植物提取物对禽肉氧化稳定性和消化道微生物的影响研究

史东辉1 马学会2

(1 辽宁医学院畜牧兽医学院副教授,动物营养学硕士,辽宁锦州121001)

2河北农业大学中兽医学院讲师河北保定 071001)

摘要：本文综述了植物提取物添加剂抗氧化作用的体外实验和在动物体内抗氧化作用的研究；也总结了植物提取物添加剂抗氧化作用在家禽的应用试验结果和对家禽肠道健康的影响。近年来的最新研究成果表明, 植物提取物添加剂可以延缓禽肉储存其间的氧化, 减少家禽沙门氏菌的感染和降低球虫感染所造成的危害。

关键词：植物提取物添加剂；肉鸡；抗氧化；肠道菌群；沙门氏菌，生长性能；

近年来, 动物蛋白食品的安全性与高品质越来越受到世界各国消费者的关注。尤其在中国, 从中央到地方政府与行业协会到生产者受到了前所未有的关注和压力。家禽肉蛋白质含量高，含有必需脂肪酸，矿物质和脂类含量低。肉鸡平均有3.5%～5.0%的脂肪组织，和其他屠宰动物的脂肪组织相比，含有较高的多不饱和脂肪酸。众所周知, 对氧化过程来说，多不饱和脂肪酸是最敏感的部分。肉的脂类氧化是贮藏期间质量下降的重要原因之一。这个过程伴随着自由基的出现导致产生醛，是造成哈喇味和肉颜色改变的原因(Fasseas et al. 2007)。

家禽肉类安全强烈关注的另外一个问题是沙门氏菌污染。人类食用被沙门氏菌污染的肉产品之后, 轻者导致食物中毒和急性胃肠炎, 重者导致死亡；沙门氏菌感染肉鸡后也导致其繁殖率下降、死亡率增加以及家禽产品的污染，由沙门氏菌引起的肠道疾病引起家禽生产者广泛重视（Patterson和Burkholder，2003），因此减少沙门氏菌污染是欧洲、美国大学和研究机构的重点攻关研究项目，欧洲和美国也都有立法严格监测和控制沙门氏菌的污染。本文简要综述了植物提取物添加剂对禽肉氧化稳定性的提升和减少沙门氏菌污染的最新研究成果。

1．植物提取物抗氧化作用的离体实验研究

植物与植物提取物抗氧化性能的研究非常广泛且历史悠久。Wenk (2004)综合评述了不同植物提取物精油的体外抗氧化活性（表1），发现有些植物提取精油具有抗氧化特性如丁香, 肉桂, 牛至等；有些没有抗氧化性如茴香等，有些甚至可以促进氧化如鼠尾草等。Baratta 等(1998)的研究表明, 牛至草提取物中的百里香酚和香芹酚有很强的抗氧化性质, 与其它植物提取物如百里香、薄荷、和熏衣草比较，牛至对75℃猪油的稳定保存最有效（Economou 等,1991）。

丁香芫荽茴芹

肉桂龙蒿茴香

月桂桉树生姜

薄荷莱檬柠檬

肉豆蔻鼠尾草马郁兰

胡椒马鞭草蜜蜂花

薄荷油

止痢草/牛至草

迷迭香

百里香

（资料来源：Wenk 2004）

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。试验结果用抗氧化因子（AF值）来分析，其结果（AF）表示相对于未处理过的油的氧化时间，因此，此值越高就表明抗氧化能力越强（图1）。Scheeder等（1999）检测了不同的植物提取物作为抗氧化剂的效果。杜仲和三七提取物是最有效的抗氧化剂。淫羊藿的乙醇提取物和五味子提取物也有一些抗氧化活性。该酸败试验主要用来选择脂溶性的抗氧化物质，研究者进一步对比研究了微粒过氧化法试验与酸败试验，在微粒过氧化法中用FeCl2/H2O2作为催化剂，在老鼠的肝微粒体开始氧化后，测定了硫代巴比妥酸反应物。在该微粒过氧化测试中主要检测了水溶性抗氧化剂。给出的值是相对的，值越小表示氧化得越快。结果表明，其他植物提取物相比，迷迭香显示出最强的抗氧化能力（图1）。

图1 酸败试验和微粒过氧化试验中不同植物提取物的抗氧化能力（Scheeder等，1999）通过长期的抗氧化实验，研究了牛至提取物的利用猪油分析的在三个月储藏时间内的抗氧化值。在没有抗氧化剂的情况下（对照组）过氧化氢的生成速度在储藏10天后即显著飙升；添加牛至提取物和糖苷配基（aglycones）组即使是在储藏了80天以后还可以抑制过氧化氢的形成，而纯化的百里香酚和百里香醌则表现出了很低的抗氧化效果。与著名的抗氧化剂a-生育酚（维生素E）相比较，牛至提取物和糖苷配基的抗氧化效果优于a-生育酚；但是，纯化的百里香酚和百里香醌的抗氧化效果则逊于a-生育酚。这种结果表明，牛至提取物中的其他活性成分也有作用，并与主要成分在抗氧化方面有协同作用(Abdala等, 1999)。Farag 等（1989）比较了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，被认为是百里香酚高抗氧化活性的原因。

2．植物提取物在动物体内的抗氧化作用研究

在动物体内实验研究方面，Youdim 和Deans （1999）发现，添加百里香酚组白鼠比对照组白鼠含有较高的多不饱和脂肪酸，尤其是肝、脑、肾和心脏磷脂中的C20-4n-6 和C22-6n-3。同时，对家禽实验研究也取得类似结果（Botsoglou 等,2002），并且还认为，牛至提取物能在肌肉和腹部脂肪中发挥抗氧化的作用是主要是由于牛至提取物中的抗氧化成分进入细胞膜引起（Botsoglou 等，2002）。Gerber （1997）给猪投喂干燥的鼠尾草，结果显示随着将饲料中鼠尾草的添加量从0.6%增加到1.2%，猪油的TBARS （TBARS 是三巴比妥酸实验，广泛用于评估食品中脂肪的氧化程度）会有显著的下降。在此相反，酸败试验却显示并无显著影响。Lopez-Bote 等（1998）也报告，在添加迷迭香油树脂和鼠尾草油树脂投喂时，并没有发现其对猪肉抗氧化的作用。然而，给肉鸡喂食同样的植物提取物（500mg/Kg ），TBARS 指标显示与空白对照组相比能改善其红肉（腿肉）和白肉（胸肉）的抗氧化能力，而且胆固醇氧化产物更低（Lopez-Bote 等，1998）。该油树脂虽然不能与生育酚醋酸酯（200mg/kg ）一样有效，但可以推断，即至少部分所摄入的抗氧化物质会仍然分别留在肌肉中，并仍然能发挥活性作用。

在刚发表的一项研究报告中, Marcincak et al (2008)研究了饲料中添加止痢草精油对生长性能和鸡肉冷冻和热处理后氧化稳定性的影响。饲料中添加止痢草精油的增重效果在饲养7天内即显露出来，添加了止痢草提取物的肉鸡平均体重在42天的体重是2563g ，比对照组(2462g)提高了100克 (4.1%)(图3),但两组肉鸡的饲料报酬没有显著性差异。试验结果也表明，饲料中添加止痢草精油也可以提高肉鸡的屠宰重。

500

1000

1500200025003000

171421283542

日龄

体重,克

图2 日粮中添加止痢草对肉鸡增重的影响 (Marcincak et al. 2008)

家禽肉中含有较高的多不饱和脂肪酸(PUFA), 所以禽肉对氧化过程更为敏感,尽管肉鸡平均含脂肪3.5%～5.0%。尽管家禽肉中总脂肪含量比猪牛等红肉低。考虑到鸡肉高的PUFA 含量，饲养、育种条件和屠宰可以影响肉氧化稳定性（Botsoglou et al. 2004）。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 （Marcincak et al 2004）。肉产品的加工（分割，磨碎和混合）引起肌肉膜系统的降解，这对细胞内脂肪，主要是磷脂的氧化有较强的影响。与对照组样本相比，添加止痢草精油对延缓脂肪的氧化有积极作用（P < 0.05)。Florou-Paneri 等（2006）报道止痢草和精油添加到火鸡饲粮中，均可以延缓冷藏期间胸和腿肉的脂类氧化。Govaris 等（2004）描述了类似的结果，在火鸡饲料和死后的磨碎肉中添加止痢草精油，提高了脂肪氧化的稳定性。

表2 植物提取物对鸡肉抗氧化性能的结果 (丙二醛含量,mg/kg)

贮藏（月）

0 3 6 12

对照组胸肉0.140 ± 0.014 0.151 ± 0.015 0.184 ± 0.018 0.496 ± 0.08 腿肉0.235 ± 0.020 0.237 ± 0.010 0.272 ± 0.021 0.652 ± 0.102

植物提取物组胸肉0.121 ± 0.009 0.122 ± 0.011 0.138 ± 0.013 0.311 ± 0.098

腿肉0.177 ± 0.013 0.181 ± 0.007 0.197 ± 0.009 0.465 ± 0.072

注: 样本冰箱（-21 °C）贮藏期间以丙二醛含量(mg/kg)表示的脂肪的氧化变化；资料来源: Marcincak et al (2008)

热处理肉产品可以加速肉质的氧化, 氧化水平取决于热处理的强度。Marcincak et al (2008) 等发现,热处理(80℃/15分钟)胸肌和腿肌显著提高了MDA浓度(P < 0.05),表明加速了胸肌和腿肌的氧化。而添加植物提取物(止痢草)精油的添加对延迟脂肪的氧化起了积极的作用(P < 0.05)(表3)。从所周知，从止痢草叶片和花中蒸汽蒸馏加工得到的精油具有抗氧化活性(Florou-Paneri et al. 2005)。香芹酚和百里香酚是止痢草精油中两种主要的酚，占78%～82%，是止痢草精油具有活性的原因。从止痢草中分离的精油具有抗菌、抗真菌和杀虫活性。止痢草的抗菌活性可促进肉鸡(Florou-Paneri et al. 2006)的生长。许多学者认为迷迭香和鼠尾草和百里香也是含有较高抗氧化活性物质的植物，有显著的抗氧化作用，并能降低脂肪的自动氧化 (Economou et al. 1991)。

表3 热处理后(80 °C，15 min) 用丙二醛含量(mg/kg)表示的脂肪的氧化变化

贮藏（月）

0 3 6 12

对照组胸肉0.24 ± 0.06 0.38 ± 0.07 0.46 ± 0.14 1.51 ± 0.21 腿肉0.59 ± 0.13 0.66 ± 0.15 0.94 ± 0.21 2.35 ± 0.27

植物提取物组胸肉0.19 ± 0.04 0.22 ± 0.05 0.31 ± 0.17 0.79 ± 0.17 腿肉0.34 ± 0.07 0.48 ± 0.007 0.54 ± 0.14 1.72 ± 0.14

资料来源: Marcincak et al (2008)

3．植物提取物添加剂对家禽肠道健康的影响

植物提取物的主要作用是抑制与杀灭消化道中的病菌，从而保证动物肠道健康而提高生产性能。Akhtar等（1987）验证了苦楝（Melia azedarach Linn）提取物的对自然感染小鸡的抗球虫作用。Allen等（1997）报道青蒿（Artemisia annua）干叶对于由艾美尔柔嫩球虫感染引起的损害具有保护作用。然而，Youn等（2001）研究发现苦参（Sophora flavescens）提取物比青蒿对于艾美尔球虫感染具有更有效的保护作用。

在一项球虫疫苗的研究中，Waldenstedt（2001）研究了通过日粮添加止痢草提取精油（Orego-Stim, 中文名：好力高）用于促进肉鸡生长，并与抗球虫疫苗一起使用来控制球虫的发生和减轻球虫的危害。在这一试验中也发现，止痢草提取精油可以减少产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens) 在肠道的定植。通过人工感染艾美尔球虫的攻毒试验，GIANNENAS I.博士（2006）研究了止痢草提取精油（Orego-Stim, 中文名：好力高）对感染球虫的肉鸡消化道病变的预防作用（研究发表在《动物营养学报（德国）》。研究结果发现，感染柔嫩艾美尔球虫肉鸡的增重和饲料转化效率显著低于非感染组。感染球虫但添加植物提取物组的肉鸡增重和饲料报酬显著优于感染组；达到了没有感染的对照组的生产水平（表4）。

表4 日粮中添加添加植物提取物对感染柔嫩艾美尔球虫的肉鸡生产性能的影响

小鸡日龄

感染对照组

（阴性对照）

非感染对照组

（阳性对照）

感染+好力高

0－14日龄

日增重31.8±2.7a 32.3±2.9a 32.5±2.1a

采食量37.2±1.7a 37.5±0.9a 38.5±1.2a

饲料转化效率 1.16±0.03a 1.16±0.02a 1.18±0.03a 0－42日龄

日增重50.3±3.26a 54.9±4.12b 53.6±3.16b

采食量98.9±5.70a 102.5±5.30a 100.9±6.50a

饲料转化效率 1.96±0.04a 1.87±0.06b 1.91±0.04b

试验中植物提取物为OREGO-STIM(中文名：好力高)Adapted from Giannenas et al. (2006) 通过人工感染球虫4天后，尽管所有感染组都出现便血性腹泻，植物提取物组的便血性腹泻程度比对照组显著减轻（表5）。感染7天后，非感染的对照组死亡率为0％，感染对照组为20％。植物提取物组为10％，比感染对照组下降了一倍。在肠道损伤方面，没有感染的对照组没有出现严重肠道损伤，而植物提取物组肠道损伤指数显著低于感染对照组（表5）。

表5 日粮中添加植物提取物对感染柔嫩艾美尔球虫的肉鸡出血性腹泻、成活率和肠道损伤

Adapted from Giannenas et al. (2006)

植物提取物添加剂和益生素对动物健康和生长性能都起到重要作用（Cavazzoni等，1998；Lan等，2003； Jamroz和Kamel，2002；Lee等，2003）。但是有关植物提取精油和益生素结合使用的试验研究十分有限。Koscova博士（2006）发表在《生物学报：细胞与分子生物学报（欧洲）》试验结果发现，与对照组相比，植物提取精油（OT）和乳酸杆菌（L）显著降低球虫在嗉囊中的定植（图6）；植物提取精油（OT）组优于乳酸杆菌（L）组，比例分别下降到只有43％的感染率和57％的感染率。添加植物提取精油（OT）和乳酸杆菌（L）对盲肠中球虫定植比例影响不显著，但是两者合起来使用（LOT）可以非常显著地减少沙门氏菌的定植。添加植物提取精油（OT）和乳酸杆菌（L）或两者同时使用（LOT）可以完全控制沙门氏菌对肝脏的感染定植，感染率在三个添加组均为零；添加植物提取精油（OT）可以非常显著减少沙门氏菌在脾脏中的感染定植（减少90%），但是乳酸杆菌（L）没有效果，跟对照组的感染率相同。该项研究结果表明，植物提取精油和乳酸杆菌结合添加效果最佳，降低了所有测定器官的沙门氏菌的定植。结合使用植物提取精油和乳酸杆菌可以有效控制沙门氏菌在仔鸡消化道和功能性器官的感染定植。

4. 结束语

利用植物提取物添加剂保证动物肠道健康、提高生产性能和肉品品质越来越广泛，尤其是在欧盟和日本等发达国家。植物提取精油被归类为针对一些有害菌如沙门氏菌以及其它致病细菌具有抗菌活性的几个可利用的饲料添加剂之一（Elgayyar等，2001）。植物提取香精油组分复杂，一些具有60种以上单体组分，可以有效抑制一些微生物的生长（Russo等，1998）。但其化学组成存在差异例如，百里香精油主要成分（百里香酚和香芹酚）的浓度占

整个精油变化范围在3%～60％（Lawrence和Reynolds，1984），能占整个精油的85％；然而其它微量成分也非常重要（Senatore，1996；Bauer等，2001）；其主要组分是发挥作用的主体活性成分，而次要组分起到增加整体功效的协同作用（Tzakou等，2001）。

有关植物提取物添加剂的作用机制尚不完全明了。据报道，许多植物提取物成分有显著抑制病原细菌生长的特性（Deans和Ritchie，1987；Beuchat，1994；Dorman和Deans，2000）、抗病毒性（Smith-Palmer等，1998；Hammer等，1999）并可激活免疫系统（Chang 等，1995；Barak等，2001）。由于众多植物来源的植物精油及其组分的作用机制差异很大，因此将来对植物提取物添加剂的研究将会更集中在其作用机制，包括对肠道菌群、营养生理、抗氧化特性和免疫机制的基础研究，从而为人类提供安全优质的动物性蛋白食品提供理论依据。

主要参考文献

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