主要植物提取物添加劑在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

武 進(jìn)，張石蕊，賀 喜

(1．飼料安全與高效利用教育部工程研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128； 2．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410128)

植物提取物添加劑行業(yè)是最近十年發(fā)展起來(lái)的，是兼于醫(yī)藥、精細(xì)化工、農(nóng)業(yè)行業(yè)之間的一個(gè)邊緣行業(yè)。目前，植物提取物一般是指是以植物為原料，按照對(duì)提取的最終產(chǎn)品用途的需要，經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)提取分離過(guò)程，定向獲取和濃集植物中的某一種或多種有效成分，而不改變其有效成分結(jié)構(gòu)所形成的產(chǎn)品。

隨著抗生素等化學(xué)合成藥物的弊端不斷暴露，植物提取物的優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外的認(rèn)可，因?yàn)橹参锾崛∥锞哂腥〔奶烊弧?lái)源廣泛、化學(xué)成分組合天然、作用平穩(wěn)、毒副作用小、不易導(dǎo)致病原微生物產(chǎn)生抗藥性、很少在動(dòng)物體內(nèi)形成有害殘留等特點(diǎn)。

1 植物提取物有效成分的提取方法

植物所含成分比較復(fù)雜，包括有效成分、無(wú)效成分和有毒成分，為了提高植物提取物的治療效果，需要最大程度地提取有效成分，去除無(wú)效成分及有毒成分。目前，提取植物化學(xué)成分的方法主要有熱提取法（如煎煮法、回流提取法）和浸泡提取法（如滲漉法、冷浸法）等常規(guī)提取法，但是這些常規(guī)方法存在有效成分損失大、提取率較低、提取周期長(zhǎng)、流程工序復(fù)雜等缺點(diǎn)。因此，利用不斷出現(xiàn)的新技術(shù)、新方法提取植物化學(xué)成分是目前植物提取物研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。

1.1 超聲提取技術(shù)

超 聲 提 取 技 術(shù) （Ultrasonic Extraction）主要是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的浸出提取。此外，超聲波的次級(jí)效應(yīng)，如機(jī)械振動(dòng)、擴(kuò)散、乳化、擊碎、化學(xué)效應(yīng)等也能加速欲提取成分的擴(kuò)散釋放并充分與溶劑混合，利于提取。與常規(guī)提取法相比，具有提取時(shí)間短、提取效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、節(jié)約成本、有效成分損失少等優(yōu)點(diǎn)。目前，這項(xiàng)技術(shù)處于小規(guī)模實(shí)驗(yàn)研究階段，用于大規(guī)模生產(chǎn)還有待進(jìn)一步解決生產(chǎn)工藝放大的問(wèn)題。

1.2 超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體萃取技術(shù)（Supercritical Fluid Extraction，SFE）是一種以超臨界流體代替常規(guī)有機(jī)溶劑對(duì)植物有效成分進(jìn)行萃取和分離的新型技術(shù)。與傳統(tǒng)方法相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是可在接近常溫的條件下提取分離，幾乎可以保留產(chǎn)品中全部有效成分，無(wú)有機(jī)溶劑殘留，產(chǎn)品純度好，提取速度快，操作簡(jiǎn)單，能耗低。但SFE 設(shè)備投資大，運(yùn)行成本高，因此，這項(xiàng)技術(shù)目前在工業(yè)中還難以普及。

1.3 微波萃取技術(shù)

微波萃取技術(shù) （Microwave Extraction Method）是利用微波熱效應(yīng)提高萃取效率的一種新型高效分離技術(shù)。微波萃取技術(shù)具有萃取時(shí)間短、溶劑用量少、提取效率高和投資少等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已成為提取天然植物活性成分的重要方法[1]。如乙醚冷浸→微波提取→水蒸汽蒸餾法提取黨參中揮發(fā)油。但這項(xiàng)技術(shù)用于植物提取尚處于起步階段，其萃取機(jī)理還需進(jìn)一步研究。

1.4 酶法

酶法（Enzyme Method）主要是利用酶反應(yīng)的高度專一性，通過(guò)對(duì)植物細(xì)胞壁組成成分的降解作用提高有效成分的提取率。植物提取物的雜質(zhì)大多為果膠、淀粉、蛋白質(zhì)等，針對(duì)雜質(zhì)可選用相應(yīng)的酶分解去除。酶法處理使用條件溫和、選擇性強(qiáng)，使有效成分更易提取，可以較大幅度的提高收率。目前，用于植物提取方面研究較多的是纖維素酶，在應(yīng)用領(lǐng)域中有關(guān)酶的濃度、底物濃度、溫度和酸堿度等對(duì)提取物的影響還需進(jìn)一步探索。

1.5 半仿生提取法

半仿生提取法（Semi-Bionic Extraction Method，SBE）是從生物藥劑學(xué)的角度，結(jié)合整體藥物研究法與分子藥物研究法，模擬口服藥物經(jīng)胃腸轉(zhuǎn)運(yùn)吸收的環(huán)境，為經(jīng)消化道給藥的植物提取物制劑設(shè)計(jì)的一種新的提取分離工藝。這種新型提取方法可以提取和保留更多的有效成分，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。

2 植物提取物添加劑的主要有效成分

目前，植物提取物的產(chǎn)品概念比較寬泛，植物所含化學(xué)成分也非常復(fù)雜，有一部分具有明顯生物活性并具有醫(yī)療作用的通稱為有效成分。目前研究報(bào)道較多的天然植物提取物主要有生物堿、糖類、揮發(fā)油、皂甙等幾類。

2.1 生物堿

生物堿是植物體內(nèi)一類含氮的具有顯著生理活性的有機(jī)堿性物質(zhì)，多數(shù)有復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，具有明顯的生物活性，能增強(qiáng)體液和細(xì)胞的免疫功能，刺激巨噬細(xì)胞的吞噬功能。生物堿存在于植物體的葉、樹(shù)皮、花朵、莖、種子和果實(shí)中，分布不一。不同植物提取的生物堿具有不同的特殊生物活性，如麻黃中的麻黃堿具有松弛支氣管平滑肌，收縮血管，興奮中樞神經(jīng)作用；茶葉中的咖啡堿和茶堿能抑制磷酸二酯酶的活性，抑制細(xì)胞內(nèi)環(huán)腺苷酸（cAMP）的水解，使細(xì)胞內(nèi)cAMP 水平提高，對(duì)細(xì)胞增殖有雙向調(diào)節(jié)功能。

2.2 糖類

糖類是植物及其提取物中普遍存在的一類物質(zhì)，按其組成可分為單糖、低聚糖和多聚糖三類。一般的單糖和低聚糖沒(méi)有特殊的藥理作用，但是某些多糖具有重要的藥理作用，如黃芪多糖具有非特異性的免疫作用，能夠提高動(dòng)物機(jī)體免疫力，預(yù)防疾病的發(fā)生，現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于仔豬的生長(zhǎng)中；茶多糖的生理功能主要表現(xiàn)在降血糖、降血脂、抗血凝、抗血栓和增強(qiáng)機(jī)體免疫功能等方面；牛膝多糖則具有延緩衰老和抗氧化、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等作用[2]。

2.3 揮發(fā)油類

揮發(fā)油所含成份復(fù)雜，主要由萜類、芳香族化合物、脂肪族化合物等組成。它是一類具有揮發(fā)性的可隨水蒸氣蒸餾，與水不相混溶的油狀液體。植物提取中揮發(fā)油的重要成分是萜類及其衍生物，具有發(fā)散解表，芳香開(kāi)竅，理氣止痛，溫里祛寒，清熱解毒和抗菌消炎等作用。同時(shí)，它還有增強(qiáng)免疫功能、誘食助消化、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)等功效，是一種作用較廣泛、成本低、安全性較高的新型飼料添加劑。目前養(yǎng)殖生產(chǎn)應(yīng)用較多的產(chǎn)品主要有大蒜素、牛至油等。大蒜素具有抗菌、增強(qiáng)免疫功能、誘食助消化、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)等功效；牛至油具有抗菌譜廣、作用迅速等特點(diǎn)。都是作用較廣泛、成本低、安全性較高的新型飼料添加劑。

2.4 皂甙類

皂甙是由皂甙元和糖、糖醛酸等物質(zhì)組成的化合物，它廣泛存在于植物中。皂甙可分為甾體皂甙和三萜皂甙兩大類。研究表明，皂甙類具有特殊的生理活性，不但能影響機(jī)體淋巴細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)動(dòng)物產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，還可清除機(jī)體的自由基，增強(qiáng)抗氧化能力，提高動(dòng)物抗體產(chǎn)生的水平等功效。應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)中，能通過(guò)免疫調(diào)節(jié)作用，增強(qiáng)機(jī)體抵抗力，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝合成，達(dá)到抗菌消炎、抗病毒、抗氧化、提高生產(chǎn)性能等效果。如人參皂甙是人參的有效活性成分，具有顯著增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫功能的作用；作為飼料添加劑大豆皂甙對(duì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝提高機(jī)體免疫力，改善消化道環(huán)境，改善肉質(zhì)等方面發(fā)揮著積極作用[3]。

3 植物提取物添加劑的主要生物學(xué)功能

3.1 抗菌作用

植物提取物活性成分通過(guò)調(diào)理作用，恢復(fù)機(jī)體陰陽(yáng)平衡，用所含的多種活性因子，干擾病原微生物的代謝，從而有效地抑制、殺滅細(xì)菌和病毒。

有研究發(fā)現(xiàn)，在茶葉提取物對(duì)大腸桿菌的抑菌實(shí)驗(yàn)中，細(xì)菌在裂解之前就已經(jīng)死亡，說(shuō)明茶葉提取物對(duì)大腸桿菌具有較有效的抑制作用。此外，肉桂提取精油及其活性成分可以抑制大腸桿菌的氨基酸代謝中的脫羧酶的活性，從而起到殺滅細(xì)菌的作用。葉培根等研究發(fā)現(xiàn)血根堿、白屈菜紅堿及博落回堿對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草桿菌、綠膿桿菌、迭桿菌、變形桿菌及某些真菌等都有不同程度的抑制作用。

3.2 抗氧化作用

衰老是細(xì)胞和生物體生命周期中的一個(gè)自然過(guò)程，細(xì)胞衰老是機(jī)體整個(gè)衰老的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，減緩動(dòng)物細(xì)胞衰老，可使動(dòng)物壽命延長(zhǎng)。Ng 等研究發(fā)現(xiàn)從植物提取物分離出來(lái)的一系列黃酮類、木脂素類、生物堿、香豆素類和萜類物質(zhì)均具有抗氧化作用，可抑制大鼠腦、腎勻漿和大鼠紅細(xì)胞溶血的脂質(zhì)過(guò)氧化，且不同草藥間的抗氧化能力變異很大。這就說(shuō)明了不同植物提取物的抗氧化性有個(gè)體差異。Li 等[4]發(fā)現(xiàn)枸杞子水提物在體內(nèi)能顯著升高急性缺氧小鼠心、肝、肺等器官組織中的超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶活性以及總抗氧化能力，這種結(jié)果提示枸杞子對(duì)小鼠由急性缺氧而造成的自由基損傷有保護(hù)作用。梁越欣等研究發(fā)現(xiàn)，牛膝多糖能顯著提高H2O2誘導(dǎo)損傷后2BS 細(xì)胞的存活率，同時(shí)能顯著降低衰老細(xì)胞特異的SA-β-gal 染色體陽(yáng)性，從而使動(dòng)物壽命延長(zhǎng)。

3.3 免疫調(diào)節(jié)作用

植物提取物由于相對(duì)分子質(zhì)量小，更易刺激免疫功能，因而具有明顯的增強(qiáng)免疫作用。自然殺傷細(xì)胞在抗病毒感染中有重要作用，它能直接殺傷病毒感染細(xì)胞，主要通過(guò)自然殺傷來(lái)控制病毒感染。向道斌等[5]研究發(fā)現(xiàn)，牛膝多糖50～800 mg/L 在體外能增強(qiáng)天然殺傷細(xì)胞的活性，牛膝多糖在體外能劑量依賴性增強(qiáng)NK 細(xì)胞活性，效果顯著。黃芪多糖可明顯提高血清中IgE、IsM 的含量，促進(jìn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率。首烏、刺五加、黨參等可增加白細(xì)胞數(shù)量，使吞噬功能增強(qiáng)。楊軍等[6]研究表明博落回具有較好的改善肝臟功能和免疫增強(qiáng)作用，對(duì)T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞功能均具有促進(jìn)作用，可顯著降低血清乳酸脫氨酶的水平，提高動(dòng)物存活率，提高血清蛋白/球蛋白的比值。

3.4 其他作用

3.4.1 產(chǎn)生激素樣作用

調(diào)節(jié)機(jī)體新陳代謝。當(dāng)歸能抗VE缺乏癥，黃芪可促進(jìn)細(xì)胞的生理代謝作用，用黃芪、首烏、茴香等中藥可促進(jìn)育肥豬合成代謝，使豬皮毛紅潤(rùn)、食欲旺盛、抗病力增強(qiáng)，生長(zhǎng)速度加快。

3.4.2 抗應(yīng)激作用

植物提取物添加劑能夠延長(zhǎng)動(dòng)物生存時(shí)間，提高動(dòng)物耐受力，如刺五加、黨參、延胡索結(jié)合VC 和VE 使用，可使小動(dòng)物適應(yīng)高、低溫的能力加強(qiáng)。

4 植物提取物添加劑在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1 對(duì)仔豬的影響

仔豬本身的生理發(fā)育尚未成熟，因此對(duì)營(yíng)養(yǎng)的消化吸收、對(duì)病原菌的抵抗力，以及對(duì)溫度變化的適應(yīng)能力差，易出現(xiàn)腹瀉、生長(zhǎng)停滯、甚至死亡，嚴(yán)重影響?zhàn)B豬企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。大量的研究表明，在仔豬日糧中添加植物提取物添加劑，在增強(qiáng)仔豬抗病力、提高免疫力和抗應(yīng)激能力、促進(jìn)生長(zhǎng)、改善消化功能、降低仔豬腹瀉發(fā)病率等方面具有良好的效果。

彭慧珍等[7]研究白術(shù)粗多糖對(duì)斷奶仔豬生產(chǎn)性能及血液生化指標(biāo)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，日糧中添加適宜劑量的白術(shù)粗多糖不僅能夠顯著提高平均日增重，還能提高飼料報(bào)酬，降低腹瀉率。這可能是通過(guò)促進(jìn)GH、IGF-I 的合成和分泌，加強(qiáng)合成代謝；同時(shí)促進(jìn)T3、T4、cAMP 的合成和分泌，促進(jìn)脂肪的動(dòng)員，加速脂肪的氧化和分解而實(shí)現(xiàn)。李同洲等研究了黃芪多糖對(duì)斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響，指出日糧中添加適量的黃芪多糖可以改善斷奶仔豬的生產(chǎn)性能，提高斷奶仔豬的體重、平均日增重、提高飼料報(bào)酬，其中以添加0.05%黃芪多糖組效果最好。適量添加黃芪多糖可以改善斷奶仔豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率。另外，黃芪多糖還可以改善斷奶仔豬的腸道微生態(tài)環(huán)境，降低斷奶仔豬的腹瀉率，有利于斷奶仔豬的健康并保持良好的生產(chǎn)性能。陳清華等[8]試驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照組和抗生素組相比，牛膝多糖能顯著增加仔豬腸道上皮細(xì)胞層厚度，增加絨毛高度，顯著降低隱窩深度(P＜0.05或P＜0.01)，有效增強(qiáng)消化吸收能力，進(jìn)而提高仔豬的生產(chǎn)性能。吳秋玨等研究發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)日糧添加0.03%和0.05%的糖萜素均可以提高斷奶仔豬的日增重和總增重。并且以添加0.05%的糖萜素效果更佳，與對(duì)照組相比，差異顯著。在料肉比上，添加0.03%和0.05%的糖萜素均可以減低比值，并且也是以添加0.05%效果更佳，與對(duì)照組相比，差異顯著。添加0.03%和0.05%的糖萜素均增加了仔豬的日采食量，由此可見(jiàn)，添加適量濃度的糖萜素均可以增加斷奶仔豬采食量，降低料肉比，有利于仔豬的增重。同時(shí)適量濃度的糖萜素還可以顯著降低斷奶仔豬的腹瀉率，故可認(rèn)為，糖萜素能提高仔豬肌體的免疫力、抵抗力和抗應(yīng)激能力。

4.2 對(duì)肥育豬的影響

眾多研究表明，生長(zhǎng)育肥豬日糧中添加植物提取物，在生長(zhǎng)速度和飼料利用率方面能起到與抗生素等同的替代效果，從而可以更好地發(fā)揮生長(zhǎng)豬的生產(chǎn)潛力。

魏鳳仙等研究指出在飼料中添加黃芪多糖不影響生長(zhǎng)育肥豬的生產(chǎn)性能（P＞0.05），還具有一定的提高生長(zhǎng)豬生產(chǎn)性能的趨勢(shì)，在飼料中添加黃芪多糖替代抗生素具有可行性。而且，在飼料中添加黃芪多糖能提高生長(zhǎng)豬血液中球/白比值，提高機(jī)體體液免疫和細(xì)胞免疫的能力，也即具有提高動(dòng)物機(jī)體免疫性能的能力。蔡?，摰萚9]研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加茶多酚能提高肥育豬肌肉總抗氧化能力，其效果以添加300～400 mg/kg 較好；在一定的濃度條件下，茶多酚有利于提高生長(zhǎng)肥育豬的免疫機(jī)能，并對(duì)降低生長(zhǎng)豬的腹瀉率有一定的作用。李文海等[10]通過(guò)試驗(yàn)表明，55～153 日齡的商品肉豬在同等飼養(yǎng)條件下，糖萜素組在飼料轉(zhuǎn)化率、單位增重成本方面的效果都略優(yōu)于抗生素對(duì)照組，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。李文彬等[11]研究表明，在生長(zhǎng)豬日糧中添加0.2%由黨參、白術(shù)、黃芪、當(dāng)歸、柴胡、香附、白芍、甘草等24 種植物提取物復(fù)方飼料添加劑，試驗(yàn)豬日增重提高24.10%，飼料轉(zhuǎn)化率提高1.49%。田允波等[12]研究報(bào)道，用黃芪、白芍、茯苓、貫眾、柏子、合歡、使君子、枳實(shí)、牽牛子、大黃、柴胡作為基礎(chǔ)配方，加入到生長(zhǎng)豬的飼糧中,生長(zhǎng)豬日增重比抗生素組提高1.32%，飼料轉(zhuǎn)化率比抗生素組提高3.95%。由此可見(jiàn)，植物提取物組成復(fù)方飼料添加劑，按適當(dāng)?shù)谋壤浜鲜褂茫Ч黠@。

4.3 對(duì)母豬的影響

植物提取物不僅可以作為母豬的抗菌、促生長(zhǎng)劑，提高食欲,而且還可以提高母豬的繁殖能力。

侯曉礁等[13]在妊娠后期母豬飼料中添加300 g/t 黃芪多糖（Aps）粉，能有效提高妊娠后期母豬的生產(chǎn)性能和出生仔豬的健康水平，對(duì)妊娠母豬的各種繁殖障礙和疾病有很好的預(yù)防作用，窩均產(chǎn)仔數(shù)、窩均活仔數(shù)和窩均活仔重均高于對(duì)照組；弱仔率、死胎率、木乃伊率和畸形率分別比對(duì)照組降 低3.53、1.03、0.35 和0.32 個(gè) 百分點(diǎn)。張鶴亮等[14]用黃芪、白術(shù)、當(dāng)歸、王不留行、木通等中草藥與維生素組成的添加劑，以2.5%的比例添加，飼喂產(chǎn)后母豬l0 d，使仔豬20 日齡窩重和30 日齡斷奶窩重分別比對(duì)照組提高25.9%和26.9%（P＜0.0l）；仔豬斷奶個(gè)體重提高18.56%（P＜0.01）；哺乳期仔豬成活率提高8.0%（P＜0.01）。在母豬哺乳期的飼糧中添加0.5%的植物提取物飼料添加劑，哺乳母豬0～20 日齡及全期的泌乳量提高了21.2%（P＜0.05)；哺乳母豬斷奶后發(fā)情間隔縮短了15.6%(P＜0.05)；下一胎窩產(chǎn)仔數(shù)提高了27.27%（P＜0.05），且哺乳期采食量有所提高。孫明梅等[15]指出，在哺乳母豬基礎(chǔ)日糧中添加0.5%的植物提取物飼料添加劑能明顯改善哺乳母豬的泌乳性能，提高哺乳仔豬的生長(zhǎng)性能，降低哺乳仔豬的腹瀉率及死亡率。此結(jié)果為植物提取物添加劑的微量化添加提供了一些科學(xué)依據(jù)，但其在0.5%以下是否有更適宜的添加劑量，今后還需要進(jìn)一步探討。

5 植物提取物添加劑發(fā)展前景及研發(fā)思考

由于傳統(tǒng)的抗生素類藥物存在耐藥性、藥物殘留等問(wèn)題，其使用范圍越來(lái)越受到限制，加之國(guó)際上針對(duì)獸藥殘留作為農(nóng)畜禽產(chǎn)品在國(guó)際貿(mào)易中技術(shù)壁壘的作用越來(lái)越明顯，因此研制和開(kāi)發(fā)新型、高效、安全的綠色抗生素替代品在促進(jìn)無(wú)公害畜禽產(chǎn)品的發(fā)展、保證人們的身體健康，增強(qiáng)我國(guó)農(nóng)畜產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力上具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也是當(dāng)代飼料添加劑研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。植物提取物用添加劑具有良好的藥效，在臨床上已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)治療和預(yù)防一些動(dòng)物疾病也有很大的優(yōu)勢(shì)，尤其在動(dòng)物生產(chǎn)中，在一些由于藥物殘留而不能大量使用抗生素的情況下，用植物提取物添加劑替代部分抗生素對(duì)保證畜牧生產(chǎn)的健康和可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

但由于植物提取物成分較復(fù)雜，提純有效成分的難度很大，不只是需要相關(guān)的設(shè)備、還需要有技術(shù)人才，這些人力、財(cái)力的投資使得植物提取物添加劑的推廣、應(yīng)用在一定程度上受到了限制。同時(shí)天然植物提取物也存在許多值得重視的安全問(wèn)題，如某些植物原料本身對(duì)動(dòng)物具有毒性，如起抗菌、殺蟲(chóng)作用和激素樣作用的植物，則對(duì)動(dòng)物存在安全問(wèn)題。因此，要以嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，注意天然植物提取物的安全性問(wèn)題。

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