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    无抗政策下植物提取物在养殖生产中的研究进展

    时间：2023-01-23 12:20:05 来源：东东创业网 本文已影响人 东东创业网手机站

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    ◆作者：赵倩明 孙鹏 李志威

    ◆单位：1.奎屯市畜牧兽医工作站2.奎屯市农业农村局3.扬州大学动物科学与技术学院

    抗生素残留一直是困扰食品安全的重要问题。鉴于抗生素残留危害的严重性，国务院逐步推进无抗养殖进程。但抗生素在动物生产中一直扮演着至关重要的角色，饲料禁用抗生素不可避免地会对养殖业造成冲击。因此，寻找抗生素替代品刻不容缓。

    植物提取物是通过物理或化学方法从植物中获取的，是植物活性物质富集产品，在动物生产中一直充当着辅助的功能。研究表明，饲料中添加植物提取物可以提高动物的生产性能（董晨扬等，2022）。有些植物提取物同时具备调节动物免疫能力的功能（印遇龙等，2022），这一特性使其具备了代替抗生素的潜力。植物提取物分为很多种类型，包括多酚类、黄酮类、多糖类、精油类、生物碱类和膳食纤维类。一种植物提取物从发现到实际利用需要考虑多个因素（图1），因此当前应用的植物提取物种类并不多。目前研究较多的几种提取物为多酚、黄酮、多糖类和精油。本文对常见几种植物提取物进行综述，以期为植物提取物在养殖中的科学使用提供指导。

    图1 植物提取物生产应用过程

    植物多酚是最为常见的植物提取物之一，是一种多羟基化合物。根据化学结构，将其分为酚酸类、类黄酮类和芪类等，目前鉴定的多酚物质超过500种。植物多酚是较早研究并应用的植物提取物，生物功能开发全面，提取工艺成熟。植物多酚的提取方式有溶剂提取法、超声波提取法、微波提取法、酶辅助提取法和超临界CO2萃取法等。溶剂提取法是依据相似相溶原理，将植物多酚从植物内析出，之后经过富集获得植物多酚。超声波提取法是利用超声波的破碎能力和空化效应，打破植物壁，使多酚扩散进溶剂中，之后从溶剂中萃取多酚。微波提取法是将微波传导进植物内部，导致植物内部发热，促使多酚从植物内部析出并扩散进溶剂中，然后再对多酚进行萃取。酶辅助提取法是利用生物酶的特异性破坏植物细胞壁，植物多酚扩散进溶剂，然后进行萃取。超临界CO2萃取法是利用超临界流体作为萃取剂，依据植物多酚高沸点的特性对其萃取。各种提取方式有各自的优缺点，根据需求选择合适的方法。

    植物多酚的生物学功能包括抗氧化、抗炎和抑菌等功能，这与抗生素的功能类似。研究证实植物多酚可以提高动物的生产性能。刘梅等（2018）在肉仔鸡饲料中添加80、120 mg/kg的茶多酚，显著提高肉鸡的平均采食量和日增重，并降低了料重比。孙廷等（2021）在育肥猪日粮中添加200和400mg/kg的植物多酚，发现实验组的日增重和饲料效率显著提升，同时改善了肉品质。文秋等（2020）总结多酚类可以调节畜禽肠道微生态环境，增强肠道屏障保护功能，促进肠道对营养物质的吸收。植物多酚的抗病毒效果表明其具有代替抗生素的能力。马倩（2018）和吴倩倩（2016）分别使用苹果多酚和原花青素对猪瘟病毒和猪繁殖与呼吸综合征病毒进行体外抗病毒实验，试验结果表明多酚类物质具有直接杀灭病毒和抑制病毒复制的功能。但植物多酚种类繁多，对植物多酚的使用剂量还需进一步探讨，为保证经济效益，植物多酚需要根据动物种类和不同发育时期确定合适的添加量。

    植物黄酮也是一种多酚类物质，但由于植物黄酮的独特性，通常将植物黄酮单独作为一类植物提取物。植物黄酮是植物次生代谢的重要产物，分布于植物的各个部位，结构特征为含有两个或多个芳香环。根据结构可将黄酮类化合物分为以下几类：黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮类、二氢黄酮醇类、异黄酮类及花色素类等。植物黄酮的结构与植物多酚类似，提取方式也大同小异。对于植物黄酮，也有两种独特的提取方法。半仿生提取法，是模拟肠胃环境的提取方式，将植物浸提液使用不同酸碱度的溶剂进行提取，并加入模拟人体消化的消化酶，提取过程中温度保持人体温度效果最佳。蒸汽爆破提取法，蒸汽爆破是对植物预处理的方法，被认为目前对生物活性物质提取工艺中是最有前景的预处理技术之一，将植物样品置于高温蒸气中，并加大压力，使蒸汽渗入细胞，然后瞬间降压，造成植物细胞破裂，植物黄酮可以与提取剂充分接触，有利于进一步处理。

    植物黄酮具有多种生物学功能，包括抑菌、防腐、抗炎、抗氧化和抗肿瘤能力。实际生产中，研究者更关注其抑菌、抗炎和抗氧化能力，这是作为抗生素替代品必须具备的能力。研究表明植物黄酮可以通过增加细菌细胞膜的通透性，减缓细胞膜的流动能力，抑制细菌物质交换能力，破坏细菌细胞膜的完整性抑制细菌生长，从而达到抑菌的效果（Dias等，2021）。植物黄酮通过调节磷脂酶A2、环氧化酶和脂氧化酶的活性影响花生四烯酸代谢途径抑制炎症。黄酮结构上连接的酚羟基可以提供氢原子终止自由基链式反应，达到抗氧化的目的，不同植物黄酮的抗氧化能力与酚羟基的数量成正比（Shen等，2022）。大量研究也表明植物黄酮可以提高动物的生长性能。试验表明，黄酮类化合物能够显著提高肉鸡的平均日采食量和平均日增重（张硕等，2020）。奶牛饲粮中添加苜蓿黄酮能够提高奶牛的采食量和营养物质消化率（Zhan等，2017）。大豆黄酮可以提高仔猪的消化率，改善肉品质（修建成，2018）。植物黄酮还能与肠道菌群相互作用，改善肠道微生物区系，减轻肠道菌群失调（苏镶月等，2022）。植物黄酮在养殖中有着抗生素和促生长剂的双重作用。

    植物多糖是醛糖或酮糖通过糖苷键连接形成的天然大分子多聚物。不同植物多糖分子量差异很大，从几千到百万以上。植物多糖间的差异性主要体现在分子量大小和单糖组成。研究表明，分子量越低的多糖活性越强（Zhang等，2020），这是由于小分子多糖更容易被吸收利用。植物多糖提取方法较为简便，热水浸提即可获得植物多糖溶液，乙醇沉淀多糖溶液就能获得较为纯净的植物多糖。提取后的植物残渣还可以用于其他活性物质物的提取。

    植物多糖的生物学功能与黄酮和多酚相似，具有抑菌、降血脂、抗氧化和抗炎能力。根据原料来源可将植物多糖分为普通植物多糖和药用植物多糖，药用植物多糖的各项活性显著高于普通植物多糖。黄芪多糖可以制作兽用注射液，用于防治鸡传染性法氏囊等病毒性疾病。人参多糖可以调节提高泌乳母兔的生产性能和仔兔的免疫性能，还具有调节肠道菌群的能力（熊浩铭等，2021）。灵芝多糖可以治疗或缓解糖尿病及其并发症，且无副作用。普通植物多糖如苜蓿多糖和岩藻多糖的活性弱于药用植物多糖，但原料价格低廉，在动物生产上有更大的应用前景。研究表明苜蓿多糖可以改善仔猪的生长性能，提高仔猪免疫力（文贵辉等，2019），岩藻多糖也有相似的功能（马玉静等，2020）。针对普通植物多糖活性弱的问题，目前已经有相应的对策，化学修饰可以提高普通植物多糖的生物活性。常见的化学修饰法有硫酸化修饰、乙酰化修饰、羧甲基化修饰、磷酸化修饰和硒化修饰。化学修饰不仅可以提高多糖的生物活性，还可以改善多糖的水溶性，促进多糖的吸收。普通植物多糖的价格优势将助力其在养殖业中获得更好的发展。

    植物精油是从植物中萃取的芳香混合物，含有醇类、醛类、酸类、酚类和萜烯类物质。一些植物精油的化学成分已经被分析完善，但化学合成后重组却难以达到原来的效果，这仍然是一个谜团，因此植物精油也被称为“液体黄金”。植物精油的提取方法有溶剂提取法、蒸馏法、油脂分离法、冷压法和冷浸法等。随着提取技术的进步，植物精油的产量提高，现在可以应用在更多的领域。

    植物精油具有抗菌、抗病毒、抗寄生虫、抗氧化和免疫调节的生物学功能。提取技术的发展降低了植物精油的价格，使得植物精油在养殖领域也有了应用。吴昊等（2022）在麻黄鸡日粮中添加复合精油，发现复合精油可以改善麻黄鸡的抗氧化能力。陈志永等（2022）将植物精油与枯草芽孢杆菌联合使用添加在黄羽肉鸡的日粮中，与抗生素组相比，试验组黄羽肉鸡日增重显著升高，肠道通透性降低，植物精油对肉鸡肠道的发育和消化有显著增强作用。植物精油不仅仅在禽类养殖中表现良好，在猪生产中也有亮眼的表现。梁婵等（2022）将复合纤维和植物精油联合添加在产肠毒素大肠杆菌攻毒仔猪的日粮中，发现植物精油能显著抑制仔猪氧化应激和炎症反应，改善仔猪生长性能，效果优于抗生素。罗作明等（2021）的试验结果表明仔猪日粮中添加200mg/kg的植物精油可以促进仔猪的生长，增强仔猪抗氧化能力。植物精油对反刍动物也有良好的促生长效果，还能减少反刍动物体内甲烷的排放（董春晓，2022）。

    植物提取物通常具有多种生物学功能，若要替代抗生素就必须具有抑菌和抗病毒这两种能力。大多数的植物多酚、植物黄酮、植物多糖和植物精油都具备这两种能力，这表明它们具有代替抗生素的潜力，用植物提取物代替抗生素是可行的。但代替抗生素也需要考虑多方面的因素，例如生物活性的强弱，原材料价格的高低，这都会影响植物提取物的使用价值。获得新的植物提取物，需要一系列探索才能应用到生产中。合适的剂量必须首先探究，高剂量的植物提取物可能会对动物产生毒害作用。植物提取物在体内的生效时间也是阻碍提取物利用的因素，与抗生素不同，植物提取物在动物体内通常需要一定的时间才能产生效果，因此植物提取物的正确使用方法需要进行更多的摸索。当前无抗养殖环境下，养殖业对植物提取物的需求将会快速增加，急需更多的研究关注不同植物提取物在生产中的利用，才能保证无抗养殖的顺利进行。

    参考文献：（略）

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