在过去的20年里，养殖业正在逐步减少抗生素的使用，以防止人类出现耐抗生素菌株。使用不含抗生素促生长剂(AGPs)的饲料在许多国家已经成为现实，其他国家也正在寻找限制它们的方法。有很多不同类型的饲料添加剂可用来替代抗生素促生长剂，但必须与其他类型的干预措施结合，如饲料配方的优化，以及生物安全和管理措施的改善。

从史前时代起，人类就用植物来治疗自己和他们养殖的动物的疾病。在过去的150年里，药用植物的使用已被证明是有科学依据的:植物含有丰富的化学物质，称为“次级化合物”或“植物化合物”，使它们能够执行代谢和生态功能，如抵抗微生物和昆虫的攻击，并已被证明能对人类和动物发挥有益的健康促进作用。

在动物营养界，植物源化合物名为”植物素”或”植物提取物”。这类物质包括：

植物提取物

精油

纯化的天然化合物，如皂素、黄酮类化合物和丹宁酸

与天然物质等同的合成化合物

植物素的作用机制

自2006年抗生素促生长剂在欧洲被禁用以来，植物素已经成为一种有效的替代品，其使用越来越广泛。当植物素刚开始用于商业化养殖场时，人们对它们的作用机制知之甚少，这导致配方师很难在饲料中使用它们。然而，近年来，随着研究工作的增多，人们发现植物源化合物作为抗生素促生长剂替代物的作用机制是非常复杂，且功能多样的。这种复杂性也显示了与其他类型饲料添加剂相比，植物素具有优势。

抗菌活性

许多植物素对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌、酵母菌和真菌具有杀菌作用已被证明。随着植物素作为抗生素替代品的杀菌作用逐渐引起人们的兴趣，人们为此开展了大量的研究工作，试图确定它们的作用机制。

经确定，植物素通过多种不同的机制发挥抗菌活性：

改变群体感应：当一个群体里的细菌数量足够多时，每个个体分泌和接受小的信号分子，使整个菌落作为一个群体行动。这种通信系统被称为群体感应。由于群体感应，细菌菌落可以形成生物膜、增强毒性、分泌毒素、加快繁殖速度，穿过肠道屏障进入血液循环。因为群体感应和病原菌的毒性有关，寻找活性成分来抑制这种通信系统的活性是一种很有前景的控制病原菌的策略。许多植物素已被证实在远远低于其杀菌浓度时能破坏群体感应。

对细菌细胞的直接影响：植物素对细菌的毒性作用可以通过不同的方式发生，但最广为人知的方式是破坏细菌细胞壁。因为很多植物素具有亲脂性，它们能和细菌细胞壁结合，增加其渗透性，最终导致细菌死亡。革兰氏阳性菌对植物素更敏感，因为它们的细胞质膜被一层由亲脂性肽聚糖组成的细胞壁覆盖。另一方面，革兰氏阴性菌的最外层被称为外层膜，由亲水脂多糖组成，这使得植物素和其他疏水抗菌成分更难渗透。当基于植物源化合物设计产品配方时，可以通过添加增透剂，一种通过瓦解外层膜起作用的物质，来削弱革兰氏阴性菌的外层膜。

植物源化合物还有一个鲜为人知的应用，当必须使用抗生素治疗时，通过植物素和抗生素的协同作用，来增加抗生素的有效性。

抗寄生虫作用

有几种植物素已被证实为抗寄生虫剂。某些精油能通过破坏纤毛虫和鞭毛虫的细胞结构来杀死它们。植物素会破坏线虫、吸虫和水蛭的角质层和胃肠道。对粘体动物和单殖吸虫的作用机制尚未明确。

抗氧化和抗炎活性

在健康的动物中，体内产生维持某些生理过程所需的自由基，同时通过抗氧化防御系统清除多余的自由基，使其保持微妙的平衡，来保护身体免受自由基损伤。这种平衡被称为“氧化还原态平衡”。

当氧化还原态平衡被破坏时，无论是由于自由基产生过量，还是由于抗氧化防御系统的故障，自由基都会引发有害的连锁反应，这种连锁反应被称为氧化应激，它可以损伤各种生物分子，开启炎症通路。

越来越多的体外和体内试验证据表明，有些植物素可以预防和改善氧化应激引起的功能障碍。

另一方面，炎症是对有害事件的复杂生物反应，如氧化应激、病原体、毒素或受损细胞的存在。尽管炎症对于修复受损组织是一个有益的过程，但当炎症持续存在时，它可能会导致疾病和生产力损失。肠道炎症与营养吸收不良、肠道屏障功能破坏，以及本该用于生长的营养和能量转移到炎症反应有关。

某些从植物中提取的化合物具有抗炎作用，这要么是因为它们的抗氧化活性，要么是因为它们阻断了与炎症相关的代谢过程。

激发免疫系统

免疫增强剂是激发虾的非特异性免疫系统的化合物。当有免疫刺激时，在血淋巴中循环的血细胞数量增加。

研究表明，一些植物源化合物使健康动物的血细胞数量可以增加60%以上，在疾病期间可以增加30%以上。吞噬细胞活性、溶菌酶活性增强，超氧阴离子产生等细胞免疫反应更活跃，免疫相关酶，如酚氧化酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶等的分泌增加。

植物素在虾类养殖中的应用

植物素应用的研究大多是在家禽和猪上进行的。但是，随着鱼虾养殖业因传染病的爆发而不断受到威胁，人们对天然产品的兴趣越来越大，不仅是为了取代抗生素和提高生产力，而且是为了预防疾病。与其他物种相比，植物素作用于鱼虾的详细机制研究较少。

以下是根据我们的现场经验，植物素在虾类养殖中的主要应用。

提高生产力

使用植物源化合物能得到更好的生产参数：

产量提高15-35%

将健康动物的存活率提高16-44%，患某些疾病期间的动物存活率提高35-78%

上市重量提高5-18%

饲料转化率改善3-10%

孵化率高

在孵化场的水罐中添加水溶性植物素，有助于减少致病菌载量，促进生长和提高存活率。

改善感官品质，延长保质期

使用某些植物素可以通过增加虾肉中与口感有关的氨基酸的比例来改善虾肉的感官品质。另一方面，抗氧化植物素可延缓虾肉脂肪氧化，延长虾的保质期。

平衡肠道菌群

近年来，人们发现消化道菌群参与多种生理过程，如饲料消化、免疫反应和炎症反应。植物素能够调节细菌群落的组成，对消化系统的功能和动物的整体健康产生积极的影响。

预防疾病

传染病的爆发持续威胁着世界各地的养虾业。大部分损失是由细菌感染引起的，在不同类型的致病菌中，弧菌属最为突出。弧菌属是一种革兰氏阴性菌，在世界各地的海水环境中都有发现，可引起病变、免疫抑制、变色和死亡。过度使用抗生素控制弧菌病已导致耐药性。

副溶血性弧菌是肝胰腺坏死病(AHPND)的病原体。AHPND可在20-30天内造成高达100%的死亡率，是一种严重破坏全球养虾业的新兴疾病。在接下来的实验中，我们将对三种产品进行体外试验，以验证其对副溶血性弧菌的抗菌作用，为其在水产养殖中的应用奠定基础。三种产品都含有植物素和增透剂，以增加其对革兰氏阴性菌的有效性。尚未发表的现场试验表明，这些产品能有效减少白虾肝胰腺和肠道中发现的弧菌总数。

在副溶血性弧菌琼脂培养基中，35℃培养24小时。接种量5*104CFU/板。结果表明，0.5 g/L的芬益安对副溶血性弧菌的生长有轻微的抑制作用，1 g/L及以上的芬益安对副溶血性弧菌的抑制作用更完全。

在副溶血性弧菌琼脂培养基中，35℃培养24小时。接种量3.7*105CFU/板。结果表明，0.5 g/L普乐壮++能显著抑制副溶血性弧菌的生长，而1 g/L以上的普乐壮++对副溶血性弧菌的生长抑制更完全。

在副溶血性弧菌琼脂培养基中，35℃培养24小时。接种量3.7*105CFU/板。结果表明，0.5 g/L艾洛蒙对副溶血性弧菌的生长有轻微的抑制作用，而1 g/L以上的艾洛蒙对副溶血性弧菌的抑制作用更完全。

结论

以植物素为基础的添加剂在水产养殖中使用的时间相对较短，许多养殖户和配方师仍然不太了解，无论是预防疾病、替代抗生素，还是促进生长，植物素类添加剂已被证明具有巨大的潜力。我们需要继续努力研究其作用机制，并验证植物素类添加剂在水产养殖领域的作用，以实现更科学和更有针对性的应用。