药用植物及其提取物具有安全有效、无毒无害、无残留、无抗药性等优点,具有替代抗生素的良好发展前景。甘草药用部位是根及根茎,是临床常用的补气类药物。甘草中最重要的活性化合物是三萜、黄酮类和多糖。药理试验表明,甘草中的不同提取物和纯化合物具有广泛的生物学特性[1]。甘草及其提取物能够提高禽类生产性能,增强机体免疫力,调节代谢,提高机体抗氧化,抗菌抗病毒的能力,维持肠道健康。文章综述甘草及其提取物的药理价值及提取工艺,为其在禽养殖开发应用中提供参考。1甘草及其提取物的药理活性甘草有抗炎、调节免疫力、解痉、促消化液分泌、抗血小板聚集等作用,临床上被广泛用于治疗高血压病、冠心病、细菌性痢疾、消化不良等疾病[2]。甘草主要活性成分包括甘草皂苷、甘草酸、甘草次酸、甘草黄酮类、甘草多糖[3],具有抗炎杀菌、抗病毒、保肝、抗氧化、抗肿瘤、增强免疫力等药理作用[4-6]。2甘草活性成分的提取分离2.1甘草酸的提取分离甘草酸的提取方法主要包括热回流提取法、超声提取法、醇提取法、浊点提取法等;常见的纯化方法有连续离子交换色谱、超滤-络合萃取、膜分离和分子印迹聚合物技术等[7]。李越峰等[8]结果表明,使用50%乙醇作为提取溶剂能够避免糖类、淀粉等水溶性杂质溶出,保证甘草酸的提取效率。甘草酸在252 nm处有最大吸收值,且各峰响应值较高,基线稳定,流动相系统选用乙腈-0.05%磷酸梯度洗脱。牛志超[9]研究表明,甘草酸热回流提取的最佳条件为固液比1∶20(g/mL)、提取时间2 h、提取温度80 ℃;超声波法提取的最佳条件为固液比1∶20(g/mL)、提取时间75 min、超声功率180 w、提取温度70 ℃。在膜孔径0.10 μm,操作压力0.10 MPa,药液温度30 ℃条件下,甘草酸产品纯度达到85.32%。采用此提取方法提取甘草酸,操作简单、成本低、产品纯度较高、适用于工业化生产。王振强等[10]研究表明,甘草酸的最佳提取条件为提取温度90 ℃、料液比1∶30(g/mL)、提取时间0.5 h、提取次数5次,甘草酸提取率达2.27%。谭勇等[11]通过粉碎、热回流提取、浓缩、酸沉、过滤等试验过程从甘草中提取粗提甘草酸,发现甘草酸的最佳提取条件为乙醇浓度60%、NaHCO3添加量0.4%、液料比15∶1、提取时间2.5 h、提取温度60 ℃,甘草酸的平均提取率为33.27%。魏宁等[12]研究表明,影响甘草酸和甘草苷浸出的主要因素包括乙醇体积分数、溶媒用量、提取时间和提取次数,最佳提取工艺为6倍55%乙醇、加热回流提取3次,每次1.5 h。2.2甘草多糖的提取分离甘草多糖类化合物的主要的提取方法包括溶剂提取法和超声辅助提取法,其他常见的提取方法有微波辅助提取法、超临界二氧化碳(CO2)萃取法、酶分解提取法和渗流-大孔树脂循环耦合提取法等。分离纯化方法主要包括凝胶过滤色谱法、大孔树脂色谱法和离子交换色谱法等[13]。乌兰其其格等[14]使用水提醇沉法从甘草中提取甘草粗多糖,使用沉淀法对甘草粗多糖进行分离纯化,得到水提一级、二级、三级多糖;根据芬顿反的原理研究甘草多糖对酱油中羟基自由基的清除作用,发现酱油试样中加入甘草多糖后清除羟基的能力明显增强。赵春玲等[15]研究表明,甘草多糖超声提取的最佳工艺条件为料液比1:6、提取温度80 ℃、提取时间25 min、提取2次,测定多糖含量采用重量法,此方法测定结果误差较小。2.3甘草黄酮的提取分离甘草中分离鉴定的黄酮类化合物有300多种,大致可分为黄酮类、黄烷类、异黄酮类、黄酮醇类、查尔酮类以及二氢黄酮等[16]。甘草总黄酮的提取方法主要有水提法、有机溶剂提取法、超临界流体萃取法、生物提取技术等[17]。王萍等[18]发现超声提取甘草渣中总黄酮的最优工艺条件为提取温度70 ℃、超声时间42 min、提取时间2.5 h,总黄酮的提取率达1.49%。总黄酮浓度在0.12~1.2 g/L范围内,清除羟自由基、DPPH自由基能力和铁还原能力均随其浓度的升高而增强。张光辉等[19]研究表明,醇提法提取甘草黄酮的最优工艺条件为液料比80.0∶1.0(mL/g)、提取温度86.7 ℃、提取时间4.0 h。朱应怀等[20]研究表明,甘草总黄酮最佳提取条件为添加24倍0.75%氨水、提取3次、每次60 min,总黄酮平均提取率达83.5%;超滤结果表明,选用10 nm的无机陶瓷膜,在操作压力为0.12 MPa和料液温度25 ℃条件下甘草总黄酮平均转移率达到95.6%,平均除杂率达23.3%。王娟等[21]以人工种植的甘草切片为主要原料,以乙醇为主要提取剂,确定超声波法提取甘草总黄酮的最佳工艺条件为料液比1∶12、乙醇浓度75%、超声温度45 ℃、超声时间75 min,甘草总黄酮的提取率达1.79%,影响甘草总黄酮提取率最主要因素是超声温度,其他因素依次为乙醇浓度、料液比、超声时间。3甘草及其提取物在禽类养殖中的应用3.1提高生产性能张瑞等[22]将甘草残渣作为饲料添加剂饲喂番鸭,发现添加12.0%、6.0%、3.0%的甘草残渣可以显著提高番鸭的生产性能。张才等[23]在基础日粮中添加不同剂量的甘草多糖饲喂1日龄肉鸡,发现添加500、1 000 mg/kg甘草多糖组的22~42日龄肉鸡的平均日增重(ADG)显著提高,料重比(F/G)显著降低。杨霞等[24]研究发现,与对照组比,添加不同剂量甘草粉组肉鸽体重和ADG无显著影响,平均日采食量显著提高,添加2 g甘草粉组肉鸽F/G显著降低;各试验组肉鸽粗蛋白消化率显著提高,添加1 g甘草粉组粗脂肪消化率显著提高,添加2、3 g甘草粉组肉鸽粗灰分消化率均显著提高。吴华等[25]研究表明,与对照组相比,添加量为3%的甘草药渣能够显著提高肉鸡日增重,降低料重比,显著提高粗蛋白质的表观代谢率;添加不同水平的甘草渣均能够降低粗脂肪的表观代谢率。黄文清[26]研究表明,甘草颗粒中、高剂量组的乌骨鸡末重均显著高于对照组;金霉素组、甘草颗粒高剂量组的平均日采食量均显著高于对照组;金霉素组、甘草颗粒中、高剂量组的ADG均显著高于对照组;金霉素组、甘草颗粒中、高剂量组的F/G显著低于对照组;各试验组死淘率均显著低于对照组。3.2提高免疫性能张瑞等[22]研究表明,甘草残渣对番鸭免疫器官的生长有促进作用,番鸭外周血总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)的含量显著提高。黄文清[26]研究表明,甘草颗粒中、高剂量组乌骨鸡的胸腺指数显著高于对照组、金霉素组;甘草颗粒高剂量组乌骨鸡的脾指数显著高于对照组、金霉素组;甘草颗粒中、高剂量组乌骨鸡的法氏囊指数显著高于对照组、金霉素组。马璐等[27]研究发现,在日粮中添加甘草多糖可以提高肉鸡的免疫器官指数、新城疫抗体水平及免疫球蛋白质量含量、细胞因子含量和脾相关细胞因子的基因表达量,从而提高机体免疫功能。3.3改善畜产品品质李晓丽等[28]在基础饲粮中添加不同剂量甘草提取物,发现各试验组蛋清相对质量、蛋清蛋白质含量和蛋黄蛋白质含量均有提高的趋势,甘草提取物可以显著改善蛋黄颜色;与对照组相比,添加80 mg/kg甘草提取物组料蛋比显著降低,添加80~150 mg/kg甘草提取物均可显著降低蛋黄胆固醇含量。李松桥等[29]研究日粮中添加枸杞渣和甘草混合添加剂对黄羽肉鸡生产性能和肉品质的影响,发现日粮中添加4%枸杞渣和甘草混合添加剂能够显著提高肉鸡的胸肌率。3.4改善肠道健康董永军等[30]研究表明,在饲料中添加甘草多糖可以促进肠道乳酸杆菌和双歧杆菌等优势菌群生长,抑制大肠杆菌和沙门氏菌等有害菌群生长;甘草多糖能够提高雏鸡生长性能,且不同水平的甘草多糖对雏鸡生长性能的促进效果不同,其中添加1.0%甘草多糖促进作用最好。3.5抗菌抗病毒刘宗争等[31]研究甘草总黄酮对产气荚膜梭菌所引起的鸡坏死性肠炎的抗炎效果,发现甘草总黄酮能够有效缓解产气荚膜梭菌所致坏死性肠炎对肉鸡肠道的损伤,作为抗生素替代品治疗坏死性肠炎方面具有很广阔的应用潜力。Dziewulska等[32]研究表明,芦荟和甘草提取物均能够抑制鸽子1型副黏病毒,300 mg/kg芦荟的抑制活性最高,芦荟和甘草提取物可以作为饲料添加剂治疗感染病毒疾病的鸽子。3.6改善血清生化指标及抗氧化能力张才等[23]研究表明,添加甘草多糖组肉鸡血清中TP和球蛋白(GLB)以及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量提高,谷丙转氨酶(ALT)活性、甘油三酯(TG)和尿酸(UA)含量显著降低。衣蕾等[33]研究发现,甘草多糖可以显著提高罗曼鸡的血清总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性,且以高剂量组效果最好;除第14 d外,3个药物组血清超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著高于对照组,甘草多糖各组血清丙二醛(MDA)的含量均低于对照组。结果表明,甘草多糖可以显著提高鸡体内抗氧化活性。王梦珂等[34]研究发现,给药组蛋鸡血清总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性均高于对照组,25、50、100 mg/L组蛋鸡T-SOD活性较对照组显著升高;给药组蛋鸡血清MDA含量较对照组有所降低,但差异不显著。与对照组相比,给药组蛋鸡血清中的尿素氮(BUN)含量均低于对照组,但差异不显著;给药组蛋鸡肌酐(CREA)含量均低于对照组,25、100、200 mg/L组CREA含量显著低于对照组,各给药组之间差异不显著;0 mg/L组蛋鸡的UA浓度最高,显著高于给药组。4展望甘草及其提取物作为饲料添加剂广泛应用于禽养殖业,具有提高生产免疫性能、增强机体免疫力和抗氧化应激能力等作用。针对甘草及其提取物的药理功能的研究越来越深多,但是对其提取物的生物活性提取方法以及作用机理研究还不够深入;对于不同动物品种,不同生理阶段的添加量、添加形式仍需进一步研究;在禽养殖业用药添加的应用研究还不够充分,需要进一步研究促进其应用与推广。
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