羅瑩瑩,黃小燕,王根虎
絲蘭提取物在豬生產中的應用
羅瑩瑩,黃小燕,王根虎
(上海優久生物科技有限公司,上海 201615)
絲蘭提取物作為一種天然的添加劑,具有多種活性成分,如甾體皂苷、多糖、多酚等物質。另外,絲蘭提取物能夠減少氨氣的排放,調節動物腸道微生態平衡,提高動物免疫機能,促進動物生長,提高飼料轉化率,在豬生產中能夠起到重要作用。
絲蘭提取物;豬生產;活性成分
Yucca schidigera extract,a natural additive with a variety of active ingredients,such as steroidal saponins,polysaccharides,polyphenols and other substances.Yucca schidigera can reduce ammonia emissions,regulate the intestinal microecological balance of animals,improve immune function,promote animal growth,improve feed conversion rate and so on which can play an important role in pig production.
Yucca schidigera extract;pig production;active ingredients
絲蘭是一種沙漠植物,原產于墨西哥州的北下加利福尼亞,格雷羅和瓦哈卡的干旱沙漠,其平均高度為4.5 m,被稱為“西班牙匕首”或“莫哈韋絲蘭”。在大多數過程中,植物的樹干和根部被收獲,機械浸漬,磨碎并干燥以產生絲蘭粉末,或在壓榨機中擠壓以產生絲蘭汁,然后通過蒸發濃縮產生絲蘭提取物(Singer等,2008)。絲蘭提取物具有多種活性成分,如甾體皂苷、多糖、多酚等物質,具有抗氧化、抗高膽固醇血癥、抗炎、抗原蟲、抗真菌等性質。作為飼料添加劑,絲蘭提取物能夠減少氨氣的排放,調節動物腸道微生態平衡,提高免疫機能,促進動物生長,提高飼料轉化率,在豬生產中能夠起到重要作用。
1.1 皂苷 皂苷是某些植物中發現的次生代謝物,既包含親水性基團,又具有親脂性基團,其在水溶液中搖動時能產生大量泡沫,是天然的表面活性劑(Kucukkurt等,2008)。皂苷按其配基結構可分為兩類,甾體皂苷和三萜皂苷,絲蘭提取物中的皂苷主要為甾體皂苷,如薩灑皂苷配基和菝葜配基。由于皂苷含量高,絲蘭提取物的粉狀枝條和葉子被用作人和動物的食品添加劑。干燥和粉末狀的植物材料含有約10%的甾體皂苷,在商業上常用作皂苷源。
1.2 多糖 多糖是由多個單糖通過糖苷鍵連接而形成的直鏈或支鏈功能性寡糖,不受動物自身分泌的消化酶的影響,但在進入腸道后段后可作為營養物質被雙歧桿菌、乳桿菌等腸道益生菌所分解和利用。多糖可結合氨分子產生無毒的氨化物,這種氨化物可以被腸道菌群中的微生物充分利用,使氨氣的濃度降低,氨氣濃度的降低維持了腸道正常的酸堿平衡,使消化酶活性更高,從而提高營養物質的利用率(龐玉合等,2009)。
1.3 多酚 多酚主要包括白黎蘆醇和絲蘭酚,多酚具有結合氨基酸中氨基的能力。此外,白藜蘆醇是一種有效的羥基和超氧自由基清除劑,可抑制細胞中活性氧的形成,具有抗氧化作用,能保護細胞免受活性氧引起的膜脂質過氧化和DNA損傷(Sun等,2017)。白藜蘆醇能夠通過抑制轉錄因子NF-KB的活性抑制氮氧合酶(iNOS)的表達,從而減少NO的合成,發揮其抗炎和抗感染作用(龔紅和鄒勝龍,2015)。
2.1 減少氨氣的排放 絲蘭提取物具有直接結合氨的能力,對氨氣具有很強的吸附力,能夠減少氨氣排放量,降低豬舍內的氨氣濃度,從而改善飼養環境。更重要的是,絲蘭植物中所含的皂苷在動物應激狀況下或亞健康狀態下,可通過下調氨基酸的氧化分解和上調蛋白質的合成,減少氨氣的排放,同時提高飼料的利用率,降低料重比。Vucemilo等(2004)研究絲蘭提取物對豬育肥舍中的空氣污染物的影響發現,絲蘭添加劑能夠將氨氣和二氧化碳的濃度減少30%。周學光等(2015)的研究表明,在妊娠母豬日糧中添加絲蘭提取物可降低舍內氨氣濃度,提高母豬健康度,改善生產性能。王俐等(2007)研究表明,在試驗后期(21 d開始)添加絲蘭提取物可顯著降低妊娠舍和產房的氨氣濃度(P<0.05),哺乳母豬采食量平均增加0.5 kg/d,產弱仔數明顯下降。由于絲蘭提取物可降低腸道氨含量,減少氨對腸黏膜細胞的損害,使腸黏膜細胞的更新減少,從而消耗的氧氣減少,母豬血氧含量增加,更多的氧氣通過子宮供給胎兒,減少了胎兒因缺氧而形成死胎或弱胎。
2.2 調節腸道微生態平衡 絲蘭提取物所含的皂苷是一種具有廣譜抗菌作用的活性物質,對溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌、肺炎雙球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌、傷寒桿菌、副傷寒桿菌、百日咳桿菌、痢疾桿菌、變形桿菌、霍亂弧菌、白色念珠菌及常見的致病性皮膚真菌都有較強的抑制作用,并且兼具抗真菌活性(Wulff等,2012)。絲蘭提取物可以調節腸道內環境平衡,進而有效提高動物生產性能,主要因為絲蘭提取物中的皂苷可與腸道上皮細胞膜上的膽固醇形成復合物,并將其清除,從而增加細胞壁和細胞膜的通透性,隨著外源酶分泌的增加,降解細菌周圍大分子物質,加速營養物質的吸收(侯玉潔等,2013)。絲蘭提取物中的多糖類物質能夠促進腸道有益菌增殖,改善腸道微生態,使腸道內環境更有利于腸絨毛的生長發育,進而改善營養物質的消化和吸收狀況。在飼料中添加不同水平的絲蘭提取物能提高仔豬日增重,其中添加120 g/d絲蘭提取物能夠降低腸道內容物氨態氮濃度,改善腸道絨毛形態和pH,從而提高飼料利用率和生產性能(孔俊領等,2012)。
2.3 提高免疫機能 絲蘭提取物可使腸黏膜厚度增加,阻止病毒入侵,從而抑制病毒、有害細菌對消化道養分的吸收,并抑制其在消化道內增殖從而保護機體,預防疾病。此外,由于絲蘭提取物可抑制氨氣和硫化氫等有害氣體的排放,降低豬舍內有害氣體的濃度,從而創造良好的生活環境,減少疾病的發生(蘇俊玲等,2015)。此外,絲蘭提取物可通過調節免疫因子起到抗炎作用。Balestrieri等(2006)研究表明,絲蘭提取物的抗炎性質歸因于具有生物學功能的白藜蘆醇和絲蘭酚,白藜蘆醇和絲蘭酚與細胞增殖,遷移和血小板活化因子(PAF)生物合成密切相關,并首次提出了這些新型酚類物質有抗腫瘤和抗侵襲性的證據。
2.4 促進動物生長,提高飼料轉化率 絲蘭提取物中的皂苷可改變消化道上皮細胞膜形態,減少細胞膜表面張力,促進營養物質吸收。Min等(2001)研究發現,絲蘭屬提取物能有效改善育肥豬的胴體長度、等級、眼肌面積、背膘厚度,提高胴體品質,并且在一定程度上可控制環境污染。胥令輝(2015)研究了在日糧中添加不同水平的絲蘭提取物對仔豬生長性能的影響,結果表明,添加絲蘭提取物的量為120 g/t時,效果最佳。與對照組相比,日增重和日采食量顯著提高,料肉比顯著降低,同時還能夠降低仔豬腹瀉指數和腹瀉頻率。
目前絲蘭提取物產品活性成分的評估主要包括皂苷含量的檢測以及吸附氨能力的檢測。
3.1 皂苷含量的檢測 皂苷含量的測定主要采用正丁醇進行梯度萃取,甾體皂苷一般存在于正丁醇層,減壓回收正丁醇后得到總皂苷,此方法利用了皂苷在含水正丁醇中有較大溶解度的性質。測定中草藥皂苷含量的相關報道很多,但針對絲蘭提取物中甾體皂苷含量的研究卻比較少見。Uematsu等(2000)開發了用于測定絲蘭提取物或其制備的食品添加劑中皂苷的分光光度法。通過多孔聚合物的柱色譜法制備絲蘭提取物的皂苷部分,并用2 mol/L的鹽酸-乙醇(1+1)混合物水解生成皂苷元。基于與茴香醛、硫酸和乙酸乙酯的顯色反應,通過測量430 nm處的吸光度來測定皂苷成分量。絲蘭提取物回收率為91.5%~95.1%,檢測限為10 mg/kg。分光光度法實用、簡單,檢測時徹底純化以避免分光光度法中發生的其他物質的干擾,從而避免過高估計皂苷的量。Kowalczyk等 (2011)使用高效液相色譜(HPLC)-離子阱質譜法鑒別,并用超高效液相色譜-四極桿質譜法定量檢測絲蘭樹皮提取物中的甾體皂苷。使用碰撞-誘導解離產生絲蘭皂苷的碎片圖譜,與真實的標準碎片以及公開的光譜信息進行比較。除了檢測絲蘭提取物中已知的十二種皂苷之外,收集的碎片數據還初步鑒定了七種新皂苷。這個方法有利于評估市場上可用的絲蘭產品的組成。Sastrea等(2017)改進了基質輔助激光解吸/電離飛行時間 (MALDI-TOF)質譜法(MS)對商業絲蘭提取物中的十二種甾類皂苷的系統定性分析,并使用反相HPLC與蒸發光散射檢測器(ELSD),對具有真實校準曲線的四個主要成分進行具體定量。方法驗證表明,HPLCELSD的定性和定量分析非常適合商業提取物的質量評估。
3.2 吸附氨能力的檢測 用絲蘭提取物吸附50%標準氨溶液的方法為基準的方法 (簡稱B50法),可迅速測得絲蘭提取物對氨的吸附力,測得的數值越低,表明產品吸附氨氣的能力越強。
絲蘭提取物不僅能夠促進豬生長、提高經濟效益,還能減少排泄物產生的氨氣、硫化氫等有害氣體,從而改善豬舍及其周邊環境。目前對絲蘭提取物活性成分的作用機理研究很多,但絲蘭提取物相關產品的檢測手段還不夠成熟和統一,需要對此作進一步的努力,以便更有效的利用絲蘭提取物及其產品。
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S816.17
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