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植物精油作为饲料添加剂的未来展望(一)

返回列表 来源: 发布日期: 2020.01.30

一、植物提取物(PFA)

一、植物提取物

植物提取物(PFA)是指从植物中提取的对动物健康和生产性能有一定促进作用的各种次级代谢产物(PSC)的总称,具有抗菌、抗氧化和抗炎作用,是替代促生长抗生素(AGP)的首选替代品。根据其生物合成来源,分为酚类、含氮生物碱、含硫化合物和萜类化合物等,都含有烷基、苄基环、羟基、醇和类固醇等基本官能团。PFA含有多种植物生物活性物质,具有双向调节作用,研究表明,PFA可促进动物生长,减少氮排放,改善动物福利,但PFA的作用机理尚不完全清楚,关于PFA替代AGP的体内和体外研究结果也不一致。

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植物精油(EOs)是PFA的主要组成部分,具有很强的芳香特性和生物活性,自古以来就被广泛应用,包括化妆品和食品中的香精香料,还被用作药物、天然防腐剂、添加剂和生物杀虫剂。EOs的生物活性取决于芳香植物和药用植物PSC中含有的挥发性成分的含量。EOs的生物活性与植物种类、生长条件、收获时间、植物化学性质等因素有关。EOs在动物体内的效果受饲料加工过程、储存条件和动物胃肠道环境的影响。

 

二、植物精油(EOs)

 

1.EOs的成分和生物合成

 

EOs包括萜烯、萜类化合物、苯丙烯和酚类化合物,具有独特的芳香和生物活性, EOs主要有单萜类化合物(C10)和倍半萜类化合物(C15),还包含醇、酯、醛、酸、酮、环氧化物、胺和硫化物。精油主要是异戊二烯或萜类化合物,是通过异戊二烯单元(C5H8)结合形成的,它们进一步构建了两个、三个或四个异戊二烯单元的单萜(C10)、倍半萜(C15)和二萜(C20),基本的碳萜烯骨架通过异构化、氧化、还原和共轭修饰,产生了一系列不同的萜类化合物。

 

2.EOs的分离和鉴定

 

分离EOs最常用的方法是水蒸汽蒸馏,用于芳香植物不同成分(如叶子、种子、根和花)的分离,某些果皮(如柑橘)选用冷榨方式分离,还包括有机溶剂萃取和超临界流体萃取(SCFE)等其他先进的分离技术。

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在评估EOs的质量和成分时,通常使用:(1)感官分析,以评估气味和颜色;(2)物理分析,以获得有关粘度、湿度、溶解度、旋光度、比重、折射率、蒸发残留物和冰点等信息;(3)化学分析,测定除了苯酚之外的酸、酯、羰基和醛的含量。

 

EOs的成分分析主要通过光谱技术,包括紫外可见光谱、红外光谱、质谱、同位素比质谱、核磁共振(NMR)、傅里叶变换红外(FTIR)和拉曼光谱。分离技术包括气相色谱(GC)、手性GC、液相色谱、薄层色谱、HPLC等

 

3.EOs的作用机理

 

学者们普遍认为,与革兰氏阴性菌相比,EOs对革兰氏阳性菌的作用效果更强。EOs是一种有效的抗菌剂,对不同的致病菌和食源性细菌都有一定作用,如单核细胞增多性李斯特菌、无毒李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌、肠炎沙门氏菌、大肠杆菌、痢疾志贺氏菌、蜡状芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、米氏假单胞菌、铜绿假单胞菌、弯曲杆菌、幽门螺杆菌等。

 

EOs具有亲脂性及穿透细胞壁和质膜的能力,可破坏细菌细胞膜和内部细胞结构。亲脂性物质会积聚在细菌细胞膜的脂质双层中,影响膜疏水蛋白的相互作用,还影响脂蛋白的相互作用。EOs通过对细菌细胞膜的渗透作用,导致细菌细胞结构和功能的改变达到抗菌的目的。EOs还可以降低细菌对抗生素的耐药性。

 

EOs具有强大的抗氧化功能,可降低肿瘤细胞的增殖,EOs的抗氧化活性与抗炎能力有关。单核细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和巨噬细胞通过细菌吞噬作用过程产生大量的活性氧(ROS), ROS对生物大分子(如脂质、蛋白质和DNA)的氧化损伤被认为是各种疾病、衰老和癌症的初始阶段。ROS可调节转录因子Nrf2和NF-κB的表达,EOs能够清除ROS并减少与炎症有关的组织的氧化损伤。

 

 

 

三、PFA和EOs对猪和家禽的影响

 

大量研究表明,PFA对猪和家禽有正向的促生长作用,但一些研究也会有相矛盾的结果,这是由PFA和EOs的复杂性以及动物胃肠道结构和功能的差异性决定的。值得注意的是,很多动物实验是以商业研究为目的的,缺乏PFA和EOs以及饲料配方的详细信息,实验结果的可靠性还有待考量。

 

PFA和EOs可增加饲料的适口性、刺激消化液的分泌、改善肠道形态、稳定肠道微生物区系、减少炎症。饲料适口性的提高可刺激食欲,增加动物采食量。家禽对气味的敏感性较低,而猪对饲料中PFA和EOs的反应也不一致。例如,猪偏爱大蒜和迷迭香,不喜欢姜或牛至。有文献报道,断奶仔猪对含百里香和牛至的饲料偏嗜性较低,牛至可导致仔猪拒食。仔猪拒食也可能与围产期饲料中缺乏某些风味物质有关。

 

EOs可改善猪和家禽的饲料消化率,提高养分吸收率。PFA可通过增加肠道吸收表面积来增加养分吸收。据报道,植物性产品可以增加家禽和猪小肠绒毛的高度。

 

植物中的化合物可以增加肠道粘液分泌,排除了细菌和真菌粘附于动物肠道上皮的可能性。EOs还通过直接的抗菌作用和促进益生菌菌群的生长来降低病原菌的伤害,值得注意的是,有些EOs对有益菌也有一定杀灭作用。

 

EOs具有降血脂和免疫调节作用,可降低氧化应激,还可以降低脂质氧化能力,有利于鸡蛋和肉制品的保存。


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