植物提取物作为水产动物饲料添加剂的应用进展

■周 疆 王桢璐 李君怡 邹记兴 范兰芬

（华南农业大学海洋学院，广东广州 510642）

现阶段，由于水产养殖环境的过度利用和抗生素类等药物的滥用，导致水域环境的污染情况变得极为严重。近年来，国家也对渔业的发展提出了更高的要求，渔业有必要坚持走绿色环保可持续发展之路。因此需要迫切寻求更安全、环保、有效的饲料添加剂，有效提高水产品品质的同时又能促进渔业的可持续发展。植物提取物作为一类从天然植物中提取出来的物质，具有低毒、环保、安全的特点，且具有对水产动物免疫调控、降低应激、促生长及抗氧化方面积极作用而被广泛研究[1-5]。

植物提取物是采取不同的提取方法或加工工艺，从自然植物中提取到的一类绿色环保的天然物质，它不仅包含了自然植物原有的生物活性以及自然因子，在一定程度上也具有针对疾病的药性[6]。植物提取物作为水产动物的饲料添加剂可以根据其生物活性分为黄酮类、多糖类、苷类、生物碱类以及挥发性油类等[7-8]。植物提取物能够成为一类低毒性的饲料添加剂，经过了长期的实践筛选和科学搭配。在长期的养殖实践中，天然植物能给水产动物带来营养又无任何毒副作用，并且对人体无害且最容易被接受的物质才会被提取出来[9]。植物提取物的成分比较复杂，而且种类繁多，多种植物的混合提取或提取后再进行搭配等繁多的处理方式，使其功能更加多样。此外，由于天然植物通常价格比较便宜，或更容易获得，这就使得植物提取物作为饲料添加剂更容易让人们接受[10]。

1 植物提取物在水产动物饲料添加剂上的应用

目前，应用于水产动物饲料的植物提取物由于种类繁多，其配方复杂，提取物有效成分的含量及对应的生理活性都有很大的不同，而且即使是同一种植物提取物应用于不同水产动物，产生的效果也不尽一致[11]。因此，本研究从增加饲料利用率、改善水产品的品质、提高水产动物摄食率、增强免疫力、提高抗氧化应激反应方面展开讨论(见表1)。

表1 常见功能性植物分类

2 促进动物生长，增加饲料利用率

天然植物自身成分极为丰富的，经过特有的工艺提取之后的提取物不仅含有脂肪、糖、蛋白质等水产动物生长所必要的营养，同时还包含了多种维生素、氨基酸以及矿物质，能有效促进水产动物生长、提升饲料的转化率[12]。此外，植物提取物还可以在消化系统中提高胃及肠道中各种酶的活性，促进机体对摄入的营养物质的吸收，以达到促进水产动物生长和增加饲料利用效率的目的[13]。有大量的研究报道显示，植物蛋白的添加对水产动物的生长、存活、氧化应激状态和消化酶活性等都有着积极的影响[14-16]。Nugroho[17]将红葱（Eleutherine bulbosa）按15、30、45、60 g/kg添加到苏氏圆腹鷶（Pangasianodon hypophthalmus）的日粮中，研究发现日粮中红葱添加量为15 g/kg时，与对照组相比，苏氏圆腹鷶的脂肪酶、蛋白酶、中性粒细胞以及淋巴细胞活性不受影响。而30、45、60 g/kg的三组的淀粉酶等的活性都显著提升，其中，45 g/kg的试验组白细胞和吞噬细胞的活性最高。这些发现表明，日粮中红葱的含量高于30 g/kg有利于改善鱼类的消化酶活性，增加饲料的利用率。敖礼林[18]研究发现，在养殖鲤鱼（Cyprinus carpio）的饲料添加50%的沙棘（Hippophae rhamnoides）果渣，可以加速鱼苗的生长而且鱼肉会更肥美；在饲养草鱼（Ctenopharyngodon idel⁃lus）的时候，添加绞股蓝（Gynostemma pentaphyllum）可以使草鱼体重增加30%以上。同时发现，根据不同的鱼的生活习性和代谢规律，按照不同鱼对营养的喜好添加不同类型的植物提取物，能够在很多时候取得截然不同的养殖效果。Ahmad等[19]研究发现，在尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）的饲料中添加多种植物提取物都可以促进生长，并有效改善饲料转化效率，比如绿茶（Camellia sinensis）、桂皮（Cinnamomum tama⁃la）、葛缕子（Carum bretschneideri）的籽粕、西洋参（Panax quinquefolius）和大蒜（Allium sativum）素。同时Hwang等[20]研究发现绿茶（Camellia sinensis）提取物可通过抑制石斑鱼（Epinephelus spp）体内胆固醇的吸收，抑制胆汁酸的重吸收以及调节肝脏与小肠之间胆固醇的合成等一系列机制，来协助维持适当的胆固醇水平，可以明显降低总胆固醇水平，提高饲料的利用率。也有研究报道从金银花（Lonicera japonica）中可以提取出一种含绿原酸的物质，将这种提取物加入饲料中，可明显提高草鱼、建鲤（Cyprinus carpiovar）和中华鳖（Trionyx Sinensis）的体重[21]，Xie等[22]将从大黄（Rheum palmatum）中提取出来的蒽醌类提取物添加到罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）的饲料中，发现蒽醌类提取物组均增加了肝脏过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性，并降低了丙二醛含量，且添加量为0.5%和1.0%蒽醌类提取物的测试组的血液溶菌酶活性较高，饲料转化效率得到了明显的改善。Chatzi⁃fotis等[23]在冬季低温下饲养海鲷（Sparus aurata）时，在日粮中添加不同浓度的咖啡（Coffe aarabica）碱，发现添加量为2 g/kg可以有效提高海鲷（Sparus aurata）的饲料利用率。彭小玉等[24]研究发现蒲公英（Taraxa⁃cum mongolicum）的水提取物能在短时间内提高鲫鱼（Carassius auratus）消化道内的蛋白酶和淀粉酶活性，提高饲料的转化率。Ji等[25]将山楂（Crataegus pinnati⁃fida）和茵陈蒿（Artemisia capillaris）等进行混合提取，加入牙鲆（Paralichthys olivaceus）的饲料中，发现牙鲆对脂肪酸的利用率得到了显著的提高。

3 改善水产品的品质

植物提取物在水产动物养殖上的使用，极大地改善了水产品的食用体验，这种绿色环保的饲料添加剂通过对水产动物消化系统的影响使得机体的肉质与喂食一般饲料的肉质有着完全不同的效果。众所周知，在水产品的市场上，水产品整体的颜色、活力和体形都会在很大的程度上对其价格产生影响。野生的水产品和人工养殖的水产品由于生长环境的差异往往存在着外观上的不同，大量的科学研究发现，植物提取物能够影响到水产品的体形外观和肉品质。Adel等[26]按0、0.05%、0.1%、1.5%的比例将薄荷（Men⁃tha haplocalyx）添加到凡纳滨对虾（L.vannamei）饲料中，研究发现1.5%的薄荷添加量可以使虾具有更高的生长因子（平均体重、体重增加百分比、饲料转化率及生长速率比）和存活率。Yuangsoi等[27]研究发现饲料中添加胡萝卜（Daucus carota）的提取物对锦鲤（Cyprinus carpio）体色有明显的改善作用。Vernon-Carter等[28]通过酯化和皂化对万寿菊（Tagetes erecta）花瓣进行提取，给凡纳滨对虾饲喂含有该提取物的饲料，喂养14 d后发现，虾的肌肉和虾壳中类胡萝卜素含量均得到显著提高，体色有明显的改善作用。龚志等[29]在饲料中添加了0.55%雨生红球藻(Haematococ⁃cus pluvialis)、15%苜蓿（Medicago Sativa）粉和2%螺旋藻(Spirulina)作为类胡萝卜素源饲喂中华绒螯蟹，饲喂2个月后，发现苜蓿对中华绒螯蟹（Eriocheir sinen⁃sis）的体色有明显的增色效果。Regunathan等[30]以螺旋藻(Spirulina)作为饲料中类胡萝卜素来源投喂患有色素缺陷综合征(pigment dispersion syndrome，PDS)的印度明对虾(Fenneropenaeus indicus)，经过2周的养殖后，幼虾体内的色素含量有明显的上升。许友卿等[31]将杜仲（Eucommia ulmoides）的叶子加工成粉状，按2.5%、5.0%、7.5%的比例添加到饲料中，饲养2个月后，发现7.5%的杜仲叶粉能极大地提高鲈鱼（L.ja⁃ponicus）的各项生长指标，降低了脂肪的含量，使肉质变得更加紧致，胶原蛋白的含量也随着饲喂时间延长逐步提高，吃起来极为的爽口有弹性。

4 具有诱食作用，提高动物摄食率

在水产动物的养殖过程中，饲料的投喂往往有很多讲究，出现饲料扎堆但是没有动物去摄食是常有的事，而有的植物提取物中含有挥发性的物质，将这类植物提取物与饲料按一定的比例混合，就能很好地诱引水产动物对饲料进行摄食，诸多的养殖实践显示，将具有强挥发性的洋葱（Allium cepa）和大蒜（Allium sativum）的提取物作为诱食剂添加在日粮中，就能利用这些挥发性物质帮助水产动物更好地进食，提高水产动物对饲料的喜好程度。除此之外，草木犀（Meli⁃lotus officinalis）、陈皮（Citri reticulatae）也对鱼类的养殖有着显著的诱食作用。已有研究表明，一些植物提取物作为诱食剂，可以有效地促进水产动物的生长和摄食，这在很大程度上减少了残余饲料对养殖水体的污染。张琳琳等[32]采用迷宫法，分别将白芷（Angelica dahurica）、山楂（Crataegus pinnatifida）、陈皮（Citri re⁃ticulatae）、阿魏（Ferula sinkiangensis）、肉桂（Cinnamo⁃mum cassia）、栀子（Gardenia jasminoides）和大茴香（Illicium verum）添加到饲料中饲喂鲈鱼，研究发现不同的植物添加剂的生物碱类、氨基酸类等物质以及各自独特的味道和适口性对鲈鱼的诱食有很大的影响，试验发现陈皮和阿魏的诱食效果较好，而且鲈鱼对其他4种植物提取物存在不同程度的趋避反应。陈启亮等[33]研究发现甘草（Glycyrrhiza uralensis）对草鱼和鲫鱼都有很好的诱食效应，进一步研究发现复合诱食剂的诱食效果更好。而在肉食性鱼的养殖过程中，许诗亮等[34]用触球法、迷宫法和吞食法等摄食行为法研究发现，石莼（Ulva lactuca）提取液、干罗勒叶（Ocimum basilicum）等植物提取物中的成分与鱼类的天然食物比较相似，可对水产动物产生较好的诱食效果。苦参（Sophora flavescens）、栀子、黄芩和山萘（Rhizoma kaempferiae）可以通过对大菱鲆（Scoph⁃thalmus maximus）幼鱼的味觉、嗅觉产生较为显著的刺激作用，诱食效果较好[35]。解康等[36]将刺五加（Ac⁃anthopanax senticosus）、杜仲和党参（Codonopsis pilo⁃sula）等的提取物组成复方制剂，应用触球法发现提取液中含硫基的物质可使β-淀粉酶的分解变少，使得淀粉糖化作用减弱，从而对锦鲤产生较好的诱食效果，陈皮、松针（Pine needle）和大蒜是金鱼（Caras⁃sius auratus）优良的诱食剂原料，陈皮、大蒜、洋葱、生姜（Zingiber officinale）和丁香（Eugenia caryophμllata）可做为虹鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）的诱食剂[37]。通过养殖试验发现大蒜素可以极大地提高虹鳟鱼的饲料采食量[38]。

5 改善机体的免疫功能

植物提取物用作水产饲料添加剂可有效提高机体免疫力，增强其抗病能力，比如金银花、穿心莲（An⁃drographis paniculata）、野 菊 花（Dendranthema indi⁃cum）、紫花地丁（Viola philippica）具有消毒杀菌、驱虫、抗病的作用，而黄连（Coptis chinensis）水提取物通常用于淡水鱼饲料中，同样可起到杀菌消毒的作用；大蒜（Allium sativum）油可促使对虾血细胞的杀伤率和吞噬率得到显著的上升，故广泛应用于对虾的饲养中。鱼类同样也依靠特异性免疫和非特异性免疫来抵抗病原体感染，其中，非特异性免疫在鱼类的疾病防御中占据了主要地位[39]。鱼的非特异性免疫有两个重要组成，其一是溶菌酶、趋化因子、细胞因子、抗菌肽和补体等介导免疫反应的蛋白分子；另一个就是鱼的血液中具有吞噬能力的细胞，诸多的研究表明：植物提取物中含有丰富的生物碱、萜类和有机酸等生物活性因子，可以有效地增强鱼体内这些细胞的活力，例如粒细胞、细胞毒性T细胞、巨噬细胞和吞噬细胞等[40-43]。Akbary等[44]将紫雏菊（Echinacea purpurea）的提取物按0、50、100、200 mg/kg的浓度添加到饲料中，经过2个月的养殖，发现添加紫雏菊提取物可使灰鲻（Mugil cephalus）的血清总蛋白质含量、白蛋白含量、球蛋白含量和其他血液指标得到显著提高。Ra⁃masamy等[45]在印度对虾的饲料中添加芒果（Man⁃gifera indica）核的提取物，研究发现可以提高血液中吞噬细胞的活性。Harikrishnan等[46]在云纹石斑鱼的饲料中添加山莴苣（Lagedium sibiricum）的提取物，研究发现可以显著提高云纹石斑鱼对链球菌的抗感染能力。Nhu等[47]用20种植物的乙醇提取物刺激苏氏圆腹鷶的外周血单核细胞（Peripheral blood mononucle⁃ar cell,PBMCs）和头肾白细胞（Head kidney leuko⁃cyte,HKLs），研究发现大蒜、印楝（Azadirachta Indi⁃ca）、飞扬草（Euphorbia hirta）、余甘子（Phyllanthus em⁃blica）和生姜这5种植物的提取物可以显著诱导促炎性细胞因子（IL-1β）、抗病毒细胞因子（IFRγ-2a和IFRγ-b）和特异性免疫细胞因子（MHcⅡ类）的基因表达。Huang等[48]在克氏原螯虾（Procambarus clarkii）病毒感染模型的基础上，研究了23种植物提取物的抗白斑综合症病毒WSSV(White spot syndrome virus,WSSV)活性。试验表明，在这些植物中，栀子对WSSV复制的抑制作用最高，为92.31%，进一步的研究表明，栀子是通过阻断基因的表达来抑制克氏原螯虾中WSSV的复制，此外，抗氧化和凋亡相关因子的表达量也显著增加。

6 提高抗应激能力

植物提取物添加剂是提高水产动物抗应激能力的重要措施。水产动物在集约化养殖过程中会受到各种不良因素的影响，从而直接降低其成活率，而藿香（Agastache rugosa）、苍术（Atractylodes Lancea）、厚朴（Magnolia officinalis）等植物提取物可以使水产动物在运输过程的存活率上升，提高低氧的耐受力。刘韬[49]用发酵的豆粕替代养殖中常用的鱼粉来饲喂凡纳滨对虾，设置了4个试验组，以4%、8%、12%和16%加入饲料中，30%鱼粉组为试验的对照，饲养2个月后，研究发现发酵豆粕可以使凡纳滨对虾抗弧菌能力得到显著加强，肝胰腺的氧化应激程度也有一定程度的降低，且不会影响生长性能。大蒜是一种暖性饲料添加剂，它的功能类似抗生素，王福强[50]研究发现在鱼虾的饲料中添加大蒜磨成的粉，只需要1%～2%的比例就可使鱼虾在低温环境的存活率上升，不但能够促进鱼虾的生长，也能降低疾病的发生，使水产品的肉质得到提升。

7 结语及展望

我国天然植物资源丰度，现阶段对于植物提取物的研究报道多侧重于直接的应用，对于单一植物提取物的不同有效成分的提纯及具体的靶部位的作用机制等研究依旧存在很多的空白[51]。在功能性植物添加剂生产的各个环节之间怎样使药效最大化的摸索也有待进一步的研究[52]。且不同植物之间的配伍禁忌以及传统中草药配方的优化也需要摸索[53]。伴随着功能性的植物提取物在提纯、加工和功能描述等相关方面研究的逐步加强，在有计划的规划、科学的开发、合理的利用这些资源后，作为一种应用于水产养殖的新兴饲料添加剂，功能性的植物提取物在替代抗生素等传统药物的前景一片光明。