植物提取物與微生態(tài)制劑

apple12151007 · 發(fā)表于 2010-9-15 13:30:23

　　植物提取物與微生態(tài)制劑

　　國家飼料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(北京) 顧君華

　　化學(xué)合成類抗生素的推廣使用帶動了畜牧業(yè)迅猛發(fā)展，極大的推動了規(guī)模化工廠養(yǎng)殖、使得養(yǎng)殖成本不斷降低。從畜禽產(chǎn)品的供不應(yīng)求，城鄉(xiāng)居民蛋白質(zhì)產(chǎn)品來源匱乏，到現(xiàn)今國內(nèi)市場肉、禽、蛋、奶供過于求，并實(shí)現(xiàn)了批量出口。進(jìn)入新世紀(jì)以來，人們逐漸反思化學(xué)合成類藥物飼料添加劑帶來的健康、環(huán)境等負(fù)面影響。有科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，對健康構(gòu)成威脅來源于長期使用抗菌素或?yàn)E用抗菌素引發(fā)的耐藥菌生長和抗藥基因轉(zhuǎn)移，可能導(dǎo)致人和動物機(jī)體免疫力下降、二次用藥量增加、藥物殘留、雙重和內(nèi)源性感染等一系列問題。上述因素引發(fā)的動物源性食品安全隱患倍受消費(fèi)者關(guān)注，迫切希望能找到替代產(chǎn)品，植物提取物與微生態(tài)制劑新型飼料添加劑有可能成為藥物飼料添加劑的替代品。

　　一、結(jié)合植物提取物與微生態(tài)制劑的優(yōu)勢組分

　　植物提取物以天然和藥用植物的物性、物味、物間相互關(guān)系的傳統(tǒng)理論為主導(dǎo)，輔以飼料學(xué)科理論和加工技術(shù)而制成的純天然飼料添加劑。它與食物同源、同體、同用，不在畜禽產(chǎn)品中產(chǎn)生有害殘留。作為飼料添加劑毒副作用小，發(fā)展?jié)摿艽螅找媸艿綄＜覍W(xué)者的關(guān)注。為了尋找新的、更有效的、能與植物提取物優(yōu)勢組分相結(jié)合、有可能替代抗生素的新型飼料添加劑，科學(xué)家把目光轉(zhuǎn)向微生態(tài)制劑。15年來，以益生素(Probiotics)、益生元(Prebiotics)和合生元(Snybiotics)為主的微生態(tài)制劑成為各國研究的重點(diǎn)課題。科技人員在菌群種類、作用機(jī)理、生理功能、應(yīng)用實(shí)踐等方面進(jìn)行了有益的探索，并試圖結(jié)合植物提取物和微生態(tài)制劑優(yōu)勢組分特點(diǎn)，開發(fā)新飼料添加劑品種。

　　從產(chǎn)品的特性看，很多益生菌能夠生產(chǎn)高活性的消化酶，產(chǎn)酶益生菌同時(shí)兼容了酶制劑和微生態(tài)制劑的共性特點(diǎn)，微生態(tài)制劑包含了多種益生元，同時(shí)又是植物提取物的衍生物。微生態(tài)制劑和中草藥或植物提取物之間既有明顯的拮抗作用，又有很好的協(xié)調(diào)關(guān)系。關(guān)鍵在于濃度和用量。例如，葡萄籽原花青素提取物對肉雞感染Eimeria tenella球蟲病的影響因子在于濃度和用量。為了開拓思路，更快、更好地開發(fā)出高效、安全新型飼料添加劑，必須尋找到微生態(tài)制劑和植物提取物之間優(yōu)勢組分的正關(guān)聯(lián)性。

　　二、益生菌，益生元與合生素

　　微生態(tài)制劑概念包含益生菌，益生元與合生素。益生菌，益生元可選擇性的刺激腸內(nèi)多種有益菌生長繁殖，增進(jìn)宿主健康和具有促生長作用，且不被宿主消化的物質(zhì)，雙歧因子是最早被發(fā)現(xiàn)的益生元之一，益生元的核心物質(zhì)是低聚糖類。益生菌制劑含生理活性的細(xì)菌，能通過胃、腸而定植于結(jié)腸或在腸道內(nèi)繁殖，通過調(diào)整腸道菌群而提高機(jī)體免疫力。合生素兼有益生菌及益生元的共同特點(diǎn)，它既可以發(fā)揮益生菌的生理細(xì)菌活性，又可以選擇性地增加這種菌的數(shù)量，使益生作用更顯著持久。合生素的研究集中在尋找最佳的益生菌和益生元組合。目前被國際上批準(zhǔn)的益生菌有40多種，而公認(rèn)的益生元只有6-7種，而且全部屬于非消化性的寡糖和多糖。根據(jù)益生元的定義，只要符合：(1)不被宿主胃腸道消化或吸收，能夠完整到達(dá)大腸;(2)只能被腸道內(nèi)常駐的一種或幾種有益菌利用，具有促進(jìn)其生長、繁殖或代謝活性;(3)能改善腸道菌群組成，促進(jìn)宿主健康;(4)誘導(dǎo)腸腔內(nèi)系統(tǒng)性免疫，改善宿主體質(zhì)的化合物都可以被稱為益生元。所以益生元的種類不應(yīng)當(dāng)僅僅局限于寡糖和多糖，其它具有類似碳水化合物、短肽、蛋白質(zhì)或脂肪類物質(zhì)都應(yīng)屬于益生元門類。

　　三、植物提取物中的益菌組分

　　植物提取物中含有大量單糖、寡糖和多糖。其中淀粉類化合物、蔗糖、麥芽糖及大部分單糖，都可以被人類和大部分脊椎動物的胃腸道消化和吸收，不能到達(dá)大腸產(chǎn)生益生元的效果。淀粉類化合物之外的大量的非淀粉多糖和寡糖不能夠被人類和單胃動物所利用。這些多糖和寡糖進(jìn)入動物腸道之后不被吸收，卻是微生物生長的天然培養(yǎng)基和碳源。它們被結(jié)腸中的微生物發(fā)酵，產(chǎn)生氣體和揮發(fā)性脂肪酸。這類化合物包括半纖維素、果膠、菊粉、果寡糖、大豆寡糖、木寡糖等。其中菊粉、果寡糖、大豆寡糖、木寡糖可有選擇的促進(jìn)動物腸道中有益菌群。例如雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長，改善動物腸道中的菌群平衡，從而增強(qiáng)動物的抵抗力，減少病原菌對動物的感染等功能，。

　　由于益生元不能被宿主機(jī)體消化吸收的特點(diǎn)，益生元應(yīng)歸屬于抗?fàn)I養(yǎng)類因子。尤其是具有35個單糖以上的多聚體菊粉，其易于形成水溶性膠體，抗?fàn)I養(yǎng)性更強(qiáng)。飼料添加劑益生元以寡糖類為主，水溶性好，不會象其它非淀粉多糖一樣形成水溶性膠體。

　　植物提取物中的多酚類化合物和萜類化合物可選擇性地促進(jìn)雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長。Okubo于1992年證實(shí)從綠茶中提取的多酚類化合物能夠刺激人體腸道內(nèi)雙歧桿菌的生長，提高雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該化合物可選擇性地抑制產(chǎn)氣梭狀芽孢桿菌的生長，而對雙歧桿菌和乳酸桿菌則沒有抑制作用。

　　四、植物提取物中的殺菌組分

　　現(xiàn)代分子生物學(xué)理論和尖端分析化學(xué)技術(shù)為揭開植物提取物中的殺菌組分和抑菌作用原理，以及抑菌圖譜提供了翔實(shí)的證明。許多藥用植物可有效地抑制病原微生物的生長，有些具有廣譜抗菌作用，如黃連、金銀花、連翹、大青葉、板蘭根、牛至、大蒜等。為什么植物具有如此豐富的活性物質(zhì)呢?物種進(jìn)化理論告訴我們，與高等脊椎動物不同，植物和低等動物在漫長的演化過程中沒有發(fā)展和發(fā)育出獲得性免疫系統(tǒng)，先天性免疫系統(tǒng)是它唯一的保護(hù)體系。所以，植物體內(nèi)先天性免疫系統(tǒng)發(fā)育異常發(fā)達(dá)，擁有殺菌性的生理活性物質(zhì)多種多樣。到目前為止，已有記載具有殺菌抑菌作用的中草藥達(dá)400多種，有50多種中草藥對病毒有滅活的作用，40多種中草藥對球蟲病有防治作用。歸納起來這些殺菌、抑菌的活性物質(zhì)主要為代謝過程中的次級代謝產(chǎn)物，大部分屬于酚類和酚類的衍生物。植物提取物中具有抗菌、抗病毒活性化合物的種類。

　　研究結(jié)果已證明，每一種藥用植物中含有成千上萬種化合物，不同類別的化合物抑菌機(jī)理可能不同，但表達(dá)出相同或者類似的作用效果。例如，萜類化合物的脂溶性干擾了細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，從而抑制細(xì)菌的生長。而酚類化合物和蛋白質(zhì)之間的復(fù)雜反應(yīng)，使蛋白質(zhì)失活，導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。所以酚類化合物上的羥基基團(tuán)在苯環(huán)上的數(shù)量和位置直接影響到對細(xì)菌的毒性。有證據(jù)表示酚類化合物的氧化程度越高抑菌效果越強(qiáng)。茶多酚的抑菌活性已經(jīng)為世人所知和認(rèn)可，茶多酚的氧化聚合物茶色素顯示出更強(qiáng)的殺菌效果和抗氧化特點(diǎn)。

　　植物提取物中的殺菌、抑菌作用和祖國中醫(yī)藥學(xué)中的“清熱解毒”功能完全不是同一個的概念。研究證明部分中草藥提取物體外抗菌作用不強(qiáng)，但對很多感染性疾病卻有很好的療效。比如穿心蓮水溶性黃酮部分，體外有抗菌作用，但臨床療效卻很差。相反，其內(nèi)酯部分，體外雖無抗菌作用，但臨床反而有效。許多實(shí)驗(yàn)研究中已發(fā)現(xiàn)，微生物毒素在感染性疾病中是引起多種癥狀和組織損害的重要因素之一。用植物提取物治療微生物感染，雖然沒有觀察到直接殺死病原菌，臨床表現(xiàn)卻可以迅速改善毒血癥狀。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)部分植物提取物本身并不具備治療效果，只有宿主服用之后，通過腸道微生物的轉(zhuǎn)化，才能變成有生理活性的物質(zhì)。

　　五、討論

　　我國是一個植物資源非常豐富的國家，在冊的藥用植物種類達(dá)到11146種，其中320種常用植物類藥材的總蘊(yùn)藏量達(dá)到850萬噸左右。利用植物提取物和益生素、益生元、合生元的相互作用研制的新型飼料添加劑，有著不可比擬的優(yōu)勢。具有無毒副作用、無污染、無殘留、不產(chǎn)生耐藥性等安全性特點(diǎn)。對治療仔豬下痢有效，對肉用仔雞有明顯的增重效果，生長全程無應(yīng)激反應(yīng)。該新型飼料添加劑具有廣泛的實(shí)用價(jià)值和市場前景。

　　植物提取物和微生態(tài)制劑優(yōu)勢組分在于：一是尋找一組目標(biāo)化合物來調(diào)節(jié)不同化合物含量的多寡，自由地改變腸道菌群的數(shù)量和性質(zhì);二是研究植物提取物和腸道微生物之間這種微妙的協(xié)同關(guān)系;三是著力研究植物提取物中安全的抗生素功效組分、新的抑菌促生長組分，用飼喂或飲水的方式進(jìn)入動物腸道并和腸道細(xì)菌密切接觸，直接發(fā)揮其生理生化功能。

　　植物提取物、微生態(tài)制劑及其衍生的酶類有很多共性，從屬性上很難劃分它們之間的界限。如何考慮兩種物質(zhì)間的關(guān)聯(lián)性和提取優(yōu)勢組分?兩類物質(zhì)彼此間發(fā)揮著什么樣的橋梁和紐帶作用?如何命名植物提取物和微生態(tài)制劑相結(jié)合的產(chǎn)品?如何界定其屬性和分類等問題有待進(jìn)一步探討。

　　作者簡介：

　　顧君華國家飼料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(北京)總工程