伴随着对抗生素的禁用,相关替代产品的研究不断取得突破,植物提取物能有效杀菌、抑菌、抗病毒和驱虫等功能使之作为饲料添加剂应用日趋广泛。近年来,植物提取物添加剂功能的研究成为饲料工业中的一个热门领域,国内外的科研工作者们进行了大量的基础研究工作,并在饲料工业取得了较大的应用成果。
植物提取物是指以物理、化学或生物学手段(如萃取、蒸馏等)分离、纯化植物原料(植物的叶片、根茎和种子等部位)中的某一或多种有效成分为目的而形成的以生物小分子或高分子为主体的植物性产品。植物中含有种类繁多且成份复杂的化学成分,其次级代谢产物主要包括黄酮类、醌类、糖苷类、鞣质类、生物碱类、甾体类、挥发油类、苯丙素类、萜类、和脂质类等多种类型物质。
2.1 抑制有害微生物
植物提取物抑制有害微生物主要表现在能有效杀菌、抑菌、抗病毒和驱虫等功能。植物提取物中的酚醛类具有很强的抗菌活性,其疏水的芳香油能入侵细菌的细胞膜,瓦解细胞膜结构,导致细胞破裂,内容物流出;另外,非酚醛类植物提取物如血根草属植物的提取物柠檬精油也具有很强的抗菌活性;植物提取物还能通过含有的酸性成分来降低pH值,从而起到抑制有害菌的作用。
Murphya等发现海藻提取物能显著增加仔猪盲肠内容物中乳酸杆菌和双歧杆菌的数量;Mukhopadhya 等也发现海藻提取物能显著增加仔猪肠道内容物中双歧杆菌的数量,且对有害菌具有良好的杀灭效果;Roca 等发现香芹酚和肉桂醛能有效杀灭仔猪肠道内容物中的有害菌群;Liu 等和Verhelst等研究发现姜黄油树脂及多酚类植物提取物能有效杀灭致病性大肠杆菌,明显降低断奶仔猪的腹泻率;此外,Alam等发现牛至提取物能有效增加仔猪粪便中有益菌群的平衡,显著降低硫化氢等有害气体的挥发量。
Magi等研究发现,茶树、香茅等挥发油、大猪草种子提取物杀灭猪疥螨虫的效果非常好;Petkevicius 等发现菊粉提取物可以显著减少猪有齿节线虫和猪鞭虫的数量;Molbak 等发现果聚糖能有效抑制猪痢疾短螺旋体,降低猪场痢疾发病率。植物提取木酚素对南美洲克氏锥虫的抑制效果非常明显。
2.2 免疫调节
植物提取物中包含的多酚类、皂苷、黄酮类、挥发油类和生物碱等活性成分能有效改善动物机体的免疫功能。植物提取物可以通过分裂素来刺激淋巴细胞的增殖、刺激单核吞噬细胞噬菌能力、刺激NO 分泌等机制调控动物的免疫应答。研究发现乌拉尔甘草提取物能改善仔猪小肠损伤,显著降低炎症相关的细胞因子、信号分子和转录因子mRNA 的表达。同时研究发现,肉桂醛、香芹酚和辣椒油树酯等植物提取物的混合物能显著提高仔猪结肠上皮固有层的淋巴细胞数量;肉桂醛和麝香草粉能有效提高仔猪体内的淋巴细胞数量,并能降低仔猪血清中IL-6 的表达水平。
2.3 抗氧化
猪许多疾病的发生都是由于自由基的氧化损伤导致的,研究中反映猪抗氧化能力的指标包括GSH-Px、SOD、T-AOC 和MDA 等,其中,T-AOC、GSH-Px、SOD 反应抗氧化能力,MDA 则反应过氧化程度。植物提取物抗氧化的机制主要是调控氧化相关酶活性(包括抑制氧化酶活性和增强抗氧化酶活性)、抑制或清除自由基、螯合钝化过渡金属离子等,并且这些机制可相互协作、相辅相成;植物提取物中的多酚类化合物有很强的抗氧化作用,其苯环上含有丰富的羟基,对自由基有很强的捕捉作用,是极好的氢或电子供体;同时,酚类分子的化学结构稳定,不会引发新的游离基;此外,萜类化合物(香芹酚、百里香酚、丁子香酚)和类黄酮(如百里香和牛至)等物质也具有抗氧化作用。研究发现,橄榄叶提取物能显著降低猪肉中初级氧化和次级氧化产物的含量,有效延迟脂肪的氧化过程;长期饲喂过江藤属植物提取物能显著提高肥育猪背最长肌中α- 生育酚水平,显著降低猪肉氧化水平;药用植物生产中的副产品能有效降低猪肉中的胆固醇含量,显著提高VE 含量。
2.4 促生长
研究发现,在断奶仔猪基础日粮中添加0.1%水平的刺五加提取物能显著提高仔猪血清中游离氨基酸的含量,降低回肠食糜中氨基酸的含量,说明刺五加提取物能促进仔猪对蛋白质的消化,增加小肠对氨基酸的吸收;此外,在断奶仔猪基础日粮中添加400 mg/kg 水平的紫苏与月见草提取物,结果仔猪的平均日增重极显著升高了24.56%,料肉比极显著降低了13.74%。
在断奶仔猪基础日粮中复合添加5%水平的菊粉和0.1%水平的刺五加提取物,结果显著改善了仔猪的平均日增重和料肉比,并显著提高了仔猪血清碱性磷酸酶、SOD 和还原型谷胱甘肽的含量,还显著提高了仔猪十二指肠和回肠的隐窝深度、空肠和回肠的绒毛高度;在断奶仔猪基础日粮中添加0.675 mg/kg 水平的博落回提取物能使仔猪的平均日采食量和平均日增重分别显著提高12.32%和17.26%,并能使料肉比显著降低4.50%。
研究发现,在断奶仔猪基础日粮中添加2.8 g/kg 水平的海藻提取物能显著或极显著改善__仔猪的平均日增重和饲料转化效率,并能极显著提高氮及总能的表观消化率,显著降低粪便中的大肠杆菌数量;此外,蔡鹏等研究发现,在断奶仔猪基础日粮中添加0.675 mg/kg 和1.35mg/kg 水平的博落回提取物均能显著提高仔猪的平均日采食量和平均日增重,并能显著降低料肉比。
2.5 代谢调控
通过调节免疫、抑制有害微生物和抗氧化等作用,植物提取物在促进猪健康的同时也可间接促进猪的消化代谢;植物提取物亦可以调节细胞内外代谢通路直接发挥代谢调节的作用;此外,植物提取物还能通过刺激胃肠道蠕动、增强消化酶活性来加动物的营养代谢机能,促进动物的健康生长。
研究发现,在断奶仔猪基础日粮中添加0.25%水平的蒿属植物提取物,结果仔猪的平均日增重和料肉比分别得到了改善,腹泻率也有一定程度的降低,仔猪血清总蛋白和白蛋白含量极显著升高,尿素氮含量较对照组降低了1.26%,血清胰岛素水平极显著提高了7.87%,血清T3 和T4水平也显著提高。