植物添加剂小檗碱新型饲料添加剂-..docx

新型饲料添加剂-小檗碱研究进展（华中农业大学动科动医学院，武汉430070）摘要：小檗碱是多种清热解毒类中药共有的有效成分，是医学领域研究较透彻，且应用于中西医临床最广泛的中药药成分之一。目前，生物碱的提取方式、药效、药理等是国内外的研究热点。本文主要综述了小檗碱的来源、理化特性、抑菌机制、构效关系、小檗碱耐药性消除原理、应用效果的研究进展，以期评估小檗碱作为新型饲料添加剂的潜力。关键词：抑菌；构效关系；耐药；小檗碱中图分类号：文献标识码：文章编号： 当前，随着经济的发展，人民消费水平日益提高，对肉制品的消费需求也快速增涨。高效率的现代化规模化集约化的养殖成为畜牧生产的方向，但现代集约化养殖的高产出、高效益使得畜禽在快速生长的同时面临免疫力极度下降，进而导致死亡率大幅增加的困局。美国等发达国家使用抗生素作为饲料添加剂已经有60多年的历史，Moore等和Jukes[1~2]等首次报道在家禽和猪的饲料中添加抗生素对其生产效率产生有益的影响。抗生素的诞生不但解决了生长快与 抗病力低之间的矛盾，而且给养殖业带来了巨大的 经济效益，使得抗生素作为饲料添加剂普遍使用。 然而，抗生素在饲料中的长期使用也给畜牧业、农业乃至人类带来了许多负面影响，如药物残留、耐药和环境污染等，均极大地危害着人类健康。由于长期使用抗生素的种种缺点，2006年，欧盟成员国全面禁止使用抗生素生长促进剂，包括离子载体类抗生素。饲用抗生素替代品在近年来也不断成为畜牧养殖领域最热门的关键词之一。概括起来，现在市场上的饲用抗生素替代品有如下几种：抗菌肽、有机酸、酶制剂、低聚糖类、中草药类、微生态制剂，在这6种替代品中，目前公认最有前途的就是中草药类，中草药添加剂具有抗病保健、抑菌、抗毒素、抗应激、提高 机体免疫力和生产性能、调整胃肠机能等功用，日益成为国内外研究的热点。小檗碱（berberine，Ber）又名黄连素，是 从黄连 等植物中提取的异喹啉类生物碱，可以广谱抑制病 原微生物，如细菌、真菌和原虫，用于很多疾病的治 疗；另外，小檗碱还具有抗腹泻、抗氧化、改善心血 管功能和缓解炎症等作用[3~5]。小檗碱以其特有的药 理学特性，具有开发为新型绿色饲料添加剂的潜力。 本文综述了小檗碱的抑菌作用机理，为其在生产实 践中成为抗生素替代物奠定理论基础。1.小檗碱的理化特性小檗碱存在于小檗科等 4 科 10 属的许多植物中， 如黄连（Coptis chinensis franch）和 黄柏（Cortex phello dendri）等，是一种异喹啉类生物碱。小檗碱在乙醚中可析出黄色针状晶体，熔点为 145℃，不溶于水，难 溶于苯、乙醚和氯仿，其盐类在水中的溶解度比较 小。用不同的碱处理，可得到季铵式、醛式和醇式 等 3 种不同形式的小檗碱，其中以季铵式最稳定。小檗碱化学式为 5，6- dihydro- 9，10- dimethoxybenzo(g)- 1，3- benzodioxzolo(5，6- a)quinolizinium，分子式为 [C20H18NO4]+，分子量为 336.37，结构如图 1 所示[6]。檗碱主要由一个邻位接双甲氧基的异喹咛 （benzyl- isoquinoline） 和带有环状双醚基的苯环以 6圆环相接而形成，其 N 原子位于整个分子的近中央 处，孤对电子形成 π 键共用，N 带正电。小檗碱是带 正电的药物，易和带负电荷的离子或分子结合，常以氯酸盐或硫酸盐的形式存在。一价正电的 N，是其主 要活性部位；同时 N 原子易受到分子立体结构的排 列影响，具有化学反应的选择性[7]。2.小檗碱的提取方法研究进展我国小檗碱传统的提取方法主要有酸水提取法、碱水提取法、乙醇提取法等，随着对天然产物有效成分研究的的不断深入，新的提取方式不断出现，如：液膜法、双向萃取法、超临界流体提取法等，这些技术的出现为小檗碱的工业化生产提供了更多可以选择的提取技术。杨庆珍（2015）总结了各种提取方法的原理和特点，以期为小檗碱的提取和生产提供参考（见表2）。表2传统的酸水、碱水提取法工艺简单、成本低，但存在提取率低、易腐蚀设备、不安全、不环保等问题，新出现的提取技术，如超临界二氧化碳提取法等更适合工业化生产。随着化工产业的快速发展，新的提取技术将会大量涌现，为小檗碱的提取生产和作为天然药物利用提供参考。小檗碱的抑菌活性及相关机理在人医临床上，盐酸小檗碱作为常用的治疗腹泻、消化不良的药物，并且为非处方药。药效学：抗菌谱广，体外对多种革兰阳性及阴性菌均具抑菌作用，其中对溶血性链球菌、金葡菌、霍乱弧菌。脑膜炎球菌、志贺痢疾杆菌、伤寒杆菌、白喉杆菌等有较强的抑制作用，低浓度时抑菌，高浓度时杀菌。对流感病毒、阿米巴原虫、钩端螺旋体、某些皮肤真菌也有一定抑制作用。体外实验证实黄连素能