饲用植物的主要功能活性成分为植物自然生长过程中合成的次级代谢产物,如生物碱类、多酚类、挥发油类、黄酮类、植物多糖类、有机酸类、皂苷类等[10]。不同的植物品种,其活性成分存在差异,且饲用植物中功能活性成分并不是单一的化合物,往往表现为一类功能活性组分(或类组分物质),因此饲用植物一般具有多种功能特性,但根据其主要活性物质含量,某种饲用植物及其提取物应具有某一种主要功能特性。植物提取物是饲用植物开发添加剂产品的主要形式,根据功能活性成分组成一般具有抗微生物、抗氧化、促生长、防治腹泻、增强免疫力、改善肠道健康等作用[11]。
2.2 饲用植物及其提取物在饲用替抗中应用
随着全球饲料禁抗浪潮的推进及我国饲料禁抗时间点的迫近,饲用替抗技术和饲用替抗产品开发和研究成为动物生产领域的重点课题,欧盟自2006年饲料禁抗以来积累了一些饲用替抗经验,其中植物提取物就是很重要的饲用替抗产品和技术的来源[14]。近年来,学术期刊报道了大量关于植物精油、杜仲、桑叶、金银花、迷迭香等饲用植物及其提取物在饲用替抗方面的应用研究。
2.2.1 植物精油(Essential oil,EO)
植物精油是植物自然生长过程中合成的一类次生代谢产物,有特殊芳香味,常温下多为油状液体,具有一定的挥发性。植物精油成分复杂,多为几十种物质的混合物,主要包括萜烯类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物4类基本成分。植物精油一般具有诱食、抗氧化、抗微生物、提高免疫力、改善消化等作用,作为饲用替抗产品在畜禽生产中被广泛应用于促进动物生长和改善动物健康[15-16]。燕磊等[17]研究表明肉鸡日粮中添加不同植物精油(100~300 mg/kg)可达到与维吉尼亚霉素(20 mg/kg)同等生长性能,且可促进肉鸡十二指肠绒毛发育。宋军帅等[18]研究表明断奶仔猪日粮添加由3%桉树精油、2%香芹精油、0.5%百里香精油、0.1%柠檬精油、0.1%大蒜精油、5%薄荷精油组成的复合植物精油(200 mg/kg),与添加饲用抗生素(96 mg/kg延胡索酸泰妙菌素+75 mg/kg金霉素+200 mg/kg吉他霉素)日粮相比,仔猪平均日增重显著提高,采食量增加,料肉比降低,腹泻率和死淘率降低。Mathlouthi等[19]研究表明肉鸡日粮中添加牛至精油(100 mg/kg)或迷迭香精油(100 mg/kg)或牛至迷迭香混合精油(100 mg/kg)与添加阿维拉霉素(44 mg/kg)对肉仔鸡生长性能无明显差异。Hernandez等[20]研究表明肉仔鸡日粮中添加200 mg/kg牛至、肉桂、胡椒复合植物精油与10 mg/kg的硫酸黏杆菌素具有同等的生长性能。肉鸡日粮中添加125 mg/kg牛至、茴香和柑橘皮复合植物精油与添加100 mg/kg土霉素相比,肉鸡增重和采食量无明显差异,全期料肉比显著降低[21]。
2.2.2 杜仲(Eucommia ulmoides)
杜仲是我国传统药食同源的中药材,在《饲料原料目录》可饲用天然植物类中收录了杜仲(7.6.23)和杜仲叶(7.6.24),其主要应用部位为树叶和树皮。杜仲叶富含丰富的天然活性成分,如绿原酸、杜仲黄酮、杜仲多糖等,杜仲叶及其提取物具有抗氧化、抗微生物、抗炎、抗应激、增强免疫等功能[22],是饲用替抗研究和应用较多的饲用植物,并成功开发了杜仲叶提取物饲料添加剂产品。吕武兴等[23]研究表明,三黄鸡日粮添加杜仲提取物(粗提物2 500 mg/kg)与黄霉素(50 mg/kg)相比,试验鸡全期增重显著提高,料肉比显著降低。陈鹏等[24]研究表明,断奶仔猪日粮中添加杜仲叶提取物(250 mg/kg),与金霉素(50 mg/kg)可以达到同等的生长性能,且杜仲叶提取物可以提高仔猪肝脏的抗炎症和抗氧化应激能力。彭密军等[25]研究表明,断奶仔猪饲料中添加杜仲叶提取物(0.5%)可以与金霉素(75 mg/kg)获得相当的生长性能,且其效果优于杜仲叶干粉和发酵杜仲叶。Fu等[26]研究表明,白羽肉鸡日粮分别添加0.1%的杜仲叶粉和莫能菌素预混剂,饲养全期肉鸡生长性能无明显差异,且杜仲叶粉改善肉鸡免疫能力,降低肉鸡全期死淘率。猪禽日粮中添加杜仲叶提取物不仅可以促进动物生长,还可以提高动物抗应激能力,改善肉质[27-28]。
2.2.3 桑叶(Mulberry Leaf)
桑叶是桑科桑属植物桑(Morus alba L.)的叶,我国桑叶资源丰富,种植面积世界第一。《饲料原料目录》可饲用天然植物类收录了桑白皮(7.6.75)、桑椹(7.6.76)、桑叶(7.6.77)、桑枝(7.6.78),其应用部位主要是叶和嫩枝。桑叶粗蛋白含量高,氨基酸组成较平衡,可作为蛋白饲料原料。桑叶及其提取物中也含有丰富的功能活性成分,如黄酮类、多糖类、生物碱类、多酚类化合物,因此,桑叶具有营养和保健的双重功效[29]。近年来桑叶及其提取物在饲用替抗、促进动物生长、改善肉质等方面表现出新的饲用价值[30]。早期断奶仔猪日粮添加桑叶多糖提取物(600 mg/kg)与金霉素(150 mg/kg)相比仔猪生长性能无明显差异,桑叶多糖提取物组仔猪腹泻率和血清尿素氮浓度显著降低,肠道大肠杆菌数量减少,乳酸杆菌和双歧杆菌增多[31]。Serpunja等[32]研究表明,断奶仔猪日粮中添加桑叶中提取的β-葡聚糖(5 g/kg)与泰妙菌素(39 mg/kg)相比,试验42 d断奶仔猪生长性能及日粮养分消化率无明显差异。日粮中添加适宜剂量的桑叶粉及桑叶提取物,可以促进动物生长,提高机体抗氧化能力,增强抗病力,改善肉质等[33-34]。
2.2.4 金银花(Lonicera japonica Thunb)
金银花又名忍冬,是忍冬科忍冬属植物干燥的花蕾或带初开的花,被《饲料原料目录》可饲用天然植物类收录(7.6.51),其主要应用部位为花。金银花富含有机酸类、黄酮类、挥发油类、三萜皂苷类、环烯醚萜苷类多种功能活性成分,主要成分有木犀草素、异绿草酸、绿原酸,具有解热、抗氧化、抗炎、抑菌、增强免疫等多种功效[35-36]。日粮中添加金银花绿原酸提取物可以改善支原体感染肉鸡的生长性能,其效果与酒石酸泰乐菌素相当[37]。日粮中添加金银花提取物可提高蛋鸡产蛋性能,改善蛋品质[38]。日粮中添加金银花和黄芩提取物提高育肥猪的生长性能和养分消化率,增加屠宰后肌肉大理石花纹[39]。
2.2.5 迷迭香(Rosmarinus officinalis L)
迷迭香是唇形科迷迭香属植物,长期作为香辛香料和草药应用,《饲料原料目录》可饲用天然植物类收录(7.6.117),其主要应用部位为干燥茎叶或花,迷迭香提取物已成功开发食品和饲料添加剂产品。迷迭香富含精油类、酚酸类、黄酮类、萜类化合物,其含量较高的活性物质有鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酚等,具有抗氧化、抗炎、抑菌、代谢调控等功效[40]。Mathlouthi等[19]研究表明,肉鸡日粮中添加迷迭香精油(100 mg/kg)与添加阿维拉霉素(44 mg/kg)对肉仔鸡生长性能无明显差异。Yesilbag等[41]研究表明,肉鸡日粮添加迷迭香叶(5.7~11.5 g/kg)降低了肉鸡的生长性能,但添加迷迭香精油(100~200 mg/kg)对生长性能没有影响,并提高宰后鸡肉抗氧化能力,显著降低盲肠大肠杆菌数。肉鸡日粮中添加迷迭香提取物(150~250 mg/kg)可以提高机体抗氧化能力,改善肉品质[42-43]。
饲用植物及其提取物组合替抗是指利用饲用植物及其提取物中活性成分和功效的互补特性,将其复配后用于饲用替抗。不同饲用植物的活性成分组成差异大,其生物学功能有侧重,因此利用不同饲用植物及其提取物的互补特性来进行组合替抗也是一种高效的饲用替抗技术。陶新等[44]研究表明,断奶仔猪日粮中添加石榴皮、艾叶、五味子、吴茱萸复合提取物(0.1%)与添加饲用抗生素(107 mg/kg金霉素+40 mg/kg黄霉素)相比,提高了仔猪的生长性能、抗应激和抗氧化能力。Jamroz等[45]研究表明,肉鸡日粮中添加牛至、肉桂、辣椒复合提取物(150~300 mg/kg)显著提高肉鸡的生长性能和养分消化率,其促生长效果与阿维拉菌素(10 mg/kg)相当,且复合植物精油表现为更好的肉质评分。