植物（精油）提取物在水产养殖上的研究进展

 

    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）。

 

　　2  植物提取物的生物活性

　　2.1  抗菌活性

    植物提取物的抗微生物活性已有较多研究和报道（Deans and Ritchie，1987；Paster等，1990；Reddy等，1991；Lis-Blachin等，1998；Smith-Palmer等，1998；Hammer等，1999）。该特性使其在化妆品和食品工业已得广泛认可和应用。众多研究报道发现植物提取物具有广泛的体外抗微生物活性（Deans and Ritchie，1987； Paster等1990；Biondi等, 1993；Stiles等, 1995；Sivropoulou等，1996；Nelson，1997；Adam等，1998；Farag等，1989b；Manou等，1998；Dorman 和Deans，2000），并发现其抗微生物活性是基于植物精油的作用。在抗菌方面，芸香料灌木、肉桂/丁香、大蒜、止痢草/牛至和芥菜提取物抗菌能力最强，但除止痢草/牛至提取物添加剂开发成功外，其它提取物的开发还尚需时日。

    澳大利亚科学家Hammer等（1999）比较了茶树、柠檬、百里香、生姜、芫妥、马郁兰、兰草莓、艾灌、三叶草、止痢草/牛至等十种植物提取物对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果，结果表明：茶树、芫妥、马郁兰和止痢草/牛至的提取物对三种致病性细菌表现出较强的抑菌能力，其中止痢草/牛至提取物的抑菌性最强。LEE（2004）的研究结果也表明，植物提取的纯化组分的抗微生物活性中以止痢草提取物最强，对主要病源细菌抑制效果优于麝香属类提取物；在抗沙门氏菌和链球菌方面优于肉桂提取物（Lee 等，2004）。

 

　　2.2  植物提取物的抗氧化作用

    通过加入保存于75℃猪油，对止痢草/牛至、白鲜、麝香草、马郁兰、留兰香（荷兰薄荷）、薰衣草、紫苏等抗氧化活性进行了研究（Economou等，1991）。止痢草/牛至提取物对猪油抗氧化作用最为有效，其次分别为麝香草、马郁兰和薰衣草。甲基异丙基苯-2,3-二醇（Schwarz等，1996）以及麝香草中发现的百里香酚和香芹酚（Aeschbach等，1994；Aruoma，1997；Baratta等，1998），都显示出强烈的抗氧化特性。Farag等（1989a）探讨了抗氧化活性和植物提取物化学组成之间的关系。百里香酚的高度抗氧化活性是由于其苯酚羟基基团的存在，其可作为脂肪氧化第一步产生的过氧化物基团的氢供体，因此延缓氢过氧化物的形成。Teissedre和Waterhouse （2000）报道植物提取物的总苯酚含量和人低密度脂蛋白氧化之间存在高度相关性。养殖试验中也发现，在叉尾鮰饲料中加入止痢草提取后，其血浆中SOD和CAT活性都得到了明显增强，表现出良好的体内抗氧化机能（Zheng et al., 2009）。Youdim和Deans（1999a，b和2000）发现，麝香草属精油及其主要成分百里香酚可有效地清除自由基，从而影响体内的抗氧化防御系统比如过氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和维生素E。

 

　　2.3  抗应激作用

    在水产养殖中，鱼类持续不断地受一些外界因素诸如温度、养殖密度、水体理化因子、鱼体运输、储存等各种应激因子的影响。像其他的脊椎动物一样，环境的应激作用能极大地影响鱼类的动态平衡，如果在养殖过程中给予鱼体长久的应激，动物下丘脑——垂体——肾间组织轴系将受到连续刺激，从而导致体内血液皮质醇浓度等上升（McCormick et al.，1998； Benfey and Biron，2000； Chen et al.，2002；Fevolden et al.，2003），皮质醇浓度的升高可被看作是鱼类应激的灵敏信号（Hsieh et al.，2003）。刘波等（2006）试验了大黄葸醌提取物对建鲤抗应激机能的影响，结果发现在应激前，建鲤血液的皮质醇浓度较低（<50 ng/ml）。应激之后血液皮质醇浓度急剧增加，个别鱼最高达到100 ng/ml以上。其中与对照组比，应激前后2.0％大黄葸醌提取物组都显著降低了血液皮质醇浓度，同时攻毒试验也表明了其死亡率也是最低的，说明大黄葸醌提取物对应激引起的皮质醇负荷有一定的缓解作用，这也与周显青等（2002，2003）报道黄芪能提高中华鳖抗酸应激能力的结果一致。

    皮质醇等激素水平上升会导致肝脏糖的异生及肝糖原的分解加强，为了满足应激过程中能量需要的增加，血糖水平就会急剧地增高（Barton，1991； Pottinger，1998； Grutter and Pankhurst，2000；Rotllant et al.，2003；Hsieh et al.，2003），于是有人认为血糖水平也是鱼类应激的一个重要指标（Hsieh et al.，2003），应激造成的血液中皮质醇、血糖水平的增加，机体的代谢加强，也会导致机体血液溶菌酶活性的上升（Demers and Bayne，1997；Fevolden andRoed，1993；王文博等，2004），或溶菌酶活性下降（Yin et al.，1995；Jeney et al.，1997；Fevolden et al.，1999）。这种变化的趋向受到诸多因素，如：应激的类型、强度以及时间等的影响（Fevolden et al.，2003）。于是，有学者认为血液溶菌酶活性变化亦可作为鱼体的应激信号（Fevolden et al.，1991；Fevolden and Roed，1993），但较皮质醇变化的遗传稳定性要差些（Fevolden et al.，1999）。刘波等（2006）研究发现，应激前0.5％大黄蒽醌提取物显著提高了血液溶菌酶活性，这与Chansue et al. （2000）、J Jan and Wu（2002，2004）所报道一致。应激后除了对照组显著增加外，其他各试验组之间都没有显著差异，这与周显青等（2003）报道的结果不一致，可能跟应激的方式及应激的时间有关（Fevolden et al.，2003）。一般短时间高密度应激可看作是急性应激，机体为了适应这种急剧的变化，势必会造成溶菌酶活性的增加来提高机体的抵抗力（Demers and Bayne，1997；Fevolden et al.，1993；王文博等，2004）。

 

　　2.4  诱食作用

    陈振昆（1996）在饲料中添加0.1％-1％的陈皮（柑橘外果皮经简单加工即成植物材——陈皮），对草鱼具有不同程度的诱食作用，其中以0.25％组的诱食作用最强，其后随添加量的增加，诱食作用减弱，当添加量达3％时，其诱食作用完全消失。陈葵（1996）的研究表明：陈皮对草鱼和鲤有明显诱食作用。陈皮含有挥发油、橙皮甙、维生素B和维生素C等成分，它所含的挥发油对胃肠道有温和刺激作用，可促进消化液的分泌，排除肠管内积气，增加食欲。吉红（2008）显著性分析表明，陈皮、大蒜和松针对金鱼均有显著的诱食效果。大蒜中的大蒜素能增强胃液分泌和胃肠蠕动，刺激食欲和促进消化，对多种水产动物的嗅觉有强烈的刺激作用。

    李星星（2006）报道，添加2％五味子汁对鲫鱼有极显著的诱食效果。五味子为木兰科多年生落叶植物，因果实具有甘、酸、辛、苦和咸五味而得名，具有敛肺生津、益胃养心、收敛固涩、滋补及强壮等功效，是常用植物之一。五味子中含有木脂素、多糖和三萜酸等多种有效成分，其中木脂素类具有保肝、降酶和抗艾滋病等多种活性。童圣英等（1998）报道，山楂对皱纹盘鲍具有诱食活性。山楂对胃肠功能紊乱有明显的调整作用，从而达到健脾消食作用。咸玉兰报道，0.5%木香组的鲫鱼明显集中抢食。木香含挥发油，油中成分为紫杉烯、a一紫罗兰酮、木香烯内酯、α和β木香烃、木香内酯、二氢脱氢木香内酯、木香醇和水芹烯等。有机酸成分有棕榈酸和天台乌药酸，其他还有甘氨酸和瓜氨酸等20种氨基酸及胆胺和木香碱等成分。木香对胃肠道有兴奋或抑制的双向作用，能促进消化液分泌，木香单味药能通过胃肠蠕动加快、促进胃排空，有明显的利胆作用；有松弛气管平滑肌作用；并能抑制链球菌、金黄色与白色葡萄球菌的生长；有利尿及促进纤维蛋白溶解等作用。

 

　　3  植物提取物在水产养殖中的应用展望

    随着人们对食品安全问题的关注程度提高，以及抗生素问题日趋严重，植物提取物作为优质安全的水产饲料添加剂或水产药品必将发挥更加重要的作用。(作者：重庆市璧山县水产站梁毅；西南大学水产系 郑宗林)