李娟娟,曹洪戰,盧春蓮,張娜娜,孔德國
(河北農業大學動物科技學院,河北保定 071000)
止痢草提取物在家禽生產應用中的研究
李娟娟,曹洪戰,盧春蓮,張娜娜,孔德國
(河北農業大學動物科技學院,河北保定071000)
隨著食品安全問題在人們生活中的地位的提高,消費者對畜禽產品質量的要求也越來越嚴格,這將使綠色、安全、無污染的飼料添加劑逐漸登上畜禽飼料的舞臺,并漸漸占據至關重要的位置。
止痢草提取物;香芹酚;百里香酚
止痢草又名牛至、土香薷、小葉薄荷,為唇形科牛至屬多年生草本植物,其原產于地中海沿岸、北非及西亞。止痢草味辛、性涼、無毒,全草可入藥,具有清熱解表、理氣化濕、倒尿消腫之功效。美國農業部的“植物化學和植物物種學”背景資料表明,牛至含有30多種抗菌物質,是一種潛在的天然抗生素和藥物生長促進劑。香芹酚和百里香酚為止痢草提取物(OEO)的主要活性成分,其具有多種生物特性,如抗氧化性、抗菌性、抗蟲、抗微生物、抗炎、促消化、調節免疫等,其中抗菌、抗氧化為其主要生物特性。
研究表明,唇形科植物提取物不僅具有殺菌、抑菌、保證動物腸道健康作用,還可以促進唾液和消化液分泌,提高采食量,從而改善家禽生產性能和養殖效益[1-5]。研究發現,在日糧中添加止痢草提取物精油可以有效的減少產氣莢膜梭菌在肉雞腸道的定植,并促進其生長。另有研究試驗表明,香芹酚、百里香酚不僅有助于菌群的平衡,而且可有效地防止致病微生物對機體的侵害[6]。止痢草提取物精油對人工感染艾美爾球蟲肉雞的消化性能、生長性能和消化道病變有預防作用。王改琴等研究表明,香芹酚、百里香酚可以很好的抑制動物消化道內常見的大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等有害菌[7]。
1.1增強細胞膜通透性
相對于其他成分,香芹酚和百里香酚——止痢草中的兩個主要活性成分的作用機制被研究報道最多。除了苯環上羥基的位置不同,香芹酚和百里香酚化學結構基本相同。公認的首要作用模式為膜穿孔和膜黏合。研究結果表明,香芹酚可以通過擠壓開磷脂的脂肪酸鏈,并在細菌細胞膜上形成許多小管道,從而讓細胞質中的離子由細胞內流出到細胞外。Helander等研究表明,止痢草中的香芹酚和百里香酚的活性物質可以使細胞膜破裂和胞內物質外溢[8]。Lambert等研究表明,止痢草提取物中的主要成分香芹酚可以讓金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌細胞中的磷酸分子暴露[9]。另有研究表明,止痢草的親脂性質和芳香族的化學結構及其抑制或殺滅微生物的特性有一定的關系。
1.2抑制細菌內毒素的分泌
香芹酚不僅可以抑制細菌自身細胞的生長,還可抑制細菌內毒素的分泌。香芹酚抑制細菌內毒素分泌可能有兩種機制:內毒素分泌是一個主動過程,那么香芹酚有可能導致細胞沒有足夠的ATP 或PMF把內毒素轉運到體外;香芹酚能抑制細菌的生長并減緩其生長速度,細菌細胞把所有可利用的能量用來存活,從而喪失再產生內毒素的能力。
1.3多種成分協同疊加作用
在殺滅金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌方面止痢草提取物中的香芹酚和百里香酚有疊加效應。另有研究表明,香芹酚和其合成前體p-百里香素在抗菌方面可達到協同和疊加作用。
研究表明,很多植物提取物都有抗氧化作用,止痢草的抗氧化作用很強,這是因為止痢草提取物保護性的抗氧化成分可以結合在細胞膜上然后發揮作用[10-12]。且抗氧化作用存在計量依存關系,即止痢草提取物精油的抗氧化作用隨濃度的增加而加強。另有研究表明,止痢草提取物抑制亞油酸過氧化作用比薄荷和檸檬精油都高。
2.1直接淬滅自由基
止痢草提取物主要是在動物機體氧化還原反應中產生過量自由基時,通過抑制自由基產生和淬滅自由基,從而起到抗氧化的作用,阻斷自由基的鏈式反應;同時也可以以單電子轉移的方式直接清除超氧陰離子、羥基和單線態氧等,從而抑制動物機體內脂過氧化物的產生,起到保護機體免受自由基侵害的作用。
2.2與脂類、蛋白質、維生素等螯合
止痢草提取物中的生物活性成分可以防止脂肪酸被氧化,特別是不飽和脂肪酸,從而阻止脂質過氧化物進一步分解生成醛類,避免丙二醛(MDA)與一些蛋白質、核酸、酶反應,起到保護生物膜結構和其通透性、流動性、離子轉運及屏障功能的作用。止痢草提取物中的活性成分可以抑制活性氧簇(ROS)產生或使其轉化為無活性衍生物的酶和非酶性抗氧化劑,從而降低細胞內生物大分子的損傷和細胞內氧化性蛋白質的水平。
2.3調節機體內氧化酶活性
止痢草提取物的活性成分對自由基生成的氧化酶有抑制作用,同時提高氧化酶活性,進而改變生物膜的流動性,保持生物膜的通透性,防止動物機體細胞及組織壞死,起到抑制脂質過氧化作用。
2.4與金屬離子絡合
止痢草提取物的活性成分通過與金屬離子螯合從而發揮抗氧化作用。酚類化合物的鄰酚羥基可與金屬離子Fe2+、Cu2+螯合,阻止鏈式反應,從而起到間接的抗氧化作用。
3.1蛋雞
任景樂等對蛋雞的試驗研究表明,在飼料中添加乳酸菌制劑和止痢草提取物不僅能提高蛋雞飼料蛋白質的利用率、產蛋性能,還可促進其生長,并改善其免疫性能,但是乳酸菌制劑和止痢草提取物對蛋雞生長性能和養分利用率的差異并不明顯[13-14]。有研究表明,與維生素E相比,止痢草提取物對減少蛋黃中抗氧化物的含量的作用更好。朱曉磊等對42日齡麻花雞的研究表明,百里香精油不僅可以促進麻花雞細胞活化,增強其免疫功能,還可顯著提高血清中白介素-1的含量(P<0.05)[15]。
3.2肉雞
Weber等研究表明,百里香酚可大幅提高不同飼養條件下肉雞的生產性能[16]。史東輝等表明,止痢草提取物有很好的抗氧化作用,可改善肉雞的飼料轉化率和增重,并有效降低死亡率[17-18]。朱曉磊等研究表明,百里香精油可以顯著提高肉雞血液ANAE陽性淋巴細胞百分率、新城疫抗體水平和血清IgM、IgA、IgG的水平(P<0.05)[19]。日糧中添加止痢草提取物可以提高肉雞血清中抗氧化活性。研究表明,止痢草提取物可顯著提高黃羽肉雞日增重和改善飼料轉化率,也有研究表明止痢草提取物可改善肉雞的增重、料重比,并可使肉雞的死亡率降低。日糧中添加止痢草提取物200和150 g·t-1還可對肉雞的生產性能、屠宰性能、肌肉品質起到改善作用,并降低飼養成本[20]。
3.3其他
有研究表明,日糧中添加干燥止痢草葉1.25~3.75 g·kg-1可改善火雞的飼料利用率。在鵪鶉日糧中添加止痢草提取物香芹酚60 mg·kg-1,可提高其飼料轉化率和增重,并可降低腹部脂肪的含量。朱建平等研究表明,日糧添加止痢草植物提取物,不僅可以改善肉鴨的生長性能,還可極顯著提高飼料轉化率(P<0.01)[21]。
近年來,隨著人們對食品安全的重視,畜禽添加劑也備受關注,對植物提取物的研究與發展更是受到很多發達國家和發展中國家的重視,對植物提取物的研究和其在畜禽飼料中的應用的研究也越來越多,很多發達國家更是投入了大量的資金和研究人員。由此看來,植物提取物的發展前景是很可觀的。
早在100多年前就已經發現止痢草中的酚類物質具有抗菌、殺菌的作用。通過與細胞質膜作用而改變其對離子的通透性,導致病菌細胞死亡。止痢草提取物具有抗炎、抗菌、抗氧化、提高免疫等作用,但止痢草提取物直接作為飼料添加劑應用在家禽生產中還受多種因素影響,這就需要進一步研究止痢草提取物的活性成分及其在畜禽養殖中的應用機理和在日糧中的最佳添加水平。
[1]胡建軍,王選東.藥用植物提取物防治雞白痢的效果觀察[J].中國家禽,2002,24(21):9-10.
[2]史東輝,馬學會.植物提取物對禽肉氧化穩定性和消化道微生物的影響研究[J].中國畜牧雜志,2009(8):59-63.
[3]金立志.植物提取物添加劑在動物飼料中的實際應用與作用機制研究[J].飼料與畜牧:新飼料,2009(2):10-16.
[4]劉旭晨,孫亞男,李和平.植物提取物飼料添加劑對黃羽肉雞生產性能的影響研究[J].中國畜牧雜志,2008,44(6):56-58.
[5]劉勝洪,粱佳勇,粱紅.銀杏葉添加劑對黃羽肉雞生產性能的影響[J].江西農業學報,2012,24(2):125-127.
[6]程志斌,葛長榮,韓劍眾.中草藥有效成分對動物免疫功能的影響及其應用[J].動物科學與動物醫學,2002,19(1):1-3.
[7]王改琴,鄔本成,王宇霄,等.不同植物精油體外抑菌效果的研究[J].國外畜牧學:豬與禽,2014,32(4):50-52.
[8]Helander I M,Alakomi H L,Latva-Kala K,et al.Characterization of the action of selected essential oil components on Gram-nega?tive bacteria[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1998,46(9):3 590-3 595.
[9]Lambert R J W,Skandamis P N,Coote P J,et al.A study of the minimum inhibitory concentration and mode of action of oregano essential oil,thymol and carvacrol[J].Journal of Applied Microbi?ology,2001,91(3):453-462.
[10]史東輝,李鐵欣,馬學會,等.止痢草提取物的抗氧化作用及其對斷奶仔豬生產性能的影響[J].中國畜牧雜志,2010,46(7): 46-49.
[11]劉樹興,趙芳.從天然植物中開發抗氧化劑研究進展[J].食品研究與開發,2007,28(7):179-182.
[12]Botsoglou N A,Florou-Paneri P,Christaki E,et al.Effect of di?etary oregano essential oil on performance of chickens and on iron-induced lipid oxidation of breast,thigh and abdominal fat tis?sues[J].British Poultry Science,2002,43(2):223-230.
[13]任景樂,宋曉娜,祝貴華,等.乳酸菌和止痢草提取物對蛋雞生長性能和血清指標的影響[J].當代畜牧,2014(1):37-38.
[14]任景樂,宋曉娜,祝貴華,等.乳酸菌和止痢草提取物對蛋雞產蛋性能和血清指標的影響[J].山東畜牧獸醫,2014(2):6-7.
[15]朱曉磊,劉文驍,陳宏.百里香精油對麻花雞生長性能、血清蛋白和細胞因子的影響[J].中國畜牧獸醫,2014,41(10):95-100.
[16]Weber G M,Michalczuk M,Huyghebaert G,et al.Effects of a blend of essential oil compounds and benzoic acid on perfor?mance of broiler chickens as revealed by a meta-analysis of 4 growth trials in various locations.[J].Poultry Science,2012,91 (11):2 820-2 828.
[17]史東輝,陳俊鋒,任忠奎,等.唇形科植物提取物對肉雞生長性能、屠宰性能和肉品質的影響研究[J].中國家禽,2013,35 (16):33-37.
[18]史東輝,陳俊鋒,趙連生,等.唇形科植物提取物對肉雞血清抗氧化功能和雞肉脂類氧化的影響研究[J].中國畜牧雜志, 2013,49(7):63-67.
[19]朱曉磊,劉文驍,陳宏.百里香精油對麻花雞T淋巴細胞ANAE+,新城疫抗體水平和免疫球蛋白的影響[J].四川農業大學學報, 2014,32(1):87-90.
[20]史東輝,陳俊鋒,任忠奎,等.唇形科植物提取物對肉雞生長性能、屠宰性能和肉品質的影響研究[J].中國家禽,2013,35 (16):33-37.
[21]朱建平,與欽平,袁磊.植物提取物添加劑對肉鴨生產性能及水便與軟便率影響的研究[J].中國家禽,2010,32(18):19-22.
Study on Origanum Heracleoticum Extract Application in Poultry Production
LI Juanjuan,CAO Hongzhan,LU Chunlian,ZHANG Nana,KONG Deguo
(College of Animal Science and Technologe,Hebei Agricultural University,Baoding 071000,Hebei China)
With the improvement of the status of food safety problems in people's life,everyone is becoming more and more strict on the quality of livestock and poultry products.It would make the green,safe,pollution-free feed gradually on stage of livestock and poultry feed,feed additives gradually occupied the important position.
origanum heracleoticum extract;carvacrol;the thyme of phenol
S816.7;S831
A
1001-0084(2015)12-0041-03
2015-10-28
李娟娟(1989-),女,河北邯鄲人,碩士研究生,研究方向為動物遺傳育種。