生物碱的提取工艺、生物学功能及在动物生产中的应用研究进展.pdf
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1、广东饲料2023 年 6 期近年来,植物提取物在动物生产中的应成了研究热点。生物碱是一类可以从植物中提取出来的碱性代谢产物,主要提取方法包括试剂提取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取物法、内部沸腾法等(高倩等,2022;拉巴次旦等,2021),其中试剂提取法配合超声波辅助提取法是一类较为常用且高效的提取技术。生物碱原料分布广泛、价格低廉,常用于畜牧养殖饲料中的有血根碱、甜菜碱、小檗碱等。生物碱具有提高机体免疫力、抗氧化、抗菌、抗肿瘤、调节肠道健康等功能(周汨等,2023;武志远等,2022;李顺泽等,2022)。作为一种饲料添加剂,在当今畜牧业“全面禁抗”的大环境下有着更为广泛的应用前景(欧淑
2、琦等,2019)。本文对生物碱的相关研究展开综述,旨在总结生物碱的提取工艺和生物学功能,并为生物碱在动物生产中的应用提供理论参考。1 生物碱的提取工艺试剂提取法是根据目标提取物的溶解性,选择合适的溶剂进行溶解,是一种原理比较简单,操作比较方便,使用较为广泛的植物提取方法。除了用水溶液作为溶剂,通常采用有机试剂甲醇或乙醇进行提取。影响醇提取法的因素有很多,醇的体积分数、提取温度、提取时间等条件都会影响提取效果。钟惠苹等(2022)在提取紫九牛(瑶药)的研究中发现,当乙醇体积分数为50%60%时,提取效果与体积分数呈正相关,当乙醇体积分数超过 60%时,提取效果随着体积分数的升高而降低。由于生物碱
3、存在极性,只有在适宜的醇浓度范围内才能更好地溶解,低于或超过一定范围后,提取效果也会随之降低(李伶等,2022)。罗伟等(2023)研究发现,提取荷叶总生物碱的最适温度为 50,当温度低于 50时,提取率随着温度的升高而升高,但当温度高于 50生物碱的提取工艺、生物学功能及在动物生产中的应用研究进展作者:周权 张常明 左建军 曹庆云单位:华南农业大学动物科学学院摘要:生物碱也称植物碱,是一类广泛存在于植物细胞中的含氮有机化合物,为植物细胞代谢的中间产物。生物碱具有抗氧化、抑菌、调节肠道健康、提高免疫力等功能,可从植物中提取作为动物饲料添加剂,应用于动物日粮中具有调节动物生理机能的作用。本文综述
4、了生物碱的提取工艺、生物学功能以及在动物生产中的应用,旨在为生物碱在动物日粮中的应用提供科学的理论依据。关键词:生物碱;提取工艺;生物学功能;饲料添加剂中图分类号S816.79文献标识码 A文章编号1005-8613(2023)06-0031-04作者简介周权(2001-),男,广东省惠州市人,华南农业大学动物科学学院 2020 级本科生。通讯作者曹庆云(1978-),女,高级实验师,博士,主要从事饲料质量检测与安全评价的研究。淫 添 加 剂 淫淫 添 加 剂 淫31窑窑广东饲料2023 年 6 期时,提取率随着温度升高而降低。可能是因为高温破坏了生物碱的化学结构,影响溶解效果。敬思群等(20
5、21)研究发现,提取油莎草总生物碱的提取时间超过 3 小时后,提取率随着提取时间的延长而减少。醇的体积分数、提取温度和提取时间超过一定范围后,可能会破坏植物中生物碱的结构,增加非生物碱物质流出溶于有机试剂中,从而降低整体的提取效果(何晋浙等,2014)。王靓等(2022)以提取时间、提取温度和乙醇浓度作为单因素变量,探讨其对于提取效果的影响,结果表明提取温度对于提取效果的影响最大,提取时间次之,溶剂浓度对提取效果的影响最小。超声波辅助提取法是将植物原料粉碎并浸泡在溶剂中,利用空化作用,通过声波作用于溶剂产生高温高压,冲击细胞并破坏植物细胞的完整性,加速细胞内容物溶解于溶剂中(刘凤霞等,2018
6、)。超声波辅助提取法并不是一种可以单独使用的提取方法,而是需要通过配合其他提取方法如醇提取法等,才能实现提取效果。超声波辅助提取法的提取效果较好,可以有效缩短提取时间,操作难度不大,且此法消耗溶剂总量较少,可以降低对环境造成的污染,安全性较高(韩 伟 等,2011;苏 小 丽 等,2021)。超声波辅助提取法的提取效果受到提取时间和超声波功率的影响。不同的植物原料由于细胞结构存在差异,相同提取条件下对于不同种类的植物原料的提取效果的影响也存在不同。由于生物碱的提取受到多方面因素的影响,单因素之间存在相互作用,简单的单因素实验无法得到完整的提取工艺数据,常运用统计学的原理综合各方面因素,采用线性
7、回归方程的计算方式得到最有效的工艺数据(王江枫,2022)。2 生物碱的主要生物学活性2.1 抗氧化动物处于应激状态时,体内代谢加快并生成大量自由基,若体内自由基的清除速度低于生成速度,则容易使大量自由基堆积,形成强氧化作用并造成氧化损伤(王硕等,2023)。生物碱具有清除体内自由基的能力,可以提高动物血液中抗氧化酶的活性,从而起到抗氧化的功能(杨文武等,2020)。据报道,生物碱的还原能力一定程度上与其浓度呈正相关(牛鹏等,2023)。李小阳等(2021)研究发现,分别根据小鼠体重用 2 mg/kg、4 mg/kg和 8 mg/kg 剂量的碱蓬草总生物碱给高脂模型小鼠进行灌胃处理,结果表明用
8、三种剂量的碱蓬草总生物碱进行灌胃均可显著提高高脂模型小鼠肝脏过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶含量,说明碱蓬草总生物碱有较好的抗氧化性。2.2 抑菌作用生物碱具有良好的抑菌能力,且不会产生严重的耐药性,在畜牧生产中可以作为天然的劼抗 生 素 替 代 剂 使 用(孙,2017)。据报道,血根碱可以通过抑制细菌分裂减少细菌增殖,并刺激细菌细胞自溶,抑制真菌和细菌细胞膜的形成(侯博等,2018)。另有报道称,血根碱对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌的敏感程度依次增加,且抑菌效果强于青霉素(胡贵丽等,2018)。袁杨斌等(2021)研究表明,在体外抑菌实验中,辣椒碱可以抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门
9、氏菌的生长增殖,最小抑菌浓度分别为 1 g/L、2 g/L和 2 g/L。生物碱抑制的细菌种类较为广泛,抑菌效果可能超过传统的抗生素,在一定范围内随着浓度的升高而升高,且毒性较低,不会造成严重的环境问题(王静慧等,2012)。2.3 调节肠道健康肠道是动物消化和吸收营养物质的主要场所。肠道绒毛是动物吸收营养物质的主要部位,绒毛长度越长表明吸收功能越强。隐窝深度越浅,表明肠道细胞的分泌功能越强,细胞成熟水平越高(郭航等,2008)。有研究表明,血根碱可以刺激动物肠道细胞增殖分化,具有提高肠道绒毛长度和降低隐窝深度的功能,且血根碱可以抑制肠道有害菌的生长,对肠道具有保护作用(陈家顺等,2018)。
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