植物提取物的抗氧化作用及其在养禽生产中的应用研究进展

植物提取物的抗氧化作用及其在养禽生产中的应用研究进展

摘 要：植物提取物添加剂被认定为是.安全.高效.稳定.可控的饲料添加剂，经过 20 多年的研究，已经市场化并用于饲料和动物生产。关于植物提取物类添加剂在杀灭或抑制病源性微生物，如沙门氏菌、埃希氏菌、金黄色葡萄球菌的研究方面已经有广泛报道。本文综述了有关植物提取物的体内外抗氧化作用、对禽肉和禽蛋在储藏期间的抗氧化稳定性，及其对家禽生产和繁育性能的影响研究的最新进展。

关键词：植物提取物；抗氧化性；生产性能；肉鸡；蛋鸡

在食品加工及储存过程中，由于多不饱和油脂的氧化会产生过氧化氢，导致进一步氧化及分解成二次反应产物，如短链乙醛、酮及其他氧化化合物，影响食品的整体质量，包括香味、口感、营养价值和有毒化合物的产生 [1]。在食品行业中常用合成抗氧化物抑制油脂氧化，广泛使用的有二丁基羟基甲苯（BHT）及丁基羟基茴香醚（BHA）这两种人工合成抗氧化物[2]。但是，因它们的不稳定性及诱发致癌的可疑性导致其在食品行业中的使用受到限制。许多药用植物或香料被证实能对油脂及油脂类食品具有有效的抗脂质过氧化作用，因此，天然抗氧化物受到许多研究机构的关注。大量的试验研究证明，植物提取物添加剂是“安全、高效、稳定、可控”的饲料添加剂，已经市场化并用于饲料和动物生产。

关于植物提取物类添加剂在杀灭或抑制病源性微生物方面的研究已经有广泛报道。而且，植物提取物的抗氧化性能在欧洲和美国都有广泛的研究，但在国内的研究报道并不多。本文主要综述了植物提取物的体外抗氧化作用，以及植物提取物对禽肉和禽蛋在储藏期间的抗氧化稳定性、家禽生产和繁育性能的影响，以期为养禽生产提供理论参考。

1、植物提取物的抗氧化作用研究表明，唇形科类植物提取物具有较强的抗氧化活性.如止痢草.牛至草.百里香.迷迭香.丁香和肉桂等。对止痢草提取物抗氧化作用的体外试验进一步研究表明，止痢草中的主要成分百里香酚和香芹酚有很强的抗氧化性质，而其他次要成分在抗氧化方面发挥着重要的协同作用。Economou 等[3]利用体外试验研究止痢草.迷迭香.麝香草.马郁兰.留兰香（荷兰薄荷）.薰衣草.紫苏等对75℃保存猪油的抗氧化活性的影响。结果发现.止痢草提取物对猪油抗氧化作用最为有效.其次为麝香草.马郁兰和薰衣草。Farag 等[4]比较植物提取精油抗氧化性质与其结构之间的关系发现，百里香酚结构苯环上的羟基为脂肪氧化中第一步产生的自由基提供氢离子，以延缓过氧化过程，这可能是百里香酚具有高抗氧化活性的原因。

研究者使用不同的方法检测植物提取物的抗氧化活性，如酸败试验或微粒过氧化作用试验等.在酸败试验中.将植物提取物添加到油中，然后将油加热并通入空气来加速氧化.试验结果用表示相对于未处理过的油的氧化时间的抗氧化因子（AF 值）来分析，此值越高就表明抗氧化能力越强.该酸败试验主要用来选择脂溶性的抗氧化物质，研究者进一步比对研究了微粒过氧化法试验与酸败试验，结果表明，与其他植物提取物相比，迷迭香显示出最强的抗氧化能力。

Milos 等[5]系统评估了一系列物质包括止痢草的挥发性糖苷、止痢草精油、纯百里香酚、百里醌和维生素 E（α- 生育酚）的抗氧化性能。结果表明，止痢草糖苷配基、止痢草精油、纯百里香酚、百里醌和维生素 E 表现出不同的抗氧化性能。在没有添加抗氧化剂的对照组中，氢过氧化物在 10 d 后迅速大量形成。但是，即使在储藏 80 d 后，止痢草精油和其糖苷配基仍显示很强的抗氧化性能并显著抑制氢过氧化物的形成。止痢草精油和其糖苷配基对抑制氢化氧化物的形成比维生素 E 要明显。但是，纯的百里香酚、百里醌等对抑制氢化氧化物的形成比维生素 E的效果要弱。该试验结果说明，止痢草精油中的其他次要成分在抗氧化方面发挥着重要的协同作用。

2、植物提取物在肉鸡生产中的作用

2.1 植物提取物在禽肉上的抗氧化作用 脂类氧化是贮藏期间肉品质量下降的原因之一。这个过程伴随着自由基的出现产生醛类物质，造成哈喇味和肉颜色改变。禽肉在营养方面的优点是蛋白质含量高，含有必需多不饱和脂肪酸，肉鸡平均有 3.5%～5.0%的脂肪，对氧化过程来说，多不饱和脂肪酸是最敏感的部分。

近年来， Marcincak 等 [6]研究止痢草添加物的抗氧化作用对禽肉氧化稳定性的影响。结果发现，肉鸡屠宰后立即测定其胸肌丙二醇（MDA）的浓度，止痢草比对照组稍低。饲粮添加止痢草的鸡肉组织中MDA 值降低可能是多种抗氧化成分进入循环系统和存留在肌肉组织中表现出抗氧化活性的结果。随着冰箱储存 （- 21℃） 时间的延长，腿肉和胸肉的MDA 都逐渐提高，从第 6 个月到第 12 个月显著提高。而止痢草组的腿肉和胸肉的 MDA 都明显低于对照组。该项研究结果还发现，储藏后的肌肉进行热处理（80℃， 15 min）可以加速氧化过程。储藏和热处理都可以增加肉鸡胸肉和腿肉的 MDA 浓度。而肉鸡饲料中添加止痢草精油产品可以延迟脂肪的氧化。

将止痢草精油产品添加到火鸡饲粮中可以延缓冷藏期间胸肉和腿肉的脂类氧化。在火鸡饲料和胴体磨碎肉中添加止痢草精油产品可提高脂肪氧化的稳定性。与胸肉相比，腿肉对脂类氧化更为敏感。腿肉对脂类氧化的高敏感性归因于组织中含有较高的 PUFA[7]。有关植物提取物饲料添加剂在家禽体内的抗氧化特性的作用机制也有很多研究。Botsoglou等 [8]报道止痢草植物提取物饲料添加剂对于肌肉和将止痢草精油产品添加到火鸡饲粮中可以延缓冷藏期间胸肉和腿肉的脂类氧化。在火鸡饲料和胴体磨碎肉中添加止痢草精油产品可提高脂肪氧化的稳定性。与胸肉相比，腿肉对脂类氧化更为敏感。腿肉对脂类氧化的高敏感性归因于组织中含有较高的 PUFA[7]。有关植物提取物饲料添加剂在家禽体内的抗氧化特性的作用机制也有很多研究。Botsoglou等 [8]报道止痢草植物提取物饲料添加剂对于肌肉和腹脂具有强的抗氧化特性，提示植物提取物饲料添加剂中保护性的抗氧化成分结合在细胞膜中。他们进一步发现止痢草的抗氧化作用存在剂量依赖关系。Youdim 等[9]发现，麝香草属精油及其主要成分百里香酚可有效的清除自由基，从而影响体内的抗氧化防御系统如过氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和维生素E。麝香油中起主要抗氧化作用的是百里香酚和甲基异丙基苯 - 2.3.二醇。

2.2 植物提取物对肉鸡生产性能影响 Marcincak等 [6]也 发 现 ，饲 粮 中 添 加 止 痢 草 精 油 提 高 增 重 的效果 在添加 7 d 后即显露出来，在第 42 天出栏时采食添加止痢草提取物饲粮的肉鸡平均体重比对照组提高 4.1%。由此可见，植物提取物的促生长效果是其增加食欲、刺激消化和抗微生物等综合作用的结果。

试验证明，在饲粮中添加 0.5%的迷迭香或百里香叶子，能提高鸡的重量及增重，同时改善饲料报酬 [10]。这些都归功于草本植物精油中含有的抗细菌、抗真菌及抗氧化有效活性成分；而这些成分都能改善家禽饲粮营养的利用率。此外，饲喂百里香叶促进小鸡生长及提高饲料报酬是由于提高了甲状腺的活性以及这些药用植物在新陈代谢及荷尔蒙生物合成方面的功能。有学者指出，添加 200 mg/kg 的止痢草、肉桂及胡椒精油，或 5 000 mg/kg 的鼠尾草、百里香及迷迭香等唇形科植物精油，能提高肉仔鸡饲料消化率[11]。含有不同分子的植物提取物对动物生理及代谢功能上有固有的生物活性。百里香酚和香芹酚能破坏细胞膜的完整性，从而改变 pH 的平衡性以及让无机铁失衡，因此，植物提取物能抑制肠道中病源性细菌及非病源性细菌的生长和繁殖。

3、植物提取物在蛋鸡生产中的作用

3.1 植物提取物对孵化率的影响 鸡蛋似乎与生俱来就有抗氧化的特性，在长期储藏时依然保持风味。但是含有很高不饱和脂肪的鸡蛋在储藏时容易氧化，尤其是 pH 较低时。重要的是，在鸡蛋孵化后期，过度热量引起鸡胚产生应激。鸡胚的发育与胚胎组织中油脂的高浓度多不饱和脂肪酸有关。这使胚胎组织在孵化中极度容易受油脂过氧化物及自由基的影响[12]。在 25 日龄和 1 日龄火鸡中 [13]，以及鸡蛋孵化期第 15 天时，发现组织对油脂过氧化反应易感性征在大脑中最为敏感。因此，小鸡组织中完善的抗氧化体系在于保护多不饱和脂肪酸、蛋白质及DNA 不受新陈代谢中自由基及有害物质的破坏。在这种情况下，氧化应激将是小鸡出生前几天以及出生后第 1 天所要面临的问题。这将导致孵化力降低以及孵化后死亡率的增加，从而影响家禽业的经济效益。因此，组织中抑制油脂过氧化反应的有效抗氧化能力变得尤为重要。鸡胚和雏鸡的抗氧化系统基于抗氧化酶，如超氧化剂歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶、过氧化氢酶 [12]和维生素 E[13]、类胡萝卜素及抗坏血酸及减少的谷胱甘肽[13]。发育中的小鸡的抗氧化系统能通过母代饲粮中得到改善。

产蛋鸡饲粮中添加植物提取物，能显著提高鲜蛋及储藏期达 15 d 的鸡蛋的孵化力，而对于储藏期达 30 d 的鸡蛋，则不能显著提高其孵化力。添加1.0%止痢草或 0.5%及 1.0%姜黄的饲粮，鲜种蛋的孵化率分别提高了 18.60%、14.87%和 13.48%。而储藏 15 d 的 种 蛋 的 孵 化 率 则 分 别 提 高 了 12.44% 、10.60%和 11.99%。Ali 等[14]指出，在产蛋鸡饲粮中添加 0.25%百里香能提高种蛋受精力和孵化率分别达1.77%和 4.96%。百里香能减少油脂总量、低密度脂蛋白含量（LDL），并提高血浆的抗氧化能力，从而减少转运到鸡蛋中的自由基。小鸡胚胎的发育与脂肪组织中多不饱和脂肪酸的积聚有关，这使脂类易于过氧化[12]。植物提取物中的抗氧化成分，如止痢草和百里草中的百里香酚和迷迭香中的鼠尾草酸，都能转运到鸡蛋并沉积在蛋黄中 [15]，这可能使多种抗氧化成分进入循环系统、分布和存留在机体组织中，加强了避免自由基过度产生的调节机制，从而提高了孵化率。

3.2 植物提取物对蛋鸡生产性能的影响 Radwan等 [16]研究了可食用的天然抗氧化剂包括止痢草、百里香、迷迭香和姜黄对蛋鸡生产及繁育性能的影响，并与不同添加剂量的维生素 E （100 mg/kg 和200 mg/kg）作了比较。研究结果发现，产蛋期添加植物提取物能提高蛋鸡的生产性能，添加止痢草、百里香、迷迭香或者姜黄增加了产蛋量、蛋重和提高了饲料转化率。其作用机制可能是唇形科属植物（止痢草、百里香、迷迭香）含有酚类化合物（百里香酚和香芹酚），有效地抑制了细菌和真菌的活性 [17~19]从而提高了生产性能。

3.3 植 物 提 取 物 对 鸡 蛋 蛋 黄 抗 氧 化 性 能 的 影响油脂氧化程度通过丙二醛（MDA）含量来测定。在蛋种鸡饲粮中添加 1.0%的止痢草或迷迭香或 0.5%～1.0%的姜黄能明显减少 MDA 值的结果说明，植物提取物对鸡蛋在室温 (16±2)℃下储藏时的氧化稳定性起了促进作用。Botsoglou 等[8]评估了饲粮百里香对超过 60 d 冷藏期鸡蛋的氧化稳定性的影响，发现蛋鸡饲粮中添加 3.0%的百里香，能降低蛋黄 MDA值，但没有随储藏时间而改变。

大量研究表明，唇形科植物（止痢草、百里香和迷迭香）提取物可以提高鸡肉和鸡蛋的氧化稳定性。除了香芹酚和百里香酚之外，其他酚类（咖啡酸、对聚伞花素 - 2， 3- 二醇及一些双酚和类黄酮）化合物也有抗氧化活性，其中有些酚类化合物的抗氧化性能比 α- 生育酚的抗氧化性能还要高 [20]。百里香酚的高效抗氧化活性是由于有酚羟基基团在油脂氧化第一阶段作为氢供体对过氧自由基生成起作用，从而阻碍羟基过氧化物的形成[4]。因此， MDA 并不是在鸡蛋储藏期内产生的，并且添加植物提取物比添加维生素 E 更能减少蛋黄中的氧化物。植物提取物也能减少血浆中油脂总量及蛋黄中油脂总量，这可能是减少了产生的氧化物进入蛋黄，降低了自由基生成，从而降低了蛋中 MDA 含量。

4、前景展望一些天然植物提取物精油不但对禽肠道微生物菌群的改善和免疫性能提高起到积极促进的作用，并且近年来有关止痢草、迷迭香等提取物的体内外抗氧化试验表明，其主要有效活性成分百里香酚、香芹酚和百里醌能提高禽肉和禽蛋在储藏期间的抗氧化稳定性，从而提高家禽生产性能和繁育性能。化工合成提纯的百里香酚、百里醌等对抑制氢化氧化物的形成所起到效果要弱很多。由此可见，植物提取物饲料添加剂是非常复杂化合物的混合物，其化学组成和各种单体化合物的浓度差异会导致使用效果的巨大差异。因此，商业产品的活性成分含量及比例应该稳定一致，并且易于检验、检测和监控，从而保证其使用效果。

目前，许多学者正应用现代营养学、免疫学、分子生物学等现代研究手段，从体内营养物质的代谢利用途径、免疫调节机理、抗氧化机制和激素的分泌调控等方面，进一步加强植物提取物作用机理的研究，保障植物提取物饲料添加剂在饲料工业中的安全、广泛与高效利用。

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