植物提取物由一系列的植物生物活性成分及其衍生物构成,长期以来就被当作香料、防腐剂和药材使用。精油提取物是植物源提取物的核心成分,是一类芳香、挥发性化合物的混合物,植物原料常据其芳香特征来加以区分(Oyen and Dung, 1999)。精油是疏水性的化合物,包括醇、醛、酯、醚、酮、酚、萜等化学成分。精油分子结构中的六碳环会在植物的生长及动物摄食的过程中生成不同的生化组分,从而产生不同的生化功能。植物提取物类饲料添加剂被认定为“安全、高效、稳定、可控”的饲料添加剂,逐渐成为绿色环保安全动物食品生产和饲料工业充满活力的新的经济增长点。
水产动物的摄食行为使水生动物必然与病原微生物直面接触,疾病发生时,病原微生物的入侵常常导致真正的致病因素被忽略。疾病的发生除了由病毒、细菌、真菌和寄生虫诱发,还会有很多非致病性因素诱发,譬如营养不良、有毒物质蓄积、水质恶化等。本文将根据已经发表的有关植物饲料添加剂的研究资料,综述植物提取物的抗菌和抗氧化活性及其机制,着重阐述植物提取物对水产动物肠道微生物、营养物质消化和生长性能的影响作用。
1 抗生素问题亟待解决
鉴于立法禁止药源性饲料添加剂在动物生产中的使用,及欧盟自2006年起全面禁止促长类抗生素的使用,植物提取物得到了行业内外的广泛关注。上世纪90年代,动物生产严重依赖于人工合成药品,如抗生素、抗菌药、抗球虫药、合成促生长剂和抗寄生虫药。人类对抗生素药品的耐药性困惑和一些药物在食品中的残留事件,使消费者和政府机关增加了植物提取物的认知(Dahiya et al., 2006)。研究认为,持续过量无序地在动物饲料中使用抗生素产品,将会导致耐药菌株的快速出现,造成无药可用的尴尬境地(Wegener et al., 1998)。
欧盟关于水产品安全方面的严格立法可能在更大的范围内实施,这将会对水产品出口国产生深远的影响。2007年,东南亚水产养殖的从业代表签署了水产养殖安全的立法草案,该草案建议严禁在养殖动物中使用人用抗生素,同时禁止采用兽用药品作为促长剂。
植物提取物的主要活性成分为植物精油,其作为饲料添加剂可以提高动物的免疫机能,早已广泛应用于动物生产中(Bauerman,2006)。精油的个别组分是变动的,例如,止痢草精油的两种主要活性成分——百里香酚和香芹酚,其含量可占精油的3%到60%不等(Lawrence and Reynolds, 1984)。止痢草(Origanum vulgare ssp. hirtum)通过气蒸提取的精油包括了30多种组分,其中大部分是具有不同活性的酚类化合物(Economou et al., 1991; Sivropoulou et al., 1996; Adam et al., 1998)。多种组分已被证明其具有维护肠道健康和平衡微生物菌群的功效(Besra et al., 2002; Rao and Nigam, 1970)。
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