劉瑩瑩 ,彭英林 ,賀建華
(1.湖南省畜牧獸醫(yī)研究所,湖南 長沙 410131;2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,湖南 長沙 410128)
抗生素的大量、長期使用,甚至濫用,導(dǎo)致豬只體內(nèi)藥物殘留、耐藥菌株暴發(fā)、豬只機體免疫力減退,嚴(yán)重制約我國養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展,并對環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)造成破壞、危害食品安全、威脅人類健康。2000 年,丹麥率先實施“無抗養(yǎng)豬”,顧名思義,即不使用抗生素的生豬養(yǎng)殖;因此而誕生的“無抗豬肉”也于2003 年在上海進入公眾視野,掀開了我國養(yǎng)豬業(yè)嶄新的一頁。同時,隨著國家對經(jīng)濟動能轉(zhuǎn)換和供給側(cè)改革的推動以及消費者的消費需求升級,“無抗肉品”必將成為下一個營銷新賣點。
我國飼料行業(yè)在2021 年1 月1 日全面禁抗,“禁抗令”的實施,令養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)艿狡毡橛绊?。目前,飼料全面禁抗是繼非洲豬瘟疫情和新冠肺炎疫情后,我國現(xiàn)代畜牧業(yè)面臨的新一輪挑戰(zhàn)。大力發(fā)展綠色養(yǎng)殖,減少養(yǎng)殖過程抗生素使用,提高豬只的抗病能力已迫在眉睫;替抗功能性添加劑需求增加,研究出無殘留、無耐藥性的飼用添加劑成為新時代養(yǎng)豬業(yè)的重中之重。研究表明,抗生素替代技術(shù)主要通過調(diào)整腸道微生態(tài)系統(tǒng)平衡、促進營養(yǎng)物質(zhì)吸收和增強機體免疫能力,從而達到與抗生素相同的防止腹瀉、預(yù)防疾病和促生長的效果。目前,國內(nèi)外常用的、可作為替抗產(chǎn)品的主要有:植物提取物、酸化劑、免疫增強劑、中草藥制劑、酶制劑、發(fā)酵飼料、微生態(tài)添加劑、抗菌肽及益生菌等。在畜禽健康養(yǎng)殖中運用天然植物及其植物提取物和中草藥是當(dāng)前畜牧業(yè)生產(chǎn)的研究熱點。植物提取物或中草藥飼料添加劑不僅含有多種生物活性物質(zhì)如多糖、生物堿、揮發(fā)油、甙類、黃酮類等,還含有多種營養(yǎng)成分,如氨基酸、維生素、微量元素等,因而具有藥效和營養(yǎng)的雙重作用。
植物提取物是指采用適當(dāng)?shù)娜軇┖头椒◤娜炕虿糠种参镏刑崛』蚣庸ざ傻奶厥馕镔|(zhì),其有效成分結(jié)構(gòu)并沒有改變。植物提取物中含有豐富的黃酮類、生物堿、甙類及花青素等活性物質(zhì),具有廣譜抗菌抗病毒、抗氧化和清除自由基等特性[1-2]。目前的研究證明單一或復(fù)合植物提取物對豬只的生產(chǎn)性能和肌肉品質(zhì)[3-4]、腸道環(huán)境[5]、心血管機能[6]、機體免疫力[7]等有較強的改善作用。植物提取物用于養(yǎng)豬生產(chǎn),不僅具有抗氧化、抗應(yīng)激、抗寄生蟲、替代抗生素、提高機體免疫力、促進生長和脂肪代謝的效果,而且能提高肌肉中肌苷酸、甜味和鮮味氨基酸的含量,有效改善豬肉的營養(yǎng)水平,提高食用價值。目前常用的植物及提取物主要來源于大蒜、生姜、肉桂、茶葉、丁香、八角、馬齒莧、野菊花、竹酢粉、甘蔗、菊粉、桑葉、黃芪多糖、香菇多糖、黃酮、葛根、生物堿等。
研究表明,豬只飼糧中添加一定的大蒜、生姜復(fù)合植物提取物,可提高育肥豬出欄體重、平均日增重以及飼料轉(zhuǎn)化率,降低豬肉pH、改善肉色、保持失水率、改善豬肉品質(zhì),還能降低豬肉中丙二醛(MDA)含量,提高硫代巴比妥酸值,延長豬肉的貯存時間,與抗生素達到相似的作用效果[8]。在豬只飼糧中添加以肉桂、陳皮、丁香、八角等為主的藥食同源植物提取物,提高了豬的眼肌面積,改善肌肉pH 和肉色,降低滴水損失、剪切力和蒸煮損失,增強持水性和嫩度;還明顯降低肌肉中硬脂酸、豆蔻酸、芥酸含量,提高豬肉中棕櫚油酸和亞麻酸含量,改善豬肉脂肪酸組成[3]。Ranucci 等[9]研究發(fā)現(xiàn),在豬只飼糧中添加0.2%的牛至揮發(fā)油和栗子木混合提取物,能使生長育肥豬肉色、味道和感官評分都得到有效的提高,并提高背最長肌谷胱甘肽還原酶和谷胱甘肽過氧化物酶的活性,降低肉品脂類氧化。朱碧泉等[4]研究表明,在飼糧中添加0.04% 的植物提取物(柑橘、大蒜、亞麻子、根芹菜、胡椒、薄荷等),可延緩儲存過程中豬肉pH 的降低速度,增強豬肉系水能力,使儲存96 h 后豬肉的亮度降低,增強豬肉紅度,降低MDA 含量,提高超氧化物歧化酶活性,增強抗氧化能力,改善豬肉品質(zhì)。涂興強[10]試驗表明,植物提取物大蒜素和糖萜素也能改善豬肉肉色、增加肌內(nèi)脂肪含量。以茶葉、陳皮、馬齒莧、野菊花等組成的復(fù)合提取物,可降低豬肉失水率、減少滴水損失、增加熟肉率,對pH、大理石紋和肉色也有所改善,改善肌纖維直徑和密度,從而改善豬肉嫩度[11]。含香芹酚(牛至)、肉桂醛(肉桂)和辣椒油樹脂(墨西哥胡椒)的植物提取物混合物的肥育豬背最長肌電導(dǎo)率、滴水損失和蒸煮損失較低,但鮮肉的保水能力和a*值(紅色)較高,顯著提高了鮮肉和熟肉的感官品質(zhì)[12]。
植物提取物是植物次生代謝產(chǎn)物,有兩種不同的形式,其中不溶于水的液體油通常被稱為精油。研究表明,澳洲茶油樹提取的精油能夠改善豬肉品質(zhì),肉質(zhì)更加鮮紅;提高豬肉中不飽和脂肪酸和必需氨基酸的總量[13]。迷迭香提取的精油可抑制豬肉脂肪早期發(fā)生的氧化反應(yīng),并且與維生素E 具有協(xié)同作用[14]。董麗等[15]研究發(fā)現(xiàn),一定比例的竹酢粉可改善育肥豬的肉色,改善肌肉嫩度和多汁性,提高脂肪酸、風(fēng)味氨基酸和肌苷酸含量,有利于增加豬肉鮮味;提示竹酢粉可以在無抗豬肉生產(chǎn)中使用,具有一定的替抗作用,添加比例為1.0%即可。陳颋[16]用綠豆提取物飼喂肥育豬的試驗結(jié)果,同樣顯示該提取物能顯著影響豬肉的大理石紋、肉色和剪切力指標(biāo)。Xia 等[17]用甘蔗提取物飼喂育肥豬,提高了背最長肌的抗氧化指標(biāo)。從杜仲葉中提取的多酚不僅能提高肌肉品質(zhì),還能調(diào)節(jié)脂肪代謝[18]。張志宏等[19]在早期飼喂斷奶仔豬飼糧中添加沙棘提取物,發(fā)現(xiàn)其能顯著提高仔豬血清瘦素水平,增加眼肌面積,降低肌內(nèi)脂肪。Li 等[20]發(fā)現(xiàn)苧麻粉能顯著提高肌肉中蛋白質(zhì)含量、降低成脂基因mRNA 水平和肌纖維面積。Liu 等[21]研究發(fā)現(xiàn),桑葉粉提高了育肥豬肌肉中的粗蛋白、肌苷酸和氨基酸含量,蛋白質(zhì)沉積量更高,使豬肉的營養(yǎng)和風(fēng)味更佳;同時降低背最長肌的肌纖維面積,提高肌纖維密度,降低剪切力和肌肉 組 織MyHC-IIb 的mRNA 表 達水平,從而提高豬肉嫩度。在飼糧中長期(從豬斷奶到屠宰)添加馬鞭草甙,能增加背最長肌中α-生育酚水平,降低貯藏24 h 后脂肪氣味和酸敗味強度,提高豬肉的抗氧化狀態(tài)和感官品質(zhì),而不影響其他肉質(zhì)參數(shù)[22]。
作為中藥大國,我國很早就將中草藥用作畜禽飼料添加劑。中草藥是與人類、動物共存的天然資源,并因其大多具有來源廣泛、取材天然、功能多樣、安全方便等特點和抗菌抗病毒、無殘留、無抗藥性、毒副作用小等功效而逐漸成為一種理想的飼料添加劑。研究表明,中草藥添加劑含有許多有效活性成分和風(fēng)味物質(zhì),如糖類、甙類、鞣質(zhì)、生物堿、揮發(fā)油、蛋白質(zhì)、氨基酸、油脂及色素等。糖類是機體免疫系統(tǒng)的組成物質(zhì),鞣質(zhì)可抑制大腸桿菌、霍亂桿菌、白喉桿菌等常見有害菌;生物堿能促進機體胃腸道蠕動和消化液分泌,增加食欲;色素可顯著改善畜禽產(chǎn)品(如肉、蛋)的色澤;有些中草藥本身含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素和礦物元素。將中草藥用于養(yǎng)豬業(yè)可預(yù)防疾病、增進食欲、促進生長、提高瘦肉率和生產(chǎn)性能、改善豬肉的品質(zhì)和風(fēng)味。
豬只飼糧中添加中草藥添加劑,能明顯改善生長育肥豬胴體性狀和肉品質(zhì),改善豬肉風(fēng)味。陳國順等[23]在香豬飼糧中添加0.3%~0.4%中草藥添加劑(當(dāng)歸、山楂、丹參、黃芪、馬齒莧和地榆等11 味中草藥),提高了豬肉粗脂肪、粗蛋白質(zhì)含量,提高了必需氨基酸和主要鮮味氨基酸含量,提高了亞麻酸、亞油酸和花生四烯酸含量。在豬只飼料中添加黨參、白術(shù)、半夏、茯苓、木香和甘草組合的中草藥超微粉,能顯著提高豬肌肉中呈味氨基酸(谷氨酸、天門冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸)含量[24];添加黃芪、八角茴香、干姜、橘皮、黨參和甘草組合的中草藥超微粉,能提高育成豬豬肉中肌苷酸、飽和脂肪酸與部分不飽和脂肪酸的含量,降低滴水損失和剪切力,改善肉質(zhì)風(fēng)味[25]。胡廣英等在不同品種豬(晉汾白豬、晉陽白豬、山西黑豬、杜長大)飼糧中添加中草藥添加劑(黨參、白術(shù)、茯苓、甘草、半夏、陳皮、萊菔子、山楂、麥芽、砂仁、木香、蘇子、神曲、松針),提高了豬肉中總氨基酸、呈味氨基酸、必需氨基酸含量[26],提高了不飽和脂肪酸和必需脂肪酸的含量,降低膽固醇的含量[27];進一步研究發(fā)現(xiàn),中草藥添加劑可能是通過提高豬肉中心型脂肪酸結(jié)合蛋白(H- FABP)基因、鈣蛋白酶抑制蛋白(CAST)基因、脂蛋白脂肪酶(LPL)基因、肌細(xì)胞生成素(MyoG)基因、己糖激酶同工酶(HK)基因、ATP 合成酶(ATP5B)基因、磷酸果糖激酶(PFK)基因等7 個與肉質(zhì)相關(guān)的基因相對表達量[28],改變豬肉的感官品質(zhì)和相應(yīng)的營養(yǎng)組分及濃度。
中草藥添加劑除了能提高生豬胴體性狀、改善豬肉風(fēng)味和營養(yǎng)價值外,還能減少豬肉滴水損失,防止PSE 肉發(fā)生,延長貨架期,保持肉品質(zhì)量。Ahmed 等[29]研究發(fā)現(xiàn),在豬只飼糧中添加石榴、銀杏、甘草和發(fā)酵中草藥,可減少生長肥育豬膽固醇含量,增加n-3 脂肪酸含量,降低n-6/n-3;明顯降低新鮮豬肉和儲存2~3 周豬肉中的硫代巴比妥酸反應(yīng)物水平。陳國順等[30]采用固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)(HS-SPME-GCMS)發(fā)現(xiàn),在豬只飼糧中按一定比例添加當(dāng)歸、黃芪、丹參、山楂、地榆和馬齒莧等11 味中草藥后,豬肉中能檢測到的揮發(fā)性化合物(醛類、醇類、酸類等)數(shù)量增多。閆雪等[31]在溫?zé)岘h(huán)境中給豬只飼糧添加中草藥(藿香、滑石、甘草、蘆根、淡竹葉和鉤藤和五味子等),有效減少試驗豬背肌的滴水損失及剪切力,降低血糖水平、而提高肝臟中糖原含量,有效調(diào)節(jié)機體的糖類代謝。張善文等[32]研究報道,添加中草藥微生物調(diào)理劑(以絞股藍為主要原料,同時輔以黃芪、首烏藤、黨參、烏梅等中藥材),可有效提高湘沙豬配套系肌肉熟肉率和嫩度、肌肉中油酸和鎂含量;復(fù)方中草藥調(diào)理劑(黃芪、淮山、葛根、茯苓等)顯著提高豬肉中硬脂酸、珍珠酸含量以及微量元素鈣和鈉含量。由黃芪、甘草、白芷、砂仁、炒山楂、陳皮、麥芽、神曲、大茴香、肉豆蔻和肉桂等11 味中草藥組成的復(fù)方中草藥添加劑,不僅提高試驗豬生產(chǎn)性能、降低料重比,還能增加背最長肌肌內(nèi)脂肪含量,有助于形成優(yōu)良豬肉品質(zhì),與抗生素組相比,使用效果較好[33]。其他研究也證實,在無抗飼糧中添加中草藥制劑或中草藥復(fù)方(白鮮皮、川芎、熟地黃、白術(shù)、馬齒莧和茯苓[34],黃芪、陳皮、丁香、當(dāng)歸和肉桂[35],黃芪、金銀花和菊芋[36])能明顯促進試驗豬的生長性能、胴體性狀和肌肉營養(yǎng)水平的提升,并防止豬肉酸敗變味,有利于提高加工肉制品的感官指標(biāo)及衛(wèi)生品質(zhì),提高豬肉營養(yǎng)和食用價值。
大量研究表明,天然植物提取物和中草藥作為替抗產(chǎn)品具有促進豬只生長、提高豬生產(chǎn)性能和繁殖性能、增強機體抗病能力和改善肉品質(zhì)量的作用,且效果相當(dāng)于甚至優(yōu)于抗生素。隨著生物提取技術(shù)與加工工藝的不斷改良升級,人們對食品衛(wèi)生和肉品安全的不斷關(guān)注和重視,天然植物提取物和中草藥在無抗豬肉生產(chǎn)上的使用越來越受生產(chǎn)者和消費者青睞。值得注意的是,植物提取物和中草藥用作功能性飼料添加劑,需要配合飼料端的精準(zhǔn)營養(yǎng)配比和養(yǎng)殖端的高質(zhì)量管理水平,才能保證產(chǎn)品端的綠色安全,保障我國養(yǎng)豬業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。