最新抗生素替代-植物提取物在豬中的應(yīng)用精品課件教學(xué)內(nèi)容

1、抗生素替代-植物提取物在豬中的應(yīng)用2021-12-52主要內(nèi)容一、研究背景一、研究背景二、飼料抗生素替代技術(shù)二、飼料抗生素替代技術(shù)三、植物提取物和精油的應(yīng)用三、植物提取物和精油的應(yīng)用四、存在問題及研發(fā)思考四、存在問題及研發(fā)思考五、致謝五、致謝2021-12-56二、飼料抗生素替代技術(shù)溶菌酶：溶菌酶：是一種能水解致病菌中黏多糖的堿性酶。作用于細胞壁使其破裂內(nèi)容物逸出而使細菌溶解。對大腸桿菌和輪狀病毒等都具有較強的抑制作用，通過殺滅病原菌維持腸道微生態(tài)平衡。抗菌肽：抗菌肽：抗菌肽是生物體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生的一種具有強抗菌作用的多肽類物質(zhì)。天然生物抗菌肽抗菌譜廣，特別是對多重耐藥菌具有殺傷作用，而且抗菌肽熱

2、穩(wěn)定性和水溶性好，對高等動物的正常細胞幾乎無毒害作用。噬菌體噬菌體：噬菌體是自然界中普遍存在的以細菌、真菌等微生物為宿主的病毒。噬菌體特異性強、相對專一、高效的殺菌能力、不易產(chǎn)生耐藥性、較高安全性等優(yōu)勢。2021-12-57三、植物提取物和精油的應(yīng)用植物提取物：植物提取物：是從植物中提取出，活性成分明確、可測定、含量穩(wěn)定的飼料添加劑的統(tǒng)稱。植物精油：植物精油：是植物體內(nèi)的次生代謝物質(zhì)，一般以植物的花、葉、枝、根、皮、樹膠、全草和果實為原料，通過蒸汽蒸溜、壓榨等方法萃取出的植物揮發(fā)性油樣芳香物質(zhì)。植物精油的化學(xué)組成十分復(fù)雜，目前發(fā)現(xiàn)構(gòu)成精油的化合物高達22000多種，但都可以歸納為萜烯類衍生物、

3、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫類化合物4大類。功能：功能：增強腸道上皮防御、調(diào)節(jié)微生態(tài)構(gòu)成、調(diào)節(jié)免疫、抗氧化應(yīng)激，以及刺激食欲、促進胃腸道蠕動和分泌、調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝等以改善動物健康。功能：功能：抗菌，促進動物采食、提高生產(chǎn)性能、抗氧化和增強機體免疫等生物功能。2021-12-583.1 生長促進作用表1 植物提取物添加劑對仔豬生長性能的研究總結(jié)資料來源：Franz等，2010不同植物提取物添加劑之間的使用效果差異很大。平均而言，平均增重約提高2%，對飼料報酬平均改善3%。2021-12-593.1 生長促進作用n促生長作用機理：1) 改善飼料適口性來增加動物采食量。2) 植物提取物能夠提高

4、內(nèi)源消化酶的分泌量和活性。3) 促進腸道健康，抑制病原菌，保持胃腸道微生物菌落平衡。4) 影響營養(yǎng)物質(zhì)吸收后在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化利用，提高能量用于生長的轉(zhuǎn)化。 5) 調(diào)控與生長相關(guān)的激素分泌，促進動物生產(chǎn)性能的提高。 2021-12-5103.1 生長促進作用表2 植物提取物添加劑對母豬生產(chǎn)性能影響研究總結(jié) 止痢草或牛至草提取物不僅可以促進豬的食欲，提高采食量，并且可使母豬窩產(chǎn)仔數(shù)平均提高0.5頭( 幅度0.3頭到1.1頭),妊娠率和分娩率提高。機理：尚不明了，原因可能是止痢草提取物的抗菌消炎和抗氧化功效對健康的促進作用。（產(chǎn)后子宮快速復(fù)原，降低圍產(chǎn)期疾病和泌尿生殖道疾病）。2021-12-5113.

5、2 抑制有害微生物 表3 動物營養(yǎng)研究中主要的植物提取物添加劑及其主要抗菌活性成分 2021-12-5123.2 抑制有害微生物 表4 主要植物提取物添加劑的活性成分及其最小抑菌濃度 資料來源：Hammer等，1999；Burt等，20042021-12-5133.2 抑制有害微生物 n抗菌機理：1) 破壞/降解細胞壁2) 破壞細胞質(zhì)膜3) 破壞細胞膜蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)4) 使細胞內(nèi)容物泄漏5) 使細胞質(zhì)凝聚6) 減弱質(zhì)子運動力 各機制間并非都是獨立的，可能會相互影響，共同作用。Burt, Essential oils: their antibacterial properties and poten

6、tial applications in foods-a review, 20042021-12-5143.3 抗氧化作用文獻試驗方案結(jié)果Kang, et al. 2012藥用植物生產(chǎn)中的副產(chǎn)品對于育肥豬肉質(zhì)的影響試驗組豬肉的膽固醇含量顯著降低，維生素E含量則顯著增加，TBARS含量也顯著下降。Pastorelli ,et al. 2012檸檬草中毛蕊花苷對仔豬的影響添加檸檬草可使仔豬中氧代謝產(chǎn)物含量顯著降低Rasmussen ,et al. 2012飼喂菊苣根提取物對公豬影響顯著增加公豬肝臟細胞色素P4503A( CYP3A )mRN表達量，體外試驗也確證其對于細胞色素活性的調(diào)節(jié)作用Ross

7、i ,et al. 2013過江藤屬植物提取物( 有效成分為毛蕊花苷) 對育肥豬屠體和肉質(zhì)性狀的影響長期飼喂后，可顯著增加最長肌中生育酚含量，豬肉脂肪氧化程度也顯著降低。Botsoglou ,et al. 2014 橄欖葉提取物顯著降低豬肉中初級氧化（共軛二烯烴和氫過氧化物）和次級氧化產(chǎn)物（MDS）含量，有效延遲脂肪的氧化過程；同時其可以通過降低蛋白質(zhì)金屬羰基合物含量、增加蛋白質(zhì)巰基合物含量來抑制蛋白質(zhì)的氧化過程2021-12-5151.直接清除或抑制自由基2.作用于與自由基有關(guān)的酶3.螯合鈍化過渡金屬離子4.抗氧化成分之間互補和協(xié)同作用提供質(zhì)子提供電子抑制氧化酶的活性增強抗氧化酶活性3.3

8、3.3 抗氧化作用抗氧化作用n抗氧化機理：2021-12-5163.3.1直接清除或抑制自由基含氧氧自自由由基基清清除除劑劑其本身可以釋放出體積小、親合性很強的氫質(zhì)子，捕捉高勢能的極活潑的自由基使之轉(zhuǎn)變?yōu)榉腔钚曰蜉^為穩(wěn)定的化合物自身轉(zhuǎn)變成較氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)生成的自由基更穩(wěn)定的物質(zhì)，從而中斷或延滯鏈?zhǔn)椒磻?yīng)李秋紅等（2008年）朱將偉（2008年）如多酚類物質(zhì)、甾醇、VE如多酚類、植物多糖、維生素等通過電子轉(zhuǎn)移直接給出電子而清除自由基提供質(zhì)子提供電子3.3 3.3 抗氧化作用抗氧化作用2021-12-5173.3.2.作用于與自由基有關(guān)的酶 與自由基有關(guān)的酶類分為氧化酶與抗氧化酶兩類，植物提取物的抗氧

9、化作用體現(xiàn)在抑制相關(guān)氧化酶的活性和增強抗氧化酶活性兩方面抑制氧化酶的活性 生物體內(nèi)許多氧化酶，如黃嘌呤氧化酶(XOD)、P-450 酶、髓過氧化酶(MPO)、脂氧化酶和環(huán)氧酶等，與自由基的生成有關(guān)，能誘發(fā)大量的自由基。3.3 3.3 抗氧化作用抗氧化作用2021-12-518誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(iNOS)在缺血再灌注時活性增加，產(chǎn)生大量NO 而導(dǎo)致氧化損傷。黃酮類化合物中的槲皮素、姜黃素在此情況下可以抑制該酶活性，起到抗氧化作用。絞股藍皂苷可以降低異常增高的XOD 和MPO 的活性，改善糖尿病大鼠腎臟的氧化應(yīng)激，延緩腎臟損害的進展郎志芳（2005年）.GRONEBERG D A（2002）增

10、強抗氧化酶活性 機體存在具有防護、清除和修復(fù)過量自由基傷害的抗氧化酶類，如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶等。3.3 3.3 抗氧化作用抗氧化作用2021-12-519黃酮類中的槲皮素能減少胰島細胞的氧化損傷，同時還能恢復(fù)Fe2+ 致腎細胞損傷動物的SOD、GSH-Px 和CAT 的活力一些天然物質(zhì)可在基因與轉(zhuǎn)錄水平上誘導(dǎo)體內(nèi)抗氧化酶如SOD 的表達，發(fā)揮其抗氧化作用TOYOKUNI S（2003）黃晶 等（2004年）3.3.3螯合鈍化過渡金屬離子 過渡金屬離子(如Fe2+、Cu2+ 等)在氧自由基產(chǎn)生過程中是必需的 能配位電子螯

11、合鈍化促氧化金屬離子的抗氧化成分有單寧、多糖、活性肽、植酸、檸檬酸周小理等（2003年）3.3 3.3 抗氧化作用抗氧化作用2021-12-520VE 和VC對鷹嘴豆抗氧化多肽的還原能力有顯著的增效作用，且VC 與鷹嘴豆抗氧化多肽的協(xié)同作用較VE 更強，所有的協(xié)同作用隨添加量和作用時間的增加而增強.李翠蓮 等（2008）3.3.4抗氧化成分之間互補和協(xié)同作用植物提取物抗氧化成分之間存在相互補充、相互協(xié)調(diào)的關(guān)系，在體內(nèi)通過電子和/ 或質(zhì)子轉(zhuǎn)移、作用于氧化酶和抗氧化酶、螯合鈍化過渡金屬離子、影響基因表達等途徑聯(lián)合發(fā)揮抗氧化作用。3.3 3.3 抗氧化作用抗氧化作用2021-12-521文獻實驗方案

12、結(jié)果Trevisi P. et al. 2007添加百里香酚對仔豬血清影響免疫球蛋白 A( IgA) 和免疫球蛋白 M ( IgM ) 含量升高，胃中 TNF- 的 mRNA 豐度降低， 表現(xiàn)出抗炎癥特性。Alfajaro,et al. 2012烏拉爾甘草提取物對仔豬輪狀病毒腹瀉的抑制作用最高劑量( 400 mg /mL )組治愈了豬輪狀病毒攻毒小豬的腹瀉， 改善了小腸組織損傷情況Liu Y, et al. 2012研究茴香腦、辣椒精油、 香芹酚、肉桂醛、丁香酚、 大蒜素和姜黃油樹脂等 7 種植物提取物的抗炎癥效應(yīng)以豬肺泡巨噬細胞為模型，發(fā)現(xiàn) 7 種植物提取物都可以顯著抑制 TNF- 的表達量

13、， 除了姜黃油樹脂以外的 6 種植物都可以顯著抑制IL-1 的表達量， 說明上述 7 種植物提取物 有抗炎癥潛力。Li P, et al. 2012麝香草酚、 肉桂醛2鐘植物精油對斷奶仔豬的影響添加上述植物精油后仔豬體內(nèi)淋巴細胞數(shù)量顯著增加，血漿中白細胞介素6(IL-6)含量顯著降低，TNF-含量則顯著增加。3.4 3.4 增強免疫力增強免疫力2021-12-522免疫是機體的一種特異性生理反應(yīng)，通過識別和排除抗原性異物維持機體內(nèi)外環(huán)境的平衡。植物提取物能夠通過與免疫細胞膜上的特異受體結(jié)合，介導(dǎo)免疫細胞激活的信號通路，來調(diào)控巨噬細胞、T/B淋巴細胞、樹突狀細胞等免疫細胞因子的分泌，進而增強動物

14、機體的免疫疾病及消除炎癥的能力。植物提取物還會通過增加免疫器官的重量，增強免疫細胞的活性來發(fā)揮免疫增強的作用。3.4 3.4 增強免疫力增強免疫力n增強免疫機理：2021-12-523豬炎癥反應(yīng)的主要通路有核轉(zhuǎn)錄因子NF-B、P38 和 c-Jun 氨基末端激酶( JNK ) 。其中 NF-B 通路引發(fā)的系列免疫反應(yīng)將損傷豬小腸上皮屏障， 引發(fā)腸炎和腹瀉。研究者發(fā)現(xiàn)，植物提取物可以通過抑制由脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的原代單核細胞或巨噬細胞中轉(zhuǎn)錄因子蛋白（ NF B）的轉(zhuǎn)錄活性來減輕炎癥。LEIRO J, et al. (2004) WANG J L， et al（2012）3.4 3.4 增強免疫

15、力增強免疫力 用LPS和干擾素（IFN）處理分離出的腹腔巨噬細胞，發(fā)現(xiàn)添加 1100mol/L的反式白藜蘆醇能減輕炎癥反應(yīng)，主要是因為它能調(diào)控細胞中的轉(zhuǎn)錄因子NFB信號通路。此外，植物提取物還可以通過分裂素刺激淋巴細胞增殖、刺激單核吞噬細胞噬菌能力、刺激NO 分泌等機制調(diào)控豬的免疫應(yīng)答。2021-12-524四、存在問題及研發(fā)思考1）植物提取物的功能性成分按其化學(xué)結(jié)構(gòu)是屬于多糖、酚、酮、醚、醛、烴、萜等物質(zhì)，很多物質(zhì)的提取工藝相對復(fù)雜，很多提取工藝很多還停留在實驗室階段，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)還存在工藝上的技術(shù)壁壘，因此有些植物提取物價格較高，大范圍的使用還存在很多問題。2）很多提取的物質(zhì)往往是幾種分的混

16、合物，不能單獨提純闡明結(jié)構(gòu)，而無法在工廠大規(guī)模的生產(chǎn)合成。3）由于當(dāng)前在提取工藝難以獲得純品，所以在生產(chǎn)中應(yīng)用具有良好的物質(zhì)，卻不能明確的闡明其作用機理。n存在問題：2021-12-525四、存在問題及研發(fā)思考 對植物提取物飼料添加劑的有效監(jiān)測與質(zhì)量對植物提取物飼料添加劑的有效監(jiān)測與質(zhì)量控制控制 目前市場上很多稱作“植物提取物飼料添加劑”的產(chǎn)品，因無法進行有效監(jiān)測，造成該類產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊和效果不穩(wěn)定。應(yīng)當(dāng)對植物提取物飼料添加劑有效成分進行提取、分離、鑒定并進行動物試驗測試其有效性。同時，政府管理部門應(yīng)制訂科學(xué)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從簡到易，根據(jù)植物提取物的有效成分分析、試驗動物反應(yīng)、安全試驗等結(jié)果、可

17、以制定相關(guān)的檢測標(biāo)準(zhǔn)。n解決方法和思考：2021-12-526四、存在問題及研發(fā)思考應(yīng)用傳統(tǒng)植物育種技術(shù)與現(xiàn)代基因工程技術(shù)相應(yīng)用傳統(tǒng)植物育種技術(shù)與現(xiàn)代基因工程技術(shù)相結(jié)合解決植物資源短缺問題結(jié)合解決植物資源短缺問題 目前我國無論是人用中草藥還是植物提取物飼料添加劑所有植物絕大部分是野生的。這樣對規(guī)?；a(chǎn)造成的困擾就是植物或藥用植物源來源有限，質(zhì)量不一，并且常隨季節(jié)、收成、天氣等因素變化而變化，還常常與中醫(yī)藥、中獸醫(yī)藥治療爭藥源。為改變這種狀況，生產(chǎn)植物提取物類飼料添加劑企業(yè)必須建立自己的植物種植基地，應(yīng)用傳統(tǒng)的植物育種技術(shù)和先進的生物技術(shù)和基因工程技術(shù)相結(jié)合來解決植物資源短缺。 n解決方法和思考：2021-12-527四、存在問題及研發(fā)思考開展植物提取物生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代工藝產(chǎn)業(yè)化研開展植物提取物生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代工藝產(chǎn)業(yè)化研究究 植物提取物成分復(fù)雜，雖然其中的有效成分也列出了許多，但若不進一步分析找出其主要有效成分或哪幾種成分共同發(fā)揮作用，則這種材料分析如同對普通飼料的分析，并沒有道出這些植物提取物作為飼料添加劑作用的真諦。為了更深入地研究植物提取物飼料添加劑，有必要應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)對中草藥的有效成分進行提取、分