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    農業論文

    植物提取物的作用機制及在畜禽生產中的應用

    時間:2021年07月31日 所屬分類:農業論文 點擊次數:

    摘 要:植物提取物是具有一種或多種生物學功能且綠色、安全、高效、純天然的活性物質,可以促進畜禽 生長、凈化環境衛生、改善畜產品品質等,近年來作為飼料添加劑廣泛應用于動物生產中。文章就植物提取物可 能的作用機制及在畜禽生產中的應用進行綜述,為其

      摘 要:植物提取物是具有一種或多種生物學功能且綠色、安全、高效、純天然的活性物質,可以促進畜禽 生長、凈化環境衛生、改善畜產品品質等,近年來作為飼料添加劑廣泛應用于動物生產中。文章就植物提取物可 能的作用機制及在畜禽生產中的應用進行綜述,為其在畜牧生產中的應用提供參考。

      關鍵詞:植物提取物;機制;畜禽

    畜禽產業

      在我國集約化養殖中,抗生素的長期使用及濫用造 成的細菌耐藥性和殘留問題已嚴重威脅到公共健康。除 中草藥外,日糧中禁用其他促生長類藥物飼料添加劑。 因此,開發優質、環保、無公害的抗生素替代品成為發 展趨勢。植物提取物是綠色、高效、安全的飼料添加劑, 因具有抗菌、抗氧化、抗炎等功效,在醫藥、食品、化 妝品和農業等領域備受關注。

      畜牧論文范例:淺談基層畜牧獸醫動物防疫工作

      1 植物提取物的功能及作用機制

      1.1 提高生產性能

      植物提取物具有促生長的作用。據報道,日糧中分 別添加4%、8%的紫蘇和苜蓿復合植物提取物,育肥豬 平均日增重顯著提高23.81%、19.04%,試驗末重顯著提 高4.53%、3.67%,料重比顯著降低10.01%、8.93%[1] 。孫 丹彤等[2] 報道,蛋雞日糧中添加0.02%槲皮素,試驗組產 蛋率極顯著提高4.96%,料蛋比顯著降低6.55%;日糧添 加0.04%槲皮素的蛋雞產蛋率極顯著提高8.11%,料蛋比 極顯著降低11.72%;當添加量達到0.06%時,產蛋率反 而降低。

      槲皮素與黃酮類物質同時具有雌激素樣作用和 抗雌激素樣作用,對日齡大的蛋雞調節效果更明顯。肖 傳明等[3] 研究發現,在肉雞日糧中添加植物提取物,試驗 組 死 淘 率 比 對 照 組 和 抗 生 素 組 顯 著 降 低 51.57%、32.09%;在提高日增重、日采食量,降低料重比方面與 抗生素效果相當,可替代部分抗生素使用。 植物提取物促生長作用可能通過以下幾個途徑實現: 一是作為誘食劑,增加畜禽采食量。植物提取物含有醛 類、酚類和芳香烴類等芳香類物質,可以刺激動物消化 道黏膜上的感受器,改善飼料適口性,進而提高動物采 食量,在誘食效果上豬優于家禽[4] 。

      二是刺激畜禽消化酶 分泌,改善腸道消化機能。在肉雞日糧中添加植物提取 物,十二指腸脂肪酶活性顯著提高29.86%,淀粉酶活性 顯著提高15.71%;粗脂肪消化率顯著提高41.50%,粗蛋 白消化率顯著提高 46.27%,鈣磷吸收率均有所提高[3] 。 三是促進動物腸道生長發育,提高消化吸收能力。植物 提取物可以加快腸上皮細胞更新速度,減少病原菌在消 化道內停留,加速消化道內皮成熟[5] 。同時還可以提高十 二指腸絨毛高度,降低隱窩深度,增加絨毛高度與隱窩 深度比值,促進動物對營養物質的吸收。四是維持腸道 菌群平衡。復合植物提取物能夠提高蛋雞盲腸菌群中擬 桿菌門和艾克曼菌屬的相對豐度,降低厚壁菌門的相對 豐度,調節盲腸菌群結構,促進腸道有益菌群形成,增 強腸道屏障功能,維持腸道穩態[6] 。

      1.2 增強抗氧化能力

      據報道,山銀花和黃芩提取物可以提高肉雞血清中 總 抗 氧 化 能 力 (T-AOC)、 谷 胱 甘 肽 過 氧 化 物 酶 (GSH-Px)、過氧化氫酶 (CAT) 和總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性,顯著降低丙二醛(MDA)含量[7] 。槲皮 素可以提高蛋雞血清和肝臟中 T-AOC、GSH-Px、SOD 活性,降低 MDA 含量[2] 。茶多酚可以降低育肥豬血清 GSH-Px 活性,提高肝臟 T-AOC 和 GSH-Px 活性,降低 MDA 含量,同時降低肝臟抗氧化相關基因[(GSH-Px、 CAT和醌氧化還原酶 (NQO1)]的表達量,增強機體抗 氧化能力[8] 。 植物提取物的抗氧作用機制:一是緩解炎癥反應, 提高動物免疫力。

      介導炎癥反應的細胞因子主要有腫瘤 壞死因子 (TNF-α)、白介素 IL-Iβ、IL-6 和 IL-10 等[9] 。 常肖肖等[10] 報道,日糧添加45 g/d茶皂素可以提高奶牛血 清 IL-1、 TNF- α 含 量 及 IL-1、 IL-6、 IL-10、 TNF- α mRNA的表達量,增強奶牛免疫能力。二是直接抑制或 清除自由基。植物提取物可以作為氫質子或電子的供給 體,終止自由基鏈式反應,發揮抗氧化功能。三是結合 與自由基相關的酶,通過抑制氧化酶活性,增強抗氧化 酶活性來實現。四是螯合鈍化過渡金屬離子。過渡金屬 鐵、銅等是許多自由基產生的催化劑,某些植物提取物 中的酚類物質含兩個酚羥基,可與這些過渡金屬結合, 生成相對穩定的配合物,抑制金屬誘導的自由基形成。 五是抗氧化成分之間的互補與促進作用。植物提取物中 的抗氧化成分在體內通過電子或質子轉移、螯合鈍化過 渡金屬離子、影響基因表達、作用于氧化酶和抗氧化酶 等途徑聯合發揮抗氧化功能。如不同水平的山銀花和黃 芩提取物之間存在協同增效效應,對肉雞抗氧化機能的 影響與濃度呈正相關[7] 。

      1.3 抗菌作用

      植物提取物具有抗菌作用,且不會產生耐藥性。據 報道,牛至精油可以降低回腸、盲腸中腸球菌、葡萄球 菌和大腸桿菌數量[11] 。肉桂、絲蘭、一串紅和桂花可以 降低肉雞盲腸和排泄物中大腸桿菌和總細菌數,抑菌作 用在生長后期更明顯[12] 。 植物提取物抗菌作用機制可能有[13] :影響細菌細胞 壁、細胞膜等形態結構,改變生物膜的通透性,導致細 胞內容物中重要分子或離子外泄。破壞細菌的蛋白質和 遺傳物質結構、影響菌體內酶或功能性蛋白活性、抑制 細菌生長、同時影響受精作用或抑制分生孢子的萌發, 降低后代繁殖率。影響能量代謝和還原酶系,抑制細菌 呼吸作用,阻礙代謝活動,致使細菌自溶。植物提取物 中的某些有效成分可以滲透到細胞內,破壞線粒體等細 胞器結構,抑制細胞呼吸作用,阻礙細胞腺嘌呤核苷三 磷酸 (ATP) 的合成,影響細菌的正常生理活動,因此 其抗菌機制可能是單一或多點作用方式。

      1.4 凈化環境衛生

      畜禽糞便中的氮和磷均會對畜禽的呼吸道健康等產 生影響,還會對環境造成污染。王金旭等[14] 研究發現, 日糧中分別添加 200 mg/kg 絲蘭提取物、200 mg/kg 絲蘭提取物+500 mg/kg 酶制劑,氨氣含量分別減少 19.10%、 30.61%,硫化氫含量減少13.54%、21.68%,氮排泄量降 低 8.86%、24.26%,單獨添加絲蘭提取物或聯合添加酶 制劑均可以有效降低豬舍內氨氣和硫化氫含量,減輕豬 舍中的氣味。張會萍等[15] 報道,絲蘭屬植物提取物可以 降低肉雞舍內氨氣、總氮和血清尿素氮含量,提高氮的 利用率,有效改善養殖環境。

      周霞等[12] 報道,植物提取 物可以降低肉雞腸道和排泄物中尿素氮、尿酸、氨態氮 含量及脲酶活性,抑制腸道尿酸氧化酶、產脲酶、尿囊 素酶菌生長,進而降低糞中尿酸酶活性,減少氨氣釋放, 減少環境對肉雞的應激。 植物提取物中的某些成分可以抑制腸道中脲酶活性, 如絲蘭提取物中的皂苷是一種脲酶抑制劑,可抑制含氮 物質分解成氨氣,減少糞、尿中氨氣的產生;活性基團 可以吸附空氣中的氨氣分子;多糖可以促進微生物利用 氨氣合成菌體蛋白;多酚類物質可以結合氨基,減少氨 氣的產生,降低氨氣對腸道的刺激作用,減少排泄物和 腸道內氨的釋放,降低環境中氨氣濃度[16] 。

      1.5 改善肉品質

      鄭梓等[17] 報道,在日糧中添加5 g/kg藥食同源植物提 取物可以使育肥豬背膘厚、剪切力、失水率分別降低 17.25%、26.99%、6.27%,背最長肌中油酸、亞油酸、 亞麻酸、棕櫚酸含量分別提高12.46%、3.17%、82.28%、 2.05%,芥酸、硬脂酸、豆蔻酸含量分別降低 96.09%、 7.26%、0.60%,脂肪、膽固醇降低13.79%、13.05%,有 效改善豬肉風味,增加豬肉嫩度,減緩豬肉變質速度, 且藥物無殘留。

      王珍珊等[1] 研究發現,紫蘇和苜蓿植物提 取物可以提高育肥豬肉色、瘦肉率、胴體率、屠宰率和 眼肌面積,降低平均背膘厚。晁婭梅等[8] 研究表明,茶多 酚對育肥豬的胴體性狀影響不顯著,但可以提高育肥豬 屠 宰 后 45 min 亮 度 值 (L *)、 24 h 的 pH 值 , 降 低 24 h后的L*。李沖等[18] 研究報道,肉桂、黃連、丁香復 合植物提取物可以降低肌肉剪切力和電導率,改善肌肉 嫩度,提高蛋氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、甘氨 酸含量,改善肉品風味,可以作為肉質改良添加劑。

      植物提取物中含有可溶性蛋白質、氨基酸、維生素、 多糖、生物堿、黃酮類、微量元素等多種活性物質,兼 具營養和藥效雙重功效,可以提高營養物質在體內的消 化吸收。植物提取物含有芳香類物質,對于改善和提高 肉品風味有一定促進作用[18] 。同時,植物提取物中的某 些成分可以調節脂質代謝,通過提高過氧化物酶激活受 體-γ活性,增加胰島素受體含量,提高糖原合酶活性和 糖原積累,降低炎性細胞因子表達,進而改善畜產品品 質[19] 。

      如紫蘇中的α-亞麻酸可以影響不飽和脂肪的吸收, 降低脂肪在體內的沉積量,苜蓿富含多種活性成分可以 提高營養物質在體內消化吸收[1] 。絲蘭提取物可以延長食 物在消化道的停留時間,提高血清中胰島素、肌酸水平,改善肉品質[16] 。槲皮素能夠提高蛋雞血清極低密度脂蛋 白膽固醇(VLDL-C)、載脂蛋白B(Apo-B)、載脂蛋白 A1(Apo-A1)水平,提高蛋黃卵磷脂含量[20] 。

      2 植物提取物在畜禽養殖生產中的應用

      2.1 植物提取物在豬養殖中的應用 母豬日糧中添加1 000 mg/kg的復合植物提取物可以 顯著提高仔豬初生重和活仔數 (3.10%)、降低死胎數 (48.72%)、縮短產程 (9.55%),顯著增加初生重高的仔 豬 (1.4~1.8 kg) 比 例 , 顯 著 降 低 初 生 重 低 的 仔 豬 (1~1.4 kg) 比例,改善仔豬均勻度,提高母豬繁殖性 能[21] 。吳勝等[22] 研究發現,日糧中添加植物精油制劑 (100、200 mg/kg) 可以提高斷奶仔豬平均日增重,兩組 在Ⅰ、Ⅱ級層上微生物氣溶膠濃度分別下降 16.60%、 27.07% 和 10.34%、18.04%,豬舍內氨氣濃度降低,且 200 mg/kg 組舍內不同位置的平均氨氣濃度極顯著低于 100 mg/kg 組和對照組。李寧等[23] 報道,日糧中添加 300 g/t黃芪蒲公英提取物+1 000 g/t丁酸鈉可以提高仔豬 血清中 IL-4、TNF-α、IFN-γ 含量及 GSH-Px 活性,降 低MDA含量,與對照組和抗生素組相比,試驗組腹瀉率 分別降低 82.69%、61.43%,咳喘率分別降低 88.81%、 55.17%。植物提取物和酸制劑聯合使用可以提高仔豬抗 氧化能力,改善仔豬健康狀況。

      陶新等[24] 在基礎日糧中 添加 107 mg/kg 金霉素+40 mg/kg 黃霉素或添加 0.05%、0.10%、0.20% 的復合植物提取物后發現,3 種比例的復 合植物提取物完全替代飼用抗生素使用,對仔豬生長性 能無顯著影響,且 0.10% 組仔豬平均日增重比對照組高 2.44%。同時設計無抗組 (飼喂基礎日糧)、抗生素組 (基礎日糧中添加67 mg/kg金霉素+20 mg/kg黃霉素) 和 0.10%復合植物提取物組,發現與無抗組相比,復合植物 提取物可以顯著提高仔豬平均日增重,降低血清中膽固 醇 (CHOL)、白蛋白 (ALB)、低密度脂蛋白膽固醇 (LDL-C)、一氧化氮(NO)含量和銅藍蛋白(CER)活 性,提高 GSH-Px 活性;與抗生素組相比,復合植物提 取物顯著提高仔豬平均日增重,降低血清中LDL-C、尿 素氮(BUN)和NO含量。結果表明,0.10%復合植物提 取物可以替代飼用抗生素 (金霉素+黃霉素),甚至在抗 生素的添加量超過60%的條件下,也可以降低仔豬死淘 率、提高仔豬的生長性能和抗氧化功能。

      3 展望

      植物提取物作為一種綠色、安全、無殘留的新型飼 料添加劑,在畜禽生產上應用前景廣闊,但仍存在一些 問題等待解決,如植物地區來源、刈割時間、使用部位、 提取工藝等。未來需對植物提取物中的有效成分進行精 細化開發,達到微量、高效的應用原則,同時需從各種 有效成分的代謝利用途徑、免疫調節、激素調控等方面 系統性的研究其作用機制,最大限度的發揮植物提取物 在替代抗生素方面的功效。

      參考文獻

      [1] 王珍珊,孫鵬.飼料中添加復合紫蘇植物提取物對育肥豬生長性能和 胴體品質的影響[J].中國飼料,2018(23):55-58.

      [2] 孫丹彤,滕楠,由瑩,等.日糧添加槲皮素對蛋雞生產性能及抗氧化 能力的影響[J].中國飼料,2014(21):8-10,13.

      [3] 肖傳明,鄧家儉,王紅妍.植物提取物飼料添加劑對肉雞生產性能的 影響[J].中國畜牧雜志,2014,50(22):73-77.

      [4] 王改琴,鄔本成,劉春雪,等.植物精油在養豬生產中的應用[J].今 日畜牧獸醫,2014(1):23-25.

      [5] Namkung H, Li M, Gong J, et al. Impact of feeding blends of organic acids and herbal extracts on growth performance, gut microbiota and digestive function in newly weaned pigs[J]. Canadian Journal of Animal Science, 2004, 84(4): 697-704.

      [6] 陳祥宇,耿浩川,侯建庫,等.復合植物提取物對蛋雞生產性能、腸 道黏膜形態及盲腸菌群結構的影響[J]. 動物營養學報,2021,33 (4):2033-2043

      作者: 張定華1 譚占坤2 杜 敏1 金衛華1 吉色曲伍

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