开发安全、新型、高效的饲料添加剂是养殖业迫切面临的问题[1]。现代化的规模养殖中,细菌和病毒混合感染给养殖业造成重大的经济损失[2]。刺五加作为饲料添加剂可以提升畜禽的生理机能和预防疾病[3]。刺五加(Acanthopanax senticosu)为多年生落叶灌木,其根、茎、叶、皮和果实均可入药[4]。刺五加提取物中含有多种畜禽机体必需微量元素、必需氨基酸、葡萄糖、果糖、皂苷、维生素C等成分。主要活性成分包括刺五加苷、槲皮素、芦丁等[5]。由于刺五加临床用药数量的增加,野生刺五加在逐步减少,已经成为国家濒危保护植物[6]。研究刺五加在畜禽疾病防治上的药理机制具有重要意义。文章对刺五加有效成分的提取、纯化及生理效用机制研究进行综述,以期为刺五加的临床应用开发提供参考。1刺五加有效成分的提取研究刺五加的提取技术包括超声波提取、微波提取和酶辅助提取等,具有高效、节能、过程短和保护活性成分等优点。1.1刺五加黄酮类的提取黄酮类化合物是一类由2个具有酚羟基的苯环通过中央三碳链相互联结而成的化合物(C6-C3-C6)[7]。黄酮类化合物主要有游离形式和苷类[8]。刺五加植物体内黄酮类化合物主要有原茶儿酸、紫丁香苷、绿原酸、刺五加苷E、异嗪皮啶和槲皮素-3-鼠李糖苷等[9-10]。高腾等[11]以刺五加茎皮为原料,采用超声波辅助提取刺五加茎皮黄酮并进行响应面优化试验,发现在超声功率400 W、提取时间45 min、提取温度65℃条件下提取率最高为3.72%。王彦博等[12]研究超声辅助提取总黄酮最佳工艺,发现超声辅助提取麦积山野生刺五加中总黄酮最优工艺为:超声时间40 min、超声功率600 W、提取温度60 ℃、料液比1∶35,总黄酮提取量为28.11 mg/g。1.2刺五加多糖的提取植物多糖提取的原则是在不破坏多糖本身性质前提下提取更多的多糖[13]。由于多糖不溶于有机溶剂,多糖提取一般采用水提醇沉法。李俊萍等[14]发现,刺五加中多糖最优超声提取工艺为:提取温度55 ℃、料液比1∶10、提取时间35 min,多糖提取率为4.36%。于淼等[15]发现,以刺五加根废弃物为原料提取多糖的最佳条件为:提取温度80 ℃、提取时间1.5 h、液料比1∶21,多糖的提取率达10.14%。1.3刺五加皂苷的提取刺五加根茎中包含酚苷、香豆精苷和木脂素苷等[16]。曹瑞奇等[17]采用微波辅助提取刺五加皂苷,确定最佳条件为:乙醇70%、微波功率600 W、微波时间60 s、料液比1∶10,刺五加总皂苷含量达69.544 mg/g。漆书文等[18]以刺五加根茎为原料,选用超声辅助表面活性剂吐温80提取刺五加苷B和E,发现最佳提取条件为:表面活性剂浓度0.3%、液料比20 mL/g、超声功率200 W、超声时间30 min,刺五加苷B和E的得率分别为1.60 mg/g和2.43 mg/g。2刺五加有效成分的纯化目前,新型的纯化技术有大孔树脂和超滤等。大孔树脂具有不溶于酸、碱和有机溶剂,吸附速度快,吸附容量大的优点[19]。Chen等[20]以刺五加果实为原料,采用高速逆流色谱(HSCCC)分离花色苷组分,发现短梗刺五加中总花色苷含量为1.213 5 mg/g,纯度达95%。翟春梅等[21]采用星点设计-效应面法优化刺五加总黄酮纯化工艺,选用6种树脂,设置总黄酮洗脱率作为评价指标,发现最佳纯化工艺为上样质量浓度0.2 g/mL、乙醇浓度80%、乙醇洗脱用量6.0 BV,总黄酮洗脱率的最大值达92.5%。朱辉等[22]采用5种不同极性的大孔树脂对刺五加总黄酮进行纯化,发现D301R型树脂吸附效果最好,在25 ℃、5 h、固液比3∶40的条件下,吸附量达56.89 mg/g。3刺五加有效成分的生理活性研究进展刺五加的根、茎、叶、花和果均具有抗炎[23]、抗氧化[12]、促生长和提高免疫力[24]的功效。3.1抗炎功能刺五加中起到抗炎作用的成分主要有刺五加多糖和刺五加苷等,能够通过对机体内介质的影响而起到抗炎的作用。Zhang等[25]利用有毒化合物诱导果蝇建立肠道炎症模型研究刺五加多糖对损坏肠道稳态的保护作用,发现刺五加多糖可以通过表皮生长因子受体、jun-N-末端激酶和Notch信号通路显著降低炎症反应,提高果蝇成虫存活率,刺五加多糖能有效减少肠道上皮细胞死亡以及活性氧和抗菌肽的积累。Jin等[26]研究从刺五加中分离出的一种萜类化合物(IPA)对动脉粥样硬化的预防作用,发现IPA可以通过激活内皮细胞中的诱导型一氧化氮合酶/一氧化氮(iNOS/NO)途径,诱导iNOS磷酸化和NO生成,减弱NF-KB途径,来阻止肿瘤坏死因子α(TNF-α)诱导的单核细胞黏附于内皮细胞上,抑制TNF-α和刺激细胞间黏附分子-1的表达。最终IPA可以预防TNF-α所诱导的血管内皮功能障碍,降低动脉粥样硬化的发病率。Fan等[27]采用脂多糖刺激断奶仔猪,发现刺五加多糖可以降低回肠中TNF-α、白介素1β(IL-1β)、iNOS的mRNA表达,同时还抑制回肠组织中缺氧诱导因子1α(HIF-1α),环氧合酶(COX-2)和NF-KB p65的蛋白表达,表明刺五加多糖参与介导了NF-KB信号通路,下调缺氧诱导因子/环氧化酶(HIF-1α/COX-2)途径,进而减少炎症因子释放。Kim等[28]在对刺五加皮进行发酵后,将发酵刺五加(FAS)提取物进行分离鉴定,通过HPLC分析表明木脂素苷含量降低,原茶儿酸和丁香脂醇的含量升高。使用脂多糖(LPS)诱导RAW264.7小鼠巨噬细胞建立炎症模型,在FAS作用下,NO生成减少,iNOS、COX-2、促炎细胞因子白介素6(IL-6)、TNF-α和胶原酶活性降低。陈人豪等[29]研究刺五加提取物(ASE)对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用,与模型组比较,刺五加提取物各剂量组大鼠脑组织中的IL-6、IL-1β含量显著降低;ASE高剂量组的神经功能缺损评分、脑组织细胞凋亡百分率、丙二醛(MDA)含量及TNF-α含量均显著降低;超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高;谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)活性显著升高。说明刺五加提取物能够抑制炎症因子分泌,提高脑组织抗氧化应激的能力。韩杰等[23]研究发现,日粮中添加刺五加多糖可缓解对LPS刺激的断奶仔猪肠黏膜炎症反应。3.2抗氧化能力Xia等[30]从刺五加叶中分离出刺五加多糖B2(ASP-B2)和ASP-B3,发现两者具有很强的2,2-二苯基-1-苦基肼(DPPH)和羟基自由基(-OH)清除活性。林丽颖等[31]研究发现,当云芝与刺五加的比例为1:5时,水提物的还原力、清除-OH的能力及清除DPPH自由基的能力最强。Xu等[32]通过液相色谱仪-质谱仪从刺五加中分离出非对映异构体倍半萜A和B,评价2种化合物对DPPH自由基、ABTS自由基、黄嘌呤氧化酶(XO)抑制活性,发现2种化合物在100 μmol/L时表现出较弱的抑制作用。此外,2种化合物对LPS诱导的RAW 264.7细胞产生一氧化氮有较强的抑制作用。张倩等[33]通过小鼠动物试验研究刺五加苷B(ELB)对疲劳小鼠学习记忆能力的影响,发现ELB组和模型组相比,血清中乳酸脱氢酶活性、血尿素氮水平降低,脑组织中MDA和ROS水平降低,脑组织中Keap1蛋白表达水平降低,Nrf2和HO-1蛋白表达水平升高,说明ELB可以改善疲劳小鼠的学习记忆能力,增强机体的抗氧化能力,机制可能与其调节Keap1/Nrf2/ARE信号通路的相关因子表达相关。3.3调节脂质代谢Hwang等[34]检测刺五加果实提取物(ASF)对猪肺泡3D4/31巨噬细胞(MΦ)调节脂质代谢能力的影响,发现ASF使过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)和脂肪酸合成酶(FASN)分别上调224.83%±104.39%和189.22%±87.23%,丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)上调PPARα和FASN分别为156.27%和206.68%;与PMA处理相比,ASF-PMA共同处理降低PPARα和FASN mRNA表达水平的一半;ASF和PMA处理组的脂质含量分别比空白对照组增加22.64%和20.39%,MΦ与ASF-PMA共处理组的脂质含量比PMA处理组降低11.05%。ASF使活化的MΦ的脂质代谢的表达下调,表明ASF可以抑制脂质诱导的脂毒性。Saito等[35]探讨刺五加果实冻干粉(GF)抑制肝脏脂质堆积的机制,测定肝脏(AMP依赖的蛋白激酶)AMPK的磷酸化和脂质代谢相关基因即胆固醇7α-羟化酶(Cyp7a1)、脂肪酸合成酶(FASN)和肉毒碱棕榈酰基转移酶1A(CPT1A)的表达,发现对照组(CT)AMPK磷酸化水平略高于高脂饮食组(HFD)。与CT和HFD组水平相比,GF 1 000 mg/kg(GFH)组和二甲双胍300 mg/kg(MET)组的AMPK磷酸化水平显著增加。GFH组的Cyp7a1表达明显高于CT组和HFD组。此外,与CT组和HFD组相比,GFH组和MET组的FASN表达明显下调。数据显示,GF通过增加AMPK活性和上调Cyp7a1的表达来减轻肝脏中的脂质堆积。即刺五加通过激活AMPK和调节脂质代谢相关基因的表达来调节肝脏脂质合成和分解代谢的平衡。3.4增强免疫能力ASE可以刺激T细胞产生,提高细胞产生诱生干扰素的能力,进而增强免疫能力。李向辉等[36]研究不同醇沉浓度刺五加多糖对小鼠脾细胞增殖和细胞因子白细胞介素-2(IL-2)表达的影响,考察不同浓度分级醇沉刺五加多糖对小鼠脾细胞增殖、ConA和LPS诱导的脾淋巴细胞的增殖反应和脾细胞产生细胞因子表达的影响,结果表明,以40%醇沉浓度刺五加多糖免疫增强效果优于其他醇沉浓度。闫雪等[37]研究发现,刺五加多糖可以提高雏鸡免疫器官指数、T细胞增殖活性、IL-2水平。4刺五加提取物对畜禽生产性能的影响Fan等[27]将刺五加多糖和脂多糖(LPS)添加到饲料中,发现试验组与对照组相比平均日增重(ADG)增加74 g/d,日均采食量(ADFI)显著增加107.87 g/d,腹泻率显著降低21.25%。刘东风[38]发现,在育肥猪日粮中加入0.2%的刺五加散,育肥猪ADG显著提高9.4%,ADFI显著提高9.6%,IgA含量显著提高33.3%,IgG含量显著提高14.7%;IgM含量显著提高32.0%。杨海峰等[39]研究ASE替代抗生素加入断奶仔猪日粮中的效果,发现ASE组断奶仔猪ADG比抗生素组显著提高,抗生素组与ASE组断奶仔猪的料重比和腹泻率均比基础日粮组低,且ASE组显著低于抗生素组。李爱菊[40]在饲喂仔猪的日粮中添加1 000 mg/kg的刺五加多糖,发现仔猪ADG比基础日粮组显著增加27 g,ADFI显著增加78 g,腹泻指数由1.43降低至0.53。说明刺五加多糖可以提高ADFI和ADG,降低腹泻率,提高断奶仔猪的生产性能。梁佶宇等[41]在仔猪日粮中加入适量的黄芪和刺五加多糖后,发现仔猪ADG和ADFI随日粮中刺五加多糖添加量增加而增加,腹泻率和腹泻频率随日粮中刺五加多糖添加水平的增加而降低。王长文等[42]将刺五加合生元添加到哺乳犊牛日粮中,发现哺乳犊牛ADG显著增高,体直长显著增加6.98%,体斜长显著增加6.36%,胸围显著增加3.3%,说明中草药刺五加合生元能够增强哺乳犊牛的生长性能。杨文艳等[43]研究阴离子盐和中草药添加剂(刺五加、黄芪、当归提取物组成)对围产期荷斯坦奶牛初乳品质的影响,发现与对照组相比,加入添加剂可以显著提高围产期荷斯坦奶牛初乳中的乳蛋白、乳糖和总乳固形的含量;只加入中草药和组合添加(阴离子盐和中草药添加剂)都可以显著提升围产期荷斯坦奶牛初乳中的乳脂肪含量,组合添加组奶牛血清IgG含量比对照组提高显著,说明在围产奶牛日粮中加入阴离子盐和中草药能显著提高初乳品质。扆妍妍等[44]研究刺五加、黄芪等组成的复方“刺黄增蛋液”对蛋鸡后期生产性能的影响,按照0.25、0.50、1.00 g/L的剂量加入蛋鸡饮用水中,发现料蛋比分别极显著下降11.42%、8.66%、11.02%,平均蛋重显著增加,平均日产蛋量有升高的趋势,表明“刺黄增蛋液”能够提高产蛋率,降低料蛋比。闫峰等[45]发现,在鹌鹑基础日粮中加入0.2%的刺五加添加量可以显著提高鹌鹑的ADG,显著降低料重比。姜贺等[46]将中草药添加剂(黄芪粉、刺五加粉和松针粉复合制剂)加入林下鸡基础日粮中,发现中草药添加剂组鸡ADG显著提高16.03%,肉色L*值、a*值、b*值差异显著,鸡肉总蛋白含量差异显著,说明中草药添加剂提高林下鸡的平均自增量和体质量,改善肉鸡肉质及血液生化指标,促进肉鸡生长。5展望刺五加有效成分的提取已经采用了现代化的提取工艺,下一步需要加大在临床生产中推广和应用。临床应用和实验室药理作用机制研究也充分证实刺五加具有抗炎、抗氧化应激、增强免疫、促生产的功效。为提高刺五加的利用效率,需要加大刺五加药物的现代化的开发力度,包括提取、纯化以及新活性成分的鉴定和新剂型的开发,使刺五加成为临床消化道保健和畜禽疾病预防的新型、高效药物或饲料添加剂。

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