八角、丹参和生姜对饲料抗氧化及霉菌抑制的效果研究

宋振帅，杨崇武，穆阿丽，李 彦，杜秉海，杨在宾*

(1.山东农业大学 动物科技学院，山东 泰安 271018;2.山东农业大学 生命科学学院，山东 泰安 271018;3.青岛市饲料兽药检测站，山东 青岛 266000)

现在对于用自然产品替代人工化学添加剂的研究越来越广泛，植物源性添加剂由于没有化学添加剂的一些普遍弊病而引起人们的关注［1］，八角、丹参、生姜3 种植物含有多酚类和黄酮类物质，它们具有较好的抗氧化性［2-4］。现在对于这些天然植物产品替代人工化学添加剂在饲料上的研究主要集中在对抗生素的替代研究上［5］，对于人工合成的抗氧化剂替代研究较少。天然植物抗氧化剂替代人工合成抗氧化剂在食品上的应用研究较为广泛［6］。天然植物抗氧化剂与人工合成抗氧化剂相比，在体现抗氧化性的同时，还具有抑菌等其他生理功能［7］，这些是人工合成抗氧化剂所不具备。本研究以八角、丹参和生姜作为天然植物抗氧化添加剂，以人工合成抗氧化剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)为参考，通过对饲料中过氧化值(PV)、酸价(AV)、霉菌总数、水分等指标的测定，探讨了3 种天然植物对饲料的抗氧化和霉菌抑制的作用效果，以期为天然植物抗氧化剂的推广应用提供理论支持。

1 材料和方法

1.1 试验材料

八角粉产自广西;丹参粉产自山东泰安市;生姜粉产自山东莱芜市。3 种植物源添加剂均为风干状态，40 目粉碎，密封避光保存作为试验材料;BHT:2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，购于山东瑞普生化有限公司。

1.2 试验设计

本研究设置对照组:不添加任何抗氧化剂，BHT 添加组:日粮中添加150 mg/kg BHT;八角、丹参、生姜3 种天然植物添加组，每种植物设定8 个梯度处理，分别为每千克配合饲料添加5，10，15，20，25，30，35 和40 g 相应天然植物添加剂，每个梯度处理配制3 kg 生长猪配合饲料，将配置好的试验饲料分装成250 g/袋，共12 袋。其中每个处理的6 袋密封包装(黑色铝箔袋真空避光);另外6 袋非密封包装(透明塑封袋)。2 种分装后的配合饲料均储存在40 ℃的恒温恒湿培养箱中，于试验的第30 天和60 天，从每个处理中取3 袋，测定饲料中油脂过氧化值(PV)，酸价(AV)，霉菌总数及水分。

1.3 试验饲料

本研究试验饲料为生长猪配合饲料，营养水平参照NRC(1994)生长育肥猪标准配制，配合饲料组成及营养水平见表1。

1.4 测定指标及测定方法

1.4.1 过氧化值测定 饲料样品在室温下用乙醚浸泡12 h，用索氏提取器回收溶剂(＜45 ℃)，秤出脂肪净质量，在此基础上用碘量法进行过氧化值的测定［8］。

1.4.2 酸价测定 按测定过氧化值中饲料样本脂肪的提取方法，提取脂肪后，以KOH 溶液按标准滴定法测定酸价［9］。

1.4.3 霉菌总数测定 按照GB/T 13092-2006 测定。

1.4.4 水分测定 按照GB/T 6435-2006 进行，在105 ℃烘至恒重。

1.5 数据统计分析

试验数据采用Excel 进行初步处理，再采用SAS9.1 软件进行统计学处理。方差分析使用ANOVA，多重比较采用Duncan 氏方法进行，P＜0.05 为差异显著。

表1 配合饲料组成及营养水平(风干基础)Tab.1 Composition and nutrient levels of basal diet(air-dry basis)

2 结果与分析

2.1 天然植物抗氧化剂对饲料氧化稳定性的影响

2.1.1 过氧化值比较分析 天然植物抗氧化剂对饲料中PV 值的影响见表2。

表2 天然植物抗氧化剂对配合饲料过氧化值(PV)的影响Tab.2 Effects of natural plant antioxidant on peroxide value(PV)of feed meq/kg

在40 ℃密封的条件下:储存30 d，与对照相比，10 g/kg 的八角、丹参和生姜均能显著降低饲料中过氧化值(P＜0.05)，增加添加量(15～25 g/kg 八角、20～30 g/kg 丹参和20～35 g/kg 生姜)均可以获得与添加150 mg/kg BHT 相同的PV 值(P＞0.05)，而八角、丹参和生姜添加量分别达到30、35 和40 g/kg时，3 种天然植物试验组饲料的PV 值要显著低于(P＜0.05)150 mg/kg BHT 处理组;储存到60 d，添加30 g/kg 以上的八角能够显著降低(P＜0.05)饲料中的PV 值，而添加150 mg/kg BHT 和任何梯度的丹参和生姜均不再改善饲料的PV 值(P＞0.05)。

在40 ℃非密封的条件下:储存30 d，与不添加抗氧化剂相比，10 g/kg 八角和生姜、15 g/kg 丹参均能显著降低(P＜0.05)配合饲料过氧化值。添加15～25 g/kg 八角、10～30 g/kg 丹参以及15～30 g/kg 生姜可以获得与添加150 mg/kg BHT 相同的PV 值(P＞0.05)，而添加30 g/kg 八角，35 g/kg 丹参或者生姜均能取得比添加150 mg/kg BHT 更低的PV 值(P＜0.05)。储存到60 d，添加30 g/kg 八角或者丹参、35 g/kg 生姜可以显著降低(P＜0.05)饲料PV 值。

2.1.2 酸价比较分析 饲料中的AV 值因抗氧化剂的添加产生变化，结果见表3。

40 ℃密封:储存30 d，与不添加抗氧化剂相比，10 g/kg 的丹参，15 g/kg 的八角或者生姜均能显著降低(P＜0.05)饲料中AV 值，与添加150 mg/kg BHT 相比，35 g/kg 的八角或者丹参，40 g/kg 的生姜能显著抑制(P＜0.05)饲料中脂肪酸水解，降低饲料中的酸价，而添加5～30 g/kg 的八角，15～30 g/kg 的丹参和5～35 g/kg 的生姜与添加150 mg/kg 的BHT 相比，对饲料中的AV 值没有显著区别(P＞0.05)。储存到60 d 时，添加丹参、生姜和BHT，均没有显著降低(P＞0.05)饲料中的AV 值，但添加35g/kg 以上的八角能显著降低(P＜0.05)饲料中的AV 值。

表3 天然植物抗氧化剂对配合饲料酸价(AV)的影响Tab.3 Effects of natural plant antioxidant on acid value(AV)of feed mg/g(KOH)

40 ℃非密封:储存30 d 时，相对于对照组，添加15 g/kg 的八角，10 g/kg 的丹参和20 g/kg 的生姜能显著降低饲料中(P＜0.05)的AV 值，相对于150 mg/kg BHT，添加5～30 g/kg 的八角和丹参，5～40 g/kg 的生姜没有影响(P＞0.05)饲料中的AV 值，但添加35 g/kg 的八角和丹参能显著降低(P＜0.05)饲料中AV 值。储存60 d 时，添加30 g/kg 的八角和丹参以及35 g/kg 的生姜均能显著降低(P＜0.05)饲料中AV 值。

2.2 天然植物抗氧化剂对饲料霉菌数量的影响

如表4 所示。配合饲料无论是密封包装还是非密封包装，无论是储存30 d 还是60 d，饲料中添加5 g/kg的八角、丹参或者生姜均能显著降低饲料霉菌总数(P＜0.05)，并且随着配合饲料中这3 种植物添加量的增加(5，10，15，20，25，30，35 和40 g/kg)，霉菌总数逐渐减少(P＜0.05)。与不添加任何抗氧化添加剂相比，150 mg/kg BHT 添加到配合饲料中，没有改变密封或者不密封条件下储存30 d 的霉菌总数(P＞0.05)，但是，非密封条件下储存至60 d 时，150 mg/kg BHT 的添加减少了配合饲料霉菌总数(P＜0.05)。

表4 天然植物抗氧化剂对配合饲料中霉菌总数的影响Tab.4 Effects of natural plant antioxidant on total fungal count of feed CFU/g

2.3 天然植物抗氧化剂对饲料水分的影响

由表5 可以看出，在2 种储存条件下储存30 d 和60 d，天然植物抗氧化剂和BHT 的添加都未显著影响配合饲料中的水分含量。但是，密封状态下饲料水分的含量要低于非密封状态下水分的含量。

表5 天然植物抗氧化剂对配合饲料中水分的影响Tab.5 Effects of natural plant antioxidant on moisture content of feed %

3 讨论

3.1 天然植物抗氧化剂对饲料氧化稳定性的影响

饲料中含有多种易被氧化的营养成分(不饱和脂肪酸，微量元素，维生素等)，这些营养物质易被氧化产生游离脂肪酸、醛和酮等多种氧化产物，使饲料营养价值下降，适口性变差，甚至会产生有害于人和动物的物质，因此必须在饲料中添加一定的抗氧化剂解决饲料在存储过程中这方面存在的问题［5，10］。过氧化物是油脂酸败的初期标志，是油脂变质过程中的中间产物，其不稳定，还会进一步被氧化，酸价是指脂肪水解产生游离脂肪酸的量［9，11］，这两者是评价饲料氧化稳定性的指标［12］。

本试验研究发现，3 种天然植物抗氧化剂的添加均能显著降低30 d 时饲料中PV 值和AV 值，且剂量越高，抗氧化效果越好，添加量为10～20 g/kg 时，3 种天然抗氧化剂的抗氧化效果要显著好于对照组且与150 mg/kg 的BHT 添加组没有显著差异，在60 d 时，只有高浓度的添加组能显著降低饲料中的PV值和AV 值，低浓度的天然植物抗氧化剂与BHT 没有影响60 d 时饲料中的PV 值和AV 值，另外试验还发现，丹参和生姜组的高浓度添加组只在非密封的条件下降低了饲料中PV 值和AV 值。八角中含有八角茴香油和黄酮类等有效成分，这些成分使八角具有较好的抗氧化性［2］，丹参的水溶性成分和脂溶性成分均具有抗氧化活性［13］，从分子结构看，生姜中的姜辣素和二苯基庚烷类化合物均具有酚基、羟基或烯链结构，具有较强的抗氧化活性［14］，本试验中，3 种天然植物可能是因其有效成分提高了饲料的氧化稳定性，但这些有效成分的含量相对较低［15］，所以3 种植物添加量为10 g/kg 以上时，才能起到抗氧化效果，这与缪晓平等［16］，孙利芹等［17］，赵旭［18］的研究结果相一致。过氧化物是脂质氧化的中间产物，其不稳定要进一步氧化，酸价是指游离脂肪酸的含量，所以30 d 时PV 值高于60 d 的PV 值，30 d 的AV值低于60 d 的AV 值，这与Zhao 等［12］的研究结果相同。丹参和生姜的高浓度添加组只在非密封储存60 d 时发挥作用，而在密封的60 d 时没有发挥显著作用，这可能是由于不同储存状态下，饲料发生的氧化反应程度不同，高浓度的丹参和生姜在较剧烈的氧化反应中能起到抗氧化的效果，而对密封储存60 d时较缓慢的氧化反应不敏感。

3.2 天然植物抗氧化剂对饲料霉菌含量的影响

饲料在贮存过程中极易受到微生物污染，从而使饲料发霉变质，饲料霉变不仅能降低饲料营养价值，改变适口性，而且其中有毒代谢产物会导致动物中毒，甚至死亡［5，19］。本试验研究发现，添加天然植物抗氧化剂能降低饲料中霉菌的数量，绝大多数添加量会随着浓度的升高显著降低饲料中霉菌的数量。3 种植物添加量为5 g/kg 时，就能较好抑制饲料中霉菌的生长。八角中的八角茴香精油、丹参中的脂溶性成分丹参酮类化合物及生姜中的提取物都有较强的抑菌功能［20，22］。与天然植物抗氧化作用不同，3种植物添加量在5 g/kg 的时候就能体现较好的霉菌抑制效果，这可能是由于天然植物与饲料中的脱霉剂共同作用的结果［20］。

3.3 不同储存方法对饲料品质的影响

饲料的脂质氧化和发霉变质，会影响饲料品质，严重时会危及动物的健康。本试验在非密封的情况下，饲料中的PV 值、AV 值和霉菌含量均高于密封状态下储存的饲料。氧气和水分均能促进饲料中的脂质氧化和霉菌生长［23］，本试验条件下，非密封状态下饲料的水分和氧气均高于储存在密封状态下的饲料，这使得非密封状态储存的饲料品质比密封状态下储存的饲料品质差。

4 结论

八角、丹参和生姜3 种天然植物添加到配合饲料中，均有较好抗氧化作用和抗菌作用，且随添加量的增加其抗氧化和抑菌效果增强。3 种植物添加量为10～20 g/kg 时，抗氧化效果与150 mg/kg 的BHT相似，添加30 g/kg 八角、30 g/kg 丹参或者35 g/kg 生姜对配合饲料的抗氧化效果优于与添加150 mg/kg BHT。

3 种植物添加量为5 g/kg 时，即可以减少霉菌总数，并且随着添加量增加霉菌抑制效果增强。抑制霉菌效果优于BHT。

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