企業(yè)面臨食品安全及成本的壓力。大多數(shù)研究表明，植物提取物添加劑對家禽的采食量沒有顯著影響，而對增重與飼料報(bào)酬則有顯著改善。金立志[5]綜述中指出日糧中添加止痢草或牛至草提取物添加劑的結(jié)果比較一致，平均改善飼料報(bào)酬3.1%（幅度從1%至9%），而對日增重和采食量方面的結(jié)果并不一致。大多數(shù)植物提取物飼料添加劑具有高效的殺菌、抑菌作用，能明顯改善動(dòng)物腸道健康，提高動(dòng)物的抗病力，進(jìn)而提高動(dòng)物生產(chǎn)性能。表2總結(jié)了植物提取物替代抗生素的應(yīng)用效果，總體來說在肉雞日糧中添加植物提取物飼料添加劑在平均增重和FCR兩項(xiàng)指標(biāo)上與使用抗生素的效果相仿，同時(shí)也降低了肉雞的死亡率。

植物提取物在肉雞球蟲病的防止上也可以發(fā)揮作用。該疾病導(dǎo)致家禽出現(xiàn)臨床和亞臨床癥狀，如飼料轉(zhuǎn)化率下降、雞群均勻度差、生長性能降低[6]。而且，球蟲病也是腸炎和腹瀉病的誘因，可能會(huì)導(dǎo)致雞群的死亡率顯著升高。目前，在飼料中添加抗球蟲藥是控制球蟲病的主要途徑。然而，耐藥菌株對人類健康存在潛在風(fēng)險(xiǎn)[7]。Lu等[8]研究抗生素替代性添加劑對高劑量接種艾美爾球蟲疫苗肉雞的腸道炎癥和完整性的影響，并確定替代品對肉雞生長性能和營養(yǎng)利用率的影響。結(jié)果顯示在0-21日，植物提取物（止痢草）組增重最高，和抗生素組（鹽霉素）在增重/飼料比方面最好（見表3）。第21日齡，植物提取物組和鹽霉素組肉雞的能量和干物質(zhì)的消化率顯著高于商品酵母組，鹽霉素組和好力高組比直接飼喂微生物和商品酵母組肉雞的氮和磷消化率也顯著高（見表4）。

4.2 植物提取物添加劑在豬上的應(yīng)用綜述

4.2.1 植物提取物添加劑在仔豬上的應(yīng)用

腹瀉是仔豬斷奶后最常見的一種臨床癥狀，往往導(dǎo)致豬的生長抑制甚至死亡，給養(yǎng)豬生產(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。目前治療豬腹瀉的主要手段是應(yīng)用抗生素，然而因?yàn)榧?xì)菌不斷產(chǎn)生耐藥性，使得抗生素療效甚微。因此，許多研究者將目光轉(zhuǎn)移到天然植物提取物上，而且已經(jīng)有很多文章報(bào)道了植物提取物完全或部分取代抗生素對斷奶仔豬生長性能和腸道健康的影響（見表5）。塞薩洛尼基的Kyriakis博士比較在日糧中添加止痢草提取物與硫酸粘桿菌素對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響，在飼喂添加250g/t止痢草提取物日糧的斷奶仔豬在日增重、飼料轉(zhuǎn)化率方面和硫酸粘桿菌素組基本相當(dāng)，腹瀉指數(shù)和死亡率方面略優(yōu)于硫酸粘桿菌素組；而飼喂添加500g/t止痢草提取物日糧的斷奶仔豬在上述幾個(gè)指標(biāo)方面則優(yōu)與硫酸粘桿菌素組[9]。史東輝[10]研究也比較了止痢草提取物與復(fù)配抗生素對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響，日糧添加止痢草提取物替代50%抗生素（桿菌肽鋅40g/t和金霉素70g/t）可以提高斷奶仔豬的生產(chǎn)性能；替代全部抗生素有提高斷奶仔豬生產(chǎn)性能的趨勢。

4.2.2 植物提取物添加劑在育肥豬上的應(yīng)用

植物提取物飼料添加劑富含多種營養(yǎng)元素和有效活性成分，能夠增進(jìn)豬的食欲，增加采食量；興奮動(dòng)物胃腸道，促進(jìn)消化腺分泌，提高消化吸收功能；穩(wěn)定消化道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境的平衡，促進(jìn)豬生長發(fā)育，提高飼料利用率[11]。 Zou等[12]的研究結(jié)果顯示在育肥豬飼糧中添加300g/t植物提取物（止痢草），改善了腸道的屏障功能，降低了空腸、回腸和結(jié)腸中大腸桿菌的數(shù)量，改善了生長育肥豬的腸道健康。

植物提取物飼料添加劑還能夠提高育肥豬胴體瘦肉率，降低胴體脂肪，改善胴體品質(zhì)和肉質(zhì)特性。Zhang等[13]研究顯示在運(yùn)輸應(yīng)激導(dǎo)致的脂質(zhì)過氧化加強(qiáng)的情況下，添加植物提取物（止痢草）能有效的提高動(dòng)物機(jī)體抗氧化酶活性，改善機(jī)體抗氧化能力，抑制自由基和MDA的過量產(chǎn)生，從而降低豬肉的滴水損失（3.5% vs 1.8%）。Janz等[14]是僅有的一篇比較了止痢草提取物和其它植物提取物（迷迭香、大蒜和生姜）在豬上的應(yīng)用效果的報(bào)道。結(jié)果顯示在日糧中添加止痢草植物提取物組具有最低的MDA值，可能的原因是止痢草植物提取物中的抗氧化物質(zhì)吸收進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，最終到達(dá)并保留在了肌肉和其它組織中。

4.2.3 植物提取物添加劑在母豬上的應(yīng)用

母豬日糧很少添加抗生素藥物添加劑，但Amrik和Bilkei[15]對商業(yè)豬場的研究發(fā)現(xiàn)，一些母豬外陰分泌物內(nèi)有大腸桿菌、葡萄球菌、梭狀芽胞桿菌、鏈球菌和肺炎克雷伯菌病原菌的存在。在日糧中添加500g/t止痢草提取物對1800頭母豬進(jìn)行兩年的研究顯示，在日糧中添加止痢草提取物可以改善母豬繁殖性能（見表3）。飼喂添加止痢草提取物日糧的試驗(yàn)組母豬泌尿生殖系統(tǒng)發(fā)病率比對照組降低了33%（死淘母豬中對照組為21%，試驗(yàn)組為14%），子宮炎-乳房炎-無乳癥（MMA）發(fā)病率比對照組降低了36%（死淘母豬中對照組發(fā)病率為25%，試驗(yàn)組為16%）[16]。Berchieri-Ronch等[17]的研究顯示母豬在妊娠和泌乳期易發(fā)生氧化應(yīng)激，Tan等[18]在母豬整個(gè)繁殖周期的日糧中添加植物提取物（止痢草），在一定程度上增強(qiáng)了母豬妊娠后期和泌乳前期的抗氧化能力，緩解了母豬的氧化應(yīng)激，提高了泌乳母豬第3周采食量（6.46 vs 6.00 kg），也提高了21日齡的斷奶重（6.94 vs 6.49 kg）。在日糧中添加500g/t止痢草提取物對1800頭母豬進(jìn)行兩年的跟蹤研究顯示，在日糧中添加止痢草提取物可以改善母豬繁殖性能（如表6所示）[15]。

5、總結(jié)

植物提取物添加劑在畜禽生產(chǎn)上的應(yīng)用--仔豬

21世紀(jì)將是一個(gè)綠色產(chǎn)品的世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高及國際環(huán)保技術(shù)的快速發(fā)展，人們對農(nóng)產(chǎn)品，特別是動(dòng)物性食品的質(zhì)量提出了更高要求。綠色、安全、高效的植物飼料添加劑對動(dòng)物福利、生長性能、營養(yǎng)和能量利用等方面有積極作用。與此同時(shí)植物提取物飼料添加劑不僅可以殺滅和抑制那些對抗生素有耐藥性的菌株，減少動(dòng)物下痢，保障腸道健康，提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，而且無殘留，無耐藥性問題，可為動(dòng)物養(yǎng)殖與飼料業(yè)的安全與高效生產(chǎn)提供有力保證。

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