彭燦陽，柳序，曲湘勇，彭豫東

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，長沙 410128）

植物精油在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

彭燦陽，柳序，曲湘勇*，彭豫東

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，長沙 410128）

植物精油是一種新型安全的飼料添加劑，具有無殘留、無抗藥性的特點(diǎn)。文章綜述了植物精油抗菌、抗氧化、增強(qiáng)機(jī)體免疫作用以及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用。

植物精油；抗菌；抗氧化；生產(chǎn)應(yīng)用

植物精油是以植物根、莖、葉、花和果實(shí)等為原料，通過水蒸汽蒸餾、溶劑提取和超臨界CO2流體萃取等方法提取出來的活性物質(zhì)，是具有一定芳香氣味，在常溫下能揮發(fā)的油狀液體物質(zhì)。目前人工提取到的植物精油是一種多類有效活性成分的混合物，按化學(xué)成分可分為萜類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫化合物4種[1]。植物精油是天然的抗菌物質(zhì)，作為動(dòng)物飼料添加劑具有無殘留、無抗藥性的特點(diǎn)，對(duì)動(dòng)物機(jī)體健康、提高生產(chǎn)性能有非常明顯的效果。本文綜述了植物精油的抗菌、抗氧化以及促進(jìn)機(jī)體免疫等作用及在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用。

1 植物精油的作用及其機(jī)理

1.1 抗菌作用

植物精油中以芳香族化合物中的酚類、醛類及萜類化合物中的單萜和倍半萜為主要抗菌活性物質(zhì)，對(duì)大多數(shù)革蘭氏陰性和陽性菌均有抑制作用，其抗菌作用主要有3種方式：改變細(xì)胞結(jié)構(gòu)形態(tài)，如非極性酚類化合物上所帶的酚羥基，具有較強(qiáng)的疏水性，能直接作用于細(xì)胞膜，使細(xì)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)構(gòu)象發(fā)生改變，導(dǎo)致細(xì)胞膜失去穩(wěn)定性，其滲透性增強(qiáng)，細(xì)胞內(nèi)離子及內(nèi)容物滲出，從而使細(xì)菌死亡；影響細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)與酶的活性，如醛類化合物能穿透細(xì)胞膜，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，通過羰基與蛋白質(zhì)的結(jié)合，抑制氨基脫羧酶的活性，某些醛類物質(zhì)可能是通過交聯(lián)鍵或烷基化與DNA和蛋白質(zhì)相互作用，致其失活；抑制細(xì)胞膜上呼吸酶的活性，萜類化合物主要通過抑制膜上呼吸酶，造成局部H+濃度梯度和電化學(xué)勢(shì)的損耗，從而實(shí)現(xiàn)抑菌功效[2-4]。王改琴等研究表明，香芹酚、丁香酚、百里香酚和肉桂醛等植物精油對(duì)大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等常見動(dòng)物消化道內(nèi)有害菌有很好的抑菌效果[5]。袁媛等研究表明，肉桂油、丁香酚能完全抑制黃曲霉的生長，并且丁香酚與檸檬醛能顯著抑制禾谷鐮刀菌的生長[6]。Amalaradjou等研究表明，一定濃度的肉桂精油（主要成分是反式肉桂醛）能降低尿路致病性大腸桿菌對(duì)尿道上皮細(xì)胞的黏附和侵襲，其作用機(jī)理是反式肉桂醛顯著降低了大腸桿菌產(chǎn)生致病性的主效基因fimA、fimH、focA、sfaA、sfaS和papG的表達(dá)[7]。國內(nèi)對(duì)植物精油抗菌機(jī)理的研究還主要停留在細(xì)胞水平，逐步深入到分子層面的研究具有重要意義。

1.2 抗氧化作用

機(jī)體內(nèi)過量的自由基通過脂質(zhì)過氧化作用會(huì)對(duì)生物膜產(chǎn)生破壞作用，并會(huì)氧化損傷蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子物質(zhì)。植物精油能清除機(jī)體內(nèi)的自由基、提高抗氧化酶活性、增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力。陳會(huì)良等研究表明，奶牛日糧中添加牛至油能顯著提高血清超氧化物歧化酶（SOD）及谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性，并顯著降低血清丙二醛（MDA）含量（P＜0.05）。牛至油中主要活性成分是酚類物質(zhì)，包括百里香酚、香荊芥酚、對(duì)傘花烴等，其酚羥基能提供氫與電子，直接清除機(jī)體內(nèi)的自由基，保護(hù)其他生物活性物質(zhì)不被氧化。血清SOD、GSH-Px是機(jī)體內(nèi)源性抗氧化酶，SOD主要催化超氧陰離子發(fā)生歧化反應(yīng)，GSH-Px主要催化機(jī)體內(nèi)過氧化物的分解，其兩者在血清中的活性程度反應(yīng)的機(jī)體整體的抗氧化能力[8]。血清MDA是機(jī)體脂質(zhì)被氧化后形成的產(chǎn)物，其含量越低，說明機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)被氧化的程度越低[9]。Hashemipour等研究表明，在肉雞日糧中添加百里香酚和香芹酚，顯著提高了血清、腿肌、肝臟中SOD、GSH-Px的活性（P＜0.05）[10]。Placha等研究表明，在1日齡的羅斯308肉雜雞日糧中添加百里香精油0.5 g·kg-1，飼喂5周后，顯著降低了十二指腸黏膜、腎臟組織中MDA的濃度（P＜0.05）[11]。方熱軍等研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加適量植物精油提取物能顯著提高GSH-Px與SOD的活力，從而提高機(jī)體抗氧化功能[12]。

1.3 增強(qiáng)機(jī)體免疫功能

劉猛研究表明，在仔豬日糧中添加植物精油預(yù)混劑0.01%，其主要成分為麝香草酚15%和肉桂醛5%，極顯著地提高了白細(xì)胞吞噬率、IgM、IgA、補(bǔ)體C3和C4的含量（P＜0.01），并顯著提高了總蛋白和IgG的含量（P＜0.05），從而增強(qiáng)仔豬的免疫力[13]。王秋海研究表明，在基礎(chǔ)日糧中添加10%的牛至油預(yù)混劑100 mg·kg-1能促進(jìn)肉雞淋巴細(xì)胞的增殖與成熟，提高細(xì)胞免疫[14]。朱曉磊等研究表明，百里香精油能顯著提高麻花雞免疫器官指數(shù)（P＜0.05），極顯著提高血清IgM、IgG、IgA的濃度（P＜0.01）[15]。由此可見，植物精油能提高免疫器官指數(shù)、促進(jìn)免疫細(xì)胞功能及免疫因子的釋放以增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。腸道是機(jī)體最大的免疫器官，研究發(fā)現(xiàn)，植物精油能促進(jìn)動(dòng)物腸道健康，調(diào)節(jié)腸道微生物平衡，從而間接增強(qiáng)機(jī)體免疫能力。

2 植物精油在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 植物精油在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

植物精油可以提高豬的生產(chǎn)性能、改善抗氧化能力、提高免疫力，并可降低腸道和呼吸道疾病的發(fā)病率。植物精油提取物帶有的芳香氣味，能刺激仔豬消化道黏膜上的感受器，提高飼料的適口性；植物精油提取物成分中有光譜殺菌劑，能清除胃腸道中的有害微生物，提高腸道有益微生物，從而提高仔豬對(duì)飼料的消化利用率。Maenner等研究表明，植物精油能提高斷奶仔豬飼料轉(zhuǎn)化率，并提高回腸蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率[16]。仔豬腸道微生物菌群是反應(yīng)仔豬健康狀況的重要指標(biāo)，雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益細(xì)菌數(shù)量增加，大腸桿菌等有害細(xì)菌數(shù)量減少對(duì)維持腸道微生物平衡有重要作用。曹建國等研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加牛至油30～50 g·kg-1，腸道細(xì)菌引起的腹瀉發(fā)生率減少52.51%；用含10%牛至油預(yù)混劑1 000 mg·kg-1飼糧連續(xù)飼喂30 d，試驗(yàn)組與對(duì)照組相比，空腸中乳酸桿菌數(shù)量增加，雙歧桿菌和大腸桿菌數(shù)量變化不明顯，盲腸中雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量增加，大腸桿菌數(shù)量下降[17]。方秋紅等在斷奶仔豬日糧中添加肉桂精油50 mg·kg-1，與對(duì)照組相比，平均日增重（ADIF）提高了12.47%，平均日采食量（ADFI）提高了7.16%，料肉比（FCR）降低了5.13%，但差異不顯著，仔豬的總蛋白和白蛋白有了顯著的升高（P＜0.05），并提高了仔豬抗氧化能力[18]。張強(qiáng)等研究在低能量型日糧（日糧可消化能為13 585 kJ·kg-1）中添加精油0.025%對(duì)斷奶仔豬的影響，結(jié)果表明，添加植物精油能顯著提高仔豬ADIF（P＜0.05），顯著降低其FCR（P＜0.05），但ADFI無顯著性差異（P＞0.05），且SOD和GSH-Px活性均有提高的趨勢(shì)，仔豬血清中白蛋白、免疫球蛋白A、免疫球蛋白G、白介素-lβ、白介素-6和腫瘤壞死因子-α含量均有顯著提高（P＜0.05）[19]。Zeng等研究也表明，在低能量日糧（日糧可消化能為13.585 MJ·kg-1）中添加植物精油0.025%，能顯著提高仔豬的日增重、養(yǎng)分表觀消化率及總抗氧化能力；并顯著提高腸道絨毛高度，降低大腸桿菌的數(shù)量[20]。王改琴等研究表明，在84日齡三元雜交生長豬日糧中添加植物精油200 mg·kg-1可提高生長豬的生產(chǎn)性能，降低呼吸道疾病和腹瀉的發(fā)生率[21]。植物精油能提高仔豬的生產(chǎn)性能，尤其是在低能量型日糧中應(yīng)用的效果較好。仔豬腸道的健康、對(duì)疾病免疫能力的增強(qiáng)以及抗氧化能力的提高均有利于飼料能量的轉(zhuǎn)換，提高飼料利用效率。

2.2 植物精油在禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

植物精油可以提高肉仔雞的生產(chǎn)性能、提高免疫力。毛紅霞等在7日齡肉仔雞日糧中分別添加植物精油（由5%丁香油酚、10.8%胡椒堿和2.5%橙花叔醇組成）40、80、160 mg·kg-1，結(jié)果表明，植物精油對(duì)ADIF、ADFI和FCR均有改善趨勢(shì)；各處理組都顯著提高回腸和盲腸乳酸桿菌（21 d）數(shù)量（P＜0.05）；顯著提高了回腸（21 d）的絨毛高度和隱窩深度比（P＜0.05）；其中植物精油160 mg·kg-1顯著降低了回腸（43 d）、盲腸大腸桿菌和金黃色葡萄球菌數(shù)量（P＜0.05）[22]。李曉東等在日糧中添加了不同水平（100、150、200、250 mg·kg-1）的植物精油（主要成分是香芹酚和百里香酚），結(jié)果表明，100、200 mg·kg-1的添加量可顯著提高肉仔雞ADIF（P＜0.05），植物精油可以提高鈣磷的消化率，但差異不顯著（P＞0.05），100、200、250 mg·kg-1的添加量可以顯著提高粗蛋白質(zhì)的消化率（P＜0.05）；100、150、200 mg·kg-1的添加量可以顯著提高肉仔雞腸道淀粉酶活性以及腸道蛋白酶的活性（P＜0.05）[23]。張文靜等在1日齡AA肉雞日糧中分別添加以百里香酚、丁香酚、香芹酚復(fù)合而成的植物精油80、160、240 mg·kg-1，結(jié)果表明，80、160 mg·kg-1的添加量極顯著提高肉仔雞日增重（P＜0.01），但隨著添加量的升高，其日增重呈現(xiàn)下降；80 mg·kg-1的添加量能顯著降低料肉比；80、160 mg·kg-1的添加量能極顯著提高脾臟指數(shù)與法氏囊指數(shù)（P＜0.05），建議該復(fù)合精油在肉仔雞中的適宜添加量為80 mg·kg-1[24]。

植物精油可以提高蛋雞產(chǎn)蛋率、改善蛋品質(zhì)、提高蛋重。Bozkurt等研究表明，在52周齡蛋雞日糧中添加植物精油24 mg·kg-1能改善其產(chǎn)蛋率；提高蛋殼重量，對(duì)其蛋品質(zhì)無顯著影響，但可增強(qiáng)蛋黃的抗氧化力，延長蛋的保存時(shí)間[25]。Bolukbasi等在24周齡蛋雞日糧中分別添加百里香精油、鼠尾草精油和迷迭香精油200 mg·kg-1，結(jié)果表明，百里香精油與迷迭香精油能顯著提高蛋重（P＜0.05），并降低了糞樣中大腸桿菌的數(shù)量；鼠尾草精油顯著提高蛋的哈氏單位（P＜0.05），各處理組間蛋黃膽固醇及甘油三酯的含量無顯著差別[26]。

2.3 植物精油在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

Wallace在綿羊低蛋白質(zhì)飼糧中添植物精油100 mg·d-1的會(huì)使超級(jí)產(chǎn)氨菌的數(shù)量下降77%，而當(dāng)供給綿羊高蛋白質(zhì)飼糧時(shí)，植物精油的添加對(duì)超級(jí)產(chǎn)氨菌的數(shù)量沒有影響[27]。Evans等研究表明，百里香酚的添加濃度為90 mg·L-1時(shí)可以選擇性地抑制反芻月形單胞菌的生長，而當(dāng)濃度為400 mg·L-1時(shí)，可抑制甲烷的產(chǎn)生，但瘤胃微生物的活性受到抑制，同時(shí)降低了乙酸和丙酸的濃度[28]。陸燕等在體外試驗(yàn)中添加大蒜油30～500 mg·L-1，使甲烷產(chǎn)量降低了65.0%～98.3%，但總揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的濃度也隨之下降[29]。植物精油能抑制瘤胃產(chǎn)氨菌及產(chǎn)甲烷菌的活性，提高反芻動(dòng)物對(duì)飼料的利用率，但其揮發(fā)性脂肪酸的濃度也相應(yīng)會(huì)將低?？赡苁歉邼舛鹊闹参锞蛯?duì)瘤胃微生物產(chǎn)生一定抑制作用。植物精油在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的最適添加量及活性成分還需進(jìn)行更深入的研究。

3 小結(jié)

植物精油是多種活性物質(zhì)的混合物，不同植物精油其活性成分種類和含量都不盡相同，隨著植物精油生理作用及飼養(yǎng)效果研究的深入，已有部分植物精油被農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)使用到飼料中，但對(duì)其作用機(jī)理仍需更進(jìn)一步研究，只有深入研究才能為其飼料中的添加提供更科學(xué)合理的依據(jù)，使植物精油替代抗生素及化學(xué)添加劑成為可能。

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The Application of Plant Essential Oil in Animal Production

PENG Canyang,LIU Xu,QU Xiangyong*,PENG Yudong

（College of Animal Science and Technology,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China）

Plant essential oil is a new type of safe feed additive,with features of no residue,no drug resistance. This article summarized the function of plant essential oil,such as antibacteri,antioxidation,and enhanced the body's immune andits application in animal production.

plant essential oil;antibacteri;antioxidation;application

S816.7；S814

A

1001-0084（2016）10-0018-04

2016-08-17

彭燦陽（1993-），男，湖南岳陽人，碩士研究生，研究方向?yàn)榧仪萆a(chǎn)。

*通訊作者：教授，博士生導(dǎo)師，E-mail:quxy99@126.com。