自2020年7月我国全面禁止在饲料中使用抗生素以来,畜禽行业面临着生产力下降、动物抗病力降低等问题。同时,集约化生产产生的臭气物质大量聚集于圈舍中,加剧了畜禽患病概率,严重影响了畜禽健康,阻碍了畜禽业可持续发展[1]。植物提取物由于具有提高机体免疫力、促生长等特性备受关注,被视为是抗生素的优良替代品[2]。
丝兰,又名软叶丝兰、洋菠萝等,属龙舌兰科丝兰属,具有极强的喜阳性、耐寒性以及适应干旱环境的能力,原产于美国和墨西哥沙漠地区,后传入亚洲,在我国长江流域和华北地区多有栽培[3]。据记载,丝兰是美洲印第安人数千年以来最重要的药用和食用植物之一,其树皮和根茎可缓解关节疼痛、出血、尿道炎症,并可有效治疗哮喘和头痛等多种疾病[4]。丝兰提取物(Yucca shidigera extract,YSE)是以丝兰为原料,用醇溶剂提取浓缩,再由正丁醇和水二相萃取后去除杂质,取正丁醇相蒸干后用乙醚回流得到的乙醚不溶物[5]。由于丝兰提取物具有抗炎、抗氧化、抗菌、促生长、降胆固醇和降血糖等生物活性[6-7],因而在食品、化妆品、制药以及农业生产领域得到广泛应用。在食品行业中,丝兰提取物可作为调味剂、发泡剂、表面活性剂和防腐剂使用[8-9];在动物生产中,丝兰提取物可改善动物肠道菌群结构,是一种有效的促生长剂[10]。近年来,研究发现,丝兰提取物不仅在动物生产中展示出良好效果,而且在降低畜禽舍内和周边地区臭气物质排放方面也表现出积极作用,可作为有效源头除臭手段来促进畜禽生态健康养殖[10]。因此,作为一种具有多种生物活性的草本植物,丝兰具备巨大的开发潜力。本文就丝兰提取物中的活性成分、生物学功能及其在猪和家禽生产中的应用研究进展进行归纳总结,旨在为丝兰提取物进一步开发和利用以及畜禽生态健康养殖提供参考。
1 丝兰提取物的活性成分
目前,市售的丝兰提取物主要采用机械浸渍法(丝兰粉或液体丝兰)或水、醇溶剂提取法(蒸发浓缩后得到液体或进一步干燥形成粉末)等方法来提取[11]。丝兰提取物的活性成分含量受不同处理方法的影响而存在差异。醇溶剂中,皂苷和酚类物质溶解度更高;而水性溶剂中,多糖类化合物溶解度较高;此外,粉末形式的丝兰提取物含有更多的酚类化合物[12-13]。Ail等[14]研究发现,使用不同浓度(0、50%、80%和100%)的乙醇溶液浸提丝兰果实,其中50%乙醇浸提所得样品中酚类含量最高。另有研究表明,利用醇溶剂提取法所获得的丝兰提取物的产量和抑菌效果远高于水溶剂提取法[13]。目前关于不同提取工艺对丝兰提取物中活性成分含量影响的报道较少,需进一步研究不同提取工艺对丝兰提取物成分的影响,以便更好地开发和应用丝兰。
1.1 皂苷类
1.2 多酚类
从丝兰中分离的多酚类化合物主要包括白藜芦醇、柚皮素和二苯乙烯化合物(如丝兰酚A~E)等,这些化合物仅存在于树皮中[14,18]。研究表明,白藜芦醇具有较强的抗氧化能力,其主要通过直接中和活性氧或激活抗氧化酶系统发挥抗氧化作用[19]。白藜芦醇可以通过抑制核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和磷酸肌醇3-激酶/蛋白激酶B等信号转导途径,进而减少白细胞介素(interleukin,IL)-1β和IL-6等促炎细胞因子的产生和分泌,继而发挥抗炎功效[20]。一项体外研究表明,柚皮素可抑制黄嘌呤氧化酶的活性,并有效清除羟基和超氧自由基[21]。丝兰酚A~E是由白藜芦醇或反式-3,3',5,5'-四羟基-4'-甲氧基二苯乙烯生物合成的产物[18]。体外研究发现,丝兰酚C可通过抑制NF-κB信号转导,进而抑制大肠杆菌脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)诱导的J774细胞诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的蛋白表达和一氧化氮(nitric oxide,NO)生成,从而发挥其抗炎特性[22]。此外,丝兰酚A~E还具有抗血小板聚集、抗氧化等功能[23]。
1.3 多糖类
2 丝兰提取物的生物学功能
2.1 抗氧化
氧化应激是阻碍动物生长的重要因素之一,它会导致细胞损伤并诱发疾病。已经证实丝兰提取物具有很强的抗氧化活性,主要归因于其中的酚羟基可作为脂质氧化第1阶段的自由基氢供体,从而有效抑制过氧化羟基的形成,起到抗氧化作用[26]。除直接中和自由基外,丝兰提取物还可通过激活体内的抗氧化酶系统发挥抗氧化作用。在肉鸡的研究中发现,饲粮中添加100 mg/kg丝兰提取物可增强爱拔益加肉鸡回肠超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性及其对应抗氧化酶基因的mRNA表达水平,同时提高回肠总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC),继而发挥抗氧化作用[27]。Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein 1,Keap1)/核因子红细胞2相关因子2(nuclear factor erythroid 2 related factor 2,Nrf2)信号通路是动物抗氧化应激损伤的最重要机制之一。当发生氧化应激时,Keap1与Nrf2可迅速解偶联,促使Nrf2进入细胞核,并与细胞核内的抗氧化元件序列结合,继而促进抗氧化相关基因转录,进而发挥抗氧化作用[28]。有研究表明,在仔猪饲粮中添加丝兰提取物可下调空肠Keap1的mRNA和蛋白表达水平,从而促进Nrf2蛋白的核转位,上调空肠血红素氧合酶1的mRNA和蛋白表达水平,进而提高肠道抗氧化能力[29]。在产气荚膜梭菌和球虫感染的蛋鸡饲粮中添加丝兰提取物,结果发现,空肠Nrf2和醌氧化还原酶1(quinone oxidoreductase 1,NQO1)的mRNA表达水平提高,表明肠道抗氧化能力得到改善[30]。综上所述,丝兰提取物可通过激活Nrf2/Keap1信号通路或直接与自由基结合方式来提高机体的抗氧化能力。
2.2 抗炎和免疫调节
丝兰提取物具有良好的抗炎和免疫调节作用,其活性成分皂苷可以通过减少促炎细胞因子如肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、IL-1β和IL-6等的产生,增加免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)的分泌,最终改善炎症和增强机体免疫力[31]。Dai等[6]研究显示,在黄羽肉鸡饲粮中添加500 mg/kg丝兰皂苷可提高其血清中IgA、IgM和IgY含量,降低血清中IL-6、IL-1β和TNF-α含量,进而提高肉鸡的抗炎能力和机体免疫力。另外,丝兰提取物还具有预防关节炎的作用,其主要机制是丝兰皂苷和丝兰酚可通过阻止NF-κB信号通路的激活,抑制iNOS的蛋白表达,从而发挥抗关节炎的作用[22]。
2.3 抗菌
丝兰提取物可以减少或抑制潜在致病菌的生长。Matusiak等[32]通过体外试验,使用3%、5%、10%、15%和20%丝兰提取物处理家禽粪便,结果发现,使用15%的丝兰提取物可抑制多个潜在致病菌的生长,如大肠杆菌、单核细胞增生李斯特氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、粪肠球菌、枯草芽孢杆菌和丁酸梭菌等致病菌。体外抑菌试验发现,富含甾体皂苷的丝兰提取物的抑菌效果要高于缺乏甾体皂苷的丝兰提取物,并且前者对于革兰氏阳性菌的抑制效果要高于革兰氏阴性菌[13],原因可能与其所含的高浓度皂苷有关,丝兰皂苷可与革兰氏阳性菌细胞壁外膜上的胆固醇相结合,从而增强细菌细胞壁的通透性,发挥抗菌功效;而革兰氏阴性菌的外膜不含胆固醇,同时革兰氏阴性菌产生的葡萄糖苷酶活性要更高,会促进皂苷的降解,所以对革兰氏阴性菌的效果要弱于革兰氏阳性菌。
2.4 调节氨氮代谢
臭气大部分是由动物粪尿、浪费饲料的厌氧分解以及呼吸产生的气体等衍生而来的,其中氨气和硫化氢是养殖场产生的主要臭气[33]。臭气会对动物的生长发育和身体健康产生不利影响。养殖场臭气一般可从源头减排、过程控制和末端治理三大途径进行处理。丝兰提取物是一种高效的“除臭剂”,其活性成分皂苷可通过与氨结合,进而改善机体氮代谢或抑制脲酶活性,最终降低氨气的排放,从而实现臭气的源头减排[6,34]。蒲施桦等[35]研究证实,丝兰提取物可降低粪尿中乙酸、丙酸和丁酸浓度,抑制对甲酚和硫化氢的生成,并促进粪尿中色氨酸向吲哚的转化,减少粪臭素的产生,从而减少恶臭物质和有害气体的排放。另外,丝兰提取物中的多糖物质能够结合臭气中的氮分子,并将其转化为无毒的氮化物,该氮化物能够被肠道微生物充分利用,从而减少臭气中氨气浓度[36]。综上所述,丝兰提取物能够从源头减少臭气的排放,但其具体作用机制还有待进一步的探究。
3 丝兰提取物在猪和家禽生产中的应用
丝兰提取物作为一种新型的绿色饲料添加剂,在猪和家禽的生产中应用具有提高生产性能、维护肠道健康、改善产品品质、减少粪便中有害气体排放等作用。
3.1 提高生产性能
丝兰提取物中富含多种活性成分,用作饲料添加剂能够显著提高猪和家禽的生产性能,降低饲养成本。据报道,饲粮中添加丝兰提取物可以提高断奶仔猪的平均日增重(average daily gain,ADG)和平均日采食量(average daily feed intake,ADFI),降低料重比(feed to gain ratio,F/G)。Fan等[10]、Yang等[7]、何贝贝等[37]、战余铭等[38]和胥令辉[39]的研究均发现,饲粮中添加丝兰提取物可不同程度提高断奶仔猪的ADG和ADFI,降低F/G。同样地,在北京鸭饲粮中添加80 mg/kg丝兰提取物可以提高ADG和ADFI,其可能机制与丝兰提取物能够改善肠道pH和维护肠道屏障功能有关[40]。在其他家禽的研究中发现,饲粮中添加丝兰提取物可以改善爱拔益加肉鸡、罗斯308肉鸡、科宝500肉鸡和黄羽肉鸡的生长性能[6,41⇓⇓⇓⇓-46],如提高体重(body weight,BW)和体增重(body weight gain,BWG),降低F/G,其潜在机制可能与丝兰提取物可促进营养物质的消化吸收、改善肠道健康和增强机体免疫力有关。在农大3号蛋鸡饲粮中添加60和120 mg/kg丝兰提取物可使其产蛋率分别提高5.21%和3.59%[47]。另外,还有研究发现,在海兰褐壳蛋鸡或海赛克斯褐壳蛋鸡饲粮中添加100 mg/kg丝兰提取物可提高平均蛋重[48-49]。其原因可能是丝兰提取物中的活性成分皂苷的类雌激素作用促进了蛋鸡的卵泡发育,继而提高了蛋鸡的产蛋性能。以上研究结果表明,丝兰提取物应用于猪和家禽生产中取得了良好的进展,能不同程度提高断奶仔猪的生长性能,但对家禽如肉鸡生长性能和蛋鸡产蛋性能产生作用的机制研究尚不明确,且丝兰提取物的最适添加量仍需进一步研究。丝兰提取物对猪和家禽生产性能的影响见表1。
表1 丝兰提取物对猪和家禽生产性能的影响Table 1 Effects of Yucca schidigera extract on performance of swine and poultry |
| 试验动物 Experimental animals | 饲养阶段 Feeding stage | 添加量 Addition amount | 对生产性能的影响(与对照组相比) Effect on performance (compared with the control group) | 参考文献 References |
|---|---|---|---|---|
| 断奶仔猪 Weaned piglets | 初重6.75 kg,试验期14 d | 120 mg/kg | 提高ADG和ADFI,降低F/G | [10] |
| 28~56日龄 | 150 mg/kg | ADG和ADFI分别提高19.43%和14.24%,F/G降低3.80% | [37] | |
| 28~56日龄 | 120 mg/kg | BW和ADG分别提高6.85%和15.79%,F/G降低10.47% | [7] | |
| 35~55日龄 | 120 mg/kg | ADG和ADFI分别提高17.95%和8.97%,F/G降低7.84% | [39] | |
| 生长育肥猪 Growing-finishing pigs | 初重32.16 kg,试验期45 d | 200和400 mg/kg | 提高BW和ADG,降低F/G | [50] |
| 母猪 Sows | 妊娠第80天至哺乳第21天 | 600 mg/kg | 减少产弱仔和产死仔数量;提高哺乳仔猪存活率,降 低死亡率;缩短母猪发情间隔,提高发情率 | [34] |
| 北京鸭Beijing ducks | 1~42日龄 | 80mg/kg | 提高ADG和ADFI | [40] |
| 爱拔益加肉鸡 Arbor Acres broilers | 1~35日龄 | 200 mg/kg | 提高BW,降低F/G | [44] |
| 1~42日龄 | 60和120 mg/kg | BW分别提高3.19%和3.69% | [45] | |
| 1~49日龄 | 120和180 mg/kg | 提高BW和ADG,降低F/G | [46] | |
| 15~42日龄 | 100和200 mg/kg | 提高BW,降低F/G | [28] | |
| 罗斯308肉鸡 Ross 308 broilers | 1~42日龄 | 100 mg/kg | 提高BWG,改善胴体特征,如增加活重、屠宰重、 胴体重、屠宰率、胸肌重等,降低F/G | [41] |
| 科宝500肉鸡 Cobb 500 broilers | 1~35日龄 | 5、10和15 mL (补充于200 L饮用水中) | 提高BWG,降低F/G | [43] |
| 初重43.2 g, 试验期28 d | 4和5 mL (补充于80 L饮用水中) | 提高BW、BWG和采食量,降低F/G 增加胸肌率和腿肌率 | [42] | |
| 黄羽肉鸡Yellow-feather broilers | 1~56日龄 | 500 mg/kg | 提高BW、ADG和ADFI,降低F/G | [6] |
| 农大3号蛋鸡Nongda No.3 laying hens | 40~46周龄 | 60和120 mg/kg | 产蛋率分别提高5.21%和3.59% | [47] |
| 海兰褐壳蛋鸡Hy-Line brown laying hens | 43~51周龄 | 100 mg/kg | 平均产蛋重提高3.42%,F/E降低5.53% | [48] |
| 海赛克斯褐壳蛋鸡Hi-sex brown laying hens | 36~52周龄 | 100 mg/kg | 提高平均产蛋重和产蛋量,降低F/E | [49] |
| 罗曼灰蛋鸡 Lohmann gray laying hens | 35~42周龄 | 500 mg/kg | 与受产气荚膜梭菌和球虫感染的蛋鸡相比, 平均产蛋重提高4.16% | [30] |
ADG:平均日增重 average daily gain;ADFI:平均日采食量 average daily feed intake;F/G:料重比 feed to gain ratio;F/E:料蛋比 feed to egg ratio;BWG:体增重 body weight gain;BW:体重 body weight。 |
3.2 维护肠道健康
肠道是消化和吸收营养物质的主要部位,也是动物最大的免疫器官。因此,维持肠道健康对动物的生长和健康至关重要。研究发现,丝兰提取物可通过改善肠道形态、维护肠道屏障功能以及重塑肠道菌群结构来维护动物的肠道健康。
3.2.1 改善肠道形态
营养物质的消化吸收是动物肠道的基本生理功能之一,肠道健康与高效的营养物质消化吸收密不可分。肠道形态如绒毛高度、绒毛高度与隐窝深度比值(绒隐比)是影响营养物质消化吸收最关键的因素之一。饲粮中添加适量的丝兰提取物可以提高猪和家禽肠道的绒毛高度以及绒隐比。例如,在饲粮中添加120 mg/kg丝兰提取物可以提高断奶仔猪空肠和回肠绒毛高度以及回肠绒隐比,表明丝兰提取物有助于肠道内营养物质的消化吸收[7,10]。同样地,饲粮中添加200 mg/kg丝兰提取物可以提高爱拔益加肉鸡十二指肠和空肠的绒毛高度及其绒隐比[44]。另外,在饲粮中添加500 mg/kg丝兰提取物还可以改善产气荚膜梭菌和球虫感染诱导的罗曼灰蛋鸡空肠绒隐比,降低隐窝深度[30]。以上研究结果表明,丝兰提取物可以改善猪和家禽肠道形态并具有修复肠道形态受损的功能,从而促进营养物质的消化吸收,继而维护肠道健康。
3.2.2 维护肠道屏障功能
肠道屏障功能的完整性对肠道健康来说至关重要,若肠道屏障受损,则会造成肠道功能紊乱。而丝兰提取物可以通过维护细胞间的紧密连接蛋白(tight junctions,TJs)结构等途径维护肠道屏障功能的完整性。
细胞间的TJs蛋白是机械屏障的主要组成部分,主要由闭锁蛋白(Occludin)、闭合蛋白(Claudin)和闭合小带蛋白(zonula occludens,ZO)构成,在维持肠道屏障功能的完整性方面至关重要。在正常生理状态下,丝兰提取物可以通过增加断奶仔猪空肠ZO-1、Occludin和黏蛋白2(mucin 2,MUC2)以及回肠Occludin的mRNA表达水平,进而维护肠道屏障功能的完整性[7,10]。此外,丝兰提取物还可以修复产气荚膜梭菌和球虫感染的蛋鸡空肠的损伤,从而维护肠道屏障功能,可能的原因是丝兰提取物可以提高空肠Claudin1、Occludin、NQO1和Nrf2的mRNA表达水平[30]。
3.2.3 重塑肠道菌群结构
肠道菌群是一个复杂的微生态系统,与肠道健康密不可分。丝兰提取物可通过调节肠道微生物群结构,继而维护猪和家禽肠道健康。Yang等[7]对断奶仔猪的研究发现,饲粮中添加120 mg/kg丝兰提取物可提高盲肠中拟杆菌门(Bacteroides)的相对丰度,降低盲肠中梭菌科(Clostridiaceae)、韦荣氏球菌科(Veillonellaceae)、丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae)、氨基酸球菌科(Acidaminococcaceae)、链球菌科(Streptococcaceae)、弯曲杆菌科(Campylobacteraceae)和链霉菌科(Streptomycetaceae)的相对丰度。Bacteroides是肠道中的优势菌群,可通过加速肠黏膜中血管生成提高宿主免疫力,并维持肠道微生态平衡;Streptomycetaceae会干扰肠道菌群的组成,降低有益菌的相对丰度,增加致病菌的相对丰度。同样地,Dai等[6]对黄羽肉鸡的研究发现,饲粮中添加500 mg/kg丝兰皂苷能够降低盲肠中Lachnoclostridium和Desulforibrio piger的相对丰度,提高巴氏拟杆菌(Bacteroides barnesiae)的相对丰度。Desulforibrio piger是一种硫酸盐还原菌,它能够分解肠道中的硫酸盐和产生硫化氢,从而对肠道造成损伤。Lachnoclostridium与TNF-α和IL-6等促炎细胞因子的增加有关。
综上所述,在猪和家禽饲粮中添加适量的丝兰提取物可以通过改善肠道形态和屏障功能以及维护肠道微生态稳定,进而维系宿主肠道健康。
3.3 减少臭气污染
臭气污染是全球七大公害之一。随着我国畜禽养殖业的规模化和集约化,在为人们提供丰富的肉、蛋、奶产品的同时,大量排放的粪便及臭气引起的环境污染问题也日益严重,受到人们的广泛关注。加之公众对臭气投诉的不断增加,臭气排放已成为畜牧场、垃圾填埋场和废水处理厂等所面临的主要挑战[51]。据统计,从2008年到2015年,我国畜禽粪便产生量从3×109 t增至近4×109 t[52-53]。伴随着粪便的大量排放,其中溢出的臭气也严重危害动物/人类健康,污染生态环境。因此,减少臭气排放有助于我国畜禽业的健康可持续发展。畜禽养殖过程中产生的恶臭化合物包括氨、含硫化合物、挥发性脂肪酸和胺、吲哚衍生物、酚类和其他挥发性化合物[54-55]。
尿中氨气的产生主要是由于尿素酶作用于尿素,进而将尿素水解成为二氧化碳和氨气,当粪尿结合后,粪中的细菌能促进尿素酶的活性,从而产生大量氨气。丝兰提取物有类似脲酶抑制剂的作用,能够抑制尿素分解产生氨气的速度,进而减少臭气排放。大量研究显示,在猪和家禽饲粮中添加丝兰提取物具有良好的臭气减排作用,可有效减少粪便中氨气、硫化氢、生物胺等臭气的产生。例如,在饲粮中添加120 mg/kg丝兰提取物可减少断奶仔猪盲肠和结肠中氨氮生成[10];在海兰W36蛋鸡饲粮中添加100 mg/kg丝兰提取物12周后可降低海兰W36蛋鸡粪便贮存过程中氨气的排放量[11];在43周龄海兰褐壳蛋鸡饲粮中添加100 mg/kg丝兰提取物42 d后可降低排泄物中氨氮、尿素氮和尿酸含量[48];在黄羽肉鸡饲粮中添加500 mg/kg丝兰皂苷可降低血清氨、尿酸和尿素氮含量,降低粪便氨氮、尿酸和尿素氮含量[6]。
除了尿素途径外,还有一部分氨氮化合物来自于蛋白质的腐败作用,它由肠道内未被消化吸收的蛋白质或其水解产物氨基酸在腐败菌的作用下分解为胨、氨、硫化氢、组胺、吲哚和甲酚等物质。丝兰提取物具有提高猪和家禽养分消化率的作用,这在一定程度上有利于减少肠道臭气物质的产生。在断奶仔猪饲粮中添加150 mg/kg丝兰提取物可提高断奶仔猪的干物质、粗蛋白质、粗脂肪和总能的表观消化率[37-38];在生长育肥猪饲粮中添加100 mg/kg丝兰提取物可提高氮、磷吸收利用率,进而降低粪便中氮、磷和氨气的排放[56];在母猪妊娠第80天至哺乳第21天饲粮中添加600 mg/kg丝兰提取物可提高母猪妊娠期干物质表观消化率和哺乳期脂肪表观消化率,同时降低母猪哺乳期和妊娠期血清尿素氮含量,减少妊娠期和哺乳期母猪粪便储存期间的总粪氮含量以及粪便储存过程中氨氮和尿素氮的损失,表明丝兰提取物可提高母猪对氮的利用率,降低粪便氨氮和尿素氮含量,从而减少臭气排放[34];在科宝500肉鸡的饮用水中补充丝兰提取液可提高其干物质、粗蛋白质和粗脂肪的表观消化率以及饲料转化率和蛋白质利用率,降低舍内氮和氨气排放[42-43,57]。此外,丝兰提取物中的活性成分皂苷和多糖能够结合肠道中的氨气,使其转化为无害的氮化物[38]。丝兰提取物还可能潜在通过调控改善肠道菌群结构来减少臭气排放。研究表明,粪便中氨气、腐胺、尸胺和吲哚等的含量与大肠杆菌(Escherichia coli)的数量呈显著正相关,而与乳杆菌属(Lactobacillus)的数量呈显著负相关[58]。而饲粮中添加150 mg/kg丝兰提取物可降低断奶仔猪粪便中Escherichia coli的数量,而提高Lactobacillus的数量[37-38]。
综上所述,丝兰提取物可以通过抑制脲酶活性、调节肠道微生物群和促进营养物质的消化吸收等途径,进而减少恶臭气体排放。
3.4 改善产品品质
随着人们生活水平的不断提高,消费者对畜禽产品的需求已经从单纯追求数量向追求质量方向转变。因此,如何改善畜禽产品品质已成为科研工作者的重点。目前,科研工作人员在丝兰提取物调控家禽肉品质和蛋品质方面也开展了部分研究。Alghirani等[41]研究证实,在罗斯308肉鸡饲粮中添加100 mg/kg丝兰提取物可提高屠宰后胸肌和腿肌pH,降低蒸煮损失和滴水损失。唐静等[40]研究显示,在北京鸭饲粮中添加80 mg/kg丝兰提取物可提高屠宰后的胸肌率和腿肌率,并有降低腹脂率的趋势。另有研究表明,在科宝500肉鸡饲粮中添加益生菌,并给予含有1 mL/L丝兰提取液的饮用水,结果发现,胸肌pH和铁、锌、钠、磷等矿物元素含量增加,同时胸肌和腿肌中蛋白质、亚油酸和多不饱和脂肪酸含量提高,而脂肪和饱和脂肪酸含量降低[59]。此外,给产气荚膜梭菌和球虫感染的罗曼灰蛋鸡饲喂添加500 mg/kg丝兰提取物的饲粮后,发现鸡蛋蛋白高度和蛋黄重量得到改善[30]。饲粮中添加3.34 g/kg益生菌与丝兰提取物的混合物,可提高海兰褐壳蛋鸡蛋黄T-AOC,降低蛋黄丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,从而增强蛋黄氧化稳定性[60]。在海赛克斯褐壳蛋鸡饲粮中添加100 mg/kg丝兰提取物16周后,发现其蛋壳厚度增加[49]。另外,在农大3号蛋鸡饲粮中添加180 mg/kg丝兰提取物可降低蛋黄甘油三酯含量[61]。上述研究表明,饲粮中添加适量的丝兰提取物具有改善家禽肉品质和蛋品质的作用,但具体的作用机制还尚不清楚,需进一步研究丝兰提取物发挥作用的活性成分及其相关机制。
3.5 在其他方面的应用
除上述功能外,饲粮中添加丝兰提取物还具有提高猪和家禽的抗氧化、抗炎、增强机体免疫力和调节机体代谢等作用。
4 小结与展望
在无抗养殖大背景下,丝兰提取物因其天然、无毒副作用等特点,同时具有抗炎、抗氧化、降低臭气物质排放等生物学活性,可作为一种绿色饲料添加剂应用于猪和家禽的生产中。饲粮中添加适量的丝兰提取物能够不同程度地提高猪和家禽的生产性能、维护肠道健康、减少臭气排放、增强机体免疫力和调节机体代谢等,但其改善肉品质和蛋品质以及抑制氨气等臭味物质生成的机制尚不清楚。
综上所述,丝兰提取物在猪和家禽生产中的应用均取得了较好的效果,但仍有几个关键问题需要解决:1)丝兰提取物中不同活性物质抑制臭气排放和提高肉品质和蛋品质的具体作用机制尚不确定,还需要深入研究;2)不同属丝兰在不同工艺下的活性成分的含量各有不同,因此,在猪和家禽生产中的丝兰提取物最适添加量还需要进一步的研究来确定。因此,深入探究丝兰提取物中的不同活性成分降低臭气排放的具体作用机制,确定不同工艺下不同属丝兰在猪和家禽生产中的最适添加量仍将会是未来的重要研究方向,这对丝兰提取物的开发和利用以及畜禽生态健康养殖具有重大意义。