植物提取物在斷奶仔豬飼糧中應用的最新研究進展

王夢璇，董 麗，袁浩洋，喻禮懷，劉 軍，李洪民

（揚州大學動物科學與技術學院，江蘇揚州225009）

仔豬斷奶期在生豬養殖過程中極為重要，然而，由于環境、營養、生理等各方面因素的壓力會使仔豬產生斷奶應激，引起仔豬腹瀉、營養不良等疾病，使其生長停滯，甚至會引起死亡（朱碧泉等，2011）。所以，現代化養殖場多使用各種抗生素緩解斷奶應激，但是抗生素的過度使用和細菌的耐藥性會對動物和人的健康造成危害（Marion Girard，2018）。植物提取物是天然、綠色的飼料添加劑，具有無耐藥性和無藥物殘留等特點，替代抗生素添加于斷奶仔豬日糧時，能夠有效緩解斷奶應激、提高生長性能、改善免疫機能、調節腸道微生態平衡，成為近年來研究關注的熱點（陶新等，2018;朱宇旌等，2016）。本文旨在探討近年來植物提取物在斷奶仔豬中應用的研究進展，以期為植物提取物作為飼料添加劑更好地應用于斷奶仔豬提供一定的科學理論支持。

1 斷奶仔豬日糧中常用的植物提取物

植物提取物是采用物理、化學或生物學的方法，提取植物中的有效成分，其主要成分是生物小分子基團或高分子（Tang，1999）。植物提取物中的活性成分主要有精油、皂苷、單寧、多糖、醇類、黃酮化合物等。因采用不同的提取方法、在不同部位進行提取以及收獲時間等的不同，會導致同一種植物其活性成分的含量高低不同。因此，其可能會具備各自不同的性質和功能（Sara Burt，2004）。常用植物提取物的適宜添加劑量以及使用功效見表1。

表1 常用植物提取物應用于斷奶仔豬的適宜添加劑量以及主要功效

2 植物提取物在斷奶仔豬中的應用

2.1 植物提取物對斷奶仔豬生長性能的影響植物提取物作為抗生素替代物，添加到斷奶仔豬日糧中，能夠促進其生長性能。李寧等（2019）研究發現，添加300 g/t黃芪蒲公英提取物可以提高仔豬的抗氧化能力和免疫力，降低其患病率，進而提高其生長性能。斷奶應激會降低仔豬的采食量，使其生產性能下降。王晶等（2019）通過在斷奶仔豬日糧中添加0.2 g/kg的植物取甜味劑（含8%甘草提取物，其余為載體二氧化硅），平均日采食量和平均日增重均顯著提高，腹瀉率顯著降低，改善斷奶仔豬的生長性能。陶新等（2018）研究發現，在飼糧中添加0.10%石榴皮、艾葉、南五味子和吳茱萸復合植物提取物能夠提高仔豬的平均日增重，改善其生長性能。還有研究發現，在斷奶仔豬日糧中添加800 mg/kg黃芪多糖（APS）和800 mg/kg人參多糖（GPS）均能提高仔豬體重、平均日增重和飼料轉化率，降低腹瀉率，從而改善斷奶仔豬的生長性能（Yang，2019）。綜上，適當劑量的植物提取物對斷奶仔豬的健康生長有促進作用，可以減少其對抗生素的依賴性。

2.2 植物提取物對斷奶仔豬腸道菌群的影響斷奶會使仔豬產生斷奶應激綜合征，造成仔豬腸道形態結構和功能發生變化，腸道絨毛變短，隱窩深度增加，嚴重影響腸道對營養物質的吸收能力。腸道作為抵御病原微生物侵襲的第一道防線，最重要的是微生物菌群的建立。斷奶應激會使腸道內菌群嚴重失調，導致雙歧桿菌、乳酸菌等有益菌的數量迅速下降，大腸桿菌等有害菌的數量增加，打破了正常的腸道微生態平衡，使仔豬腸道更容易受到病原微生物的侵襲（Konstantinov，2003）。利用植物提取物飼料添加劑來調節斷奶仔豬腸道微生物區系，會對腸道健康產生促進作用。Wang等（2020）研究發現，在斷奶仔豬飼糧中添加1000 mg/kg微囊化單寧酸，提高了回腸SLC6A19和SLC15A1的基因表達水平，調節了腸道菌群，改善了腸道微生物群落的組成，進而改善其代謝結果，促進腸道健康。

植物多糖不僅在斷奶仔豬的生長性能上起到促進作用，亦能夠改善腸道微生物區系，促進腸道微生態平衡。目前主要研究的植物多糖有刺五加多糖、牛膝多糖、APS和GPS等。研究表明，植物多糖能夠調節腸道菌群，有利于仔豬腸道乳酸桿菌生長，抑制大腸桿菌的增殖，從而改善腸道菌群，促進腸道微生態平衡（張繼東等，2006）。韓乾杰（2019）研究發現，在斷奶仔豬飼糧中添加800 mg/kg APS和800 mg/kg GPS可以豐富結腸微生物區系，改變微生物組成，添加APS后，腸道中加氏乳桿菌和植物乳桿菌數量顯著增加，毛螺旋菌、美拉那菌和硒單胞菌的比例均有所提高，促進了腸道菌群的平衡，提高腸道微生物的多樣性和豐度，增加有益菌含量，有利于仔豬斷奶后腸道的健康發育。Zhang等（2019）在斷奶仔豬飼糧中添加500 mg/kg的苜蓿多糖發現，大腸中乳酸桿菌的數量最高，沙門氏菌和大腸桿菌數量均隨飼糧苜蓿多糖濃度的增加而減少，促進了大腸內有益微生物種群的形成，提高生長速度和飼料轉化率。其他研究表明，在斷奶仔豬飼糧中添加牛至油能夠提高大腸桿菌的含量，同時增加乳酸桿菌和雙歧桿菌的數量，這表明牛至油有調節仔豬腸道菌群的作用，不僅能夠增加腸道有益菌的數量，而且還能減少腹瀉的發生，有利于腸道健康（韓慶功，2016）。綜上，植物提取物能夠促進斷奶仔豬腸道有益菌的生成，抑制有害菌，對腸道健康產生積極的促進作用。

2.3 植物提取物對斷奶仔豬機體抗氧化功能的影響 動物機體產生的自由基在機體內扮演著非常重要的角色，自由基具有極強的氧化性，反應活性極強，適量濃度的自由基會對機體的生長、發育以及基因調控等產生有益作用，而自由基的過量產生會使組織細胞遭到破壞，造成機體的氧化損傷（Youdim，2000）。許多研究表明，植物提取物可以有效清除自由基，具有抗氧化功能（Marion Girard，2018）。溫曉鹿等（2020）研究發現，在斷奶仔豬飼糧中添加牛至油，會使斷奶后第15天的仔豬血漿超氧化物歧化酶（SOD）活性和總抗氧化能力（T-AOC）顯著提高，說明牛至油通過調控機體自由基的生成與清除，可提高機體的抗氧化性能。Xing等（2019）研究發現，在斷奶仔豬飼糧中添加油蒿水提取物，飼糧中丙二醛（MDA）濃度呈線性下降，而抗氧化酶活性和總抗氧化能力呈二次方增加，能夠有效地提高斷奶仔豬抗氧化能力。Chen等（2019）研究表明，在斷奶仔豬飼糧中添加博落回提取物可導致仔豬血清中T-AOC、SOD和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性顯著提高，對斷奶仔豬的抗氧化能力產生了一定的促進作用。由此可見，在斷奶仔豬飼糧中添加適量的植物提取物可以有效提高機體的抗氧化能力，有利于機體的健康。

3 植物提取物在斷奶仔豬中的作用機理

3.1 植物提取物的促生長作用機理 許多植物提取物都可以起到促生長的作用，例如植物精油、香味劑、甜味劑、酚類和醛類等，其促生長機理可能主要包括以下幾個方面：（1）植物提取物通過改善飼糧的適口性，促進動物的食欲，增加采食量。Wang（2014）等研究表明，在斷奶仔豬飼糧中添加甜葉菊提取物甜菊糖苷和萊鮑迪苷A，可以增強仔豬飼糧的適口性，從而增加其平均日采食量，改善生長性能，其中斷奶仔豬飼糧中添加甜菊糖的最佳劑量為250 mg/kg；添加萊鮑迪苷A的最佳劑量為191～213 mg/kg。（2）植物提取物通過增強仔豬的免疫力提高其生長性能。韓乾杰（2019）等在斷奶仔豬飼糧中添加800 mg/kg植物多糖（黃芪多糖或人參多糖），提高了血液中IgA與IgM的含量，而且還通過調控TLR4/NF-κB信號通路增強機體免疫力和抗腫瘤能力，進而促進了仔豬的生長發育。（3）植物提取物可以通過增加消化酶的活性，改善營養物質的消化，促進腸道有益菌群的生成，提高仔豬生長性能。Zhang等（2019）研究表明，在斷奶仔豬飼糧中添加500 mg/kg的苜蓿多糖不僅能夠提高腸道中的乳酸桿菌數量，明顯降低沙門氏菌和大腸桿菌的數量，并且能提高飼料利用率，還通過改善小腸的形態，使絨毛高度和隱窩深度的比值顯著升高，從而促進消化酶活性，改善營養物質的消化，促進仔豬的健康生長。（4）植物提取物通過對生長相關激素的調節，提高豬的生長性能。熊云霞等（2019）研究發現，在豬的飼糧中添加藤茶提取物顯著提高了豬血液胰島素濃度，與基礎飼糧組相比血清生長激素含量有升高趨勢，飼料轉化率顯著提高，促進了豬的生長代謝?？梢?，植物提取物可以通過不同的機理作用于斷奶仔豬，調節機體的健康，起到促進生長的作用。

3.2 植物提取物調節腸道菌群平衡的作用機理我國可以作為植物提取物的植物種類有很多種，所以活性成分也各有不同，因此，所產生的抗菌機制可能會有很多種，包括破壞細胞質膜，降解細胞壁，其膜蛋白質結構也遭到破壞，導致內容物泄露，細胞質凝聚，從而減弱質子的運動力。每種機制并非是獨立存在的，它們之間可能會相互影響，一種機制的反應可能會受另一種反應物或生成物的影響（金立志，2009）。

Xu等（2018）研究發現，香芹酚和百里香酚對大腸桿菌的生長具有明顯的抑制作用，較強的疏水性是它們的一個重要特點，香芹酚和百里香酚破壞了細胞質膜的完整性，增加了細胞膜的通透性，并導致質子和鉀的泄漏，最終導致膜電位的損失，從而損害細菌酶系統，導致微生物死亡。香芹酚可以通過破壞細菌細胞膜磷脂的脂肪酸鏈，增加細胞質膜的通透性，使細胞內的離子（如磷酸根離子等）流出細胞外。此外，香芹酚和百里香酚作為天然的酚類物質，能導致細菌細胞壁蛋白變性，從而改變細菌細胞壁原有的結構和特性，造成細菌死亡（陳月明等，2010）。Hu等（2019）研究了山雞椒精油（LC-EO）對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）的抗菌作用，發現LC-EO對MRS細胞膜有破壞作用，導致細胞內生物大分子滲漏，經LCEO處理后，MRSA的己糖單磷酸途徑及其關鍵酶（葡萄糖-6-磷酸脫氫酶）活性也受到抑制，LCEO的主要成分檸檬醛可以進一步與MRSA的DNA形成嵌合體，從而抑制其生物活性。綜上，植物提取物主要通過破壞細胞膜的完整性，使細胞壁蛋白變性，抑制關鍵酶的活性，調節斷奶仔豬腸道微生物群落的平衡，促進腸道健康。

3.3 植物提取物提高斷奶仔豬抗氧化功能的作用機理 氧化應激的產生是由于抗氧化系統無法清除機體產生的過量自由基，對機體產生各種不利影響，導致仔豬產生各種代謝疾病，引發脂質過氧化，使細胞及細胞器膜中的脂質受到損傷，損壞細胞的功能和完整性，最終使仔豬的生產性能下降（Panda，2014）。許多植物提取物具有抗氧化活性，通過對自由基產生影響而發揮抗氧化作用，如止痢草、牛至草、百里香、迷迭香、丁香和肉桂等。其抗氧化機理主要包括以下幾個方面：

3.3.1 直接清除自由基或過氧化物 植物提取物能夠向機體提供氫質子或電子，作為自由基的清除劑或抑制劑，終止一系列自由基產生的反應，發揮抗氧化功能。唇形科植物提取物通過提供活性基團，當機體在氧化還原反應中生成過量的自由基時，作為供氫體與自由基反應，使之形成相應的離子或分子，通過抑制自由基產生和淬滅自由基發揮抗氧化作用，阻斷自由基的鏈式反應;也可以以單電子轉移的方式直接清除O2-、羥基和1O2等。對機體內脂質過氧化產生明顯的抑制作用從而保護機體免遭自由基的損傷（史東輝等，2012）。例如多酚類物質、維生素E、甾醇等，這些植物提取物主要是通過釋放出體積小、親合性很強的氫質子，捕捉高勢能的極活潑的自由基，使之轉變為非活性或較為穩定的化合物，同時自身轉變成相比于氧化鏈式反應所生成的自由基而更穩定的物質，從而阻斷或延滯鏈式反應（李秋紅等，2008）。而另外一些植物提取物則是通過直接給出電子而清除自由基，發揮抗氧化作用，如多酚類、維生素、植物多糖等。β-胡蘿卜素有較好的抗氧化性能，能提供電子從而抑制生成活性氧，清除自由基；而維生素C是通過逐級供給電子而轉變成半脫氫抗壞血酸和脫氫抗壞血酸來清除活性氧自由基（朱將偉，2008）。

3.3.2 作用于與自由基有關的酶 與自由基有關的酶有氧化酶和抗氧化酶兩類，而主要是通過抑制氧化酶的活性，增加抗氧化酶活性，發揮其抗氧化作用。生物體內與自由基生成有關的氧化酶，能誘發大量的自由基，如髓過氧化物酶（MPO）、P-450酶、黃嘌呤氧化酶（XOD）、脂氧化酶和環氧酶等，另外，誘導型一氧化氮合成酶（iNOS）導致氧化損傷的原因是由于在缺血再灌注時活性增加，產生大量NO（譚榀新等，2010）。豆類植物提取物中含有大量多酚化合物，其中的槲皮素和山奈酚，能夠有效抑制黃嘌呤氧化酶活性，具有抗氧化的作用，特別是能夠提供對運動引起的氧化應激或組織氧化損傷的保護（Spanou，2012）。機體還有一些抗氧化酶類，如SOD、GSH-Px、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）等，具有防護、清除和修復過量自由基傷害的作用。機體通過提高這些抗氧化酶的活性，改變生物膜的流動性，抑制膜脂質的過氧化反應和生物膜脂質降解，從而防止產生過量的自由基，保持生物膜的通透性，防止動物機體細胞及組織的壞死，起到抑制脂質過氧化作用（史東輝，2012）。魏思宇等（2020）研究發現，在仔豬飼糧中添加姜黃素和白藜蘆醇，胰腺MDA含量和超氧化物歧化酶-1（SOD1）活性下降，還原谷胱甘肽（GSH）含量和GSH-Px活性升高，胰腺CAT、GSH-Px m R NA表達水平和胰腺血紅素氧合酶1（HO-1）、SOD1 m R NA表達水平均顯著提高。說明白藜蘆醇和姜黃素聯合使用，能夠增加胰腺中抗氧化酶活性，消除自由基，緩解脂質過氧化反應，當斷奶仔豬由于氧化應激損害胰腺細胞時，起到調節、保護胰腺，發揮抗氧化作用。

3.3.3 螯合鈍化過渡金屬離子抑制自由基的產生在氧自由基產生過程中，Cu2+、Fe2+等都是重要的過渡金屬離子，如能夠介導脂質過氧化的Fe2+，同時也能夠催化OH等自由基產生（譚榀新，2010）。唇形科植物提取物作用于機體時，其活性成分主要是通過與促氧化中的過渡金屬離子螯合發揮抗氧化作用，酚類化合物的鄰酚羥基可與金屬離子如Fe2+、Cu2+螯合，阻止金屬離子對活性氧（ROS）等自由基（如O-2）的生成和鏈式反應的催化作用抑制自由基產生，從而間接起到抗氧化作用（史東輝等，2012）。綜上，植物提取物主要是通過抑制或清除自由基，抑制氧化酶，增強抗氧化酶的活性以及螯合鈍化過渡金屬離子，提高斷奶仔豬的抗氧化能力。

4 小結與展望

植物提取物作為抗生素替代品添加到仔豬飼糧中，可促進斷奶仔豬的生長發育、改善腸道健康、提高機體的抗氧化能力。但是，在植物提取物的應用過程中仍存在許多問題影響其作用效果。來自不同種類的植物或者同一種屬不同亞種的植物，其有效成分濃度差異較大；動物在不同的生長階段，飼糧的組成以及生長環境的衛生情況都會影響植物提取物添加劑的應用效果；對于有些植物的作用機理還尚不清楚，所以導致使用過程中的質量和效果不穩定。因此，未來需要開發和利用更多的植物作為植物提取物添加劑，加大對其有效成分以及質量的監管力度，對其作用機制方面進行更加深入的研究，研制和開發出高效、綠色、安全的植物提取物，以減少和替代抗生素的使用，同時為完善植物提取物生物學作用的分子機制提供理論支持，促進植物提取物在動物生產中的推廣和應用。