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植物提取物饲料添加剂:定义、作用、应用

文章出处:未知 人气:发表时间:2019-07-31

植物提取物添加剂在畜禽生产上的应用--仔猪

综合发表的植物提取物添加剂在猪上的研究表明,不同植物提取物添加剂之间的差异很大,平均而言,平均增重的提高平均约为2%,幅度从-5%到9%;对饲料报酬的改善平均约为3%,幅度从-10% 到4%(见表3)。这些平均值,与其他促生长添加剂如抗生素、酸化剂添加剂等相近。不同研究者甚至同一个研究者对茴香,肉桂,丁香,香茅等提取物的研究发现,对饲料转化率多数有改善,但对增重和采食量并无一致的正面效果。然而,使用止痢草或牛至草提取物添加剂的研究表明,对增重和饲料转化率有明确的改善,并在大部分试验中可提高采食量。

目前,动物对植物提取物添加剂的接受性、偏好性和适口性的研究还非常有限。很多植物提取物本来在人类食品中作用香料使用。例如,止痢草和牛至草的主要成分之一百里香酚也被用作食品调味剂(Furia和Bellanca,1975)。止痢草和牛至草提取物的香料功能可以用于统一断奶仔猪饲料原料变化引起的味道和气味变化(Ariza-Nieto,2006)。止痢草和牛至草作为香料在猪营养中的使用,可以刺激猪的舌咽神经,从而提高唾液分泌及提高猪的食欲(Lee等,2003)。需要引起注意的是,有些植物提取物可能会对动物采食量产生负面影响。Gebert等(1999)对大黄提取物进行了研究,结果发现日采食量减少,研究者认为这可能是大黄中的葱琨衍生物。

植物提取物添加剂在畜禽生产上的应用--母猪

诸多研究结果表明止痢草或牛至提取物都能改善母猪生产性能,所以在母猪的植物提取物添加剂方面的研究就集中在这2种植物上。综合8项公开发表的研究表明,止痢草或牛至草提取物可以提高母猪的繁殖能力(表4)。利用大群母猪(多数千头以上)试验研究发现,提取物添加剂可以使母猪窝产仔数平均提高0.5头(幅度从0.3头到1.1头),提高母猪分娩率,平均每日自由采食量比对照组高4%至10%。Ariza-Nieto等(2006)发现,母猪饲粮中添加止痢草提取物,添加组仔猪的增重和饲料报酬也显著优于对照组。一项选用5 000头母猪的研究表明,饲粮中添加植物提取物显著提高母猪妊娠率、窝产仔数和仔猪日增重(Jin等,2009)。

止痢草提取物对母猪繁育性能的影响机制尚不完全明了。饲粮中添加止痢草提取物有利于母猪的健康和生产性能,原因可能在于止痢草提取物的抗菌消炎和抗氧化的功效(Amrik等,2004)。Khajarern等(2002)指出,植物提取物中的香芹酚和百里香酚可以影响肠黏膜并加速肠绒毛表面上皮细胞的更新率,而减少病原菌黏附肠上皮细胞的机会,并且促进了营养物质的吸收。在母猪断奶后饲粮中添加止痢草提取物可以显著提高猪的体增重和改善健康状况,饲粮中添加止痢草提取物可显著增加泌乳母猪的日采食量和泌乳量。如果止痢草提取物可以稳定肠道菌群,减少有害的微生物的数量,提高饲料的消化率,则可促进动物健康,减少延迟免疫反应和产后子宫白细胞活性降低的不利影响,从而有利于产后的免疫系统激活。由此可知,更好的保护母猪不受产后泌尿生殖器的感染,从而使子宫快速复原,提高下一胎的分娩率;另外植物提取物的抗菌消炎和抗氧化剂的作用可以降低围产期疾病(如乳房炎-子宫炎-无乳综合症,mastitis-metritis-agalactia,MMA)和猪泌尿生殖道疾病(swineurogenital disease,SUGD)的发生率(Khajarern等,2002),从而提高母猪的繁育性能。

植物提取物添加剂在畜禽生产上的应用--家禽 植物提取物添加剂在家禽上的研究报道较多,且结果也比较一致。大多数研究表明:植物提取物添加剂对家禽的采食量没有显著影响,而对增重与饲料报酬有显著改善(表5)。迷迭香、茴香、牛至草、止痢草、薄荷等的提取物都能够提高肉鸡的增重和改善饲料报酬。而肉桂、丁香、香茅提取物对肉鸡生产性能的影响研究结果并不一致(表5)。12项不同的研究发现,饲粮中添加止痢草或牛至草提取物添加剂的结果比较一致,平均改善饲料报酬3. 1%(幅度从1%至9%),提高增重和日增重,但在采食量方面的结果并不一致(表5)。植物提取物在其他家禽种类的研究也表现出了正面结果。火鸡饲料中添加1.25~3.75 g/kg干燥牛至叶子显著地改善了肉火鸡的饲料利用率。在鹌鹑的饲料中添加60 mg/kg含香芹酚量高的百里香提取物,显著提高了体增重和改善了饲料报酬,降低了腹部脂肪含量(Denli等,2004)。李国胜等(2001)在植物提取物饲料添加剂影响中国黄羽肉鸡生产性能的研究中发现,添加专利植物提取物饲料添加剂可以提高黄羽肉鸡的日增重(11.4%)和改善饲料报酬(10. 1%)。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可以显著提高黄羽肉鸡日增重和改善饲料报酬,显著降低黄羽肉鸡的死亡率(40%)。

植物提取物对家禽肠道健康的研究也多有报道。植物提取物添加剂的主要作用是抑制与杀灭消化道中的病菌,从而保证动物肠道健康而提高生产性能。Akhtar等(1987)验证了苦楝提取物对自然感染的小鸡有抗球虫作用。Allen等(1997)报道青蒿干叶对由艾美尔柔嫩球虫感染引起的损害具有保护作用。Youn等(2001)研究发现苦参提取物比青蒿对艾美尔球虫感染具有更有效的保护作用。Waldenstedt等(2003)发现饲粮添加止痢草提取物可以促进肉鸡生长,并可与抗球虫疫苗一起使用来控制球虫的发生和减轻球虫的危害,较少产气荚膜梭菌在肠道的定植。Giannenas等(2003)通过人工感染艾美尔球虫的攻毒试验发现止痢草提取精油对感染球虫的肉鸡消化道病变有预防作用,添加植物提取物组的肉鸡增重和饲料报酬显著优于感染组,达到了没有感染的对照组的生产水平;而且植物提取物组的肉鸡便血性腹泻程度比对照组显著减轻,肠道损伤指数显著低于感染对照组。Koscova等(2006)通过对植物提取物和益生素结合使用的研究发现,植物提取精油和乳酸杆菌都可以减少沙门氏菌在仔鸡消化道和功能性器官的感染定植,而且二者结合添加效果更佳。

影响植物提取物添加剂应用效果的因素分析 近20年来发表了大量的有关植物提取物添加剂使用的研究报告,但结果并不完全一致。原因很多,主要有:所用植物提取物的类型,品种,来源,有效成分含量及比例等不同;添加剂添加量,饲料配方组成,动物饲养环境等因素的差异。

1不同的植物种类,品种,甚至同一科属不同品种、不同亚种间,有效成分差异巨大

在所有影响植物提取物添加剂饲喂效果的因素中,最重要的是植物的来源、部位、生长阶段、植物所处气候和生长环境(温度、土壤、肥料)、植物材料的蒸馏提取和储藏条件。不同种类的植物提取物的抗菌活性成分不同,其抗菌作用的成分以亲脂性的烃链和亲水性的功能团最为重要。植物提取物添加剂的主要成分是单萜烯和倍半萜烯,包含碳水化合物、酚、醇、醚、醛和酮等,一般其抗菌活性的大小顺序为:酚>醛>酮>醇>醚>烃基。其中,活性最强的是酚类,比如百里香酚和香芹酚,它们的羟基能与酶的活性中心形成氢键。因此,含有酚类的植物提取物往往具有最高的抗微生物活性,同时它们的抗菌谱也是最广的(Alma等,2003)。即使是同一种植物,不同品种和亚种间也有很大差异,比如欧洲就有多达60多种不同植物都称之为“牛至草(oregano)”(Lawrence,1984)。不同品种之间其主要成分的浓度差异也很大,例如止痢草(Origanumvulgare L.ssp.hirtum)中活性物质的含量就是普通野生品种的20倍左右。这些不同植物提取物,不同抗菌成分,不同的活性物质含量及比例,都是造成动物使用效果不同的原因。

2 植物提取物添加剂与化工合成纯品的不同

植物提取物通常有30多种以上的组分组成,主要有效活性成分通常有4-6种。利用其中一种或几种的纯化工合成的主效成分(其产品通常也称为“植物提取物”)进行研究,发现大多数对动物生产性能没有影响。Haselmeyer等(2007)利用化工合成的百里香酚,添加四个不同浓度(0.1%到1.0%),结果发现,在整个试验期内(35日),百里香酚对肉鸡生产性能没有任何影响;Lee等(2003)使用化工合成的香芹酚(Carvacrol)的研究发现,添加200 mg/kg香芹酚降低了肉鸡采食量、增重和饲料利用率,且试验中的百里香酚对肉鸡生产性能没有任何影响。该研究小组进一步使用化工合成的纯品香芹酚,p-cymene(对伞花烃)和γ-terpinene(γ-松油烯),结果发现,对肉鸡生产性能仍没有影响(Westendarp等,2006)。

3试验动物的生长阶段,日粮组成与养殖环境卫生

通常来讲,幼小动物,如断奶期间动物、刚孵化的雏鸡等,易发生肠炎、免疫力低下、受球虫感染等,与其他促生长剂相似,在此期间使用植物提取物效果比较明显。动物试验条件和动物养殖环境对植物提取物添加剂的效果也有影响,与抗生素相似,当动物在不利的饲养环境,比如低消化率日粮和(或)不洁净饲养环境时,植物提取物饲料添加剂的促生长作用更容易显示出来。例如,在卫生条件好的小型试验基地试验结果表明,不论添加抗生素还是几种不同的植物提取物添加剂,对动物生产性能都没有影响(Gollnisch等,2001);而通常在大型实际生产条件下,植物提取物添加剂的应用效果比较好。又例如,Allen等(1997)曾报道日粮中添加119 ppm的樟脑和1,8-桉树脑两种植物提取物饲料添加剂,对未感染球虫的仔鸡增重没有明显的作用,而对受球虫感染的仔鸡则起到显著的促生长效果。

4产品不够规范

目前市场上有很多称作“植物提取物饲料添加剂”的产品,该类产品大多称之为“中草药添加剂”,由于该类产品多数属于植物全株使用而没有提取,因此不清楚其有效成分种类与含量,产品质量也不稳定,所以不论是政府有关部门还是产品使用者(饲料生产商或养殖企业),都无法对其进行有效监测,造成该类产品质量参差不齐,效果不稳定。

我国在这方面的研究多数还停留在“中草药”的概念上,主要表现形式为“复方混合物”或“复方制剂”,实际多数并非“植物提取物”。这类混合物的主要问题在于政府主管部门没有办法进行产品监测,用户也无法进行检测,所以很难保证生产出质量稳定的复方混合物,从而造成使用效果的参差不齐。

总结与展望

近年来,欧洲、美国、日本等发达国家对植物提取物投入了大量研究经费进行基础和应用研究,从禽流感到SARS病毒,再到艾滋病等疾病的预防与治疗,科学家们都试图从植物提取物中寻求解决方案。世界各国对植物提取饲料添加剂的研究开发也越来越重视。

增加科技投入,加强基础研究是植物提取物饲料添加剂将来的发展方向。例如进行基础研究筛选出高效、可靠、安全的植物,然后对其主要的有效成分进行提取、分离、鉴定和中试开发;另外可对植物进行育种改造,提高活性物质的产量,以确保植物提取物的植物资源。在动物营养中的应用方面,结合植物提取物中的有效活性成分,利用现代营养学、免疫学、分子生物学等现代研究手段,从体内营养物质的代谢利用途径,免疫调节机理和激素的分泌调控等方面,加强植物提取物饲料添加剂作用机理的深入研究。

总之,效果显著、机理科学、成分明确可控的植物提取物及其相关产品已经逐步得到大众的认同,尤其是在欧美、日本等发达国家的应用也越来越普遍,同样对于发展中国家如中国,植物提取物饲料添加剂不仅可以杀灭和抑制那些对抗生素有耐药性的菌株,减少动物下痢,保障肠道健康,提高动物的生产性能,而且无残留,无耐药性问题,可为动物养殖与饲料业的安全与高效生产提供有力保证。

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