穿心莲,又名苦草、一见喜、榄核莲、苦胆草、四方莲、圆锥须药草等,为爵床科穿心莲属植物穿心莲(Andrographis paniculata (Burm. f.)Nees)的干燥地上部分,主要分布在我国海南、福建、广东、云南、广西等地[1-2]。穿心莲中含有酯类、黄酮类、生物碱等成分,具有抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒等多种生物活性[3-5]。因穿心莲具有无毒、无残留等特点,因而关于其在动物生产中的应用研究报道越来越多[6-10]。李江北等[6]发现,在饲粮中添加200 mg/L穿心莲内酯干混悬剂,能够减少大肠杆菌感染导致的肉鸡死亡,改善肉鸡生长性能、血清氧化应激状态和空肠肠道形态,提高法氏囊指数,并对大肠杆菌感染导致的肉鸡腹泻具有显著疗效。张廷胜[7]和冉茂钊[8]研究结果显示,穿心莲注射液分别对猪便秘和流行性腹泻具有良好的治疗效果。谭和平[9]研究发现,牛巢穴注射穿心莲注射液+环丙沙星注射液可以治疗牛肠炎。麻艳群等[10]研究发现,添加1.88%穿心莲可以提高斑点叉尾鮰的生长性能。因此,本文总结穿心莲的主要化学提取方法、生物活性以及其在动物生产中的应用研究,深入发掘穿心莲更多的价值,为穿心莲更广泛地应用于畜牧养殖领域提供参考。1穿心莲的主要化学成分穿心莲中的化学成分复杂,包括二萜内酯类、黄酮类、有机酸、环烯醚萜类、甾醇类和生物碱等[11-13]。穿心莲中主要有效成分为内酯类和黄酮类。现已分离得到穿心莲内酯类成分50多个,黄酮类成分40多个[12]。1.1内酯类成分穿心莲内酯类成分包括二萜内酯类和倍半萜内酯类,而穿心莲内酯(C20H30O5)、新穿心莲内酯(C26H40O8)、去氧穿心莲内酯(C20H30O4)是穿心莲内酯类重要的活性成分(化学结构见图1~图3)。穿心莲内酯类具有清热解毒、凉血消肿、神经系统保护等作用,在日常生活中可用于治疗感冒发热、热淋涩痛、咽喉肿痛等;在动物临床上可应用于治疗细菌感染性肺炎、呼吸道疾病等[14-15]。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.029.F001图1穿心莲内酯10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.029.F002图2新穿心莲内酯10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.029.F003图3去氧穿心莲内酯1.2黄酮类成分穿心莲黄酮类成分包括穿心莲黄酮(C18H16O6)、穿心莲黄酮苷C(C23H24O10)、5-羟基-7,8-二甲氧基黄酮(C17H14O5)等化合物,化学结构见图4~图6。穿心莲黄酮具有抑菌、抗炎、抗氧化等药理作用,在日常生活中可用于治疗痛风。穿心莲黄酮类具有抑制病原微生物(包括多药耐药细菌)生长的作用,在动物临床中已被用于抑菌,具有替代部分抗生素的可能[16]。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.029.F004图4穿心莲黄酮10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.029.F005图5穿心莲黄酮苷C10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.029.F006图65-羟基-7, 8-二甲氧基黄酮1.3其他成分除上述化学成分外,在穿心莲中还发现了苯丙素及其衍生物(如咖啡酸、反式肉桂酸等)的苯丙素类[17-18],以6-表哈帕苷等为代表的环烯醚萜类,以β-谷甾醇-葡萄糖苷等为代表的甾醇类以及以鸟嘌呤核苷和尿嘧啶核苷为代表的生物碱类[12]。2穿心莲活性成分的提取方法穿心莲的提取方法包括传统提取工艺和现代提取工艺。传统提取工艺主要以水、醇、碱、酸等作为提取介质,采取浸泡、渗漉、加热回流等方式,如传统煎煮法和浸提法等。现代提取工艺包括微波提取法和超临界CO2流体萃取法等,可结合试验条件及需求对穿心莲活性成分采取不同的提取方法[19]。2.1传统煎煮法传统煎煮法简便易行,药材中的大部分成分均能够被提取出来。但穿心莲内酯环的特殊内酯结构在加热下容易被破坏,使其提取效率下降[20]。有研究表明,穿心莲的水煮液中内酯类成分含量较少,脱水穿心莲内酯含量为0.120%[21]。因此传统水煎煮法被《中国药典》(1990版)淘汰。研究表明,若将传统水煎煮法中的水介质换成浓度为70%的乙醇或浓度为0.01%碱均能够改善穿心莲有效成分的提取效果[22-24]。2.2浸提法浸提法包括冷浸法与热浸法,冷浸法尤其适用于遇热易破坏或挥发性成分的提取。由于穿心莲内酯类成分在持续高温的水溶液中不稳定,易发生水解开环,故穿心莲内酯的提取更多采用冷浸法。相比热浸法,冷浸法提取有效成分破坏较少、收率较高,但会导致生产成本提高,且更加费时、费力。唐睿等[25]采用浸提法提取穿心莲中有效成分,内酯和黄酮提取率均以85%乙醇冷浸最高,分别为4.55%和1.15%,内酯提取率以酸水冷浸最低,为0.02%,黄酮提取率以85%乙醇温浸最低,为0.65%。2.3渗漉法渗漉法的提取率比浸渍法较高,同时能够避免因某些中药活性成分不耐高温而导致的活性成分结构被破坏而影响收率。同时,渗漉法操作简便、实用且能够节约能源。卓菊等[26]采用渗漉法对穿心莲内酯进行提取,试验用95%乙醇浸渍药材24 h,用9倍量的渗漉液脱水后,其内酯含量为5.49 mg/g。2.4回流提取法回流提取法能提高穿心莲活性成分的提取效率,但提取过程中温度会影响穿心莲内脂类的成分。回流提取法往往以不同浓度的乙醇作为提取溶剂。戴平等[27]以乙醇为溶剂,通过加热回流提取穿心莲内酯,得到最佳工艺为:6倍量80%乙醇、加热回流提取2次、每次时间2 h,得到穿心莲内酯最高提取率为3.171%。2.5微波提取法微波处理法具有操作时间短、提取效率高、溶剂回收方便、适用范围广泛等特点[28]。黄琼等[29]采用微波辅助萃取法提取穿心莲黄酮类化合物,得到最佳提取工艺为:微波功率高火、微波作用时间6 min、液料比50 mL/g、乙醇浓度60%,此时所得总黄酮提取率最高,为4.945%。2.6超声提取法超声提取法在中药活性成分提取中的应用逐渐增多,超声提取法能够明显缩短提取时间,提高提取率,同时也较为环保。周汝顺等[30]通过研究得到穿心莲二萜内酯类成分的最佳超声工艺为:乙醇浓度60%、超声时间1 h、液料比15 mL/g,穿心莲二萜内酯类成分的总含量为2.27%,RSD值为1.3%。2.7超临界CO2流体萃取法超临界萃取法分为提取与分离两步,能够把高沸点、低挥发性、易热解的物质在低于其沸点温度下萃取出来,最常用的溶剂是CO2。超临界流体萃取技术可以在低温条件下进行萃取,适用某些对热不稳定的成分提取,具备提取效率高且试剂安全、耗能少等优点。杨凤琼等[31]采用超临界CO2萃取提取穿心莲有效成分,穿心莲总内酯的萃取含量为81.7%,其最佳试验条件为提取温度100 ℃、提取时间12 h。3穿心莲的生物活性功能3.1抗肿瘤穿心莲对肿瘤细胞的生长繁殖具有抑制作用,可提高机体的免疫力和防御力。LIM等[32]研究发现,穿心莲内酯可通过与其他物质相结合,通过协同作用对动物肿瘤细胞起到抗增殖的作用。YUAN等[33]研究发现,紫杉醇(PTX)和穿心莲内酯(Andro)的组合在体外和体内对A549细胞具有显著的协同抗癌作用。穿心莲内酯也可通过剂量依赖性来抑制肿瘤细胞的增殖。鹿蓓蓓等[34]研究发现,Andro对乳腺癌荷瘤小鼠肿瘤生长具有明显的抑制作用,而对免疫器官及代谢器官则无显著影响。EUNSUN等[35]研究发现,穿心莲内具有抑制癌细胞生长的能力,能够诱导癌细胞凋亡。3.2抗炎穿心莲具有较好的抗炎作用。尹青等[36]发现,穿心莲发挥抗炎活性的机制主要是通过抑制免疫反应及抗氧化等途径。石欢等[37]发现,穿心莲内酯通过阻断Janus激酶/转录激活子3(JAK2/STAT3)信号通路,抑制完全弗式佐剂(CFA)诱导小鼠脚掌炎性肿胀,达到抗炎的作用。王甲任等[38]发现,穿心莲抗炎分子机制通过基因层面调节细胞因子的转录,从而影响抗炎分子表达,作用于免疫系统,达到消除炎症的目的。穿心莲抗炎活性在动物炎症类疾病方面的应用得到广泛研究。邱雨馨等[39]研究发现,穿心莲内酯可以起到预防5-氟尿嘧啶(5-Fu)所致大鼠化疗性肠黏膜炎的作用。3.3抗菌抗菌药物在传染病的治疗和防治方面发挥巨大作用。彭宇然等[40]发现,化合物B5与C5对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制能力优于先导化合物穿心莲内酯。王丽娟等[41]发现,穿心莲内酯可以与左氧氟沙星发挥协同作用,共同抑制铜绿假单胞菌。周婧等[42]发现,穿心莲中的24个活性成分可作用于抑癌基因(TP53)、蛋白激酶(AKTl)等124个抗菌靶点。穿心莲的药效成分和其他药剂结合使用也有一定的抗菌活性。张利勃等[43]研究表明,四味穿心莲散水煎剂能够有效治疗禽致病性大肠杆菌(APEC)病。3.4抗病毒目前,一些药用植物提取物已显示出对某些RNA和DNA病毒的抗病毒活性。张丹丹等[44]研究发现,穿心莲具有潜在的临床抗病毒应用前景,值得进一步深入研究。PHITCHAYAPAK等[45]研究发现,穿心莲内酯可以作为抗基孔古尼亚病毒(CHIKV)的药物。PANRAKSA等[46]研究穿心莲内酯的活性时发现,穿心莲具备抗登革热病毒的作用。蔡楠等[47]研究验证了穿心莲内酯在新型冠状病毒感染(COVID-19)治疗中具有潜在的抗病毒作用,抑制并发细菌感染,提升机体免疫力。4穿心莲在动物养殖中的应用穿心莲应用于动物养殖中可减少和防治疾病的发生,提高动物生产性能。穿心莲常常以粗提取物、一定的剂型或复方中草药等不同形式作为饲料添加剂应用于动物养殖。4.1穿心莲在家禽养殖中的应用穿心莲在家禽养殖中具备提高家禽的生产性能、细胞免疫力、体液免疫力、抗氧化能力、改善肠道环境、提高产蛋率、改善蛋品质等作用[48-51]。胡宇莉等[52]研究发现,添加1%的穿心莲超微粉显著降低了肉鸡料重比。吴玉臣等[53]研究发现,添加1 500、1 000、500 mL/t含穿心莲的复方中药液,可显著提高肉鸡的免疫功能,提高机体的抗氧化能力和抗病能力,试验各组免疫器官指数、淋巴细胞转化率、血清中抗体水平与对照组相比均有显著差异,血液中超氧化物歧化酶的活性和总抗氧化能力与对照组相比也有显著差异。TARACHAI等[54]研究发现,在肉鸡饲粮中添加0.1%和0.25%的穿心莲粗提物,能够提高生产性能,增强肠道消化功能。曾晓等[55]研究发现,添加0.5%、1.0%、1.5%穿心莲能够有效促进普定高脚雏鸡的生长发育,其中添加0.5%的穿心莲粉剂可预防雏鸡胃肠道疾病。张强等[56]研究表明,3%发酵穿心莲粉可显著提高番鸭的生产性能、机体抗氧化能力、产蛋量以及饲料转化率。4.2穿心莲在猪养殖中的应用穿心莲提取物在猪生产中可用于治疗仔猪肠胃炎、仔猪白痢、母猪产后感染、猪喘气病等,其用法用量及其发挥的作用有所不同。冼琼珍等[57]研究表明,穿心莲内酯体外可以抑制呼吸综合征病毒(PRRSV),其抑制率和直接杀灭率可达100%,这两种作用方式的最低有效浓度分别为0.04、0.08 g/L。SENIYA等[58]研究表明,穿心莲内酯能够与神经氨基酸结合,抑制H1N1神经氨基酸的活性,有效治疗猪流感结合能最高为-10.88 kcal/mol。胡佑志[59]研究发现,每天分别肌注2次5 mL环丙沙星和2 mL穿心莲,连用3~5 d,可以治疗喘气病,每头仔猪在吃乳前灌服1 mL穿心莲可以有效预防仔猪白痢。王金玉等[60]研究发现,采用1/2MIC、1/4MIC、1/8MIC穿心莲内酯可干预猪链球菌生物被膜的形成。洪梦婕等[61]研究发现,将0.1 mL/kg穿心莲注射液与排疫肽加转移因子混合进行肌肉注射,可以治疗猪的喘气病。4.3穿心莲在反刍动物养殖中的应用穿心莲也可应用于牛、羊等反刍动物因混合感染而引起的前胃滞缓、瘤胃积食和膨胀、胃扩张、反刍无力等,如牛犊和羔羊的痢疾、肠炎、副伤寒、细菌性肠炎、羊肺疫等疾病。王启明[62]研究发现,给犊牛肌肉注射10 mL的穿心莲注射液,可以有效地治疗犊牛的支气管炎。何力等[63]研究发现,穿心莲药渣能够刺激羊瘤胃微生物的代谢活动,微生物蛋白含量显著提高了33.33%。向敏等[64]研究发现,近半数奶牛乳房炎的无乳链球菌对穿心莲注射液较敏感。YUSUF等[65]研究发现,添加1.5%穿心莲叶和1.5%穿心莲全草,可提高波尔山羊肉的多汁性、嫩度和总体可接受性的感官评分。李新涛等[66]研究发现,穿心莲注射液治疗奶牛乳房炎的效果较好,有效率和治愈率高达100%和92%。4.4穿心莲在水产动物养殖中的应用穿心莲在水产动物病害防治中主要用于细菌和病毒性疾病的防治,如细菌性败血症、肠炎病、白皮病、赤鳍病、红点病等。BASHA等[67]研究表明,饲料中添加0.05%(T1组)、0.10%(T2组)、0.20%(T3组)、0.40%(T4组)和0.80%(T5组)穿心莲内酯,可提高鲢鱼对嗜水蝇感染的抗病能力,其中T2组的存活率最高(74.06%),其次是T1组(62.95%)和T3组(51.84%);添加0.10%穿心莲内酯可以显著增加鲢鱼的体质量。沈兆媛等[68]研究发现,穿心莲具有较好的抗Ⅱ型鲤疱疹病毒效果,异育银鲫死亡率为15%。石勇[69]研究发现,穿心莲可通过调控抗氧化酶和核因子E2相关因子2/Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Nrf2/Keap1)途径信号分子的转录,提高肝脏抗氧化能力。麻艳群等[70]研究发现,在斑点叉尾鮰饲料中添加1.88%~2.25%的穿心莲,能够提升胰蛋白酶的活性。车常宝等[71]研究发现,穿心莲也可促进黄鳝生长性能,增强机体免疫力。5展望穿心莲含有多种有效成分,药用价值较高,同时具有利用率高、毒副作用小等特点,在动物养殖中具有良好的应用前景。目前,穿心莲开发的药剂类型较多,应用广泛,但穿心莲直接的作用靶点和机制尚未完全阐释清楚。在动物养殖中,穿心莲对提高动物生产性能方面的研究相对较少。此外,如何将穿心莲有效成分通过更合理的剂型应用于动物养殖的研究也较少。因此,仍需对穿心莲进行深入研究,进一步发掘穿心莲在动物养殖中的价值与应用。

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