崔惠敬，孟玉霞，趙前程,2，呂 可，邊楚涵，馬永生

( 1.大連海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連 116023；2.新興際華伊犁農(nóng)牧科技發(fā)展有限公司，新疆 伊寧 835000 )

自20世紀(jì)90年代開始，中國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖一直位于世界主導(dǎo)地位。2015年我國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量達(dá)6.699×107t，其中養(yǎng)殖產(chǎn)量為4.937×107t，占總產(chǎn)量的73.7%，也是世界上唯一養(yǎng)殖產(chǎn)量超過(guò)捕撈量的國(guó)家[1]。然而，隨著規(guī)?；图s化養(yǎng)殖水平的提高，水產(chǎn)動(dòng)物病害問題日趨嚴(yán)重。我國(guó)平均每年因水產(chǎn)養(yǎng)殖病害造成的損失達(dá)百億元，其中魚類約占55%～77%、貝類約占3%～16%、甲殼類約占11%～28%[2]。

目前水產(chǎn)動(dòng)物病害防治主要依賴抗生素、抗寄生蟲藥及消毒劑等化學(xué)藥物，常引起細(xì)菌耐藥性、環(huán)境污染及水產(chǎn)品中藥物殘留等問題。免疫防治雖是水產(chǎn)動(dòng)物疾病控制的有效途徑，但我國(guó)漁用疫苗研發(fā)及應(yīng)用相對(duì)滯后，目前只有4個(gè)水產(chǎn)動(dòng)物疫苗獲國(guó)家新獸藥證書，其中僅珠江水產(chǎn)研究所研發(fā)的草魚出血病活疫苗和嗜水氣單胞菌滅活疫苗分別于2011年和2012年被批準(zhǔn)生產(chǎn)使用，可用商品化漁用疫苗數(shù)量極其有限，遠(yuǎn)不能滿足水產(chǎn)動(dòng)物疫病防治的需求。因此，水產(chǎn)養(yǎng)殖中亟需安全高效、天然無(wú)殘留的飼用抗生素替代品。至今報(bào)道具有潛在應(yīng)用前景的水產(chǎn)用抗生素替代品有中草藥[3]、噬菌體[4]、卵黃免疫球蛋白[5]和植物精油[6]等。

植物精油又稱揮發(fā)油，廣泛存在于芳香植物中，現(xiàn)已知的植物精油超過(guò)3000種，其中約有300余種已廣泛應(yīng)用于食品、制藥和香料等行業(yè)[7]。近來(lái)鑒于植物精油的高效抗菌作用，因此其被視為潛在的飼用抗生素替代品，尤其在畜禽和反芻動(dòng)物中研究較多，如肉桂醛和丁香酚可有效減少腸炎沙門氏菌(Salmonellaenterica)在肉雞盲腸中的定殖[8]；薄荷(Menthaarvensis)精油能提高斷奶仔豬回腸蛋白質(zhì)和氨基酸消化率，從而顯著改善飼料效率[9]；牛至(Origanumvulgare)精油可控制由金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)和大腸桿菌(Escherichiacoli)引起的奶牛乳房炎[10]等，Zeng等[11-13]也綜述了關(guān)于植物精油在畜禽和反芻動(dòng)物生產(chǎn)中應(yīng)用。近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)植物精油同樣能有效防治水產(chǎn)動(dòng)物細(xì)菌性疾病、水霉病和寄生蟲病，且能增強(qiáng)魚非特異性免疫力，提高魚類生產(chǎn)性能，并在尼羅羅非魚(Oreochromisniloticus)[14-15]、蟾胡子鲇(Clariasbatrachus)[16]、金魚(Carassiusauratus)[17]等養(yǎng)殖中取得了顯著成效。筆者綜述了植物精油作為抗菌劑、殺蟲劑、免疫增強(qiáng)劑及生長(zhǎng)促進(jìn)劑在魚類養(yǎng)殖中的研究進(jìn)展，旨在為水產(chǎn)動(dòng)物生態(tài)健康養(yǎng)殖提供參考。

1 植物精油應(yīng)用于魚類病害的防治

1.1 精油對(duì)養(yǎng)殖魚類細(xì)菌性疾病的防治

細(xì)菌是水產(chǎn)動(dòng)物病害的主要病原，占生物源性疾病的57.6%[2]。常見致病菌包括弧菌屬(Vibrio)、愛德華氏菌屬(Edwardsiella)、氣單胞菌屬(Aeromonas)和鏈球菌屬(Streptococcus)等。細(xì)菌性疾病的防治仍主要依賴抗生素和人工合成抗菌藥，目前我國(guó)水產(chǎn)用抗生素共有3類4個(gè)品種，分別為氨基糖苷類的硫酸新霉素粉、四環(huán)素類的鹽酸多西環(huán)素、酰胺類的氟苯尼考和甲砜霉素；另含磺胺類和喹諾酮類兩大人工合成類抗菌藥物，共11個(gè)品種[18]。但農(nóng)業(yè)部2292號(hào)公告決定自2016年12月31日起，停止在食品動(dòng)物中使用洛美沙星、培氟沙星、氧氟沙星和諾氟沙星4種喹諾酮類抗菌藥[19]，這也給水產(chǎn)動(dòng)物病害防控帶來(lái)挑戰(zhàn)，迫切需要研發(fā)新型抗生素替代品來(lái)防治水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物細(xì)菌性疾病。

現(xiàn)已證實(shí)，植物精油具有抗水產(chǎn)動(dòng)物致病菌活性。Lee等[20]發(fā)現(xiàn)，丁香(Syzygiumaromaticum)精油對(duì)海魚弧菌(V.damsela)、遲鈍愛德華氏菌(E.tarda)和嗜水氣單胞菌(A.hydrophila)的最低抑菌質(zhì)量濃度為0.015～0.062 μg/mL，但該研究未通過(guò)體內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證。Thomas等[16]將印度苦楝油制備成納米乳劑，其體外抗菌活性與環(huán)丙沙星相當(dāng)；對(duì)蟾胡子鲇進(jìn)行肌肉注射，可有效防治由殺鮭氣單胞菌(A.salmonicida)引起的潰瘍性病變，治療組魚存活率可由50%提高至90%。

精油理想的給藥方式是藥浴或通過(guò)混飼口服。Rattanachaikunsopon等[14]研究顯示，丁香精油對(duì)格氏乳球菌(Lactococcusgarvieae)的最低抑菌質(zhì)量濃度為30 μg/mL，飼料中添加3%丁香精油使經(jīng)格氏乳球菌攻毒感染后的尼羅羅非魚的累積死亡率由50%降至0%。與此類似，肉桂(Cinnamomumverum)精油對(duì)海豚鏈球菌(S.iniae)的最低抑菌質(zhì)量濃度為40 μg/mL，飼料中添加0.4%肉桂精油，使經(jīng)海豚鏈球菌攻毒感染的尼羅羅非魚累積死亡率降低50%[15]?；祜暱诜偷膯栴}是，魚被致病菌感染發(fā)病后，一般攝食下降或停止，此時(shí)經(jīng)口給藥就難以實(shí)施；此外，某些精油的味道也可能影響魚的攝食。

上述研究均為淡水養(yǎng)殖魚類，海水養(yǎng)殖魚類尚鮮見報(bào)道。筆者所在實(shí)驗(yàn)室首次研究了植物精油或其組分對(duì)養(yǎng)殖大菱鲆(Scophthalmusmaximus)關(guān)鍵致病菌遲緩愛德華氏菌和大菱鲆弧菌的體外和體內(nèi)抗菌活性，結(jié)果顯示，肉桂醛、丁香酚、百里香酚、檸檬草、山蒼子及檸檬醛對(duì)遲鈍愛德華氏菌和大菱鲆弧菌分離株均有強(qiáng)烈抑制作用，最低抑菌含量為0.25～1 μL/mL[24]；給大菱鲆腹腔注射大菱鲆弧菌(V.scophthalmi)攻毒，后經(jīng)200 μL/L山蒼子精油(Litseacubeba)浸浴處理，結(jié)果顯示，精油治療組死亡率由對(duì)照組50%降至0%[25]，防治效果較為顯著。

1.2 植物精油對(duì)養(yǎng)殖魚類水霉病的防治

水霉是卵菌綱、水霉目下類真菌微生物的統(tǒng)稱[26]，廣泛分布于各淡水水域，其中對(duì)養(yǎng)殖魚類危害較大主要是水霉科下的3個(gè)屬，分別為水霉屬(Saprolegnia)、綿霉屬(Achlya)和絲囊霉屬(Aphanomyces)[27]，淡水養(yǎng)殖中尤以寄生水霉(S.parasitica)、澳大利亞水霉(S.australis)和異枝水霉(S.diclina)最為常見。水霉易感染魚卵以及體表有傷的魚苗和成魚，是困擾虹鱒(Oncorhynchusmykiss)、大西洋鮭(Salmosalar)和草魚(Ctenopharyngodonidellus)等養(yǎng)殖魚類的主要病原之一。三苯甲烷類染料孔雀石綠曾被用作水霉病防治的有效化學(xué)藥物，但鑒于其致癌、致畸和致突變性，早在2002年我國(guó)農(nóng)業(yè)部就將其列入《食品動(dòng)物禁用的獸藥及其它化合物清單》。曾用過(guò)氧化氫[28]、臭氧[29]、甲醛[30]和高含量氯化鈉(1%～3%)[31]等替代孔雀石綠，但安全性和治療有效性均難以達(dá)到水產(chǎn)養(yǎng)殖需求。因此，采用安全高效的替代藥物防治水霉病，是水產(chǎn)養(yǎng)殖及水產(chǎn)品質(zhì)量安全領(lǐng)域需迫切解決的問題，而植物精油不失為一種潛在選擇。

諸多研究已證實(shí)，植物精油能有效抑制黃曲霉、赫曲霉和寄生曲霉等食品中常見真菌，并控制真菌毒素產(chǎn)生[32]。與此相似，最近有學(xué)者嘗試將精油用于控制水霉。體外試驗(yàn)中Adel等[33]發(fā)現(xiàn)刺芹(Eryngiumcampestre)和大蒜(Alliumsativum)精油對(duì)寄生水霉具有較強(qiáng)抑制效果，最低殺菌質(zhì)量濃度分別為0.5 μg/mL和0.12 μg/mL。林崗等[34]研究發(fā)現(xiàn)，山蒼子精油能損傷分離自鰻鱺(Anguillajaponica)同絲水霉(S.monoica)卵孢子和菌絲細(xì)胞壁及細(xì)胞膜，抑制孢子萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)。

魚卵胚胎發(fā)育早期易感染水霉，一般寄生于死卵上的水霉易傳染至活卵，嚴(yán)重影響孵化率。Khosravi等[35]研究發(fā)現(xiàn)波斯蘇(Zatariamultiflora)精油對(duì)寄生水霉的最低抑菌質(zhì)量濃度為0.9 μL/L；將被水霉感染的虹鱒魚卵在含10 μL/L波斯蘇精油的水中浸浴60 min，日處理3次，魚卵平均孵化率由1%提高至11%。但精油在水中溶解度低，難以發(fā)揮有效抗菌活性，故該研究中精油抗水霉活性仍低于孔雀石綠。值得注意的是，波斯蘇精油的主要成分是百里香酚和香芹酚，推測(cè)一些與此主要成分相似的精油，如牛至油也應(yīng)具有類似抗水霉活性，這值得進(jìn)一步研究。

Madrid等[36]發(fā)現(xiàn)，智利香皮茶(Laureliopsisphilippiana)樹皮精油與樹葉精油對(duì)從大西洋鮭分離得到的水霉抑制效果顯著，其最低抑菌質(zhì)量濃度分別為30 μg/mL和100 μg/mL，最低殺菌質(zhì)量濃度分別為50 μg/mL和125 μg/mL?？梢姡N植物不同組織中精油組分及其含量存在差異，故顯示不同的抗菌活性。

1.3 植物精油對(duì)養(yǎng)殖魚類寄生蟲病的防治

寄生蟲病是魚類養(yǎng)殖中的主要病害之一，據(jù)全國(guó)水產(chǎn)技術(shù)推廣總站提供的數(shù)據(jù)，2010年，全國(guó)30個(gè)省99種水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)象中共發(fā)生了94種疾病，其中寄生蟲病占了24種[37]。魚類寄生蟲種類繁多，分類學(xué)上主要包括原生動(dòng)物門、扁形動(dòng)物門、線形動(dòng)物門、棘頭動(dòng)物門及節(jié)肢動(dòng)物門，其中扁形動(dòng)物、線形動(dòng)物和棘頭動(dòng)物習(xí)慣上被統(tǒng)稱為寄生蠕蟲。寄生蟲對(duì)魚體危害包括造成魚組織機(jī)械損傷、掠奪宿主營(yíng)養(yǎng)、壓擠宿主組織器官及釋放毒素等，最終導(dǎo)致宿主魚生長(zhǎng)緩慢，甚至死亡[38]。我國(guó)現(xiàn)行漁用驅(qū)殺蟲藥物包括內(nèi)服藥和外用藥兩大類，其中內(nèi)服藥有鹽酸氯苯胍、阿苯達(dá)唑及吡喹酮等，外用藥包括硫酸鋅、敵百蟲、高效氯氰菊酯等[39]。但這些化學(xué)驅(qū)蟲藥不可避免帶來(lái)水產(chǎn)品藥物殘留及水體環(huán)境污染等問題。因此，在綠色健康水產(chǎn)養(yǎng)殖模式的發(fā)展趨勢(shì)和要求下，迫切需要尋求一種安全有效的新型驅(qū)殺蟲藥物。

車輪蟲(Trichodina)是一大類寄生性纖毛蟲原生動(dòng)物，廣泛寄生于淡海水魚、貝及甲殼類的鰓、皮膚等部位，可導(dǎo)致宿主嚴(yán)重的組織病變。印楝油提取于楝科植物印楝(Azadirachtaindica)，其主要活性組分為萜類化合物印楝素。吳偉等[40]研究發(fā)現(xiàn)，印楝素具有較強(qiáng)的細(xì)胞滲透性，對(duì)車輪蟲有良好的殺滅效果。將感染寄生蟲的鯉魚(Cyprinuscarpio)浸入含0.2～0.8 mg/L印楝素的水體中，3 d后發(fā)現(xiàn)鯉魚鰓上的車輪蟲數(shù)量分別減少40%～92%，驅(qū)殺效果與使用劑量呈正相關(guān)。同樣的，Kumar等[17]使用20 mg/L的印楝素處理鲺(Argulus)，體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)2.5 h后，所有寄生蟲均死亡；體內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，相同質(zhì)量濃度印楝素浸浴感染鲺的金魚，48 h寄生蟲完全死亡。

單殖吸蟲屬扁型動(dòng)物門吸蟲綱，可寄生在多種水生生物上，以魚類最常見。Boijink等[41]將大蓋巨脂鯉(Colossomamacropomum)稚魚在質(zhì)量濃度為10、15 mg/L的丁香羅勒(Ocimumgratissimum)精油中浸浴15 min，7 d后鰓上的單殖吸蟲數(shù)量分別減少了94%和100%。

2 植物精油對(duì)養(yǎng)殖魚類免疫功能的影響

免疫增強(qiáng)劑又稱免疫刺激劑，能提高機(jī)體非特異性或特異性免疫功能，增強(qiáng)機(jī)體抗疾病感染能力。魚類免疫增強(qiáng)劑主要通過(guò)增強(qiáng)非特異性免疫應(yīng)答而發(fā)揮作用，如促進(jìn)溶菌酶、天然溶血素、補(bǔ)體、巨噬細(xì)胞活化因子及干擾素等的合成，或增強(qiáng)巨噬細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞等吞噬活性[42]。目前，黃芪多糖、β-葡聚糖等植物源免疫增強(qiáng)劑已被成功應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物病害防治，植物精油也是其中一種潛在的水產(chǎn)動(dòng)物免疫增強(qiáng)劑[43]。

鏈球菌是危害養(yǎng)殖羅非魚的關(guān)鍵病原，臨床分離株主要有海豚鏈球菌和無(wú)乳鏈球菌(S.agalactiae)兩種，前者在短時(shí)間內(nèi)造成羅非魚很高致死率(>50%)。Acar等[44]向羅非魚日糧中分別添加0.1%、0.3%或0.5%甜橙精油，連續(xù)飼喂90 d后，魚血清溶菌酶、過(guò)氧化物酶活性和吞噬細(xì)胞活性顯著提高；且羅非魚經(jīng)海豚鏈球菌攻毒感染后的存活率由13.3%提高至58.3%。Awad等[45]發(fā)現(xiàn)，飼料中添加3%黑枯茗(Nigellasativa)精油顯著提高了虹鱒魚血液中溶菌酶活性、吞噬細(xì)胞及免疫球蛋白活性。Soltani等[46]在鯉魚飼料中添加30、60 mg/kg的波斯蘇精油，連續(xù)飼喂8 d，后發(fā)現(xiàn)鯉魚血清殺菌活性、白細(xì)胞數(shù)均顯著增加，但對(duì)鯉魚血清溶菌酶活性無(wú)影響。波斯蘇精油的主要組分為百里香酚、香芹酚和對(duì)傘花烴，因此，未來(lái)很有必要考察每種精油單體組分對(duì)魚的免疫調(diào)節(jié)作用。

也有研究直接使用芳香植物的葉子作為飼料添加劑。Nguyen等[47]在飼料中添加2%～8%山蒼子葉粉末，連續(xù)飼喂21 d后，鯉魚血液中溶菌酶活性、溶血素及吞噬細(xì)胞等非特異性免疫指標(biāo)顯著升高。值得注意的是，該研究中山蒼子葉精油的主

表1 植物精油在控制水產(chǎn)動(dòng)物病害中的應(yīng)用及效果

注：a表示未給出水霉的具體種別.

要組分為芳樟醇(94.9%)，而我國(guó)西南地區(qū)山蒼子果實(shí)中的精油主要為檸檬醛，存在明顯區(qū)別。這也提示不同化學(xué)型的植物原料中精油組分存在較大差異，這也給精油生物活性研究的橫向比較帶來(lái)了困難。

目前，植物精油對(duì)魚類免疫調(diào)節(jié)的確切機(jī)制尚不清楚，但可以從魚類腸道菌群調(diào)節(jié)角度予以部分解釋。以陸生動(dòng)物為例，Li等[48]研究證實(shí)，百里香酚和肉桂醛混合精油能減少仔豬糞中大腸桿菌數(shù)量，并增加乳酸桿菌的數(shù)量；Mitsch等[49]研究證實(shí)，精油能減少產(chǎn)氣莢膜梭菌(Clostridiumperfringens)在肉雞腸道中的定殖。鑒于腸道微生物在魚類免疫系統(tǒng)發(fā)育和成熟過(guò)程中發(fā)揮重要作用，并且腸道菌群可通過(guò)特定代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)宿主的免疫反應(yīng)[50]，據(jù)此推測(cè)，植物精油的免疫調(diào)節(jié)活性可能與其腸道菌群調(diào)節(jié)作用相關(guān)。不過(guò)，Navarrete等[51]曾用溫度梯度凝膠電泳方法研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加20 mg/kg百里香精油對(duì)虹鱒腸道微生物組成并無(wú)顯著影響，其原因可能與精油的選擇或虹鱒腸道微生物的特征組成有關(guān)。可見，精油對(duì)魚類腸道菌群及免疫機(jī)能的調(diào)節(jié)作用還需要在其他魚種中嘗試更多不同的精油進(jìn)行驗(yàn)證。

3 植物精油對(duì)養(yǎng)殖魚類生長(zhǎng)性能的影響

動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)中常在動(dòng)物飼料中使用抗生素類生長(zhǎng)促進(jìn)劑，但基于動(dòng)物性食品質(zhì)量安全和公共衛(wèi)生安全的考慮，目前已被逐漸禁用，如歐盟與韓國(guó)已相繼于2006年1月和2011年7月起全面禁止抗生素類促生長(zhǎng)劑。植物精油作為飼用抗生素替代品已廣泛用于動(dòng)物飼料中，其中牛至精油已被列入我國(guó)飼料藥物添加劑附錄一目錄中，可在飼料中長(zhǎng)時(shí)間添加使用[52]，具體產(chǎn)品如“諾必達(dá)”、“好力高”等。但這些產(chǎn)品主要用于陸生動(dòng)物養(yǎng)殖中，以預(yù)防動(dòng)物疾病，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。

與此類似，Acar等[44]在飼料中添加0.1%甜橙精油，連續(xù)飼喂12周，與對(duì)照組相比，甜橙精油使羅非魚質(zhì)量增加率提高21%，飼料系數(shù)由1.69降至1.31。值得注意的是，在此項(xiàng)研究中，當(dāng)將精油添加劑量提至0.3%或0.5%時(shí)，促生長(zhǎng)功效卻顯著下降，這提示在應(yīng)用精油時(shí)需要優(yōu)化添加劑量。

提取后的精油易揮發(fā)并發(fā)生氧化，貯藏穩(wěn)定性差，故也有研究直接使用含精油的植物組織粉末作為添加劑，Nguyen等[47]在鯉魚飼料中添加8%山蒼子葉粉末，飼喂21 d，魚體質(zhì)量增加量提高88.2%，特定生長(zhǎng)速率由0.56%升至0.99%，飼料系數(shù)由4.70降至2.48，也取得了理想的促生長(zhǎng)效果。

目前關(guān)于植物精油促進(jìn)魚類生長(zhǎng)的機(jī)理研究尚鮮見報(bào)道，不過(guò)一些在畜禽中的研究結(jié)果可能會(huì)給我們提供一些參考。目前已知，植物精油可通過(guò)提高腸道胰蛋白酶和淀粉酶活性[53]，促進(jìn)小腸絨毛生長(zhǎng)，增加小腸隱窩深度[54]以及調(diào)節(jié)腸道菌群而發(fā)揮促生長(zhǎng)作用[48]，但這些機(jī)制是否適用于魚類還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論與展望

植物精油具有高效抗菌和天然安全的優(yōu)勢(shì)，是一種極具潛力的飼用抗生素替代品，且兼具驅(qū)殺蟲和免疫增強(qiáng)的功效。將植物精油應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中，有望實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖過(guò)程中“免抗生素防病”的目的，也為從源頭解決養(yǎng)殖水產(chǎn)品存在的藥物殘留問題提供了新途徑。

植物精油作為水產(chǎn)飼料添加劑尚存在諸多需要解決的問題：(1)植物精油成分十分復(fù)雜，包括幾十種含量不同的化合物，各組分間又可能存在交互作用，具體作用機(jī)制難以完全闡明；(2)植物精油組分均為脂溶性小分子，透皮吸收，不同給藥方式下精油在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)的吸收、分布、代謝及排泄等藥代動(dòng)力學(xué)規(guī)律尚需進(jìn)一步研究；(3)目前植物精油對(duì)養(yǎng)殖魚類的毒性和毒理數(shù)據(jù)缺乏，未來(lái)需要通過(guò)大量的動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)來(lái)研究精油對(duì)特定水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的急、慢性毒性，為選擇及安全使用精油提供參考。