青蒿素是从菊科蒿属植物青蒿(黄花蒿)的叶片中分离出的一种倍半萜内酯类化合物,其衍生物主要包括双氢青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯、蒿乙醚等[1]。青蒿素在我国分布广泛,常用于治疗疟疾;应用在动物生产中具有提高生产性能、抗氧化、抗菌消炎、缓解热应激、提高抗病力、改善畜禽产品品质的作用,是一种安全、绿色的抗生素替代品[2-4]。文章对青蒿素及其衍生物的生理功能、主要提取方式及在动物生产中的应用进行论述,以期为青蒿素在动物生产实践中的广泛应用提供参考。1青蒿素及其衍生物的生理功能1.1抗氧化青蒿素可以提高动物的抗氧化水平,减低患病可能,保护机体免受损伤。陈玫等[5]研究表明,青蒿乙醇提取物可以抑制焦性没食子酸自氧化,清除超氧阴离子。吴家慧等[6]研究表明,青蒿素可提高MRL/lpr狼疮鼠肾组织总抗氧化能力。Farombi等[7]研究表明,大鼠口服高浓度青蒿素(35 mg/kg)会降低谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性。想要发挥青蒿素的抗氧化活性,维持机体的氧化与抗氧化平衡,需要注意其添加量。1.2抗菌消炎和免疫调节青蒿素及其衍生物能提高巨噬细胞的吞噬活性,促进淋巴细胞增殖,从而提高机体免疫力[8]。而其抗炎作用可通过抑制T淋巴细胞分化成为促进炎症反应的Th17细胞,抑制NF-κB炎症信号通路,影响炎症因子白细胞介素-1、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-а的转录表达来实现[9-10]。陈蒲丹[11]研究表明,复方青蒿制剂能够抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的增殖,刺激T淋巴细胞增殖和分化,从而达到抗菌和提高免疫功能的目的。1.3抗寄生虫青蒿素及其衍生物具有抗球虫、疟原虫、血吸虫、弓形虫、鞭毛虫、肺孢子虫等寄生虫的作用[12]。青蒿素可阻断虫体早期对营养物质的吸收代谢,造成氨基酸缺乏,使虫体的细胞膜受损而死亡[13]。1.4缓解热应激青蒿素可通过保护肠道黏膜的消化酶活性缓解热应激造成的消耗器官受损,保证动物正常生长发育[14]。宋志华等[15]发现,在热应激肉鸡(34 ℃ 8 h、22 ℃ 16 h)日粮中添加酶解青蒿1 000 mg/kg,可有效缓解由热应激引起的粗蛋白质、粗脂肪、有机物的表观消化率下降以及空肠和回肠中的麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶活性。万晓莉等[16]发现,在热应激肉鸡日粮中添加酶解青蒿1.00、1.25 g/kg,能显著降低血液pH值,显著提高体增重、采食量以及血清过氧化氢酶活性;日粮添加酶解青蒿0.75、1.00和1.25 g/kg能显著降低血清皮质酮、丙二醛含量和谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性以及肝脏丙二醛和蛋白羰基含量,提高血清T3、T4含量和总超氧化物歧化酶活性,从而缓解肉鸡热应激。2青蒿素及其衍生物的提取青蒿素主要从青蒿成年植株叶片中提取,其提取工艺流程一般为:烘干→粉碎、过筛→浸泡、萃取→浓缩→结晶→精品。传统工艺多采用有机溶剂萃取法,但随着研究的深入,超临界CO2萃取法、超声波法、离子液体萃取法、纤维素酶辅助法等方法也逐渐成熟,新方法操作简单、提取率高,还可以降低成本和环境污染。蒿素及其衍生物的主要提取方法见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.04.034.T001表1青蒿素及其衍生物的主要提取方法提取方法提取工艺优缺点参考文献有机溶剂萃取法提取溶剂为氯仿,温度120 ℃、时间10 min,提取3次工艺成熟、重复性较好、提取时间短、溶剂用量少;但提取率低、成本高、存在安全隐患周毅峰等[17]超临界CO2萃取法温度50 ℃、时间4 h、压力20 MPa,每千克原料CO2质量流量1 kg/h,青蒿素提取率达95%操作简单、提取率高、提取时间短、成本低胡淼等[18]超声波法原料60目、溶剂量60 mL、超声波强度80 W、超声波作用时间20 min、搅拌温度50 ℃、搅拌速度800 r/min、提取时间2 h,青蒿素提取率达95%操作简便、提取时间短、溶剂用量少、成本低、提取率高李再新等[19]离子液体萃取法原料粒度0.38 mm、液固比50 mL/g、提取时间30 min、提取温度20 ℃、 超声波功率600 W、占空比1.6 s/0.4 s离子液体可循环使用、缩小纯化规模、降低成本夏禹杰等[20]纤维素酶辅助法反应时间2.9 h、纤维素酶添加量0.20 g、反应温度42.6 ℃提取工艺简单、提高原料利用率、缩短提取时间卢婉怡[21]3青蒿素及其衍生物在动物生产中的应用3.1青蒿素及其衍生物在鸡生产中的应用陆小箩等[22]研究表明,在日粮中添加青蒿复合添加剂1%能显著提高散养良凤花公鸡的粗蛋白质代谢率,但对干物质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分和无氮浸出物的代谢率无显著影响。Cherian等[23]研究表明,在肉鸡日粮中添加青蒿叶2%和4%,可显著降低小肠pH值,从而维持肠道健康。宋志华等[24]发现,在肉鸡日粮中添加青蒿叶5 g/kg可显著降低21、42日龄血清总胆固醇含量,显著提高21日龄空肠胰蛋白酶活性和42日龄空肠淀粉酶活性。说明青蒿素对肉鸡生长性能的影响可能是通过提高肠道消化酶活性,调节肠道健康来实现的。此外,青蒿素还具有改善肉鸡肉质的功能。陆小箩等[22]发现,在日粮中添加青蒿复合添加剂1%可显著降低胸肌初水分含量。青蒿素可以提高肉鸡免疫功能、治疗鸡球虫病。张滔滔等[25]研究表明,在日粮中添加青蒿复合添加剂1%能显著降低肉鸡腹泻率、发病率、死亡率,显著提高胸腺指数以及血清IgM与补体C3含量。焦金英[26]研究表明,青蒿素可显著降低感染艾美耳球虫鸡的血便计分和盲肠病变计分,极显著下调Bcl-2以及NF-ΚB和IL-17 mRNA的表达,极显著上调Bax、Caspase-3的表达,极显著降低卵囊的孢子入侵率,从而达到抗球虫的目的。3.2青蒿素及其衍生物在猪生产中的应用青蒿素可以提高猪生长性能。韩洪英等[27]研究表明,在断奶仔猪日粮中添加青蒿提取物2.5‰,可极显著提高平均日增重和平均日采食量,显著降低料重比。青蒿素还可以缓解一些仔猪代谢疾病和应激反应。赵永伟等[28]研究表明,双氢青蒿素能显著降低由脂多糖引起的断奶仔猪肝脏中丙二醛、蛋白质羰基、8羟基脱氧鸟苷和过氧化氢含量升高,从而缓解断奶仔猪氧化应激。双氢青蒿素还可以显著升高宫内发育迟缓仔猪的肝重量和胰岛素生长因子-1含量,显著降低血清空腹胰岛素含量和胰岛素抵抗指数并改善肝组织形态结构,说明双氢青蒿素可以缓解宫内发育迟缓仔猪的胰岛素抵抗和肝发育受损[29]。3.3青蒿素及其衍生物在反刍动物生产中的应用青蒿素可以有效调节奶牛瘤胃发酵,促进营养物质的吸收。苏汉书等[30]发现,青蒿提取物0.5%可显著提高荷斯坦奶牛瘤胃液的氨态氮质量浓度、干物质消失率,显著降低中性洗涤纤维含量和乙酸、丙酸比值。青蒿素还可以提高奶牛的产能性能,调节乳脂肪含量,增强奶牛的抗氧化能力的免疫功能。王丽芳等[31]发现,黄花蒿乙醇提取物可以提高奶牛乳腺上皮细胞中硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)和脂肪酸合成酶(FASN)的基因表达量,从而调控共轭亚油酸和乳脂肪的生成。侯昆等[32]发现,青蒿提取物60 g/d可显著提高患隐性乳房炎奶牛4%乳脂校正乳产量和乳蛋白率,显著降低乳中体细胞数,降低奶牛乳房炎的发生率;显著降低血清中白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α、丙二醛含量,显著提高白细胞介素-2含量。青蒿素也可用于调控养瘤胃发酵,改善瘤胃内环境及微生物蛋白质循环。王洪荣等[33]发现,青蒿素能显著降低山羊瘤胃液中氨氮浓度、乙酸/丙酸,极显著降低原虫蛋白产量、原虫总数及原虫对细菌的吞噬速率,提高山羊对蛋白质的利用率,以添加量为0.6%较好。青蒿素衍生物青蒿琥酯的纳米乳制剂还可以预防和治疗山羊焦虫病[34]。3.4青蒿素及其衍生物在其他动物生产中的应用林韵等[35]发现,青蒿粉能极显著提高生长肉兔平均日采食量,极显著降低肌肉亮度和黄度,显著降低背腰肌重和背腰肌率,显著提高圆小囊重量,且最适添加量为4%~8%。常忠娟等[36]发现,在鲜料中添加酶解青蒿粉1.0%~1.5%可降低育成期雌性水貂夏季腹泻率,显著提高钙消化率。黄光中等[37]发现,在黄鳝基础饲料中青蒿提取物20、30 g/kg能显著提高鱼体肠道消化酶、血液谷草转氨酶、谷丙转氨酶活性和血清总蛋白含量,显著降低血液葡萄糖和甘油三酯水平,从而调节黄鳝的营养物质代谢,改善黄鳝生长性能。4结论青蒿素及其衍生物应用在动物生产中可以提高生产性能、抗氧化、抗菌消炎、缓解热应激、提高抗病力、改善畜禽产品品质,而且安全、绿色,是一种很好的抗生素替代品。但当前的研究主要集中在其治疗球虫病方面,对动物的其他作用和在生产中的具体添加方式和添加剂量的研究不深入。未来应在这方面进行深入研究,为其在动物生产中的广泛应用提供参考。
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