植物提取物在饲料中的应用及进展.doc

植物提取物在饲料中的应用及进展杨清旺:植物提取物在饲料中的应用及进展一17一植物提取物在饲料中的应用及进展杨清旺(临沂新程金锣牧业有限公司)摘要:本文主要综述了植物提取物的研究历史,作用机制,在实际应用中存在的现实问题及发展前景.关键词:植物提取物;饲料添加剂上个世纪50年代,动物营养学家发现饲料中低浓度的抗生素可显着促进畜禽生长,随即,饲料抗生素被广泛应用,仅在养猪业中,每年全世界抗生素使用量约为7.3611.1810.千克.饲料抗生素对预防动物疾病,促进动物生长,提高饲料报酬等方面起到了积极作用.但是,随着使用抗生素时间的延长,病菌产生了严重的耐药性,再加上人们为了盲目追求经济效益而不规范化使用抗生素,细菌的抗药性,畜产品的药物残留等问题已经对人们的身体健康构成严重威胁.在发达国家与地区,抗生素在饲料添加剂中的应用已受到限制,而植物提取物作为抗生素添加剂的取代物之一,已成为一个热门的研究领域,被誉为安全,高效,稳定,可控的绿色环保型添加剂.植物提取物最初运用于饲料中是因其香味可以影响养殖动物的采食习惯,促进唾液和消化液分泌从而提高采食量,在动物生产中的作用主要表现为改善适口性,提高采食量,促进唾液和其他消化液的分泌.随着不断的深入使用,现取代抗生素中最为直观的作用是,植物提取物中的化学活性物质可以通过杀菌,通过对细菌选择性抑制从而有利于消化道菌群的生态平衡,保证肠道健康,提高动物对营养成分的吸收利用,且在动物体内却没有任何残留和副作用及体外的残留排出物.1植物提取物添加剂的研究历史及定义人类对药用植物的使用与探索最早应是在原始社会.中国是较早使用药用植物的国家,如在新石器时代的神农尝百草而识中药的传说;我国第一部药物学着作神农本草经;明朝李时珍的本草纲目;明朝喻本元,喻本亨所着元亨疗马集,俗称牛马经,流传至日本,朝鲜,德国等国,为中国乃至世界畜牧兽医学发展起到了促进作用.在日本,明治维新后也开始了中草药的研究;西方使用植物作为香料和药物(称为草药,HERB)则始于两千多年前的古罗马和古希腊时期(Bauer等,2001),但到16世纪才开始在欧洲被普遍作为药物使用.第一个实验来测定植物提取物的抗菌杀菌效果是DELACROIX在1881年完成的(Burr,2004).从此以后,科学界进行了很多研究并发表了大量的科技论文,探讨植物提取物的活性成分及其杀菌抗菌机制等.一般来讲,根据对人类与动物有益的植物中含有的次生代谢产物,有专家定义植物提取物添加剂(feedadditive)为:从植物中提取(非化学合成),活性成分明确,并可以测定,且含量也较为稳定,对人类与动物没有任何毒副作用,并已通过动物试验证明可以提高动物生产性能的饲料添加剂.我国定义天然植物添加剂为:以一种或多种天然植物全株或其部分为原料,经物理提取或生物发酵法加工,具有营养,促生长,提高饲料利用率和改善动物产品品质等功效的饲料添加剂(GB/T194242003天然植物饲料添加剂通则).2植物提取物的种类及作用机制一l8一中国饲料添加剂2010年第8期(总第98期)药用植物(中国称为中草药,西方称为草药)所含化学成分很复杂,主要的活性成分有生物酚类,萜类,黄酮类,碱类,苷类,蛋白质(氨基酸)类,有机酸类,糖类等,而在应用方面,国内外近几年来不断发现了更多药用植物的有效成分,在提高动物免疫力,抗菌消炎,促生长等方面的生物活性成分研究较多.在我国,对天然植物饲料添加剂的分类可分为七类:(1)营养强化剂;(2)调味剂;(3)免疫增强剂;(4)促生长剂;(5)防腐剂;(6)抗氧化剂;(7)动物产品品质改良剂等.其主要功能及作用机制如下:2.1植物提取物对动物免疫功能的提高据邱明生(2001)报道,由于畜禽疾病谱已由大面积流行的传染病转变为以慢性散发传染病,普通内科病,中毒病,代谢病和应激为主的疾病,在饲料中添加中药添加剂,则可收到较为理想的防治效果.一些中药添加剂,特别是补虚药和复方制剂能够对动物有机体产生特异和非特异免疫功能,增强细胞和体液免疫力.如党参,首乌,刺五加能提高外周白细胞数目,增强网状内皮系统吞噬功能.正常动物服用黄芪后血中I8M,I8E含量显着增加.四君子汤,四物汤,六味地黄丸都对细胞免疫和体液免疫有促进作用.选用首乌,黄芪,茴香等中草药,粉碎以后以4%06%o的量添加于饲料中,用于生猪试验800头,对感冒,腹泻等疾病效果显着,发病率比对照组下降50%以上.在断奶仔猪方面,免疫系统不成熟和断奶造成的应激使得断奶仔猪免疫功能失调已成为一种普遍现象.使用免疫增强剂是提高动物免疫力,降低疾病感染的有效途径,许多天然植物及其提取物均具有免疫增强作用,专家们研究发现,从中草药中提取的多糖是许多中草药的主要免疫活性物质,它能提高仔猪的生长性能(SHOENHERR等,1994;DRITZ等1995),其作用机理是通过促进细胞因子和抗体的分泌而作为天然免疫增强剂,同时,也能提高自然杀伤细胞,巨噬细胞,T淋巴细胞和B淋巴细胞的活性(NIE和FENG,1994).而KONG等(2004)研究还发现,从豆科家族中草药黄芪提取的高分子黄芪多糖(APS),在体内和体外均具有潜在的免疫增强活性.MAO等(2005)研究发现,Et粮中添加500mg/kg的黄芪多糖能降低断奶仔猪炎性细胞因子白介素一1,前列腺素E2和皮质醇的释放.这将减少免疫应答中肌肉的损耗,降低养分从组织生长向免疫功能的重新分配,而且黄芪多糖也减轻了免疫应激,增加了断奶仔猪对免疫应激刺激剂(脂多糖)引起的淋巴细胞增殖反应,这些均表明黄芪多糖具有潜在的增强免疫功能的作用.2.2植物提取物的抗菌活性金立志(2007)综述了一些植物提取物的研究及应用情况,在抗菌方面,芸香料灌木,肉桂/丁香,大蒜,牛至/止痢草和芥菜提取物抗菌能力最强.澳大利亚科学家Hammer等(1999)比较了茶树,柠檬,百里香,生姜,芫荽,马郁兰,兰草莓,艾灌,三叶草,止痢草/牛至等十种植物的提取物对大肠杆菌,沙门氏菌和金黄色葡萄球菌表现出较强的抑菌能力.清热类中草药在抗病原微生物方面效果尤为明显,如双花,黄芩,板兰根,贯众等,对金黄色葡萄球菌,溶血性链球菌,痢疾杆菌,绿脓杆菌等革兰氏阴性和阳性菌都有杀灭和抑制作用,并能预防病毒,钩端螺旋体,致病性真菌和原虫感染.同时能激发有机体抗感染的免疫功能,增强网状内皮系统的吞噬能力,促进抗体形成.2.3对动物生长性能的影响植物提取物饲料添加剂对中国黄羽鸡生产性能的影响也做了研究,早期李国胜(2001)等报道,添加专利植物提取物饲料添加剂可以提高黄羽肉鸡的13增重(11.4%)和改善饲料报酬(10.1%).后来刘旭晨等(2008)的试验结果表明,在实际养殖条件下使用专利植物提取物饲料添加剂可以显着提高黄羽鸡日增重(17.6%)和改善饲料报酬(14.8%).同时,也可以降低肉鸡的死亡率(40%).这个降低死亡率的结果与美国,瑞典和菲律宾等国的六个研究结果的平均值(44%)相接近(SANINI等,2000;WALDENSTEDT等,1999;BATUNGBACAL,2006).YU等(1994)研究发现,与饲喂对照日粮相比,饲喂含有100和250mg/kg甲基紫罗兰酮的日粮,增重杨清旺:植物提取物在饲料中的应用及进展分别提高10.6%和22.3%,由于组内个体差异太大,统计分析差异不显着(P>0.05).而研究结果也表明,当家禽处于不利的饲养环境下,比如低消化率日粮和(或)不洁净的饲养环境下,植物提取物饲料添加剂的促生长作用更容易显示出来,如瑞典农业大学的专家学者对肉鸡雄性罗氏日粮中添加植物提取物时也发现,对于对照组中没有免疫的肉鸡,植物提取物添加剂对饲料报酬的改善率很显着(P<0.05).一些中药添IIII有调节动物机体内糖,脂代谢的作用,可促进蛋白质,DNA,RNA的合成,增高蛋白质及v一球蛋白含量.如刺五加能调节血糖,促进核酸和蛋白质合成;当归可预防维生素E缺乏;何首乌有降低胆固醇和增加卵磷脂的功效.另外,大蒜,花椒,肉豆蔻,甘草等药物具有调味,增加适口性,促进唾液和胃液分泌,驱虫健胃和提高产品风味的作用.如将大蒜,生姜,茴香,肉桂,黄芪,山楂,神曲,麦芽加入饲料中喂猪,会增加猪的食欲,经常出现的粪便于稀不均,含有泡沫等现象即会消失,粪便也会松软适中.中草药有良好的健胃,提高饲料报酬的作用.这些对于动物的生长发育作用是相当大的.3植物提取物添加剂在应用中的问题3.1对植物提取物的质量控制与安全监测的问题当前相关行业未制定出植物提取物的产品标准与相关配方,而市场上同类性质的产品很多,不论是行政监督机构还是产品的消费者都无法按标准进行产品质量控制与监督,造成相应产品质量参差不齐,出现一些不法企业的掺杂使假现象,效果当然也不稳定.同时也存在生物安全隐患,比如:茶多酚使用过多时,动物的生产性能会受到负面影响,大蒜素长期超剂量服用,会对小肠粘膜造成损伤,同时会影响畜产品的风味.3.2有效成分的提取与功效维护问题这个问题与生产工艺相关,有的为了更深入地研究植物提取物饲料添加剂,在现代生产中,应用现代生物技术,生物酶解技术,超临界流体萃取法,超声提取技术,微波辅助技术等对中草药的有效成分进行提取,分离与纯化,便于产品生产的微量化,包装的小型化,如采用定向提取,提纯取得的成果有:OEO,大蒜素,常山酮,糖萜素,黄芪多糖,甜菜碱,穿心莲内脂,香辛料精油和其它植物精油,但其中只有部分用于饲料添加剂.由于天然植物的功效,尤其是具有双重调节的功效,在采用定向提取有效成分,注意提取其纯度的同时,更要注重维护其有效性.在我国的5000多种中草药中已有3000多种查明了有效成分,但还有一些非药用天然植物其有效成分,含量等均是未知数.3.3加强对植物提取物饲料添IIII作用机制及毒性,配合的研究结合植物提取物饲料添加剂的有效活性成分,利用分子生物学,现代免疫学等研究手段,从体内营养物质的代谢利用途径,免疫调节机理和激素分泌调控等方面,研究其有效成分的作用机理.同时,加强毒理安全性及配合机制的研究.从更深层次的理性上建立起相应的作用机制基础,解决好天然植物的饲养效果和安全评价问题.3.4植物中生物活性成分的差异植物中的活性差异常因植物种类,产地,植物的不同部位和化学结构差异,而在功能上存在差异.在对其开发使用中,要注意不同来源的植物中同类活性差异的问题,要分清从哪些植物的什么部位去提取有效成分,更要加强对提取成分进行分析鉴定和使用效果方面的试验.参考文献1巩霞,程学慧.饲用抗生素抗药性研究:现在与未来.中国畜牧杂志,2007,(22):2632.2金立志.植物提取物在动物生产中的应用研究及发展前景.中国畜牧杂志,2007,(20):1117.3陈小玲,李德发.猪用