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植物提取物在家禽生产中的应用进展

更新时间:2009-03-28

我国家禽产业迅猛发展,规模化和集约化程度不断提高。随着养殖规模和密度的不断增加,抗生素被广泛应用于抑制病源微生物生长,防治疾病。抗生素在家禽养殖中的滥用、药物残留以及耐药性细菌甚至“超级细菌”的出现,严重影响家禽养殖业的健康可持续性发展。寻找替代抗生素的绿色安全的饲料添加剂,已成为当前动物营养研究的重要方向之一。植物提取物以其绿色、无残留和不会产生耐药性的特点逐渐成为研究热点。

植物提取物添加剂是指从植物中提取 (非化工合成),活性成分明确,可以对其成分进行测定,且含量稳定,对动物和人类没有任何毒性,并通过动物试验证明可以提高动物生产性能的饲料添加剂[1]。植物提取物中主要活性成分有挥发油、生物碱、多糖、黄酮、皂甙和植物单宁等。本文根据国内外植物提取物在提高生产性能、抗菌作用、抗氧化作用、增强免疫力、改善肠道健康等方面的研究进行综述,为家禽生产提供参考。

1 提高生产性能

家禽日粮中添加植物提取物可以提高生产性能的研究已经有相关报道。植物提取物通过改善饲料适口性来增加动物采食量、提高养分消化率、杀灭或抑制病源性微生物、增强机体免疫力等方面综合作用来提高家禽生产性能。

肖传明等研究表明,肉鸡日粮中添加植物提取物饲料添加剂能显著提高钙磷、粗蛋白和粗脂肪消化率,显著降低死淘率;并可以降低料肉比,提高肉鸡的日增重;其原因在于蒲公英等提取物,富含黄酮、生物碱等有效成分添加剂,具有抗病原微生物、保肝、利胆等功能[2]。Lee等通过4周的肉鸡试验,结果显示尽管在增重和采食量方面差异不显著,但是日粮中添加200mg/kg止痢草提取物显著改善了饲料报酬。研究者认为止痢草提取物不仅对肠道微生物有影响,还可能影响营养物质的吸收利用[3]。谢丽曲等研究表明,日粮中添加植物提取物饲料添加剂,可以显著提高樱桃谷肉鸭日增重,降低料重比,平均日采食量虽有所升高但差异不显著[4]。刘旭晨等的试验结果表明,在实际养殖条件下使用专利植物提取物可以显著提高黄羽肉鸡日增重,降低黄羽肉鸡的死亡率,改善饲料报酬[5]

2 抗菌作用

植物提取物具有较好的抗菌效果,已报道的具有较强抑菌作用的天然植物提取物主要有百里香精油、牛至精油、竹叶黄酮、黄芪多糖、肉桂精油、大蒜油、黄芩黄酮、苦参碱等,其主要抗菌活性成分为酚类物质,对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有较强的抑菌效果[6]

植物提取物中的挥发油、生物碱、多糖、黄酮和皂甙等成分在机体免疫调节中都表现出一定的效果。禚梅等研究发现,日粮中添加植物提取物能够增加免疫器官指数,促进巨噬细胞的吞噬功能,延长抗体水平作用时间,对肉鸡的体液免疫和细胞免疫均有明显促进作用;在日粮中添加植物提取物比添加金霉素对仔鸡免疫力有更好的作用[15]。贾喜涵等试验发现,在日粮中添加大蒜素,可通过激活T淋巴细胞、提高抗体水平、促进溶菌酶的释放,增强机体的免疫机能[16]

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3 抗氧化作用

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植物提取物复配可以增强其抑菌效果。张瑾研究发现,大蒜、丁香和肉桂复配表现为相加作用,苦参、大黄和金银花复配表现为协同作用,均对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有更强的抑菌作用[10]。赵露露等报道,竹叶黄酮和肉桂精油复配可增强对沙门氏菌的抑菌作用,且在复配比例为1:6时抑菌作用达到最大[11]

研究中常用的反映抗氧化能力的生化指标包括血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧酶 (SOD)、总抗氧化能力 (T-AOC)、丙二醛(MDA)等,其中 GSH-Px、SOD 和 T-AOC反映抗氧化水平,而MDA则反映过氧化程度。史东辉等测定了止痢草提取物对21d和42d肉鸡的血清生化指标发现,SOD、GSH-PX、CAT的活性明显提高,MDA浓度显著低于对照组;无论是胸肌还是腿肌的鲜样、-20℃贮藏 1、3、6个月,试验各组 MDA浓度均显著降低,说明日粮中添加止痢草植物提取物提高了血清中抗氧化酶的活性,有效地延缓了肉中脂类的氧化[13]。Radwan等发现在蛋鸡日粮中添加牛至草可以显著降低鸡蛋在储藏期间的氧化;其机理可能是其中的天然抗氧化物质进入循环系统,提高血浆的抗氧化能力,从而减少转运到鸡蛋中的自由基[14]

植物中含有的酚醛类物质多具有抗氧化作用。研究证明,许多植物如百里香、迷迭香、止痢草、薄荷、薰衣草、香青兰、荆芥、夏谷草、藿香等的提取物都有很好的抗氧化特性;抗氧化活性在各种植物提取物中普遍存在,相对而言,唇形科植物提取物具有更强的抗氧化活性。其中的活性成分多为酚醛类物质,主要包括羟基苯甲酸、羟基肉桂酸、花青素、木脂素、黄酮醇、黄酮等[12]

4 增强免疫力

林清华等报道,牛至油对常见的致肠炎沙门氏菌属、大肠杆菌属和葡萄球菌属等31株菌均有不同程度的杀菌和抑菌作用[7]。王新伟等采用纸片扩散法以及双倍稀释法研究发现,牛至油、香芹酚、柠檬醛和肉桂醛对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有明显的抑制作用[8]。王关林等研究表明,苦参碱对大肠杆菌有明细地抑制作用,其对鸡大肠杆菌的抑菌机理是抑制调控细菌生长、分裂相关蛋白的合成,阻滞细菌分裂和生长,并且与细胞内的蛋白质结合,从而细胞质固缩、质壁分离,最终细胞壁破损,内容物泄漏而使菌体死亡[9]

液料比为15∶1、20∶1、25∶1、30∶1、35∶1 mL/g时,实验结果如图6所示.液料比小于25∶1 mL/g时,溶剂越多,多糖得率越高;液料比大于25∶1 mL/g时,溶剂越多,多糖得率越低;当液料比达25∶1 mL/g时,得率达最大值.这是因为:更多的溶剂能溶解更多的多糖,但也会导致果胶酶浓度降低,使酶活性降低[20,22].因此,最佳液料比为25∶1 mL/g.

5 改善肠道健康

通过遏制肠道有害菌繁殖、促进消化酶分泌、促进小肠绒毛生长,植物提取物在改善肠道健康方面有显著的效果。P.Mitsch等研究结果表明发现,丁香酚、姜黄和胡椒碱可以显著减少肉仔鸡肠道中产气荚膜梭菌的增殖 [17]。I.S.Jang等研究发现,在肉仔鸡日粮中添加复合植物精油,胰ɑ-淀粉酶和肠麦芽糖酶活性显著升高,胰蛋白酶活性显著增加[18]。在肉鸡饲粮中添加100mg/kg丝兰提取物后,显著提高肉仔鸡28日龄时空肠绒毛高度及42日龄时十二指肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度,添加200mg/kg丝兰提取物显著提高肉仔鸡42日龄时回肠食糜胰蛋白酶、脂肪酶活力和十二指肠食糜脂肪酶活力,显著提高肉仔鸡干物质和粗蛋白质表观代谢率[19]

为了进一步证明本文提出的行为识别方法的可行性,本文还在MSRC-12数据集上进行实验,动态行为最终平均识别准确率为78%。文献[15]采用随机森林算法进行动作分类,同样在MSRC-12数据集上进行测试,平均识别准确率为67.3%,对比可知本文方法识别准确率更高。

6 小结

随着消费者对食品安全的高度关注和对高品质食品需求的增加,植物提取物添加剂的研究开发必将越来越受到重视。大量的研究结果表明,植物提取物中含有多种不同的抗菌和抗氧化成分,可以提高家禽的饲料报酬,改善家禽的健康水平。然而,由于植物提取物成分复杂,活性物质纯化困难,限制了其在养禽生产中的规模化使用。只有优化提取工艺,开发标准化、工业化的操作流程,才能推动植物提取物在家禽生产中的应用和发展。

参考文献:

[1] 金立志.植物提取物添加剂在动物营养中的应用及其机制的研究进展 [J].动物营养学报,2010,22(5):1154-1164.

[2] 肖传明,邓家俭,王红妍.植物提取物饲料添加剂对肉鸡生产性能的影响 [J].中国畜牧杂志,2014,50(22):73-77.

[3] Lee K W,Everts H,Kappert H J,et al.Effects of dietary essential oil components on growthperformance,digestiveenzymesandlipidmetabolisminfemalebroilerchic kens[J].British Poultry Science,2003,44:450-457.

[4] 谢丽曲,陈婉如,林滉.植物提取物对肉鸭生长性能和血清抗氧化指标的影响[J].福建畜牧兽医,2013,(3):20-22.

[5] 刘旭晨,孙亚男,李和平.植物提取物饲料添加剂对黄羽肉鸡生产性能的影响研究[J].中国畜牧杂志,2008,44(6):56-58.

[6] Burt S. Essential oils:their antibacterial properties and potential applications in foods-a review [J].International Journal of Food Microbiology,2004,94(3):223-253.

[7] 林清华,刘波,徐有为,等.牛至挥发油对肠炎常见菌的体外抗菌作用[J].应用与环境生物学报,1997,3(1):76-78.

[8] 王新伟,刘欢,魏静,等.牛至油、香芹酚、柠檬醛和肉桂醛抑菌作用研究[J].食品工业,2010(5):13-16.

[9] 王关林,唐金花,蒋丹,等.苦参对鸡大肠杆菌的抑菌作用及其机理研究 [J].中国农业科学,2006,39(5):1018-1024.

[10] 张瑾.植物源杀菌剂的复配及其微乳液的制备[D].天津:天津大学,2013.

[11] 赵露露,廖秀冬,张丽阳,等.植物提取物及其复合物对鸡源致病菌的体外抑菌作用[J].动物营养学报,2017,29(9):3277-3286.

[12] Capecka E,Mareczek A,Leja M.Antioxidantactivity of fresh and dry herbs of some Lamiaceae species[J].Food Chemistry,2005,93(2):223-226.

[13] 史东辉,陈俊锋,赵连生,等.唇形科植物提取物对肉鸡血清抗氧化功能和鸡肉脂类氧化的影响研究[J].中国畜牧杂志,2013,49(7):63-67.

[14] Radwan Nadia L,Hassan R A,Qota E M,,et al.Effectof Natural Antioxidant on Oxidative Stabilityof Eggs and Productive and ReproductivePerformance of Laying Hens[J].InternationalJournal of Poultry Science,2008,7(2):134-135.

[15] 禚梅,呙于明,赵小刚,等.日粮中添加植物提取物对肉仔鸡免疫机能的影响[J].中国畜牧兽医,2009,(6):14-18.

[16] 贾喜涵,敖长金,蒋涛,等.葱属植物提取物在饲料免疫上的研究进展[J].养殖与饲料,2006,(11):27-32.

[17] Mitsch P,Zitterl-Eglseer K,Kohler B,et al.The effect of two different blends of essential oil components on the proliferation of Clostridium perfringens in the intestines of broiler chickens[J].Poultry Science,2004,83(4):669-675.

[18] Jang I S,Ko Y H,Kang S Y,et al.Effect of a commercial essential oil on growth performance,digestive enzyme activity and intestinal microflora population in broiler chickens[J].Anim Feed Sci Tech,2006,134(3):304-315.

[19] 苏俊玲,史彬林,岳远西,等.丝兰提取物对肉仔鸡消化代谢功能的影响 [J].动物营养学报,2016,28(10):3284-3291. □

 
肖发沂,孙汝江
《家禽科学》 2018年第02期
《家禽科学》2018年第02期文献
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