廖 星 陳 煒 劉有華 王新霞*

(1.浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，杭州 310058；2.浙江大學(xué)教育部動(dòng)物分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310058；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部(華東)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310058；4.浙江省飼料與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310058)

抗生素禁用以來，探索新型飼料添加劑以改善畜禽生產(chǎn)的重要性已不言而喻。植物提取物因其天然來源、低毒性及多種生物學(xué)功能在醫(yī)療或食品行業(yè)受到了廣泛關(guān)注，其在飼料添加劑領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用前景也越來越寬闊。胡椒堿(piperine，PIP)作為生物堿的一種，廣泛存在于胡椒科植物的根、莖、葉和果實(shí)中，其具有抗菌抗蟲活性[1]，并能調(diào)控機(jī)體氧化應(yīng)激[2]、糖脂代謝[3-4]以及免疫[5]等。此外，PIP還能增加其他藥物的治療效果，因此往往和藥物或其他植物提取物配伍使用[6-7]。關(guān)于PIP生物功能的研究揭示了其作為飼料添加劑促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)性能的潛力，但目前關(guān)于PIP在畜牧科研領(lǐng)域上的研究相對(duì)較少，阻滯了其作為一種新型添加劑在生產(chǎn)中的普及。因此，本文就PIP的理化性質(zhì)、生物學(xué)功能以及在畜牧上的研究應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)性綜述，為日后PIP作為飼料添加劑調(diào)控畜禽生產(chǎn)提供一些理論參考。

1 PIP的理化性質(zhì)

PIP又稱為胡椒酰胺或胡椒辣堿，最早于1828年報(bào)道，是胡椒科植物胡椒(PipernigrumL.)的主要有效成分[8]，其在黑胡椒果實(shí)中含量可達(dá)5.0%～9.0%[9]。隨后的研究發(fā)現(xiàn)PIP在多種胡椒科植物的根、莖、葉和果實(shí)中都廣泛存在，包括蓽茇(Piper longum)[10]、假蓽撥(PiperChaba)[11]、幾內(nèi)亞胡椒(Piperguineense)[12]和假蒟(Pipersarmentosum)[13]等。PIP屬于生物堿類化合物，化學(xué)式為C17H19NO3，相對(duì)分子質(zhì)量為285.34，為黃色結(jié)晶化合物，熔點(diǎn)為128～130 ℃，能溶于乙醇、乙酸、苯和氯仿，微溶于乙醚，但不溶于水和無機(jī)酸。PIP由3個(gè)部分組成——哌啶基、脂肪烴鏈和芳雜環(huán)，并具有3個(gè)同分異構(gòu)體，分別是異胡椒堿(isopiperine)、胡椒脂堿(chavicine)、異胡椒脂堿(isochavicine)[14](圖1)，但這些同分異構(gòu)體均沒有辛辣刺激性和藥理活性。

圖1 PIP及其同分異構(gòu)體(根據(jù)參考文獻(xiàn)[14]修改)

2 PIP的生物學(xué)功能

2.1 增強(qiáng)化學(xué)藥物的藥效和一些生物分子的利用率

生物分子在機(jī)體吸收代謝的過程中，可能會(huì)因?yàn)槟承┮蛩囟绊懫湓隗w內(nèi)的功能發(fā)揮，PIP作為一種生物增強(qiáng)劑(bio-enhancer)，因其能增加體內(nèi)藥物及某些生物分子的利用率而被廣泛關(guān)注。早在1985年，Atal等[15]就通過體內(nèi)外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PIP能以劑量依賴的方式，非競(jìng)爭(zhēng)性抑制大鼠肝臟的芳香烴羥化酶(arylhydrocarbon hydroxylase，AHH)和二磷酸尿苷葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(uridine diphosphate-glucuronyltransferase，UDPGA)活性，從而延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的半衰期，最終增加環(huán)己烯巴比妥和氯苯惡唑胺藥物的安眠或麻痹效果。在隨后的藥物研究中，發(fā)現(xiàn)PIP能抑制多種參與藥物轉(zhuǎn)化的代謝酶，從而增加藥物在體內(nèi)的生物利用率。這些酶包括苯丙氨酸N-脫甲基酶[16]、氨基比林N-脫甲基酶[16]、苯胺羥化酶[16]、紅霉素N-脫甲基酶[17]、7-甲氧基香豆素-O-脫甲基酶[17]、乙氧基甲紅素-O-脫乙基酶[17]、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)-細(xì)胞色素C還原酶[18]、5-脂氧合酶(5-lipoxygenase)[19]和細(xì)胞色素P450[20]等。由于PIP的非極性性質(zhì)，其可以通過與小腸膜蛋白附近的脂質(zhì)和疏水區(qū)域相互作用并改變小腸絨毛的膽固醇與磷脂比例，最終導(dǎo)致膜動(dòng)力學(xué)和滲透能力的改變，促進(jìn)小腸對(duì)生物分子的吸收[21-22]。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收同樣是十分重要的，目前關(guān)于PIP與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相互作用的研究主要集中在P-糖蛋白(P-glycoprotein，P-gp)領(lǐng)域。在多項(xiàng)藥物代謝研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PIP作為P-gp底物，通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合可以提高作為P-gp底物的其他藥物的利用效率，包括多潘立酮[23]、阿霉素[24]和雷帕霉素[25]等。此外，PIP還可以通過抑制外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白即乳腺癌耐藥蛋白(breast cancer resistance protein，BCRP)和多藥耐藥相關(guān)蛋白2(multi-drug resistance protein 2，MRP2)來增強(qiáng)水飛薊素(一種保肝劑)的吸收[26]。PIP還可以與血清白蛋白結(jié)合，增加生物分子的游離比例和溶解度，從而促進(jìn)細(xì)胞對(duì)其的吸收[27-28]。除了藥物外，PIP還表現(xiàn)出和植物提取物良好的配伍特性。植物提取物因其天然性、低毒性和多功能性被廣泛用于食品、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究，然而其在機(jī)體內(nèi)的低生物利用率是亟待解決的問題，研究發(fā)現(xiàn)，多種植物提取物與PIP的共同給藥同樣能增加其生物利用率并緩解多種疾病，如姜黃素[27]、熊果酸[29]、白藜蘆醇[30]和槲皮素[31]等。

2.2 調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激

PIP最初被認(rèn)為是一種天然的抗氧化劑，可以清除過量自由基并減少致癌物誘導(dǎo)的腸黏膜氧化應(yīng)激[32]。在體外試驗(yàn)中，PIP已被證明能抑制或淬滅自由基和活性氧(ROS)，并通過抑制脂質(zhì)過氧化來防止氧化損傷[33]。但隨著研究的深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)PIP調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激的功能似乎隨著處理模型和濃度的不同而表現(xiàn)出雙向調(diào)節(jié)能力。大量研究已觀察到，補(bǔ)充黑胡椒或PIP可降低代謝紊亂時(shí)脂質(zhì)過氧化等氧化應(yīng)激反應(yīng)。在砷誘導(dǎo)的高脂飲食加重氧化應(yīng)激介導(dǎo)的肝臟和心臟組織過程中，PIP(60 mg/kg BW)可通過降低抗氧化酶的降解，從而發(fā)揮其自由基猝滅能力，有效緩解氧化應(yīng)激產(chǎn)生的損傷，這些抗氧化酶包括銅-鋅超氧化物歧化酶(copper-zinc superoxide dismutase，Cu-Zn SOD)、錳超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase，Mn-SOD)、過氧化氫酶(catalase，CAT)、和谷胱甘肽還原酶(glutathione reductase，GR)等[34]。類似的研究發(fā)現(xiàn)，30 mg/kg BW PIP能正?；獫{C反應(yīng)蛋白濃度的增加從而減少炎癥，同時(shí)通過降低血漿中尿酸濃度的增加和ROS的生成來減輕氧化應(yīng)激，最終緩解大鼠在高碳水、高脂肪飲食下的代謝綜合征[35]。由于其抗氧化和抗炎活性，PIP也具有保護(hù)肝臟的潛力。在小鼠肝損傷模型中，PIP(50 mg/kg BW)能通過抗氧化、抗炎和抗凋亡途徑來逆轉(zhuǎn)乙酰氨基酚誘導(dǎo)的肝臟損傷，從而對(duì)肝臟具有較好的保護(hù)作用，該項(xiàng)研究提出這種保護(hù)機(jī)制可能是由轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β-受體相關(guān)結(jié)合蛋白1(transforming growth factor-β receptor-associated binding protein 1，TGFBRAP1)介導(dǎo)的[36]。而在另一些研究中發(fā)現(xiàn)，PIP能通過誘導(dǎo)氧化應(yīng)激來發(fā)揮其積極作用。例如，PIP(1 μg/mL)能通過影響膜完整性從而誘導(dǎo)白色念珠菌的氧化應(yīng)激反應(yīng)，并最終促進(jìn)其發(fā)生凋亡[37]。此外，在人乳腺癌細(xì)胞中，PIP(10 μg/mL)通過促進(jìn)超氧化物歧化酶、CAT和GR的活性，增加脂質(zhì)過氧化和羰基蛋白含量來誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，并在體內(nèi)發(fā)揮抗腫瘤作用，這可能是由于過量ROS引發(fā)的腫瘤細(xì)胞凋亡[38]。盡管在不同模型中，PIP對(duì)氧化應(yīng)激的調(diào)控作用存在差異化，但在總體上其趨于將氧化應(yīng)激水平調(diào)整至一個(gè)有利于機(jī)體穩(wěn)態(tài)的平衡狀態(tài)。

2.3 調(diào)節(jié)糖、脂代謝

目前研究認(rèn)為，PIP能作為一個(gè)代謝穩(wěn)定劑，平衡機(jī)體糖、脂代謝，這涉及到脂肪、肌肉、腸道和肝臟等。在代謝紊亂的情況下，PIP已被證實(shí)可以緩解肥胖[39]和2型糖尿病、改善非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)(和姜黃素聯(lián)合使用時(shí))[40]和注射味精的肥胖小鼠的葡萄糖耐受不良及胰島素抵抗[41]等。在體外模型中，PIP可以通過拮抗3T3-L1前脂肪細(xì)胞中的成脂關(guān)鍵基因過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferators-activated receptors γ，PPARγ)的活性來抑制脂肪生成[42]。而在體外的高脂或高碳水化合物模型中，PIP已被證明可以通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激和減少炎癥來緩解代謝綜合征，包括肥胖、肝臟纖維化和胰島素抵抗等[35,41,43]。每天口服PIP(15或30 mg/kg BW)并持續(xù)8周，可以通過抑制內(nèi)臟脂肪組織、胰島中巨噬細(xì)胞的募集和向促炎型的轉(zhuǎn)化，顯著改善高脂模型下小鼠胰島β細(xì)胞的去分化和功能障礙，這對(duì)于全身的糖穩(wěn)態(tài)是十分重要的[44]。體內(nèi)外試驗(yàn)還表明，PIP可能通過修復(fù)肥胖引起的腸道緊密連接損傷，從而通過抑制脂肪酸吸收和增強(qiáng)腸道屏障功能來緩解肥胖[45]。也有研究認(rèn)為，PIP對(duì)肥胖和糖尿病的緩解可以通過其上調(diào)靜息肌纖維的代謝率來解釋[39]。在小鼠模型中，Choi等[46]研究發(fā)現(xiàn)PIP(50 mg/kg BW)可逆轉(zhuǎn)高脂飲食誘導(dǎo)的肝臟脂肪變性，而這一逆轉(zhuǎn)可能是由脂聯(lián)素(adiponectin)-單磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)信號(hào)通路介導(dǎo)的。而在一項(xiàng)針對(duì)NAFLD患者的臨床試驗(yàn)中同樣發(fā)現(xiàn)，每天補(bǔ)充500 mg姜黃素和5 mg PIP能顯著緩解肝臟病理情況[40]。以上結(jié)果揭示了PIP在代謝紊亂過程中的促健康作用，這種糖、脂代謝調(diào)控能力可以靶向機(jī)體多個(gè)組織器官。

2.4 抗菌抗蟲

體內(nèi)外的微生物對(duì)機(jī)體健康起著重要的調(diào)控作用，有害菌的過度定植會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物和人的健康受損。目前研究發(fā)現(xiàn)多種植物提取物表現(xiàn)出良好的抗菌活性，其中PIP的抗菌潛力也正逐漸被揭示，這一特性包含對(duì)細(xì)菌的直接抑制和激活機(jī)體免疫間接抑制的2個(gè)方面。首先，PIP可以直接作用于細(xì)菌的生物膜，抑制其生成從而發(fā)揮其抗菌功效[47]；其次，PIP可以與細(xì)菌抗藥性相關(guān)的外排蛋白直接結(jié)合并抑制其活性，增強(qiáng)細(xì)菌對(duì)藥物的敏感性，如金黃色葡萄球菌中的外排泵NorA[48]和結(jié)核分枝桿菌中的外排蛋白R(shí)v125c、Rv1258c、Rv1218c和Rv2942[49-50]等。除直接作用于細(xì)菌外，PIP還可以通過調(diào)控機(jī)體的免疫功能從而抑制有害菌在體內(nèi)的增殖擴(kuò)散。目前研究發(fā)現(xiàn)，PIP介導(dǎo)的代謝重編程可以促進(jìn)機(jī)體內(nèi)巨噬細(xì)胞抵抗細(xì)菌感染的能力。從機(jī)制上來講，PIP通過向細(xì)胞膜上募集A類氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(system L1 amino acid transporter)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞的氨基酸代謝和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合體C1(mammalian target of rapamycin protein complex C1，mTORC1)通路活性，從而保護(hù)巨噬細(xì)胞免受細(xì)菌誘導(dǎo)的凋亡[51]。在感染結(jié)核分枝桿菌的小鼠模型中，PIP(1 mg/kg BW)同樣可促進(jìn)T細(xì)胞和B細(xì)胞的增殖以及巨噬細(xì)胞的活化，并導(dǎo)致肺臟中細(xì)菌感染量的減少，這可能是由于PIP刺激T細(xì)胞分化為Th-1亞群，由此產(chǎn)生的細(xì)胞因子(干擾素-γ和白細(xì)胞介素-2)引起的免疫增強(qiáng)[52]。隨著PIP生物學(xué)功能的揭示，其在體內(nèi)外的抗蟲潛力也正被發(fā)掘，并且這一抗蟲特性顯示出從蟲卵一直持續(xù)到成蟲。在體外共孵育試驗(yàn)中Silva等[53]發(fā)現(xiàn)，PIP能抑制90%以上的胃腸道線蟲蟲卵的孵化率和25.29%的幼蟲運(yùn)動(dòng)能力，其半最大效應(yīng)濃度(concentration for 50% of maximal effect，EC50)為0.007 4 mM。在食物中添加PIP也可顯著誘導(dǎo)阿拉伯按蚊幼蟲的死亡，并且這一抗幼蟲特性會(huì)隨著PIP濃度的增加而升高[54]。Kancharana等[55]研究報(bào)道，納米級(jí)氧化鋅包被的PIP制劑可在極低的濃度(7 mg/L)下表現(xiàn)出良好的殺螨蟲活性，可作為化學(xué)殺螨劑的替代劑。而在體內(nèi)試驗(yàn)中，Ray等[56]將兩性霉素B和PIP共同封裝在腸溶包衣顆粒中，口服該組合藥對(duì)倉(cāng)鼠體內(nèi)的利什曼原蟲的抑制率高達(dá)96%。在水生動(dòng)物中PIP也表現(xiàn)出了良好的抗蟲特性，9 mg/L的PIP溶液可有效控制淡水魚中的寄生甲殼動(dòng)物鲺屬類寄生蟲[57]。

3 PIP在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著高銅、高鋅、飼用抗生素在畜禽養(yǎng)殖中的禁用，尋找可改善畜禽免疫狀況和提高生長(zhǎng)性能的替代品是目前養(yǎng)殖生產(chǎn)中亟待解決的問題。而植物提取物因其天然來源和多種生物學(xué)功能，在畜禽飼料添加劑研究領(lǐng)域中正逐漸成為研究熱點(diǎn)，以期其能在畜禽生產(chǎn)中發(fā)揮積極作用。目前，PIP作為一種多功能的天然提取物，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和食品領(lǐng)域。畜禽生產(chǎn)中添加PIP或胡椒(PIP主要來源)已被證明具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，具有提高畜禽生長(zhǎng)性能、改善腸道健康、預(yù)防疾病、改善產(chǎn)品品質(zhì)等功能，而將其與其他活性物質(zhì)聯(lián)合添加則可能具有更好的飼喂效果，現(xiàn)將最新研究進(jìn)展總結(jié)如下。

3.1 PIP在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

為追求母豬生長(zhǎng)性能，早期斷奶技術(shù)早已普及在生豬養(yǎng)殖過程中，但隨之產(chǎn)生的仔豬斷奶應(yīng)激綜合征會(huì)嚴(yán)重?fù)p害仔豬的健康狀況和隨后的生長(zhǎng)性能，因此如何緩解仔豬斷奶后的應(yīng)激反應(yīng)是生產(chǎn)中面臨的一個(gè)問題。研究發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬飼糧中補(bǔ)充PIP或與其他添加劑聯(lián)合飼喂可改善斷奶仔豬的腸道健康，促進(jìn)生長(zhǎng)性能。劉海隆等[58]在仔豬飼糧中添加1%的胡椒枝葉或果實(shí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者皆能改善仔豬的腸道功能，減少腹瀉率并提高平均日增重(ADG)。Rodrigues等[59]在受到大腸桿菌感染的斷奶仔豬飼糧中添加了苯甲酸和富含PIP的植物混合精油，結(jié)果顯示PIP可能具有增加苯甲酸生物學(xué)效價(jià)的功能，飼糧中添加3 g/kg的苯甲酸和含PIP的混合精油能顯著提高仔豬的ADG和飼料轉(zhuǎn)化率，該添加劑可作為傳統(tǒng)抗菌制劑黏菌素的替代品，有助于減少養(yǎng)殖中產(chǎn)生的細(xì)菌耐藥性。在對(duì)中國(guó)地方豬種的研究中，Shi等[60]研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素(200 mg/kg)和PIP(50 mg/kg)聯(lián)合應(yīng)用比單獨(dú)使用更能維持五指山斷奶仔豬的腸道健康，兩者聯(lián)合使用能改善五指山豬的腸道屏障，抑制腸道氧化應(yīng)激，增加飼料轉(zhuǎn)化率并提高生長(zhǎng)性能。與上述結(jié)果類似的是，含有PIP的一種植物提取物添加劑(添加含量為0.3%，其中各活性成分占比為苯甲酸89.3%、百里酚1.8%、丁香酚和PIP 3.2%)可有效改善斷奶后仔豬的生長(zhǎng)性能、飼料消化率和腸道健康[61]。而在育肥豬飼糧中，胡椒添加物同樣能改善育肥豬的生長(zhǎng)性能。Sampath等[62]在育肥豬飼糧中分別添加0.025%、0.05%、0.1%、0.2%、0.4%的胡椒提取物，在育肥10周后發(fā)現(xiàn)添加胡椒提取物組的ADG均較對(duì)照組增加，且和胡椒提取物添加比例呈線性關(guān)系；在整個(gè)試驗(yàn)過程中沒有觀察到平均日采食量的差異，表明胡椒提取物可以改善料重比，并提高育肥豬的生長(zhǎng)性能；此外，胡椒提取物對(duì)豬肉品質(zhì)也有一定的積極作用，還增加了育肥豬糞便中乳酸桿菌的數(shù)量并減少氨氣的排放，并對(duì)大腸桿菌有一定的抑制作用。除了能在生豬養(yǎng)殖飼糧中添加外，PIP在豬宰后胴體貯存環(huán)節(jié)也同樣能發(fā)揮作用。脂質(zhì)氧化會(huì)降低肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值并損害肉類制品的基本感官品質(zhì)，是影響生肉化學(xué)變質(zhì)的最重要問題之一。Zhang等[63]研究報(bào)道，在豬肉貯存過程不同時(shí)間點(diǎn)噴灑0.5%的黑胡椒精油能顯著減少豬肉的脂質(zhì)氧化，延緩肉品質(zhì)的下降，抑制假單胞菌和腸桿菌的定植，最終增加豬肉的新鮮程度。

3.2 PIP在雞生產(chǎn)中的應(yīng)用

多項(xiàng)養(yǎng)殖試驗(yàn)已證明肉雞飼糧中補(bǔ)充PIP或含有胡椒的植物添加劑不會(huì)降低肉雞的采食量，但對(duì)增重、飼料轉(zhuǎn)化率、免疫和肉質(zhì)等指標(biāo)可能具有積極影響[64-66]。一項(xiàng)薈萃分析研究同樣發(fā)現(xiàn)飼糧添加胡椒可能具有提高肉雞生長(zhǎng)效率的潛力[67]。Kirubakaran等[64]研究報(bào)道，黑胡椒粉(0.1%～0.2%)和大蒜粉(0.5%～1.0%)聯(lián)合飼喂能增加肉雞的增重和飼料轉(zhuǎn)化率。另一項(xiàng)將植物提取物應(yīng)用于肉雞養(yǎng)殖中的研究發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)補(bǔ)充0.5%的黑胡椒同樣能顯著促進(jìn)肉雞的增重，但在此基礎(chǔ)上額外添加0.5%的姜黃粉和2.0%的芫荽籽則能進(jìn)一步改善肉雞的健康狀況[65]。近期一項(xiàng)研究表明，基礎(chǔ)飼糧中聯(lián)合添加精油(1.5 g/kg)和黑胡椒油(0.25或0.50 g/kg)能夠顯著提高肉仔雞的體增重和飼料轉(zhuǎn)化率[66]。除了調(diào)控肉雞生長(zhǎng)性能外，PIP還表現(xiàn)出改善禽類健康的應(yīng)用潛力。在類固醇誘導(dǎo)的雞胚和肝臟組織氧化應(yīng)激中，PIP(100 mg/kg)能通過增加還原型谷胱甘肽(GSH)和總抗氧化狀態(tài)(TAS)來減少氧化損傷[2,68]。作為一種生物增強(qiáng)劑，PIP(10 mg/kg BW)還能通過抑制外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和腸道、肝臟部位藥物代謝酶的表達(dá)來增強(qiáng)馬波沙星(一種氟喹諾酮類抗菌藥)在肉雞體內(nèi)的藥效[69]。

家禽中的黃曲霉毒素污染也是生產(chǎn)中的常見問題。Da Silva Cardoso等[70]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加安全劑量的PIP(0.6%)可以顯著緩解肉雞的黃曲霉毒素中毒癥狀，包括減少外周血細(xì)胞中的DNA損傷、降低微核紅細(xì)胞數(shù)量以及多色紅細(xì)胞與正常紅細(xì)胞的比率等。Verlinden等[71]在體外篩選試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，PIP對(duì)蛋雞群中分離出來的中間短螺旋體(可誘發(fā)盲腸腸炎)具有一定的抑制作用，然而其最小抑制濃度較高，限制了生產(chǎn)中的應(yīng)用，這可能是由于PIP本身生物學(xué)利用度低的原因[72]。飼糧中補(bǔ)充胡椒提取物已被證明能導(dǎo)致雞蛋中PIP及其異構(gòu)體濃度的增加[73]，由于前期研究表明PIP可能引起生殖系統(tǒng)的障礙[74]，其能否影響雞的繁殖和產(chǎn)蛋性能也是個(gè)值得關(guān)注的問題。楊舒婷[75]研究發(fā)現(xiàn)，作為一種天然免疫調(diào)節(jié)劑，飼糧中添加適宜劑量的PIP(10 mg/kg BW)可以緩解海蘭白雞因炎癥引起的產(chǎn)蛋性能下降和腸道炎癥損傷，因此PIP對(duì)蛋雞的產(chǎn)蛋性能可能不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，但對(duì)繁殖性能的影響目前還未有報(bào)道。在禽類肉產(chǎn)品加工過程中也發(fā)現(xiàn)了PIP的功能，Jaworska等[76]發(fā)現(xiàn)在禽類肉制品中添加黑胡椒(0.03%或0.30%)或其提取物能減少脂質(zhì)氧化，抑制微生物生長(zhǎng)，從而達(dá)到改善禽類肉制品感官品質(zhì)的效果。

3.3 PIP在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

PIP目前在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的研究較少，僅有的幾項(xiàng)研究結(jié)果表明，PIP可能具有調(diào)控瘤胃微環(huán)境并提高反芻動(dòng)物生長(zhǎng)性能的潛力；此外，PIP的抗氧化和抗寄生蟲特性也被認(rèn)為能改善反芻動(dòng)物健康狀況。假蒟是一種胡椒科、胡椒屬植物，其根、莖、葉中含有大量PIP[13]。Cherdthong等[77]研究報(bào)道，每天補(bǔ)充2.4 g假蒟葉粉可以提高肉牛的總采食量和干物質(zhì)消化率；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，假蒟葉能改善瘤胃生態(tài)，增加丙酸含量并降低甲烷的排放。另一項(xiàng)體外研究發(fā)現(xiàn)，黑胡椒和多種植物提取物相互作用，能提高瘤胃的發(fā)酵效率[78]。Hassan等[79]研究報(bào)道，含黑胡椒的草藥混合劑(20 g/d)在不影響干物質(zhì)攝入量和瘤胃發(fā)酵參數(shù)的情況下，有改變水牛瘤胃微生物豐度的趨勢(shì)，并能增加乳中的乳脂率和不飽和脂肪酸含量。除了調(diào)控瘤胃微環(huán)境介導(dǎo)的生長(zhǎng)性能改變，PIP也能被用于維持反芻動(dòng)物的健康。在體外研究中發(fā)現(xiàn)，PIP可以通過其抗氧化活性保護(hù)山羊心臟線粒體免受抗壞血酸銅誘導(dǎo)的毒性損傷，這表明PIP可被視為未來的治療性抗氧化劑[80]。胃腸道線蟲經(jīng)常在小型反芻動(dòng)物消化道中出現(xiàn)，不當(dāng)?shù)氖褂每股仳?qū)蟲藥可能會(huì)導(dǎo)致抗藥性和畜產(chǎn)品中藥物殘留等問題。生物堿已被證明具有廣泛的抗寄生蟲作用。Silva等[53]測(cè)試了多種生物堿對(duì)胃腸道線蟲的驅(qū)蟲活性，結(jié)果顯示PIP在細(xì)胞低毒性劑量下能抑制90%以上的蟲卵孵化并降低25.29%的幼蟲運(yùn)動(dòng)能力，表現(xiàn)出較好的驅(qū)蟲潛力。

4 小 結(jié)

在畜禽生產(chǎn)研究中，PIP因其多種生物學(xué)功能不僅能提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能和改善畜產(chǎn)品品質(zhì)，還能部分替代抗生素和抗菌抗蟲藥，因此在畜禽健康綠色發(fā)展中具有極大的應(yīng)用前景。盡管我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了PIP的多種生物學(xué)功能，但是在很多領(lǐng)域內(nèi)對(duì)其發(fā)揮作用的分子機(jī)制還不清晰，這可能會(huì)導(dǎo)致PIP應(yīng)用過程中的脫靶效應(yīng)，因此深入了解PIP調(diào)控功能的詳細(xì)機(jī)制是十分必要的。而目前在養(yǎng)殖應(yīng)用中，作為生物增強(qiáng)劑，PIP雖然能促進(jìn)其他化學(xué)和生物分子在機(jī)體內(nèi)的利用效率，但其自身的低溶解度和低生物利用率部分地限制了它的普及和應(yīng)用。如何提高PIP的生物利用率也是一個(gè)重要的問題，酸化或包被處理或許能增加其在機(jī)體內(nèi)的吸收率。反芻動(dòng)物的瘤胃微環(huán)境可能會(huì)對(duì)PIP進(jìn)行代謝，其在瘤胃中的代謝反應(yīng)和代謝產(chǎn)物活性目前都是未知的，這也需要進(jìn)一步加深理解PIP的代謝過程。PIP的高成本同樣可能會(huì)限制其在畜牧業(yè)的推廣，但PIP不僅存在于胡椒果實(shí)中，在胡椒科植物的根、莖、葉中也廣泛存在。目前關(guān)于胡椒科經(jīng)濟(jì)作物副產(chǎn)品在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用還較少，胡椒種植大省海南每年因修剪而產(chǎn)生的大量胡椒枝葉資源也未被很好利用，因此，未來的研究重點(diǎn)應(yīng)該是合理開發(fā)利用此部分飼料資源[58]。除了開發(fā)含PIP的新型飼料原料外，篩選出能生產(chǎn)PIP的真菌也具有很大的生產(chǎn)潛力[81]。通過將PIP和藥物共同給藥，能在提高效價(jià)的情況下減少畜禽生產(chǎn)中的藥物使用量，這對(duì)減少藥物在產(chǎn)品中的殘留和細(xì)菌的抗藥性都是十分有價(jià)值的，深入研究PIP和各種藥物的藥代動(dòng)力學(xué)，以調(diào)整生產(chǎn)中藥物使用的最佳比例。除了常規(guī)藥物外，PIP和多種植物提取物的共同使用還表現(xiàn)出更好的促生長(zhǎng)和維持健康功能，開發(fā)包含PIP的植物添加劑也有助于綠色生態(tài)養(yǎng)殖的推廣。

綜上所述，PIP作為一種新型飼料添加劑，已展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，但推廣普及同樣存在很多問題需要攻克。