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南方常见艾蒿品种作为饲料添加剂的研究进展

2022-12-29李珊珊吴维坚

粮食与饲料工业 2022年6期
关键词:龙脑樟脑禽畜

李珊珊,杨 敏,吴维坚

(福建省农业科学院亚热带农业研究所,福建 漳州 363005)

艾(ArtemisiaargyiL.)是菊科蒿属多年生草本植物,有浓烈香气,其中产自湖北省蕲春县蕲州镇的栽培品种被称为“蕲艾”(Artemisiaargyivar.argyicv.Qiai),可入药[1];味辛、苦,性温,有小毒,归肝、脾、肾经,有温经止血、散寒止痛等功效[2]。此外,艾叶富含挥发油,虽然不同产地艾叶挥发油成分存在差异,但其中桉叶油醇(cineole)、樟脑(camphor)和龙脑(borneol)均为主要成分[3],药理分析挥发油对多种霉菌、球菌、杆菌有抑制作用,还有平喘、镇咳作用[1]。因艾蒿功效显著,分布广泛,栽培成本低,近年来不仅被用于人体保健,更被作为天然添加剂加入饲料中[4],不仅有利于畜禽的生长发育,还能够提高畜禽的抗病能力[5]。陈建军等[6]在饲料中添加益生菌发酵的艾草+构树叶混合物研究其对鲤鱼免疫力的影响,发现发酵中草药添加剂组鲤鱼血清中的碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)和髓过氧化物酶(MPO)等指标活性均有显著提高,白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达量显著降低,由此得出结论,发酵艾草构树叶提取物可提高鲤鱼免疫性能。2021年3月9日,欧盟委员会发布法规(EU)2021/421号条例,批准北艾(ArtemisiavulgarisL.)酊剂作为所有动物的饲料添加剂[7]。

因栽培历史悠久,分布广泛,在原生种的基础上艾陆续出现了多种杂交变种及栽培变种,仅我国就拥有186种,44个变种[8],其中作为传统道地药材原料使用的是湖北蕲春产的蕲艾。受产地限制,蕲艾在我国南方并不常见,被当作饲料添加剂成本略高。反之,我国南方拥有丰富的艾蒿种质资源。本文对近几年我国南方市场上常见的艾、五月艾(ArtemisiaindicaWilld.)、黄金艾蒿(Artemisiavulgaris‘Janlim’Orientallimelight)与蕲艾的性状及活性成分进行对比,为饲料生产企业甄别不同艾蒿品种及更好地开发利用提供思路。

1 性状对比

南方常见艾蒿品种与蕲艾的性状差异见表1。

4个艾蒿品种性状之间区别较大的是株高及中部叶形,表1着重列出不同艾蒿品种中部叶的形状、被毛情况及叶缘裂叶情况,方便企业对不同艾蒿品种有直观的认识和区别。

表1 南方常见艾蒿品种与蕲艾的性状差异

2 活性成分

2.1 生物碱类物质

蒿属生物碱最重要的生物活性包括保肝护肝、局部麻醉和抗寄生虫活性等[11]。陈阳等[12]用超声波结合酶法从艾叶中提取总生物碱,最高为(0.720±0.05) mg/g;黄金艾蒿已被证实含有异蛇根碱(isoreserpin)、青藤碱(sinomenine)和葫芦巴碱(trigonelline)等多种生物碱类物质[13],可考虑艾和黄金艾蒿作为日粮添加剂在预防禽畜寄生虫方面的应用。

2.2 有机酸类物质

有机酸是抗生素的有效替代品,日粮有机酸及其衍生物能够通过保持家禽胃肠道的微生物平衡来抑制饲料中的微生物生长、改善饲料成分的溶解性和营养素的吸收,从而来提高产蛋量和蛋白质代谢率[14]。艾含有多种有机酸,主要以羟基苯甲酸和羟基肉桂酸为代表[15];蕲艾的鞣酸含量约3.71%[16];黄金艾蒿含有香豆酰奎宁酸(coumaroylquinic acid)、咖啡酰奎宁酸(caffeoylquinic acid)、D-(-)-奎宁酸[D-(-)-quinic acid]等多种有机酸类物质[13],因此在改善肌肉品质及提高产蛋量方面,除蕲艾外,也可考虑将艾及黄金艾蒿作为禽畜日粮添加剂。

2.3 黄酮类物质

实验证明,艾蒿黄酮(Artemisia argyi flavonoids,AAF)可显著提高脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的肉鸡21日龄和35日龄的体重、降低血清IL-6浓度,是一种潜在的天然免疫调节剂,可用于改善LPS攻击肉鸡的生长性能和缓解免疫应激[17]。

已知艾中含有包括甲氧基黄酮、黄酮醇和查尔酮在内的多种类黄酮[15];产自湖北蕲春的蕲艾中总黄酮含量最高可达14.67%,其中山柰酚、棕矢车菊素和易泽兰黄素的含量尤为突出[18];Dahal的团队[19]从五月艾的甲醇提取物中检测出黄酮类物质222.33±4.41 mg/g 芦丁当量(RE),此外五月艾的乙酸乙酯提取物中被检测到5-羟基-3,7,4'-三甲氧基黄酮(5hydroxy3,7,4 trimethoxyflavone)、高丽槐素(maackiain)[20]和牡荆素[21]等黄酮类物质;黄金艾蒿中被测出圣草素(erodcyol)、异牡荆素(isovitexin)及芹菜素(apigenin)等多种黄酮类物质[13]。故此,本文提及的4个艾蒿品种在提高禽畜免疫力方面均具有一定功效,可考虑开发利用。

2.4 多肽类物质

从白草蒿(Artemisiaherbaalba)中提取的多肽制剂被证实可抑制单核细胞增生李斯特菌(Listeriamonocytogenes)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)及蜡样芽孢杆菌(Bacilluscereus)等多种致病菌[22],可作为天然抑菌剂用于禽畜因多重耐药病原体引发的传染病的治疗。五月艾的乙酸乙酯提取物中被检测到路邓素(lugdunin)[20]。路邓素是一种新型的噻唑烷环肽,对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)具有微摩尔范围的抗菌活性[23],因此可考虑五月艾作为禽畜日粮添加剂在预防传染病方面的功效。

2.5 挥发性成分

2.5.1桉叶油醇(cineole)

桉叶油醇即桉油精,《中华人民共和国药典》(以下简称《药典》)将其划分为药用辅料、矫味剂[24],已被证实对金黄色葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌、白色念珠菌[25]和肠炎沙门氏菌[26]等和动物致病菌具有抗菌活性。Ali等[27]研究了日粮桉叶油醇对鲤鱼氨中毒反应的影响,发现桉叶油醇可抑制应激反应,提高甲状腺激素水平,有利于抑制鲤鱼氨中毒的负面影响;同时若将0.84%~0.88%桉叶油醇作为日粮添加剂还能刺激鳟鱼的免疫功能,减轻溶血和血脂水平,提高鳟鱼的生长性能和存活率[28]。Leal Cardoso团队通过静脉注射证实桉叶油醇具有血管舒张作用,可显著降低清醒和麻醉大鼠的血压[29]。Moon等[30]也证实桉叶油醇对慢性接触尼古丁诱发的高血压具有降压作用。Vassallo小组发现桉叶油醇对大鼠心室乳头肌组织具有舒张作用[31]。Santos等[32]发现桉叶油醇在口服给药后不仅可以抑制角叉菜胶性肿胀,增加毛细血管通透性,而且能抑制肉芽肿的形成。桉叶油醇还被证实对呼吸系统有显著疗效以及在体外和体内对皮肤癌细胞具有抗转移活性[33-34]。

戴卫波等[35]在多地产的艾中检测出桉叶油醇,其中最高含量达20.10%;另检出蕲艾中的桉叶油醇最高可达21.39%;吴怀恩等[36]检测了广西产的艾与五月艾中桉叶油醇的含量,其中艾的含量为16.68%,五月艾的含量为1.46%。黄金艾蒿作为近年来的新品种,暂时未见关于其挥发性成分的报道,但从已报道的其他3个艾蒿品种可知,艾和蕲艾在抑菌杀菌方面的功效较为显著,且对肾脏及呼吸系统有保健功效,可考虑禽流感高发期作为日粮添加剂使用。

2.5.2樟脑(camphor)

《药典》将天然樟脑归类为皮肤刺激药[37]。欧洲食品安全管理局动物饲料添加剂和产品或物质小组已证实樟脑白油在饲料中的添加量低于30 mg/kg时,猪、马、兔子、鱼和狗是安全的,添加量低于50 mg/kg时,对牛和羊是安全的,对于肉鸡不高于28 mg/kg,对于蛋鸡不高于42 mg/kg,对于肉用火鸡不高于37 mg/kg,对于猫不高于22 mg/kg[38]。樟脑被证实可显著降低微小扇头蜱(Rhipicephalus microplus)雌成虫及幼虫的整体解毒酶活性,浓度为1.6%(W/V)时致死率为100%[39]。Salama等[40]通过灌胃证实樟脑对环丙沙星诱导的大鼠抑郁有神经保护作用。此外,樟脑易转化为多种衍生物,这些衍生物具有包括抗菌、抗病毒、抗氧化、镇痛和抗癌在内的多种生物活性且成本较低,因此樟脑也被广泛应用于天然产物对映体特异性合成中的手性起始材料[41]。有研究表明,樟脑作为一种植物源性饲料添加剂,可有效调节日本鹌鹑(Coturnixjaponica)的健康状况、胃肠道大肠菌群和免疫反应[42]。

戴卫波等[35]在艾中检测到樟脑成分最高达16.60%,在蕲艾中检测到樟脑成分最高为7.06%,吴怀恩等[36]在五月艾中检出樟脑含量8.05%,可考虑艾作为调节免疫的添加剂加入日粮。

2.5.3龙脑(borneol)

龙脑又称冰片、艾片,是我国传统中药。右旋龙脑味辛、苦,性凉,归心、脾、肺经;具开窍醒神、清热止痛之效;主治热病神昏、惊厥,中风痰厥,气郁暴厥,中恶昏迷,胸痹心痛,目赤,口疮,咽喉肿痛,耳道流脓[43]。左旋龙脑的药效与右旋龙脑相似,性微寒[44]。Luz等[45]证明龙脑可改善自主神经损伤和压力反射功能障碍,对两肾一夹高血压大鼠具有降压作用。Zheng等[46]发现龙脑可显著影响三七皂苷的药动学参数,使人参皂苷Rb1、Rg1和三七皂苷R1(NR1)在人血浆中的吸收和全身暴露量增加约1.85~3.71倍。暂时未见毒副作用报道。目前国内外对龙脑在饲料中的应用仍鲜有报道,但参考其在人体保健方面的功效,其作为动物饲料添加剂的前景可期。

吴怀恩等[36]从艾叶中检出9.95%的龙脑,从五月艾中检出12.60%;蕲艾中曾被检出龙脑含量最高为4.73%[35]。在本研究分析的四个品种中,可考虑在天气炎热、流感高发的季节可考虑添加五月艾做为禽畜的脾胃调节剂。

3 总结

欧盟委员会批准作为所有动物饲料添加剂的艾蒿品种为北艾,添加形式为酊剂。这无疑为艾蒿品系作为饲料添加剂的应用前景开了一个好头。只是现阶段国内外对艾蒿(或其粗提物)日粮添加的研究还处于初级阶段。王苗苗等[47]研究发现,在肉鸡日粮中添加1%的艾叶和香附能有效提高其生长性能、屠宰性能和肉品质。Zhang等[48]研究发现 ,在母猪的日粮中添加1.0 g/kg的酶处理青蒿(ArtemisiaannuaL.)可缓解热应激母猪的氧化应激,提高母猪及其后代的抗氧化能力,并促进后代肠道屏障的完整性。Ali等[49]评估了青蒿提取物在氨暴露期间膳食给药对鲤鱼肝脏健康的影响,发现青蒿提取物可减轻鲤鱼氨中毒后的肝损伤和氧化应激。Yousefi等[50]研究了中亚苦蒿(Artemisiaabsinthium)水提物对鲤鱼生长性能、先天免疫和氧化状态的影响,发现在幼年鲤鱼中添加AE可提高生长性能和饲料效率,改善先天免疫和抗氧化反义,改善肝脏健康,建议添加量0.5%~1%。

以上数据涉及艾蒿品种较为单一,多数非我国南方常见艾蒿品种。从本文对比分析可知,不同艾蒿品种除植物学性状存在差异外,其活性成分亦差异较大。鉴于不同活性成分之间的功效不同,可从禽畜驱虫、提升家禽产蛋量或肉质蛋白质含量等功效入手对黄金艾蒿的生物碱及有机酸类物质进行进一步研究;可从家禽流行病的预防和调理脾胃等方面对五月艾的多肽类物质及挥发性成分方面进行深入探索;可从流行病感病禽畜的治疗和成活率提升等方面进行艾和蕲艾挥发性成分的挖掘;本文涉及的4个艾蒿品种均含有丰富的黄酮类物质,对禽畜免疫力的提升有所助益,均可考虑此方面功效的研究。

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