植物及其提取物在无抗猪肉生产上的应用研究进展

刘莹莹 ，彭英林 ，贺建华

（1.湖南省畜牧兽医研究所，湖南 长沙 410131；2.湖南农业大学动物科技学院，湖南 长沙 410128）

抗生素的大量、长期使用，甚至滥用，导致猪只体内药物残留、耐药菌株暴发、猪只机体免疫力减退，严重制约我国养猪产业的绿色可持续发展，并对环境生态系统造成破坏、危害食品安全、威胁人类健康。2000 年，丹麦率先实施“无抗养猪”，顾名思义，即不使用抗生素的生猪养殖；因此而诞生的“无抗猪肉”也于2003 年在上海进入公众视野，掀开了我国养猪业崭新的一页。同时，随着国家对经济动能转换和供给侧改革的推动以及消费者的消费需求升级，“无抗肉品”必将成为下一个营销新卖点。

我国饲料行业在2021 年1 月1 日全面禁抗，“禁抗令”的实施，令养殖产业链受到普遍影响。目前，饲料全面禁抗是继非洲猪瘟疫情和新冠肺炎疫情后，我国现代畜牧业面临的新一轮挑战。大力发展绿色养殖，减少养殖过程抗生素使用，提高猪只的抗病能力已迫在眉睫；替抗功能性添加剂需求增加，研究出无残留、无耐药性的饲用添加剂成为新时代养猪业的重中之重。研究表明，抗生素替代技术主要通过调整肠道微生态系统平衡、促进营养物质吸收和增强机体免疫能力，从而达到与抗生素相同的防止腹泻、预防疾病和促生长的效果。目前，国内外常用的、可作为替抗产品的主要有：植物提取物、酸化剂、免疫增强剂、中草药制剂、酶制剂、发酵饲料、微生态添加剂、抗菌肽及益生菌等。在畜禽健康养殖中运用天然植物及其植物提取物和中草药是当前畜牧业生产的研究热点。植物提取物或中草药饲料添加剂不仅含有多种生物活性物质如多糖、生物碱、挥发油、甙类、黄酮类等，还含有多种营养成分，如氨基酸、维生素、微量元素等，因而具有药效和营养的双重作用。

1 植物及植物提取物在无抗猪肉生产上的应用

1.1 植物及其提取物的功效

植物提取物是指采用适当的溶剂和方法从全部或部分植物中提取或加工而成的特殊物质，其有效成分结构并没有改变。植物提取物中含有丰富的黄酮类、生物碱、甙类及花青素等活性物质，具有广谱抗菌抗病毒、抗氧化和清除自由基等特性[1-2]。目前的研究证明单一或复合植物提取物对猪只的生产性能和肌肉品质[3-4]、肠道环境[5]、心血管机能[6]、机体免疫力[7]等有较强的改善作用。植物提取物用于养猪生产，不仅具有抗氧化、抗应激、抗寄生虫、替代抗生素、提高机体免疫力、促进生长和脂肪代谢的效果，而且能提高肌肉中肌苷酸、甜味和鲜味氨基酸的含量，有效改善猪肉的营养水平，提高食用价值。目前常用的植物及提取物主要来源于大蒜、生姜、肉桂、茶叶、丁香、八角、马齿苋、野菊花、竹酢粉、甘蔗、菊粉、桑叶、黄芪多糖、香菇多糖、黄酮、葛根、生物碱等。

1.2 复合天然植物提取物对猪肉品质的影响及应用

研究表明，猪只饲粮中添加一定的大蒜、生姜复合植物提取物，可提高育肥猪出栏体重、平均日增重以及饲料转化率，降低猪肉pH、改善肉色、保持失水率、改善猪肉品质，还能降低猪肉中丙二醛（MDA）含量，提高硫代巴比妥酸值，延长猪肉的贮存时间，与抗生素达到相似的作用效果[8]。在猪只饲粮中添加以肉桂、陈皮、丁香、八角等为主的药食同源植物提取物，提高了猪的眼肌面积，改善肌肉pH 和肉色，降低滴水损失、剪切力和蒸煮损失，增强持水性和嫩度；还明显降低肌肉中硬脂酸、豆蔻酸、芥酸含量，提高猪肉中棕榈油酸和亚麻酸含量，改善猪肉脂肪酸组成[3]。Ranucci 等[9]研究发现，在猪只饲粮中添加0.2%的牛至挥发油和栗子木混合提取物，能使生长育肥猪肉色、味道和感官评分都得到有效的提高，并提高背最长肌谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，降低肉品脂类氧化。朱碧泉等[4]研究表明，在饲粮中添加0.04% 的植物提取物（柑橘、大蒜、亚麻子、根芹菜、胡椒、薄荷等），可延缓储存过程中猪肉pH 的降低速度，增强猪肉系水能力，使储存96 h 后猪肉的亮度降低，增强猪肉红度，降低MDA 含量，提高超氧化物歧化酶活性，增强抗氧化能力，改善猪肉品质。涂兴强[10]试验表明，植物提取物大蒜素和糖萜素也能改善猪肉肉色、增加肌内脂肪含量。以茶叶、陈皮、马齿苋、野菊花等组成的复合提取物，可降低猪肉失水率、减少滴水损失、增加熟肉率，对pH、大理石纹和肉色也有所改善，改善肌纤维直径和密度，从而改善猪肉嫩度[11]。含香芹酚（牛至）、肉桂醛（肉桂）和辣椒油树脂（墨西哥胡椒）的植物提取物混合物的肥育猪背最长肌电导率、滴水损失和蒸煮损失较低，但鲜肉的保水能力和a*值（红色）较高，显著提高了鲜肉和熟肉的感官品质[12]。

1.3 单一天然植物提取物对猪肉品质的影响及应用

植物提取物是植物次生代谢产物，有两种不同的形式，其中不溶于水的液体油通常被称为精油。研究表明，澳洲茶油树提取的精油能够改善猪肉品质，肉质更加鲜红；提高猪肉中不饱和脂肪酸和必需氨基酸的总量[13]。迷迭香提取的精油可抑制猪肉脂肪早期发生的氧化反应，并且与维生素E 具有协同作用[14]。董丽等[15]研究发现，一定比例的竹酢粉可改善育肥猪的肉色，改善肌肉嫩度和多汁性，提高脂肪酸、风味氨基酸和肌苷酸含量，有利于增加猪肉鲜味；提示竹酢粉可以在无抗猪肉生产中使用，具有一定的替抗作用，添加比例为1.0%即可。陈颋[16]用绿豆提取物饲喂肥育猪的试验结果，同样显示该提取物能显著影响猪肉的大理石纹、肉色和剪切力指标。Xia 等[17]用甘蔗提取物饲喂育肥猪，提高了背最长肌的抗氧化指标。从杜仲叶中提取的多酚不仅能提高肌肉品质，还能调节脂肪代谢[18]。张志宏等[19]在早期饲喂断奶仔猪饲粮中添加沙棘提取物，发现其能显著提高仔猪血清瘦素水平，增加眼肌面积，降低肌内脂肪。Li 等[20]发现苎麻粉能显著提高肌肉中蛋白质含量、降低成脂基因mRNA 水平和肌纤维面积。Liu 等[21]研究发现，桑叶粉提高了育肥猪肌肉中的粗蛋白、肌苷酸和氨基酸含量，蛋白质沉积量更高，使猪肉的营养和风味更佳；同时降低背最长肌的肌纤维面积，提高肌纤维密度，降低剪切力和肌肉 组 织MyHC-IIb 的mRNA 表 达水平，从而提高猪肉嫩度。在饲粮中长期（从猪断奶到屠宰）添加马鞭草甙，能增加背最长肌中α-生育酚水平，降低贮藏24 h 后脂肪气味和酸败味强度，提高猪肉的抗氧化状态和感官品质，而不影响其他肉质参数[22]。

2 中草药在无抗猪肉生产上的应用

2.1 中草药的功效

作为中药大国，我国很早就将中草药用作畜禽饲料添加剂。中草药是与人类、动物共存的天然资源，并因其大多具有来源广泛、取材天然、功能多样、安全方便等特点和抗菌抗病毒、无残留、无抗药性、毒副作用小等功效而逐渐成为一种理想的饲料添加剂。研究表明，中草药添加剂含有许多有效活性成分和风味物质，如糖类、甙类、鞣质、生物碱、挥发油、蛋白质、氨基酸、油脂及色素等。糖类是机体免疫系统的组成物质，鞣质可抑制大肠杆菌、霍乱杆菌、白喉杆菌等常见有害菌；生物碱能促进机体胃肠道蠕动和消化液分泌，增加食欲；色素可显著改善畜禽产品（如肉、蛋）的色泽；有些中草药本身含有丰富的蛋白质、维生素和矿物元素。将中草药用于养猪业可预防疾病、增进食欲、促进生长、提高瘦肉率和生产性能、改善猪肉的品质和风味。

2.2 中草药对猪肉品质的影响及应用

猪只饲粮中添加中草药添加剂，能明显改善生长育肥猪胴体性状和肉品质，改善猪肉风味。陈国顺等[23]在香猪饲粮中添加0.3%～0.4%中草药添加剂（当归、山楂、丹参、黄芪、马齿苋和地榆等11 味中草药），提高了猪肉粗脂肪、粗蛋白质含量，提高了必需氨基酸和主要鲜味氨基酸含量，提高了亚麻酸、亚油酸和花生四烯酸含量。在猪只饲料中添加党参、白术、半夏、茯苓、木香和甘草组合的中草药超微粉，能显著提高猪肌肉中呈味氨基酸（谷氨酸、天门冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸）含量[24]；添加黄芪、八角茴香、干姜、橘皮、党参和甘草组合的中草药超微粉，能提高育成猪猪肉中肌苷酸、饱和脂肪酸与部分不饱和脂肪酸的含量，降低滴水损失和剪切力，改善肉质风味[25]。胡广英等在不同品种猪（晋汾白猪、晋阳白猪、山西黑猪、杜长大）饲粮中添加中草药添加剂（党参、白术、茯苓、甘草、半夏、陈皮、莱菔子、山楂、麦芽、砂仁、木香、苏子、神曲、松针），提高了猪肉中总氨基酸、呈味氨基酸、必需氨基酸含量[26]，提高了不饱和脂肪酸和必需脂肪酸的含量，降低胆固醇的含量[27]；进一步研究发现，中草药添加剂可能是通过提高猪肉中心型脂肪酸结合蛋白（H－ FABP）基因、钙蛋白酶抑制蛋白（CAST）基因、脂蛋白脂肪酶（LPL）基因、肌细胞生成素（MyoG）基因、己糖激酶同工酶（HK）基因、ATP 合成酶（ATP5B）基因、磷酸果糖激酶（PFK）基因等7 个与肉质相关的基因相对表达量[28]，改变猪肉的感官品质和相应的营养组分及浓度。

中草药添加剂除了能提高生猪胴体性状、改善猪肉风味和营养价值外，还能减少猪肉滴水损失，防止PSE 肉发生，延长货架期，保持肉品质量。Ahmed 等[29]研究发现，在猪只饲粮中添加石榴、银杏、甘草和发酵中草药，可减少生长肥育猪胆固醇含量，增加n-3 脂肪酸含量，降低n-6/n-3；明显降低新鲜猪肉和储存2～3 周猪肉中的硫代巴比妥酸反应物水平。陈国顺等[30]采用固相微萃取-气相色谱质谱技术（HS-SPME-GCMS）发现，在猪只饲粮中按一定比例添加当归、黄芪、丹参、山楂、地榆和马齿苋等11 味中草药后，猪肉中能检测到的挥发性化合物（醛类、醇类、酸类等）数量增多。闫雪等[31]在温热环境中给猪只饲粮添加中草药（藿香、滑石、甘草、芦根、淡竹叶和钩藤和五味子等），有效减少试验猪背肌的滴水损失及剪切力，降低血糖水平、而提高肝脏中糖原含量，有效调节机体的糖类代谢。张善文等[32]研究报道，添加中草药微生物调理剂（以绞股蓝为主要原料，同时辅以黄芪、首乌藤、党参、乌梅等中药材），可有效提高湘沙猪配套系肌肉熟肉率和嫩度、肌肉中油酸和镁含量；复方中草药调理剂（黄芪、淮山、葛根、茯苓等）显著提高猪肉中硬脂酸、珍珠酸含量以及微量元素钙和钠含量。由黄芪、甘草、白芷、砂仁、炒山楂、陈皮、麦芽、神曲、大茴香、肉豆蔻和肉桂等11 味中草药组成的复方中草药添加剂，不仅提高试验猪生产性能、降低料重比，还能增加背最长肌肌内脂肪含量，有助于形成优良猪肉品质，与抗生素组相比，使用效果较好[33]。其他研究也证实，在无抗饲粮中添加中草药制剂或中草药复方（白鲜皮、川芎、熟地黄、白术、马齿苋和茯苓[34]，黄芪、陈皮、丁香、当归和肉桂[35]，黄芪、金银花和菊芋[36]）能明显促进试验猪的生长性能、胴体性状和肌肉营养水平的提升，并防止猪肉酸败变味，有利于提高加工肉制品的感官指标及卫生品质，提高猪肉营养和食用价值。

3 结语

大量研究表明，天然植物提取物和中草药作为替抗产品具有促进猪只生长、提高猪生产性能和繁殖性能、增强机体抗病能力和改善肉品质量的作用，且效果相当于甚至优于抗生素。随着生物提取技术与加工工艺的不断改良升级，人们对食品卫生和肉品安全的不断关注和重视，天然植物提取物和中草药在无抗猪肉生产上的使用越来越受生产者和消费者青睐。值得注意的是，植物提取物和中草药用作功能性饲料添加剂，需要配合饲料端的精准营养配比和养殖端的高质量管理水平，才能保证产品端的绿色安全，保障我国养猪业的持续健康发展。