無抗政策下植物提取物在養殖生產中的研究進展

◆作者：趙倩明 孫鵬 李志威

◆單位：1.奎屯市畜牧獸醫工作站2.奎屯市農業農村局3.揚州大學動物科學與技術學院

抗生素殘留一直是困擾食品安全的重要問題。鑒于抗生素殘留危害的嚴重性，國務院逐步推進無抗養殖進程。但抗生素在動物生產中一直扮演著至關重要的角色，飼料禁用抗生素不可避免地會對養殖業造成沖擊。因此，尋找抗生素替代品刻不容緩。

植物提取物是通過物理或化學方法從植物中獲取的，是植物活性物質富集產品，在動物生產中一直充當著輔助的功能。研究表明，飼料中添加植物提取物可以提高動物的生產性能（董晨揚等，2022）。有些植物提取物同時具備調節動物免疫能力的功能（印遇龍等，2022），這一特性使其具備了代替抗生素的潛力。植物提取物分為很多種類型，包括多酚類、黃酮類、多糖類、精油類、生物堿類和膳食纖維類。一種植物提取物從發現到實際利用需要考慮多個因素（圖1），因此當前應用的植物提取物種類并不多。目前研究較多的幾種提取物為多酚、黃酮、多糖類和精油。本文對常見幾種植物提取物進行綜述，以期為植物提取物在養殖中的科學使用提供指導。

圖1 植物提取物生產應用過程

1 植物多酚

植物多酚是最為常見的植物提取物之一，是一種多羥基化合物。根據化學結構，將其分為酚酸類、類黃酮類和芪類等，目前鑒定的多酚物質超過500種。植物多酚是較早研究并應用的植物提取物，生物功能開發全面，提取工藝成熟。植物多酚的提取方式有溶劑提取法、超聲波提取法、微波提取法、酶輔助提取法和超臨界CO2萃取法等。溶劑提取法是依據相似相溶原理，將植物多酚從植物內析出，之后經過富集獲得植物多酚。超聲波提取法是利用超聲波的破碎能力和空化效應，打破植物壁，使多酚擴散進溶劑中，之后從溶劑中萃取多酚。微波提取法是將微波傳導進植物內部，導致植物內部發熱，促使多酚從植物內部析出并擴散進溶劑中，然后再對多酚進行萃取。酶輔助提取法是利用生物酶的特異性破壞植物細胞壁，植物多酚擴散進溶劑，然后進行萃取。超臨界CO2萃取法是利用超臨界流體作為萃取劑，依據植物多酚高沸點的特性對其萃取。各種提取方式有各自的優缺點，根據需求選擇合適的方法。

植物多酚的生物學功能包括抗氧化、抗炎和抑菌等功能，這與抗生素的功能類似。研究證實植物多酚可以提高動物的生產性能。劉梅等（2018）在肉仔雞飼料中添加80、120 mg/kg的茶多酚，顯著提高肉雞的平均采食量和日增重，并降低了料重比。孫廷等（2021）在育肥豬日糧中添加200和400mg/kg的植物多酚，發現實驗組的日增重和飼料效率顯著提升，同時改善了肉品質。文秋等（2020）總結多酚類可以調節畜禽腸道微生態環境，增強腸道屏障保護功能，促進腸道對營養物質的吸收。植物多酚的抗病毒效果表明其具有代替抗生素的能力。馬倩（2018）和吳倩倩（2016）分別使用蘋果多酚和原花青素對豬瘟病毒和豬繁殖與呼吸綜合征病毒進行體外抗病毒實驗，試驗結果表明多酚類物質具有直接殺滅病毒和抑制病毒復制的功能。但植物多酚種類繁多，對植物多酚的使用劑量還需進一步探討，為保證經濟效益，植物多酚需要根據動物種類和不同發育時期確定合適的添加量。

2 植物黃酮

植物黃酮也是一種多酚類物質，但由于植物黃酮的獨特性，通常將植物黃酮單獨作為一類植物提取物。植物黃酮是植物次生代謝的重要產物，分布于植物的各個部位，結構特征為含有兩個或多個芳香環。根據結構可將黃酮類化合物分為以下幾類：黃酮類、黃酮醇類、二氫黃酮類、二氫黃酮醇類、異黃酮類及花色素類等。植物黃酮的結構與植物多酚類似，提取方式也大同小異。對于植物黃酮，也有兩種獨特的提取方法。半仿生提取法，是模擬腸胃環境的提取方式，將植物浸提液使用不同酸堿度的溶劑進行提取，并加入模擬人體消化的消化酶，提取過程中溫度保持人體溫度效果最佳。蒸汽爆破提取法，蒸汽爆破是對植物預處理的方法，被認為目前對生物活性物質提取工藝中是最有前景的預處理技術之一，將植物樣品置于高溫蒸氣中，并加大壓力，使蒸汽滲入細胞，然后瞬間降壓，造成植物細胞破裂，植物黃酮可以與提取劑充分接觸，有利于進一步處理。

植物黃酮具有多種生物學功能，包括抑菌、防腐、抗炎、抗氧化和抗腫瘤能力。實際生產中，研究者更關注其抑菌、抗炎和抗氧化能力，這是作為抗生素替代品必須具備的能力。研究表明植物黃酮可以通過增加細菌細胞膜的通透性，減緩細胞膜的流動能力，抑制細菌物質交換能力，破壞細菌細胞膜的完整性抑制細菌生長，從而達到抑菌的效果（Dias等，2021）。植物黃酮通過調節磷脂酶A2、環氧化酶和脂氧化酶的活性影響花生四烯酸代謝途徑抑制炎癥。黃酮結構上連接的酚羥基可以提供氫原子終止自由基鏈式反應，達到抗氧化的目的，不同植物黃酮的抗氧化能力與酚羥基的數量成正比（Shen等，2022）。大量研究也表明植物黃酮可以提高動物的生長性能。試驗表明，黃酮類化合物能夠顯著提高肉雞的平均日采食量和平均日增重（張碩等，2020）。奶牛飼糧中添加苜蓿黃酮能夠提高奶牛的采食量和營養物質消化率（Zhan等，2017）。大豆黃酮可以提高仔豬的消化率，改善肉品質（修建成，2018）。植物黃酮還能與腸道菌群相互作用，改善腸道微生物區系，減輕腸道菌群失調（蘇鑲月等，2022）。植物黃酮在養殖中有著抗生素和促生長劑的雙重作用。

3 植物多糖

植物多糖是醛糖或酮糖通過糖苷鍵連接形成的天然大分子多聚物。不同植物多糖分子量差異很大，從幾千到百萬以上。植物多糖間的差異性主要體現在分子量大小和單糖組成。研究表明，分子量越低的多糖活性越強（Zhang等，2020），這是由于小分子多糖更容易被吸收利用。植物多糖提取方法較為簡便，熱水浸提即可獲得植物多糖溶液，乙醇沉淀多糖溶液就能獲得較為純凈的植物多糖。提取后的植物殘渣還可以用于其他活性物質物的提取。

植物多糖的生物學功能與黃酮和多酚相似，具有抑菌、降血脂、抗氧化和抗炎能力。根據原料來源可將植物多糖分為普通植物多糖和藥用植物多糖，藥用植物多糖的各項活性顯著高于普通植物多糖。黃芪多糖可以制作獸用注射液，用于防治雞傳染性法氏囊等病毒性疾病。人參多糖可以調節提高泌乳母兔的生產性能和仔兔的免疫性能，還具有調節腸道菌群的能力（熊浩銘等，2021）。靈芝多糖可以治療或緩解糖尿病及其并發癥，且無副作用。普通植物多糖如苜蓿多糖和巖藻多糖的活性弱于藥用植物多糖，但原料價格低廉，在動物生產上有更大的應用前景。研究表明苜蓿多糖可以改善仔豬的生長性能，提高仔豬免疫力（文貴輝等，2019），巖藻多糖也有相似的功能（馬玉靜等，2020）。針對普通植物多糖活性弱的問題，目前已經有相應的對策，化學修飾可以提高普通植物多糖的生物活性。常見的化學修飾法有硫酸化修飾、乙酰化修飾、羧甲基化修飾、磷酸化修飾和硒化修飾。化學修飾不僅可以提高多糖的生物活性，還可以改善多糖的水溶性，促進多糖的吸收。普通植物多糖的價格優勢將助力其在養殖業中獲得更好的發展。

4 植物精油

植物精油是從植物中萃取的芳香混合物，含有醇類、醛類、酸類、酚類和萜烯類物質。一些植物精油的化學成分已經被分析完善，但化學合成后重組卻難以達到原來的效果，這仍然是一個謎團，因此植物精油也被稱為“液體黃金”。植物精油的提取方法有溶劑提取法、蒸餾法、油脂分離法、冷壓法和冷浸法等。隨著提取技術的進步，植物精油的產量提高，現在可以應用在更多的領域。

植物精油具有抗菌、抗病毒、抗寄生蟲、抗氧化和免疫調節的生物學功能。提取技術的發展降低了植物精油的價格，使得植物精油在養殖領域也有了應用。吳昊等（2022）在麻黃雞日糧中添加復合精油，發現復合精油可以改善麻黃雞的抗氧化能力。陳志永等（2022）將植物精油與枯草芽孢桿菌聯合使用添加在黃羽肉雞的日糧中，與抗生素組相比，試驗組黃羽肉雞日增重顯著升高，腸道通透性降低，植物精油對肉雞腸道的發育和消化有顯著增強作用。植物精油不僅僅在禽類養殖中表現良好，在豬生產中也有亮眼的表現。梁嬋等（2022）將復合纖維和植物精油聯合添加在產腸毒素大腸桿菌攻毒仔豬的日糧中，發現植物精油能顯著抑制仔豬氧化應激和炎癥反應，改善仔豬生長性能，效果優于抗生素。羅作明等（2021）的試驗結果表明仔豬日糧中添加200mg/kg的植物精油可以促進仔豬的生長，增強仔豬抗氧化能力。植物精油對反芻動物也有良好的促生長效果，還能減少反芻動物體內甲烷的排放（董春曉，2022）。

5 未來展望

植物提取物通常具有多種生物學功能，若要替代抗生素就必須具有抑菌和抗病毒這兩種能力。大多數的植物多酚、植物黃酮、植物多糖和植物精油都具備這兩種能力，這表明它們具有代替抗生素的潛力，用植物提取物代替抗生素是可行的。但代替抗生素也需要考慮多方面的因素，例如生物活性的強弱，原材料價格的高低，這都會影響植物提取物的使用價值。獲得新的植物提取物，需要一系列探索才能應用到生產中。合適的劑量必須首先探究，高劑量的植物提取物可能會對動物產生毒害作用。植物提取物在體內的生效時間也是阻礙提取物利用的因素，與抗生素不同，植物提取物在動物體內通常需要一定的時間才能產生效果，因此植物提取物的正確使用方法需要進行更多的摸索。當前無抗養殖環境下，養殖業對植物提取物的需求將會快速增加，急需更多的研究關注不同植物提取物在生產中的利用，才能保證無抗養殖的順利進行。

參考文獻：（略）