王改琴，鄔本成，劉春雪，趙 艷，洪 平

（1.安佑生物科技集團(tuán)有限公司研究院，江蘇太倉215437；2.武漢索爾生物科技有限公司，湖北武漢430206）

目前，動物養(yǎng)殖業(yè)面臨著疾病，應(yīng)激等各種不良因素的影響，添加抗生素等傳統(tǒng)解決方法會導(dǎo)致腸道菌群失衡、藥物殘留和抗藥性等多方面負(fù)效應(yīng)，存在著威脅食品安全等諸多問題和潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此，尋找高效、安全、綠色的飼料添加劑來替代抗生素成為國內(nèi)外畜牧工作者的研究重點(diǎn)。植物提取物便是一種發(fā)展較快的添加劑，植物精油隸屬植物提取物，是目前研發(fā)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。

1 植物精油

植物精油是植物體內(nèi)的次生代謝物質(zhì)，一般以植物的花、葉、枝、根、皮、樹膠、全草和果實(shí)等為原料，通過蒸汽蒸餾、壓榨等方法萃取出的植物揮發(fā)性油樣芳香物質(zhì)。美國的食品香料與萃取物制造者協(xié)會認(rèn)定，天然植物精油為安全無公害物質(zhì)。植物精油的化學(xué)組成十分復(fù)雜，且受收獲時節(jié)、采摘部位、地域、品種等因素的影響，同一種精油的化學(xué)組成差異較大。目前發(fā)現(xiàn)構(gòu)成精油的化合物高達(dá)22000多種，但可以歸納為萜烯類衍生物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫類化合物4大類。

植物精油具有以下理化特性：（1）精油在常溫下很不穩(wěn)定，易揮發(fā)；（2）精油一般有特殊而強(qiáng)烈的香氣，如肉桂精油具有強(qiáng)烈的辛辣香氣；（3）精油常溫下多為油狀液體，且不同精油的色澤也不同，如丁香和肉桂精油的顏色為黃色；（4）大多數(shù)精油區(qū)別于植物油脂，具有較高的折光率和一定的旋光度；（5）精油的密度同油脂相似，一般比水輕，密度在0.850～1.065克/毫升之間；（6）精油屬于油類物質(zhì)，易溶于石油醚等有機(jī)溶劑，也可溶于乙醇，但不溶于水；（7）精油對空氣、日光及溫度敏感，易氧化分解變質(zhì)。

2 植物精油的生物學(xué)功能

植物精油通常具有濃郁的特殊香氣，具有很強(qiáng)的殺菌抑菌功能，常用于制備香水、化妝品、食品添加劑、害蟲防治、殺菌抗菌和防腐等方面。此外，植物精油具有抗菌、促進(jìn)動物采食、提高生產(chǎn)性能、抗氧化和增強(qiáng)機(jī)體免疫等生物功能，可作為抗生素的替代品應(yīng)用于動物生產(chǎn)中。

2.1 植物精油的殺菌抑菌功能

2.1.1 植物精油的殺菌抑菌效果研究

大多數(shù)香辛植物精油都具有抗真菌、細(xì)菌及其他微生物的活性，例如牛至油、百里香油和肉桂油的抗菌作用非常強(qiáng)，其主要成分為香芹酚、百里香酚、肉桂醛等，這些精油多作為安全高效的抑菌劑、應(yīng)用在食品、化妝品等領(lǐng)域。通常，精油起抑菌作用的是其所含成分中的一種或幾種，且抑菌活性與其成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般醛類的抗真菌活性最高，其次為酚。此外，醇類、醚類和烴類物質(zhì)也具有一定的抑菌活性。由于各種精油含有的有效成分有所差異，所以對不同微生物的抑菌殺菌效果也不同。因此，不同精油配合使用，其產(chǎn)生的協(xié)同增效作用可以有效提高植物精油的廣譜抗菌性，并增強(qiáng)對微生物的抑制殺菌效果。

安佑生物科技集團(tuán)有限公司研究院對天然綠色精油產(chǎn)品復(fù)方精油優(yōu)康酸進(jìn)行了相關(guān)的驗(yàn)證試驗(yàn)。該產(chǎn)品主要由肉桂醛、香芹酚等精油混合而成。抑菌實(shí)驗(yàn)證實(shí)，優(yōu)康酸對常見的霉菌（如青霉菌和曲霉菌）有很好的抑菌效果，同時對腸道常見的有害微生物也有很強(qiáng)的殺菌效果，特別對大腸桿菌和沙門氏菌，對金黃色葡萄球菌也有一定的作用效果，且其熱穩(wěn)定性較好。因此，該產(chǎn)品可一定程度上控制飼料保存過程中霉菌的滋生，減少飼料養(yǎng)分的損耗和霉菌毒素的產(chǎn)生，同時可抑制大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌的增殖，有效調(diào)控腸道微生物菌群。

2.1.2 精油殺菌抑菌作用機(jī)理

植物精油對微生物殺菌抑菌的作用機(jī)理可歸納為其活性組分破壞細(xì)胞膜脂和膜蛋白，影響細(xì)胞膜的正常生物學(xué)功能。精油中活性成分如酚類、醇類物質(zhì)，可進(jìn)攻細(xì)菌的細(xì)胞膜或細(xì)胞壁，影響細(xì)胞膜脂質(zhì)層的流動性，改變細(xì)胞膜通透性，引發(fā)細(xì)胞內(nèi)容物外泄，最終引起細(xì)菌生長受到抑制甚至死亡。如肉桂醛可與膜蛋白反應(yīng)，造成蛋白質(zhì)的凝結(jié)從而抑制產(chǎn)氣腸桿菌的氨基酸代謝，丁香酚則是通過使細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)變性，或與細(xì)胞膜上的磷脂發(fā)生反應(yīng)，破壞膜的通透性，干擾蛋白質(zhì)和細(xì)胞壁的合成，從而抑制微生物的生長。呂飛等用掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，在復(fù)方精油的作用下各受試菌種菌體細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性被破壞，細(xì)胞形態(tài)發(fā)生明顯改變。

2.2 植物精油的調(diào)味誘食和促生長功能

2.2.1 植物精油的誘食及促生長研究

植物精油特別是香辛類的精油，作為調(diào)味劑現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于人類食品中，如香芹酚可用在無醇飲料和烤制食品中，肉桂醛可用在冰激淋和口香糖中，百里香酚作為調(diào)味品經(jīng)常用于食品加工?；谕瑯拥淖饔脵C(jī)理，植物精油也可作為香味劑添加到動物日糧中起誘食作用，增加采食量，提高動物生產(chǎn)性能，這種調(diào)味誘食功能在豬上表現(xiàn)得較為明顯，而家禽因味蕾不發(fā)達(dá)，誘食效果不明顯。安佑集團(tuán)研究院在安徽省宣城試驗(yàn)豬場進(jìn)行的大量動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，與對照組相比，飼料中添加精油產(chǎn)品優(yōu)康酸對動物具有較好的誘食效果。

此外，日糧中添加植物精油還可增加斷奶仔豬和生長小豬階段的生產(chǎn)性能，降低料肉比，同時改善機(jī)體健康水平，有效降低呼吸道疾病、腹瀉的發(fā)生率，見表1和表2。當(dāng)日糧中復(fù)方精油優(yōu)康酸的添加量為300毫克/千克時，斷奶仔豬的呼吸道疾病、腹瀉等發(fā)生率在整個試驗(yàn)期都明顯低于對照組。生長小豬上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，復(fù)方精油優(yōu)康酸的添加為100毫克/千克、200毫克/千克和300毫克/千克時，生長小豬全期的日增重分別比對照組提高6.03%、7.24%和4.50%，其適宜添加量為100～200毫克/千克。且同樣證實(shí)，復(fù)方精油優(yōu)康酸可降低呼吸道疾病和腹瀉的發(fā)病率，在改善動物健康狀況方面有很好的效果。

2.2.2 植物精油誘食、促生長作用機(jī)理

植物精油的誘食和促生長作用的機(jī)理在于植物精油氣味芬芳，香味經(jīng)嗅覺神經(jīng)進(jìn)入腦部后，可刺激大腦前葉分泌出內(nèi)啡汰、腦啡汰兩種荷爾蒙，調(diào)節(jié)機(jī)體機(jī)能，增強(qiáng)動物的體液免疫和細(xì)胞免疫功能，幫助抵抗各種病菌、病毒的攻擊。此外，香辛植物精油一方面能刺激腸道絨毛發(fā)育，增加消化吸收面積；另一方面能使胃腸道興奮，促進(jìn)腸道各種消化酶的分泌，改善動物的消化吸收功能，從而提高對飼料的消化利用率。

表1 復(fù)方精油優(yōu)康酸對斷奶仔豬生產(chǎn)性能的影響

表2 復(fù)方精油優(yōu)康酸對生長小豬生產(chǎn)性能的影響

2.3 植物精油的抗氧化功能及作用機(jī)理

植物精油組分中的醛、酚類及其衍生物具有抗氧化功能。顧仁勇等研究發(fā)現(xiàn)，肉桂精油、丁香油和牛至精油可以有效降低豬油的POV值。百里香精油主要成分中的百里香酚有高度抗氧化活性，其抗氧化機(jī)理在于分子結(jié)構(gòu)中苯酚羥基基團(tuán)的存在，該基團(tuán)可作為氫供體中和脂肪氧化第一階段產(chǎn)生的過氧化物自由基，進(jìn)而阻止氫過氧化物的形成，中斷油脂氧化反應(yīng)鏈，延緩油脂氧化。丁香精油中的丁香酚可捕獲羥自由基，抑制化學(xué)產(chǎn)生的超氧化物，因此也認(rèn)為丁香酚可直接捕獲超氧化物。

2.4 植物精油的其他生物學(xué)功能

部分植物精油還可提高母豬的生長及繁殖性能。國外研究發(fā)現(xiàn)，在母豬日糧中添加有效成分為香芹酚和百里香酚的精油后，泌乳期母豬的死淘率顯著降低，分娩率和活仔數(shù)增加，產(chǎn)死胎數(shù)降低。其原因在于植物精油的抗菌消炎作用可以有效降低母豬病理性泌乳綜合征和豬泌尿生殖道疾病的發(fā)生率，激活機(jī)體免疫系統(tǒng)，加快子宮復(fù)原、縮短母豬斷奶后的發(fā)情間隔和提高下一胎的分娩率。

3 植物精油在畜牧養(yǎng)殖中的應(yīng)用前景

動物產(chǎn)品處于整個食物鏈的中端，其安全性問題直接關(guān)系到人類的健康。丹麥為保證食品的安全，嚴(yán)格規(guī)定飼料生產(chǎn)中禁止使用抗生素。鑒于大量使用抗生素會產(chǎn)生腸道菌群失衡、藥物殘留、抗藥性等多方面的負(fù)效應(yīng)，歐盟也于2006年禁止在飼料中添加促生長類抗生素，因此使用綠色飼料添加劑是歷史發(fā)展的必然趨勢。特別是近年來，國內(nèi)由飼料安全引發(fā)的各種動物性食品安全問題的事件此起彼伏，畜牧工作者更加充分認(rèn)識到飼料安全的重要性，牢固樹立了飼料安全即食品安全的意識，也促使廣大科研工作者多方探索與研制安全、高效的抗生素替代品。植物精油具備綠色、高效、無殘留等優(yōu)點(diǎn)，將成為替代抗生素產(chǎn)品的有效選擇之一。從長遠(yuǎn)來看，植物精油可逐漸應(yīng)用到動物生產(chǎn)中來，其必然經(jīng)歷一個減少抗生素用量，部分取代抗生素到完全取代抗生素的無抗養(yǎng)殖過程，如此才能保證畜牧養(yǎng)殖的健康可持續(xù)發(fā)展。因此，植物精油作為抗生素的潛在替代產(chǎn)品，具有很好的開發(fā)價(jià)值和應(yīng)用前景。

4 小結(jié)

天然、綠色、高效的植物精油可有效抑制飼料中的不良?xì)馕叮黾尤占Z的適口性。同時也可減緩飼料中霉菌的生長，抑制或殺滅腸道內(nèi)包括大腸桿菌、沙門氏菌等在內(nèi)的有害菌，維持腸道內(nèi)有益菌群，降低腸道細(xì)菌性腹瀉的發(fā)生，提高機(jī)體健康水平，從而促進(jìn)豬的快速生長。因此，植物精油在畜牧養(yǎng)殖中的應(yīng)用值得開發(fā)與研究，是達(dá)到健康養(yǎng)殖目標(biāo)的重要方法和有效手段。