植物及其衍生品作为抗生素替代品的研究进展

文│谷溪 张培虎 高苗（山东省成武县畜牧服务中心）

如果在动物生产中使用促生长抗生素会产生细菌耐药性问题，进而影响抗生素的治疗效果。因此，欧盟在2006年出台了一项抗生素生长促进剂禁令。在颁布禁令之前，家禽生产过程中高度依赖抗生素生长促进剂来控制大肠杆菌、产气荚膜梭菌和球虫等胃肠道病原体。目前，人们对植物、植物提取物和生物活性物质作为动物饲料添加剂的兴趣不断增加。草药、香料及其提取物可以刺激家禽味觉，提高饲料摄入，并能促进内源性分泌物产生。许多植物具有抗氧化活性，可以提高禽肉和禽蛋的氧化稳定性，还可以直接提升家禽免疫力，甚至可以通过提高精液质量来改善生殖。

植物生物活性物质的化学成分各不相同，多酚类物质、萜类化合物、生物碱、碳水化合物和非蛋白质氨基酸引起了人们的兴趣。某些植物代谢产物，特别是香芹酚和麝香草酚具有抗氧化剂和促生长作用，对饲料利用效率、营养生物利用、免疫力、鸡蛋质量参数和生产性能均有有利作用。植物产生约5100种生物活性物质，在家禽营养中使用植物及其衍生品最常见的问题之一是植物及衍生品的标准化不足。在许多情况下，活性物质及含量通常是未知的。由于植物活性物质在不同环境条件、收获时间、提取和储存条件下存在差异，重复试验往往无法识别它们。这就是独立试验中会获得不同结果的原因。鉴于植物的多样性，含量、应用、家禽品种和作用机理的差异，植物及其衍生品的替抗作用难以实现。但可以合理预期，常用或广泛应用的植物应具有有效性、安全性和作用机理信息，以使饲料生产企业和养殖企业能够评估、了解和应用。

一、植物应用

百里香（Thymus vulgaris）是一种薄荷科药用植物，具有抗溃疡、抗肿胀、抗菌、抗真菌和抗痉挛等功效。百里香含有丰富的脂肪、苦味化合物和高含量的锰。百里香精油中含有蒎烯、香芹酚和百里香醇，其消毒性是因为含有百里香酚和丁香酸，对鼠伤寒沙门氏菌和产气荚膜梭菌具有抗菌活性。

芫荽（Coriandrom sativum L.）是一种药用和香料植物，可显著改善动物健康。植物的不同部分，茎叶、种子和水果含有类黄酮、脂肪酸、异香豆素甾醇和酚类活性物质（咖啡酸、原儿茶酸和甘氨酸），能作为抗氧化剂、利尿剂、抗糖尿病、镇静剂、抗菌剂和抗癌物质。芫荽籽提取物或其粉末可用作家禽饲料中对抗新城疫和传染性支气管炎的药物替代品。芫荽籽精油已被证明是抗黄曲霉和黄曲霉毒素抑制剂的潜在天然来源。

姜黄（Curcuma longa）是一种姜科多年生草本植物，含有根茎和地下根，最初用作饲料添加剂是为了提高储存、外观、风味和口感。姜黄是一种植物素，可以改善肠道健康，刺激胃肠道，提高生长速度，被推荐为家禽饲料添加剂。

甘草（Glycyrrhiza gloala L.）是豆科植物，具有营养和药用价值，尤其是根部。甘草具有抗菌、抗氧化、抗感染、抗痉挛、抗炎、抗病毒、抗肝毒性和抗真菌等作用。在家禽饲料中补充除了对家禽具有解毒、抗氧化、抗菌、抗炎等作用外，还可以通过改善器官发育、刺激食欲和消化来提高家禽的生产性能。甘草提取物中的主要活性物质包括三萜皂苷（如甘草酸、甘草酸和甘草次酸）、黄酮类活性物质（如甘草苷、异黄酮类化合物和佛手花素）、单宁、胆碱、香豆素、植物甾醇、糖、淀粉、氨基酸和抗坏血酸等。

菊苣（Cichorium intybus L）粉有助于肉鸡生长，可改善肠道微生物组成，叶中含磷、镁、钾和一种名为shikurin的苦味葡萄糖苷。植物的所有部分都分泌乳白色液体，具有许多用途。不同的植物部分（如叶子、种子、花、茎和干燥的根）均可用。根含有菊粉，菊粉主要含有低聚糖和多糖生物活性物质。

猪草（Heracleum persicum）是一种开花、草本、多年生植物，含有由各种树胶组成的芳香物质，其叶、茎和芽是最常用的部分，活性物质主要包括萜类、三萜、挥发性物质、呋喃香豆素、生物碱和类黄酮等。可用于治疗各种疾病，如胀气、胃胀和感染，还用作调味剂、香料和消毒剂，猪草的果实提取物也可用于高甘油三酯血症患者的辅助治疗，植物的水醇提取物具有抗真菌作用。不利作用是由于存在光敏呋喃香豆素，与皮肤接触后紫外线辐射可能发生植物毒性反应，引起皮肤刺激，随后出现炎症反应，皮肤变红和水肿。呋喃香豆素类药物还可能会致癌和胎儿不育（致畸）。

绿茶（Camellia sinensis L.）在中国、日本和其他一些国家被用于饮料已有数千年，甚至更多以红茶的形式而不是绿茶出现。这种植物含有多酚成分，如对羟基半乳糖、单宁、咖啡因、茶碱和可可碱。

薰衣草（Lavandula stoechas L.）是一种多年生植物，具有苦味和宜人的气味。这种植物的精华含有一些活性物质，如丁酸、丙酸、戊酸、游离芳樟醇和酚类。

荨麻（Urtica dioica L.）广泛存在于世界各地，用于改善健康。分析表明，它含有50多种不同的活性物质，包括树胶、白蛋白、糖和树脂，还含有组胺、乙酰胆碱、胆碱和血清素等。

亚麻（Linum usitatissimum L.）在植物油籽中是独一无二的，因为其精华含有大量的油，含有高含量的a-亚麻酸。在家禽中，肉和脂肪的特性直接受脂肪来源的影响，已知补充亚麻的家禽的蛋和肉中Omega-3脂肪酸含量会增加。

薄荷（Mentha pulegium L.）是一种药用植物，薄荷精华最重要的活性物质是反式石竹烯、桉树醇、germacrene-D等。

苜蓿（Medicago sativa L.）因含有多种维生素、矿物质和蛋白质而被称为牧草之王，是各种矿物质、维生素、类黄酮、酚酸、叶黄素、嗜氮素、类胡萝卜素和其他营养素的重要来源。

二、植物生物活性物质及其作用

植物精油为蒸汽挥发性或压缩挥发性植物提取物，数百年来一直被人们使用，以获得其香精、味道或防腐的气味。虽然人们通常认为它们来自草药和香料，但它们存在于许多植物中，因为它们对细菌、真菌或昆虫有驱赶和抑制作用。主要包括环状烃（单萜）及其醇、醛或酯衍生物。植物精油用作肉鸡饲料添加剂可提高胰腺组织匀浆中胰蛋白酶、淀粉酶的活性，以及空肠食糜含量，香芹酚、肉桂醛和辣椒素也可刺激肠道黏液分泌。黏液增加，在腺胃和空肠壁上形成一层厚厚的黏液，这可能是病原体（大肠杆菌和产气荚膜梭菌等）肠上皮粘附性降低的原因。植物精油和植物精油生物活性物质无论是抑菌、杀菌还是对其他微生物（如真菌、原生动物或食源性病原体）的抗菌活性都有充分的证明，在这方面最活跃的是酚类化合物，如香芹酚、百里酚和丁香酚，也涉及其他物质，包括苯基丙烷、柠檬烯、香叶醇和香茅醛。植物精油作为抗菌剂具有两种不同的机制，一种是快速消耗细胞内的ATP，抑制ATP合成。第二种是像香芹酚这样的生物活性物质能阻止细菌鞭毛蛋白的合成，导致细菌不活跃且无法移动，从而使细菌与上皮细胞的黏附能力显著降低，使细菌感染性降低。尤其对大肠杆菌、沙门氏菌、产气荚膜菌等肠道致病菌的抑制和杀灭效果明显。

甜菜碱是一种渗透保护剂，存在于所有植物中，尤其是甜菜。应用于家禽的甜菜碱是三甲基甘氨酸。用作饲料添加剂的好处包括抗热应激和抑制球虫感染，可能是由于分子性质，其甲基被认为能部分取代其他甲基供体，如蛋氨酸和胆碱。由此能提高家禽的养分消化率和生长性能。

在植物中广泛分布的一大类化学物质是酚类化合物，其中，黄酮类化合物被认为是对家禽生产性能最有利的一类，槲皮素和橙皮苷被认为是类黄酮家族中抗氧化作用最强的物质。其他酚类化合物包括儿茶素、原花青素、黄木脂素、单宁和酚酸。