植物性饲料加剂的研究进展

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植物性饲料加剂的研究进展
欧盟关于禁止在饲料中使用抗生素的规定公布后，对饲料生产商产生了重要的影
响，他们开始考虑使用植物或植物提取物作为动物生长促进剂。经过几年的发展，
植物性饲料添加剂产品所表现出来的抗菌活性已经被提升到较高的含量水平，这
使其处于潜在的替代药用抗生素饲料添加剂的位置。例外试验证明，植物提取物
尤其是芳香油，具有很好的抑菌功能。
科技工作者对这些植物提取物的功能已有一定的了解。典型的植物提取物是通过
蒸馏的方法从植物原材料中分离出来的，是以献类为主的混合物。但植物性饲料
添加剂的真正发展才刚开始。科学研究逐步揭示某些植物提取物在现代动物生产
方面具有极大的潜能。
一、抑菌－杀菌效果的影响因素
高剂量芳香油使细菌细胞膜超载，破坏细胞的完整性，从而达到抑菌或杀菌的效
果。但经过多年的进化，细菌已产生了一定的抗药性，能够应付这种挑战。细菌
对盘尼西林或万古霉素的广泛抗性证明了其非凡的适应力。
现代科学研究显示，某些细菌包括有益菌或病原菌，可以逃避芳香油强大的抗菌
效果。但这些物质在体内的生理功能与在实验室抑菌试验得到的结果有所不同。
在消化道中，植物提取物与动物的饮水混合，进入常规的消化过程，受到唾液分
泌、胃酸浸润。胰腺分泌和胆汁乳化等消化分解作用，在动物代谢过程中芳香油
受到特定的酶系统的作用，被高倍稀释，抗菌效果下降了几千倍或几万倍。在这
种情况下，植物混合物或植物分子提取物中的活性成分将适应动物消化系统的需
要，从而在动物消化系统中发挥更好的作用。植物性饲料添加剂的作用不仅仅在
丁提高食欲，而且可以有效地促进机体健康，例如优化营养物质的吸收，减少消
化过程中产生的有害副产物等。植物性饲料添加剂的作用机理是一个复杂的问
题，取决于它们的结构、代谢过程和低于产生抗菌效果剂量几倍的吸收水平。
二、追踪植物分子及其功能
近期大部分研究的目的是，确定植物性饲料添加剂在动物体内的什么部位起作用
以及如何起作用，而分析物质残留方法的改进则推动了这些研究的进展。随着科
学研究的日益进步，植物分子的具体功能即将被完全揭示。欧洲的大学和研究机
构专家的协作研究发现，只有屈指可数的几家私人公司可以定量和定性地进行痕
量分析，确定在预混料和全价料中的植物分子成分。这种技术同样可以追踪这些
物质通过动物体并进入环境的过程。近期这种应用于饲料添加剂的追踪技术的发
展，是这些植物混合物的作用可以被重新定义的原因之一。
过去，饲料供应商把各种芳香油或含油树脂混合在一起，只是为了一个简单的原
因，即它们在实验室中显示出了防腐功能。随着科学技术的逐步发展，特殊的活
性成分可以与特定的对象发生反应，或者几种特殊的活性物质以互补的方式结
合，以适应动物的整体环境。例如，如果消化可以被简单地分为食物分解后养吸
收和肠道菌群发酵三个步骤。那么植物分子可以分别在每个阶段发挥作用，从而
显著地改善消化性能。
1．食物分解
动物的食物分解包括机械和化学作用。在化学分解方面，酶是正常消化的基本需
求，它可以选择性地分解特定的底物。多年来，香味剂已经显示出可刺激胰腺和
肠道酶的功能。辣椒类植物香味剂的活性物质辣椒素就具有这种功能。辣椒素可
激活非反刍动物的多种消化酶，从而降低肠道内消化产物的粘度，促使养分通过
肠道到达吸收部位（表1）。
表1 饲喂合辣椒素日粮试验动物的消化酶活性
胰酶（iu／mL） 对照日粮 对照日粮十辣椒素
脂肪酶 30.5a 47.0b
淀粉酶 41.4a 80.9b
蛋白酶 30.5a 47.0b
凝乳蛋白酶 41.4a 80.9b
注意：同一行中不同的附注a，b表示差异显著，p＜005
来源：Platl and Srimivasan，2000
这种促进消化的功能导致了营养效价的提高。（图1）根据文献报道和试验结果
显示，使用含有辣椒素和其本两种成分植物体添加剂的商品日粮，可促进动物的
消化，尤其是青年动物消化。（图略）
2．营养吸收
与营养吸收相关的消化吸收通道表面活性受损时，消化过程中营养物质就会遇到
“碰壁”的情况。甚至在正常消化过程中，亦可产生氧自由基，侵袭粘膜表面，
从而妨碍营养吸收。此时添加必需的抗氧化酶，如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽
S-转移酶、过氧化氢酶，就可消除损害正常则渠道的氧自由基。肉桂醛是肉挂中
的主要活性成分，它具有优化这些抗氧化酶从而消除损害肠道微绒毛的氧自由基
的作用（表2）。
表2饲限含肉桂醒目粮试验动物的肠道抗氧化酶的活性
胰酶（iu／ml） 对照组 对照日粮+辣椒素
超氧化物歧化酶 9．4a 15.8b
谷胱甘肽S一转移酶 3．6a 4.7b
过氧化氢酶 64．0a 88.8b
注意：同一行中不同的附注a，b表示差异显著，p＜0．05
来源：Duley，1999
抗氧化作用特殊配方中所含植物性成分的作用是保护机体免受氧化应激的损害。
这种做
也已经通过体内试验证实（表3）。在这种情况下小肠微绒毛表面高度增加，营
养吸收的能力得以提高。
3．肠内发酵
许多研究者已经注意到，唇型科植物的雄活性成分香芹酚及其它一些植物成分对
革兰氏阴性菌具有杀灭作用。此外，在更高的稀释水平下，某些植物分子可促使
产乳酸的肠道菌群发挥益生作用，在体内试验中促进肠道微生物发酵。最新发表
的文章报道，欧洲大学的研究者使用含有香芹酚的饲料添加剂产品进行动物试
验，其研究结果证实了以上结论。
表3饲喂合抗氧化应激植物添加剂
日粮的断奶仔猪肠微绒毛高度
肠绒毛高度（um） 对照饲料对 照饲料+抗氧化应激添加
剂
起始片段 365a 406c
中间片段 334a 355b
第三层 322a 343b
注意：同一行中不同的附注a，b表示差异显著，p＜0.05
来源：英国雷得大学，2000
2001 年美国印第安那州波里斯举行的美国动物科学协会的会议上提出了包括香
芹酚在内的三种活性成分的作用，证实了香芹酚在断奶仔猪体内促进杆菌属发育
的积极作用。这种促进有益菌群的效果与动物肠道中丁酸含量的显著增加有关
（表4）。丁酸本身已被证明可排除体内大量的病原微生物，如大肠杆菌和产气
梭菌等。
表4 连续18d 饲喂含香芹酚植物添加剂
日粮的断奶仔猪乳杆菌和丁酸富集度
参数 对照饲料 对照饲料+香芹酚添加剂
乳杆菌 5.27a 6.34b
(干物质的log10 ufc/g)
丁酸 13．70a 17．85b
注意：同一行中不同的附注a，b表示差异显著，p＜0D5
来源：Manzanillo et al．2000
三、植物性添加剂的新篇章
有关植物性饲料添加剂和他们在动物体内的功能的“教材”正在被重新改写。体
内试验的结果表明了有关植物分子活性的新的研究进展。人们关注植物的抗菌功
能的观念已经淡化。相反地，代之以更多地关注其生理方面的功能。
更进一步了解植物性饲料添加剂功能/量依赖模式，可促使更多的科学技术转化
为商品生产。此外，植物性饲料添加剂在市场上的明确定位也是一个新的研究焦
点，类似的代替产品还有酶、有机酸、可直接饲喂的微生物或益生菌（微生态制
剂）和“益生元”。
虽然经过了多年的研究应用，但植物性饲料添加剂的真正发展才刚刚开始。目前，
大量猪养殖方面的研究工作正在进行，同时，场内实验也显示了植物性饲料添加
剂对商品肉鸡生产的显著促进效果。（表5）然而，植物性饲料添加剂的天然结
构、稳定性和新陈代谢还不是很清楚。此外，作为商业饲料添加剂，其包装和加
工过程是否会影响他们在体内的释放和功能？这些问题以及其他相关问题的答
案将明确他们在当今饲料添加剂行业中的位置，从而使其成为一种安全、有效、
完全的非生物性添加剂的替代品。
表5 商业性植物添加剂对商品肉鸡生产性能的影响
参数 对照组（无添加剂） 对照组+植物性添加剂1
动物数量 31 756 49 756
平均试验时间（d） 37 37
平均初重（g） 39．4 39．4
平均末重（g） 1770 1849
平均日增重（w） 46．8 48．9
平均日采食量（g／d） 83．3 83．L
饲料转化率 1．78 1.70
植物性添加剂XTRACTTM来自法国AXISS 公司

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算是个新概念和定位。

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支持无残留无奈药性的植物提取物