生物化学提取技术在畜禽生产中的应用

　　摘要：植物提取物是具有一种或多种生物学功能且绿色、安全、高效、纯天然的活性物质，可以促进畜禽生长、净化环境卫生、改善畜产品品质等，近年来作为饲料添加剂广泛应用于动物生产中。文章就植物提取物可能的作用机制及在畜禽生产中的应用进行综述，为其在畜牧生产中的应用提供参考。

　　关键词：植物提取物;机制;畜禽

　　在我国集约化养殖中，抗生素的长期使用及滥用造成的细菌耐药性和残留问题已严重威胁到公共健康。除中草药外，日粮中禁用其他促生长类药物饲料添加剂。因此，开发优质、环保、无公害的抗生素替代品成为发展趋势。植物提取物是绿色、高效、安全的饲料添加剂，因具有抗菌、抗氧化、抗炎等功效，在医药、食品、化妆品和农业等领域备受关注。

　　1植物提取物的功能及作用机制

　　1.1提高生产性能

　　植物提取物具有促生长的作用。据报道，日粮中分别添加4%、8%的紫苏和苜蓿复合植物提取物，育肥猪平均日增重显著提高23.81%、19.04%，试验末重显著提高4.53%、3.67%，料重比显著降低10.01%、8.93%[1]。

　　孙丹彤等[2]报道，蛋鸡日粮中添加0.02%槲皮素，试验组产蛋率极显著提高4.96%，料蛋比显著降低6.55%;日粮添加0.04%槲皮素的蛋鸡产蛋率极显著提高8.11%，料蛋比极显著降低11.72%;当添加量达到0.06%时，产蛋率反而降低。槲皮素与黄酮类物质同时具有雌激素样作用和抗雌激素样作用，对日龄大的蛋鸡调节效果更明显。肖传明等[3]研究发现，在肉鸡日粮中添加植物提取物，试验组死淘率比对照组和抗生素组显著降低51.57%、32.09%;在提高日增重、日采食量，降低料重比方面与抗生素效果相当，可替代部分抗生素使用。植物提取物促生长作用可能通过以下几个途径实现：

　　一是作为诱食剂，增加畜禽采食量。植物提取物含有醛类、酚类和芳香烃类等芳香类物质，可以刺激动物消化道黏膜上的感受器，改善饲料适口性，进而提高动物采食量，在诱食效果上猪优于家禽[4]。二是刺激畜禽消化酶分泌，改善肠道消化机能。在肉鸡日粮中添加植物提取物，十二指肠脂肪酶活性显著提高29.86%，淀粉酶活性显著提高15.71%;粗脂肪消化率显著提高41.50%，粗蛋白消化率显著提高46.27%，钙磷吸收率均有所提高[3]。

　　三是促进动物肠道生长发育，提高消化吸收能力。植物提取物可以加快肠上皮细胞更新速度，减少病原菌在消化道内停留，加速消化道内皮成熟[5]。同时还可以提高十二指肠绒毛高度，降低隐窝深度，增加绒毛高度与隐窝深度比值，促进动物对营养物质的吸收。四是维持肠道菌群平衡。复合植物提取物能够提高蛋鸡盲肠菌群中拟杆菌门和艾克曼菌属的相对丰度，降低厚壁菌门的相对丰度，调节盲肠菌群结构，促进肠道有益菌群形成，增强肠道屏障功能，维持肠道稳态[6]。

　　1.2增强抗氧化能力

　　据报道，山银花和黄芩提取物可以提高肉鸡血清中总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性，显著降低丙二醛(MDA)含量[7]。槲皮素可以提高蛋鸡血清和肝脏中T-AOC、GSH-Px、SOD活性，降低MDA含量[2]。

　　茶多酚可以降低育肥猪血清GSH-Px活性，提高肝脏T-AOC和GSH-Px活性，降低MDA含量，同时降低肝脏抗氧化相关基因[(GSH-Px、CAT和醌氧化还原酶(NQO1)]的表达量，增强机体抗氧化能力[8]。植物提取物的抗氧作用机制：一是缓解炎症反应，提高动物免疫力。介导炎症反应的细胞因子主要有肿瘤坏死因子(TNF-α)、白介素IL-Iβ、IL-6和IL-10等[9]。常肖肖等[10]报道，日粮添加45g/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-αmRNA的表达量，增强奶牛免疫能力。

　　二是直接抑制或清除自由基。植物提取物可以作为氢质子或电子的供给体，终止自由基链式反应，发挥抗氧化功能。三是结合与自由基相关的酶，通过抑制氧化酶活性，增强抗氧化酶活性来实现。四是螯合钝化过渡金属离子。过渡金属铁、铜等是许多自由基产生的催化剂，某些植物提取物中的酚类物质含两个酚羟基，可与这些过渡金属结合，生成相对稳定的配合物，抑制金属诱导的自由基形成。

　　五是抗氧化成分之间的互补与促进作用。植物提取物中的抗氧化成分在体内通过电子或质子转移、螯合钝化过渡金属离子、影响基因表达、作用于氧化酶和抗氧化酶等途径联合发挥抗氧化功能。如不同水平的山银花和黄芩提取物之间存在协同增效效应，对肉鸡抗氧化机能的影响与浓度呈正相关[7]。

　　1.3抗菌作用

　　植物提取物具有抗菌作用，且不会产生耐药性。据报道，牛至精油可以降低回肠、盲肠中肠球菌、葡萄球菌和大肠杆菌数量[11]。肉桂、丝兰、一串红和桂花可以降低肉鸡盲肠和排泄物中大肠杆菌和总细菌数，抑菌作用在生长后期更明显[12]。

　　植物提取物抗菌作用机制可能有[13]：影响细菌细胞壁、细胞膜等形态结构，改变生物膜的通透性，导致细胞内容物中重要分子或离子外泄。破坏细菌的蛋白质和遗传物质结构、影响菌体内酶或功能性蛋白活性、抑制细菌生长、同时影响受精作用或抑制分生孢子的萌发，降低后代繁殖率。影响能量代谢和还原酶系，抑制细菌呼吸作用，阻碍代谢活动，致使细菌自溶。植物提取物中的某些有效成分可以渗透到细胞内，破坏线粒体等细胞器结构，抑制细胞呼吸作用，阻碍细胞腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)的合成，影响细菌的正常生理活动，因此其抗菌机制可能是单一或多点作用方式。

　　1.4净化环境卫生

　　畜禽粪便中的氮和磷均会对畜禽的呼吸道健康等产生影响，还会对环境造成污染。王金旭等[14]研究发现，日粮中分别添加200mg/kg丝兰提取物、200mg/kg丝兰提取物+500mg/kg酶制剂，氨气含量分别减少19.10%、30.61%，硫化氢含量减少13.54%、21.68%，氮排泄量降低8.86%、24.26%，单独添加丝兰提取物或联合添加酶制剂均可以有效降低猪舍内氨气和硫化氢含量，减轻猪舍中的气味。

　　张会萍等[15]报道，丝兰属植物提取物可以降低肉鸡舍内氨气、总氮和血清尿素氮含量，提高氮的利用率，有效改善养殖环境。周霞等[12]报道，植物提取物可以降低肉鸡肠道和排泄物中尿素氮、尿酸、氨态氮含量及脲酶活性，抑制肠道尿酸氧化酶、产脲酶、尿囊素酶菌生长，进而降低粪中尿酸酶活性，减少氨气释放，减少环境对肉鸡的应激。植物提取物中的某些成分可以抑制肠道中脲酶活性，如丝兰提取物中的皂苷是一种脲酶抑制剂，可抑制含氮物质分解成氨气，减少粪、尿中氨气的产生;活性基团可以吸附空气中的氨气分子;多糖可以促进微生物利用氨气合成菌体蛋白;多酚类物质可以结合氨基，减少氨气的产生，降低氨气对肠道的刺激作用，减少排泄物和肠道内氨的释放，降低环境中氨气浓度[16]。

　　1.5改善肉品质

　　郑梓等[17]报道，在日粮中添加5g/kg药食同源植物提取物可以使育肥猪背膘厚、剪切力、失水率分别降低17.25%、26.99%、6.27%，背最长肌中油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸含量分别提高12.46%、3.17%、82.28%、2.05%，芥酸、硬脂酸、豆蔻酸含量分别降低96.09%、7.26%、0.60%，脂肪、胆固醇降低13.79%、13.05%，有效改善猪肉风味，增加猪肉嫩度，减缓猪肉变质速度，且药物无残留。王珍珊等[1]研究发现，紫苏和苜蓿植物提取物可以提高育肥猪肉色、瘦肉率、胴体率、屠宰率和眼肌面积，降低平均背膘厚。

　　晁娅梅等[8]研究表明，茶多酚对育肥猪的胴体性状影响不显著，但可以提高育肥猪屠宰后45min亮度值(L*)、24h的pH值，降低24h后的L*。李冲等[18]研究报道，肉桂、黄连、丁香复合植物提取物可以降低肌肉剪切力和电导率，改善肌肉嫩度，提高蛋氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、甘氨酸含量，改善肉品风味，可以作为肉质改良添加剂。植物提取物中含有可溶性蛋白质、氨基酸、维生素、多糖、生物碱、黄酮类、微量元素等多种活性物质，兼具营养和药效双重功效，可以提高营养物质在体内的消化吸收。植物提取物含有芳香类物质，对于改善和提高肉品风味有一定促进作用[18]。

　　同时，植物提取物中的某些成分可以调节脂质代谢，通过提高过氧化物酶激活受体-γ活性，增加胰岛素受体含量，提高糖原合酶活性和糖原积累，降低炎性细胞因子表达，进而改善畜产品品质[19]。如紫苏中的α-亚麻酸可以影响不饱和脂肪的吸收，降低脂肪在体内的沉积量，苜蓿富含多种活性成分可以提高营养物质在体内消化吸收[1]。丝兰提取物可以延长食物在消化道的停留时间，提高血清中胰岛素、肌酸水平，改善肉品质[16]。槲皮素能够提高蛋鸡血清极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)、载脂蛋白B(Apo-B)、载脂蛋白A1(Apo-A1)水平，提高蛋黄卵磷脂含量[20]。

　　2植物提取物在畜禽养殖生产中的应用

　　2.1植物提取物在猪养殖中的应用

　　母猪日粮中添加1000mg/kg的复合植物提取物可以显著提高仔猪初生重和活仔数(3.10%)、降低死胎数(48.72%)、缩短产程(9.55%)，显著增加初生重高的仔猪(1.4~1.8kg)比例，显著降低初生重低的仔猪(1~1.4kg)比例，改善仔猪均匀度，提高母猪繁殖性能[21]。吴胜等[22]研究发现，日粮中添加植物精油制剂(100、200mg/kg)可以提高断奶仔猪平均日增重，两组在Ⅰ、Ⅱ级层上微生物气溶胶浓度分别下降16.60%、27.07%和10.34%、18.04%，猪舍内氨气浓度降低，且200mg/kg组舍内不同位置的平均氨气浓度极显著低于100mg/kg组和对照组。

　　李宁等[23]报道，日粮中添加300g/t黄芪蒲公英提取物+1000g/t丁酸钠可以提高仔猪血清中IL-4、TNF-α、IFN-γ含量及GSH-Px活性，降低MDA含量，与对照组和抗生素组相比，试验组腹泻率分别降低82.69%、61.43%，咳喘率分别降低88.81%、55.17%。植物提取物和酸制剂联合使用可以提高仔猪抗氧化能力，改善仔猪健康状况。陶新等[24]在基础日粮中添加107mg/kg金霉素+40mg/kg黄霉素或添加0.05%、0.10%、0.20%的复合植物提取物后发现，3种比例的复合植物提取物完全替代饲用抗生素使用，对仔猪生长性能无显著影响，且0.10%组仔猪平均日增重比对照组高2.44%。

　　同时设计无抗组(饲喂基础日粮)、抗生素组(基础日粮中添加67mg/kg金霉素+20mg/kg黄霉素)和0.10%复合植物提取物组，发现与无抗组相比，复合植物提取物可以显著提高仔猪平均日增重，降低血清中胆固醇(CHOL)、白蛋白(ALB)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、一氧化氮(NO)含量和铜蓝蛋白(CER)活性，提高GSH-Px活性;与抗生素组相比，复合植物提取物显著提高仔猪平均日增重，降低血清中LDL-C、尿素氮(BUN)和NO含量。结果表明，0.10%复合植物提取物可以替代饲用抗生素(金霉素+黄霉素)，甚至在抗生素的添加量超过60%的条件下，也可以降低仔猪死淘率、提高仔猪的生长性能和抗氧化功能。

　　畜牧论文投稿刊物：《中国饲料》杂志是农业部主管，中国饲料工业协会主办的国内外饲料行业和畜牧、养殖业的综合性期刊。《中国饲料》作为中国饲料工业协会会刊，先后被评为：全国优秀科技期刊、中文核心期刊、中国期刊网入网期刊、中国学术期刊评价数据库来源期刊。《中国饲料》创刊于1990年，历经20多年辛勤耕耘，已成为饲料行业影响广泛、指导鲜明、服务突出的权威媒体。

　　3展望

　　植物提取物作为一种绿色、安全、无残留的新型饲料添加剂，在畜禽生产上应用前景广阔，但仍存在一些问题等待解决，如植物地区来源、刈割时间、使用部位、提取工艺等。未来需对植物提取物中的有效成分进行精细化开发，达到微量、高效的应用原则，同时需从各种有效成分的代谢利用途径、免疫调节、激素调控等方面系统性的研究其作用机制，最大限度的发挥植物提取物在替代抗生素方面的功效。

　　参考文献

　　[1]王珍珊，孙鹏.饲料中添加复合紫苏植物提取物对育肥猪生长性能和胴体品质的影响[J].中国饲料，2018(23)：55-58.

　　[2]孙丹彤，滕楠，由莹，等.日粮添加槲皮素对蛋鸡生产性能及抗氧化能力的影响[J].中国饲料，2014(21)：8-10，13.

　　[3]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.

　　[4]王改琴，邬本成，刘春雪，等.植物精油在养猪生产中的应用[J].今日畜牧兽医，2014(1)：23-25.

　　[5]NamkungH,LiM,GongJ,etal.Impactoffeedingblendsoforganicacidsandherbalextractsongrowthperformance,gutmicrobiotaanddigestivefunctioninnewlyweanedpigs[J].CanadianJournalofAnimalScience,2004,84(4):697-704

　　作者：张定华1谭占坤2杜敏1金卫华1吉色曲伍