江倩茗 , 张建超 , 张佩华 , 李四元
(1.湖南农业大学动物科学技术学院,湖南长沙410128;2.湖南畜禽安全生产协同创新中心,湖南长沙410128;3.浏阳市畜牧兽医水产局,湖南浏阳410300)
随着畜牧业规模化生产的推进,畜禽饲料也进入了批量生产的时代,饲料的卫生安全问题备受人们关注。在国家的饲料卫生标准中,对霉菌毒素的含量有严格的标准。饲料中的玉米、豆粕等高营养物质,可为霉菌提供良好的营养环境(寇云军,2014);另外,如果饲料在不良环境下存放,特别是高温、高湿的南方地区,霉菌的生长速度十分迅速。因此,饲料的防霉、脱毒是饲料卫生质量的重要保障。而市面上的脱毒剂存在霉菌毒素吸附不完全(寇云军,2014)、营养物质降低、用量大且占用过多空间(田书音等,2014)等问题;而防霉剂则有易受pH影响(马佳等),刺激性强、毒性残留(贾书静,2006)等问题。中草药中的天然成分可以成为降低霉菌毒素的原材料,中草药的性质比较温和,其中还有保健和营养成分,利于动物的健康。黄福辉等(1980)发现山苍子油可以去除粮食中的黄曲霉素,而在一些简易的饲料去霉方法中,也曾提及山苍子油。
山苍子,别名山胡椒、木姜子、山鸡椒。山苍子为樟科木姜子属植物,主要分布于长江以南的湖南、湖北、四川等地(吴均等,2013),是我国南方特有的香料植物资源之一。山苍子果实在秋季成熟,根、叶全年可采。山苍子油可从山苍子的花、叶、果实中提取(农训学,1996),是一种具有柠檬香气的黄色油状液体,无毒,在121℃下具有很好的热稳定性,但在高温下容易挥发(吴均等,2013);其主要成分为柠檬醛,含量可高达70%~80%(付红军,2016;吴均等,2013),其他成分则为柠檬醛、柠檬烯、芳樟醇、甲基庚烯酮、香叶醇等(杨钦滟,2010),是我国GB2760-86标准规定允许使用的食用香料。
影响山苍子油成分的因素有很多。首先,从植物不同部位果实、根、叶中提取出油的主要化学成分和含量会有所差异,重要成分柠檬醛分别占69.122%、34.170%和19.105%。总体来说,果实、根的差异较小,叶子的组分差异较大,但它们都含有较多的单萜及含氧衍生物,是香气的主要来源(翁耿,2013)。 其次,付红军(2016)的研究发现,在蒸气蒸馏(SD)和微波辅助水蒸气蒸馏(MASD)作用下,山苍子油中单萜类化合物之间发生了化学转化,由此可知不同的的提取方法对山苍子油化学成分有一定的影响,从而影响山苍子油降低霉菌毒素的效果。提取山苍子油的方法还有很多,如超临界CO2提取法、复合酶法等。谢永芳(2013)研究发现,复合酶法提取精油比单纯的纤维素酶法提取、蒸馏法提取效率高。
2.1山苍子油的防霉作用 山苍子油可以防止霉菌的生长。山苍子油中的主要成分为柠檬醛和醇类,柠檬醛具有良好的亲脂性,能破坏菌丝体细胞壁、孢子质膜的分子结构(滑慧娟,2015),并改变其通透性、影响菌丝体对营养物质的吸收转运,从而发挥其抑菌活性(罗曼,2004)。另外,山苍子油作为一种醛类物质,还可以直接使细菌蛋白质或酶变性,破坏细菌的组织结构,抑制生物合成,干扰细菌的分解代谢(黄浩等,1998)。培养基的分离菌种试验可证明山苍子油抑制霉菌生长的作用。周勇(1984)等对链格抱霉、木霉、黄曲霉、黑曲霉、土曲霉、焦曲霉、腊叶芽枝霉、拟青霉及产黄青霉、石膏样小芽孢菌、狗小牙孢菌、白色念珠菌共12种真菌进行熏蒸试验,结果表明山苍子油是一种广谱的抗真菌物质,并且发现山苍子油能够杀死霉菌。曹妍等(2011)研究表明,当山苍子油浓度大于4%时,黄曲霉和寄生曲霉几乎无菌生长;Nath(1997)研究表明,山苍子油对串珠镰刀菌、茄病镰刀菌、链格孢霉、黑曲霉的生长有抑制作用。黄浩等(1998)在食物试验中发现,山苍子油对大米、黄豆、花生于室内自然条件下所生长的霉菌有较好的抑制作用,并发现山苍子油可以杀死霉菌。
2.2山苍子油的脱毒作用 山苍子油具有脱毒的作用。山苍子油中的柠檬醛易与化合物发生加成和缩合反应,能与黄曲霉毒素发生化学反应,使毒素的化学结构改变(农训学,1996)。王良(1990)研究表明,黄曲霉素毒含量超标的稻谷和花生经过山苍子油处理后,可以去除大部分的毒素。袁媛(2013)研究发现,山苍子油具有降解黄曲霉素B1和脱氧雪腐镰刀菌烯醇的能力。
2.3影响山苍子油抑菌作用的因素 山苍子油受pH影响很小。余伯良(1998)通过培养基抑菌研究发现,山苍子油的活性pH范围为4.5~8.5。在培养基pH 4.5时山苍子油对多数霉菌的最低抑菌浓度为1.77 mg/mL,与山梨酸钾的抑菌强度相近,比苯甲酸钠强;培养基pH 5.5以上时,对山苍子油抑菌作用影响很小,而苯甲酸钠对霉菌已经几乎无效,山梨酸钾的抗菌效力也有减弱。
山苍子油耐高温,其在120℃以下有一定的热稳定性,100℃以下热处理的山苍子油对细菌和霉菌的抑制作用无明显影响;当温度高于100℃时,抑菌作用有所下降(曹妍等,2011),这可能是高温下山鸡椒油的有效成分挥发所致。
糖和盐在一定浓度范围内能增强山苍子油抑制霉菌的效果(杨钦滟,2010)。试验表明,含糖的培养基中山苍子油对微生物的抑制作用有一定程度的增加,表明山苍子油与糖有一定的协同作用,其作用机理可能与糖本身具有抑制微生物生长的作用有关。培养基中加入0.2%的NaCl时山苍子油抑菌圈逐渐增大,但2%~2.5%NaCl时山苍子油的抑菌作用下降,因此一定浓度的NaCl与山苍子油具有协同抑菌作用。
2.4山苍子油的使用方法 熏蒸法:培养基的气态防腐试验证明气态山苍子油有抑制细菌的作用(杨钦滟,2010),可推测气态山苍子油也有抑制霉菌生长的作用。例如已被黄曲霉毒素严重污染的25万kg稻谷 (每千克稻谷含毒量达100 μg),经过12500 g山苍子油熏蒸三个月后,毒素彻底去除(王良,1990)。
简易使用方法:取小碗或开口杯盛山苍子油(1 mL每100 kg),上口用纱布封孔,埋于粮食中,让油蒸气自然挥发(王良,1990)。但本方法只适用于小规模的饲料、粮食储存。
喷雾法喷洒:把山苍子油直接作为饲料添加剂喷洒到饲料中。
山苍子油的毒性低。周勇等(1984)对小鼠灌胃山苍子油进行LD50测定发现,LD50为 (3.25±0.22) mL/kg,属于低毒级别;另外,Luo等(2005)的急性毒性试验和遗传毒性试验也得出了相同的结论。王红星等(1996)将山苍子油与柠檬桉油的混合精油加入到黄鸡的饲料中发现,对黄鸡采食量的影响不显著。此外,山苍子具有消食化气、健胃的功能,对畜禽有一定的保健治疗作用,例如魔芋加山苍子可用于治疗牛瘤胃积食(杨宝贵,2002)。
目前,山苍子油尚未用作饲料添加剂,且相关研究很少,而其防霉和脱毒的作用已经得到证明,具有开发为新型饲料防霉、脱毒剂的潜力。今后仍需在产品开发、用量和用法等方面进行深入研究。此外,山苍子还具有抑菌、防虫、抗氧化、增强免疫等作用。因山苍子中柠檬醛的特殊气味,山苍子油还可能作为饲料风味剂,刺激动物食欲,提高采食量。综上所述,山苍子油可作为新型饲料添加剂开展系统研究。
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