马齿苋的生物学功能及其在畜禽养殖中的应用
发布时间：2022-05-14
摘 要：马齿苋作为传统中草药，具有抗菌消炎、调节肠道菌群、抗氧化、增强免疫力、降血糖血脂等作用，具有极高的饲用价值，可以有效改善动物的生产性能。文章就马齿苋的生物学功能及其在畜禽养殖中的应用进行综述，为后续对马齿苋相关的功能产品的开发应用提供参考。
关键词：马齿苋;生物学功能;畜禽养殖;水产养殖
马齿苋 (Portulaca oleracea L.) 为石竹目，马齿苋科，一年生草本植物，其花期 5~8 月，果期 6~9 月[1-2] 。马齿苋具有散血消肿、利肠、解毒通淋的功效[3] 。马齿苋富含多种化学成分[4] ，包括生物碱类(如去甲肾上腺素)、萜类、甾醇类 (如4α-甲基-3β-羟基-木栓烷、木栓酮、 β-谷甾醇)、香豆素类 (如反式-对香豆酸)、总黄酮类(如芹菜素、山柰酚)、有机酸类和多糖类(马齿苋多糖)等[5-6] ，具有清热解毒、抗菌消炎、调节肠道菌群、抗氧化、抗肿瘤、提高免疫力、降血糖血脂等作用。马齿苋已被我国卫健委列入 117 种“药食同源”植物之一。在全国饲料禁抗、养殖减抗的大背景下，中草药类绿色添加剂成为研究人员关注的热点。为更好地探讨马齿苋在养殖中的开发利用前景，文章对马齿苋的生物学功能及其在畜禽养殖中的应用进行综述，为后续研究提供参考。
1 马齿苋的生物学功能
1.1 抗菌消炎
马齿苋具有广谱抗菌的功效，对大肠杆菌、痢疾杆菌、金黄色葡萄球菌等微生物具有明显的抑制作用[7] 。赵阳等[3] 以抗炎活性为导向对马齿苋乙醇提取物进行分离纯化，得到7个生物碱类化合物，通过脂多糖(LPS)诱导小鼠巨噬细胞RAW264.7建立炎症模型[8] ，研究7种化合物能否有效抑制前炎因子NO的释放量。结果表明，化合物 oleracein C、oleracein P、oleracein H 具有较好的抗炎活性。葛翎等[9] 使用马齿苋醇提液进行体外抑菌试验，发现马齿苋醇提液浓度为50 g/L时，大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、白色念珠菌、绿脓杆菌不生长，且对白色念珠菌抑菌效果最佳，最小抑菌浓度(MIC)为50 g/L，最小杀菌浓度 (MBC) 为100 g/L。张子越[10] 使用不同提取方式获取的马齿苋提取液进行体外抑菌试验，发现马齿苋水煎液对大肠杆菌及痢疾杆菌的抑菌效果最佳，MIC 为 125 g/L。邱妍等[11] 在体外采用试管二倍稀释法和纸片琼脂扩散法观察对大肠杆菌的抑菌效果，发现马齿苋经沸水提取后的MIC为0.5 g/mL，抑菌直径为1.07 mm。
1.2 调节肠道菌群
马齿苋多糖 (POP) 能够有效促进肠道内有益菌(如双歧杆菌)繁殖[12] ，抑制引起肠炎的沙门菌、金黄色葡萄球菌生长，从而调节肠道菌群平衡。潘锋等[13] 观察 POP干预溃疡性结肠炎的效应机制，发现POP能够显著延缓肠上皮细胞的凋亡，促进肠黏膜屏障的修复。克里斯等[14] 通过给小鼠注射D-半乳糖建立肠内双歧杆菌和乳酸杆菌数量显著下降的衰老小鼠模型，使用POP进行治疗，发现小鼠肠内益生菌数量升高，肠杆菌和肠球菌数量减少。
1.3 抗氧化
抗氧化的物质可以直接作用在自由基或间接消耗掉容易生成自由基的物质，防止发生进一步反应，活性氧自由基 (ROS) 过多造成机体损伤并诱发各种疾病[15] 。马齿苋酚类提取物具有较好的抗氧化活性，其清除 DDPH 自由基的能力和还原能力显著高于二丁基羟基甲苯[16] 。李亚等[17] 试验发现，马齿苋黄酮浓度分别为0.18、 0.20 g/L 时，对羟自由基 (·OH)、超氧阴离子自由基(·O2 - )的清除率分别达73.12%、50.23%，虽效果均低于 VC，但作为天然抗氧化剂更稳定、安全。3.5 g/L马齿苋粗多糖对羟自由基清除率为 50%，当质量浓度提高到 17.6 g/L时，清除率可达90%[18] 。
1.4 增强免疫力
植物多糖具有多种生物活性，是公认的天然免疫增强剂[19] 。孟祥乐等[19] 探讨POP 对小鼠免疫功能的作用机制，发现POP可以增强杀伤细胞活性，增加血清中细胞因子白介素-2 (IL-2)、白介素-4 (IL-4)、白介素-10 (IL-10) 含量，提高小鼠脾脏和胸腺指数。罗强等[20] 选取正常小鼠为研究对象，试验组设置25、50、100 mg/kg 3个不同剂量马齿苋多糖组，对照组给予相同体积的生理盐水，灌胃给药。结果表明，无论在任何时期采样检测，试验组小鼠的脾脏指数均极显著高于对照组;淋巴细胞转化率均极显著高于对照组;且脾脏 T 淋巴细胞亚群 CD3 + CD4 + 水平均极显著高于对照组，25、50 mg/kg 试验组的CD3 + CD8 + 水平极显著高于对照组。水提醇沉法得到的 POP，可以提高小鼠 T 淋巴数量，增强腹腔巨噬细胞的吞噬能力，刺激IL-2、白介素-1 (IL-1) 分泌，从而提高小鼠免疫力[21] 。
1.5 降血糖血脂
高血脂是引发脂肪肝的主要原因之一，而血清中游离脂肪酸 (FFA)、甘油三酯 (TG)、总胆固醇 (TC)、低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-C) 含量、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、丙二醛(MDA)为重要的检测指标。李凤林等[22] 在采用四氧嘧啶构建糖尿病小鼠模型试验中，发现饲喂高剂量POP (400 mg/kg·BW) 虽不能完全纠正因糖尿病引起的代谢紊乱，但能够提高小鼠胰岛素含量，降低小鼠空腹血糖含量，降低血清中 TG、TC含量，增加HDL-C含量，能够有效调节小鼠血脂代谢。王成祥等[23] 探讨POP对糖尿病大鼠糖脂代谢的作用机制，发现与糖尿病模型组相比，200 mg/(kg·d)灌胃给药的POP组的大鼠TC、LDL-C、空腹血糖、尿素氮及24 h尿蛋白含量显著降低，其保护肾功能作用机制可能与TGF-β1/Smad3信号通路有关。
1.6 调节代谢水平
生长激素 (GH) 和胰岛素样生长因子-1 (IGF-1)是 促 进 动 物 生 长 的 重 要 激 素 。 生 长 激 素 释 放 激 素(GHRH) 能够刺激 GH 的分泌，进而产生 IGF-1，共同促进动物生长。葛剑等[24] 观察马齿苋多糖对雏鸡血液代谢激素的影响，发现每天灌服0.5 mL 20 g/L的POP能够有 效 降 低 雏 鸡 血 清 TG、 TC 和 LDL-C 含 量 及 提 高 HDL-C、GHRH，说明POP能够调控血液激素水平，从而改善雏鸡生长性能及饲料转化率。马姝等[25] 从代谢组学层面观察马齿苋在人肝癌皮下瘤裸鼠尿液中代谢物质变化的不同，发现马齿苋能够调节肝癌裸鼠体内酪氨酸、己基甘氨酸等肿瘤相关氨基酸的代谢，且对代谢干预随着服药时间的增加，效果更明显。
2 马齿苋在畜禽养殖中的应用
2.1 马齿苋在猪养殖中的应用
仔猪白痢又称迟发性大肠杆菌病，常见于 10~30 日龄仔猪，防治不及时会严重影响仔猪的生长发育。杨凯[26] 将鲜马齿苋 500 g、去皮大蒜 50 g，一同捣碎取汁，加入 4 倍量水稀释，根据仔猪日龄大小，每头灌服 10~30 mL，每天 2~3 次，连用 4~5 d，有效治愈率可达 85%。李进杰等[27] 选取“杜×长×大”仔猪为试验对象，在试验组基础日粮中添加1%的马齿苋复合添加剂，对照组仔猪日粮添加含黄霉素 (20 g/t) 的预混料，与对照组相 比 ， 试 验 组 仔 猪 日 增 重 提 高 1.56%、 料 重 比 降 低 0.72%，虽差异均不显著，但也有着一定的促生长作用;在屠宰性能方面，试验组仔猪的屠宰率、眼肌面积、瘦肉率、酮体长及肉色评分和pH值均显著高于对照组。试验表明，在日粮中添加1%的马齿苋复合添加剂可以替代抗生素，改善仔猪生长性能。蒋明琴[28] 试验发现，马齿苋作为饲料添加剂使用，适口性好;与空白对照组相比，马齿苋组断奶仔猪腹泻率显著降低39.2%，平均日增重提高 11.18%，料重比降低 1.96%;与土霉素组相比，马齿苋组仔猪平均日增重、料重比及腹泻率均无显著差异，说明马齿苋对断奶仔猪的生长性能的提高效果不低于抗生素。赵鲁等[29] 研究表明，POP 可以预防因病毒性感染引起的猪腹泻问题，通过考察POP对猪流行性腹泻病毒(PEDV) 体外复制作用机制发现，6.25~25.00 mg/L POP 对选用 PEDV 感染的细胞具有极显著的抑制效果，从而增强猪自身抗病毒能力，预防腹泻的发生。
2.2 马齿苋在禽类养殖中的应用
马齿苋可以增强蛋黄和蛋壳颜色，显著改善蛋鸡生产性能[30-31] 。徐光科等[32] 分别在乌鸡日粮中添加 1%、 2%、3%的马齿苋粉，发现添加2%马齿苋粉的乌鸡的平均蛋重、哈夫单位、蛋黄比例及粗脂肪含量显著高于饲喂基础日粮的对照组，且料蛋比显著低于对照组;试验组的产蛋率、蛋黄色泽均显著优于对照组。添加 2%、 3% 的马齿苋粉还可以显著提高血清中免疫球蛋白 A (IgA) 和免疫球蛋白G (IgG) 含量。研究表明，在乌鸡日粮中添加2%的马齿苋粉可以改善乌鸡的生产性能和蛋品质，提高机体免疫力。
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方磊涵等[33] 研究马齿苋对肉仔鸡生产性能的影响，对照组AA肉鸡饲喂基础日粮，试验组在基础日粮中添加洗净切碎的鲜马齿苋，采用地上平样。结果表明，试验组肉仔鸡平均日增重显著高于对照组，发病率显著低于对照组，料重比显著低于对照组，且观察饲养情况，发现饲喂鲜马齿苋的肉仔鸡采食速度快，采食量增加，鸡粪相对正常。结果表明，饲喂鲜马齿苋能够节省饲料，减少用药量，降低饲养成本，对肉鸡具有一定的营养保健作用。
2.3 马齿苋在水产养殖中的应用
增强水产动物自身免疫力、提高抗病力是水产养殖中亟待解决的问题。溶菌酶作为主要的非特异性免疫因子，在免疫调节中发挥重要作用。覃振林等[34] 研究发现，与对照组相比，给使用溶藻弧菌攻毒的南美白对虾饲喂 2%的复方马齿苋添加剂能够显著提高南美白对虾血细胞吞噬活力、血清溶菌酶活力及血清酚氧化酶活力。研究表明，投喂复方马齿苋添加剂能够显著增强南美白对虾的免疫功能，降低死亡率。
草鱼作为我国主要淡水养殖鱼，易患细菌性肠炎、烂鳃病、赤皮病。康洁[35] 向每尾试验鱼注射0.5 mL的质量浓度为5%的POP，对照组注射等量的生理盐水进行免疫。结果表明，免疫5~10 d时，草鱼血清和头肾的溶菌酶活性极显著升高，血液中白细胞比例显著升高;免疫 10~15 d时，草鱼脾脏增值指数极显著升高。结果表明， POP可以直接喂养草鱼，作为免疫促进剂使用能够增强草鱼免疫，促进脾细胞和吞噬细胞的增生。
3 结论
马齿苋因其丰富的药理活性及安全、绿色、稳定等优点，在畜禽养殖业中具有广阔的应用前景。但是，对马齿苋活性物质提取的应用研究较少，常用的溶剂提取法虽适合于工业化生产，但溶剂消耗大、提取率较低。提取率较高的超声提取法对设备要求高、设备投入成本过高，无法大规模生产。如何在控制生产成本的前提下，提高马齿苋活性成分的提取率也是亟待解决的问题之一。不同产地、不同品种、不同采收时间的药材的营养和活性成分均存在较大差异，应该对马齿苋进行品种筛选，对比不同产地间差异，挑选出相应最适宜的马齿苋品种。目前，马齿苋及其活性成分在动物生产中的研究仍鲜有报道，而马齿苋化学成分多样，在动物养殖中发挥的功效应也不尽相同。未来，应该扩大研究范围，从而更好地服务于饲料及养殖行业。——论文作者：张海青
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