周美玲（上海美農(nóng)生物科技股份有限公司，上?！?01807）

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植物精油對(duì)豬和禽健康的影響

周美玲
（上海美農(nóng)生物科技股份有限公司，上海201807）

摘要：植物精油作為抗生素的有效替代品在豬和家禽生產(chǎn)中備受關(guān)注。精油通過增強(qiáng)機(jī)體營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、減少腸道病原菌、增強(qiáng)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)等途徑來提高豬和家禽的生產(chǎn)性能。文章綜述了植物精油在豬和禽抗菌、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：植物精油；抗菌；抗氧化；豬；禽

植物精油是植物次級(jí)代謝產(chǎn)物，其組成非常復(fù)雜，主要是萜烯及其衍生物[1-2]。植物精油功能因組分復(fù)雜而多樣化，具有抗菌、抗氧化、促進(jìn)動(dòng)物采食、提高生產(chǎn)性能和增強(qiáng)機(jī)體免疫等生物學(xué)功能，可作為抗生素的替代品應(yīng)用于動(dòng)物飼料。植物精油飼料添加劑組分在進(jìn)食、肺部吸收或皮下注射后能快速吸收，多數(shù)通過代謝并通過腎臟以葡萄糖苷酸的形式排出或者通過呼吸以CO2形式排出[3]。由于植物精油快速降解和半衰期短，不在體內(nèi)蓄積，因此植物精油被認(rèn)為是一種安全、高效、綠色的新型飼料添加劑。

1　對(duì)豬和禽生產(chǎn)性能的影響

大量研究表明，植物精油對(duì)豬和禽的生產(chǎn)性能有一定影響，但結(jié)果并不一致。Zeng等研究表明，在豬生產(chǎn)中，植物精油可提高增重10%，提高飼料轉(zhuǎn)換率3%；在家禽生產(chǎn)中，植物精油可提高增重和飼料轉(zhuǎn)換率3%[4]。Franz等研究結(jié)果顯示，植物精油能分別提高仔豬增重、采食量和飼料轉(zhuǎn)化率2%、2.9%和3%[5]。Windisch等研究結(jié)果表明，植物精油可分別提高家禽增重、采食量和飼料轉(zhuǎn)化率0.5%、-1.6%和-2.6%[6]。但于海霞報(bào)道，使用牛至、肉桂醛、百里香酚等香精油的商用混合物對(duì)禽生產(chǎn)性能幾乎沒有影響[7]。曹建國等研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油（主要有效成分為香芹酚）可抑制飼料的不良?xì)馕?，讓飼料變得更美味，從而增加日糧的適口性，提高動(dòng)物采食[8]。AL-kassieg研究表明，肉桂和百里香提取物能提高肉雞平均日增重、日采食量和飼料效率[9]。

植物精油可有效替代抗生素用于防止仔豬斷奶應(yīng)激。Li等研究表明，仔豬日糧添加精油后增重、飼料轉(zhuǎn)換率均優(yōu)于對(duì)照組，其飼喂效果與抗生素組相似[10]。印遇龍?jiān)跀嗄套胸i飼料中添加植物提取物，可極顯著提高斷奶仔豬全期平均日增重（P< 0.01），顯著降低料重比（P<0.05），表明植物提取物抗斷奶應(yīng)激效果優(yōu)于抗生素或與其相當(dāng)[11]。植物精油可以與有機(jī)酸復(fù)合使用，有機(jī)酸的作用部位為飼料和消化道上段，而植物精油的作用部位主要在消化道后段，二者合用具有協(xié)同效應(yīng)。刁慧等研究表明，飼喂一定濃度的苯甲酸與百里香酚復(fù)合物，可提高仔豬日增重，降低料肉比，明顯改善腹瀉情況[12]。植物精油對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能受眾多因素影響，包括動(dòng)物消化系統(tǒng)構(gòu)成、精油組成、飼喂過程中的穩(wěn)定性、基礎(chǔ)日糧組成、試驗(yàn)環(huán)境條件、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等，均有可能造成植物精油在豬和家禽生產(chǎn)中作用效果不同[13]。

2　對(duì)腸道微生物的影響

由于酚類物質(zhì)對(duì)病原菌細(xì)胞壁的破壞作用，含酚量較高的植物精油表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗細(xì)菌、抗真菌、抗病毒功能。通常植物精油對(duì)革蘭氏陽性菌的抑制作用強(qiáng)于陰性菌[14]。Thapa等研究表明，植物精油能破壞革蘭氏陽性菌細(xì)胞完整性并呈劑量依賴關(guān)系，對(duì)革蘭氏陰性菌的生長抑制作用并沒有表現(xiàn)出破壞細(xì)胞的完整性[15]。Placha等研究表明，植物精油能抑制產(chǎn)氣莢膜梭菌、大腸桿菌和艾美球蟲病原菌在腸道的定植，有利于有益菌群繁殖代謝，從而保護(hù)腸道完整性，提高腸道免疫[16]。Roca等應(yīng)用PCR-RFLP技術(shù)，檢測(cè)了由香芹酚、肉桂醛等組成的混合物對(duì)斷奶仔豬腸道菌群多樣性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該混合物可降低仔豬腸道菌群的多樣性[17]。劉洋等研究肉桂醛對(duì)肉雞腸道菌群、腸道結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明，一定濃度的肉桂醛可以提高盲腸雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)，降低大腸桿菌數(shù)，對(duì)肉雞腸道微生物具有調(diào)節(jié)作用[18]。Ouwehand等研究表明，百里香酚和香芹酚能夠抑制大腸桿菌生長，提高乳酸桿菌與腸桿菌比例，改善消化道微生物區(qū)系，減少家畜腹瀉[19]。刁慧研究表明，苯甲酸與百里香酚混合使用能改善仔豬腹瀉情況，說明苯甲酸和百里香酚對(duì)腹瀉的降低機(jī)制可能是通過影響腸道食糜的酸度進(jìn)而抑制病原微生物，維持腸道微生態(tài)平衡，改善腸道形態(tài)和功能，減少腹瀉[20]。Namkung等研究發(fā)現(xiàn)，香辛植物精油如香芹酚和百里香酚，能加速腸絨毛表面成熟腸上皮細(xì)胞的更新速率，同時(shí)對(duì)消化道內(nèi)皮層的成熟有促進(jìn)作用，刺激腸道絨毛發(fā)育，增加消化吸收面積，還能使胃腸道興奮，促進(jìn)腸道各種消化酶的分泌，改善動(dòng)物的消化吸收功能，從而提高對(duì)飼料的消化利用率[21]。

3　對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)吸收及腸道形態(tài)的影響

大量研究表明，植物精油能促進(jìn)豬和禽營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[10, 22-23]。Zeng等試驗(yàn)表明，與低能量日糧組相比，添加植物精油組能顯著提高仔豬日糧干物質(zhì)的表觀消化率、粗蛋白質(zhì)消化率以及仔豬日增重（P<0.05）[24]。Ilsley等研究表明，辣椒素、香芹酚和肉桂醛能顯著提高母豬飼料中粗蛋白質(zhì)消化率（P< 0.05），提高干物質(zhì)消化率，增加母豬產(chǎn)奶量，但未提高母豬采食量[25]。有研究報(bào)道，在基礎(chǔ)日糧中添加不同水平的百里香和八角精油混合提取物研究其對(duì)Cobb公肉雞生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明，隨添加量的增加，飼料轉(zhuǎn)化率、回腸中粗灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、鈣、磷等消化率增加。研究人員認(rèn)為，植物精油能促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)吸收的原因是增加了唾液和膽汁的分泌以及酶活的提高[26]。然而也有研究表明，植物精油對(duì)仔豬的營養(yǎng)消化率、胰腺和十二指腸的淀粉酶以及胰蛋白酶酶活并沒有影響[27]。Jamroz等認(rèn)為出現(xiàn)這兩種表觀消化率不一致的結(jié)果是由于植物精油的刺激導(dǎo)致黏液內(nèi)源性分泌量不同造成的[28]。

腸道絨毛高度和隱窩深度的改變是引起腸道功能改變和吸收機(jī)能降低的主要原因。仔豬受到應(yīng)激時(shí)，腸細(xì)胞有絲分裂速度加快，隱窩深度增加，當(dāng)腸細(xì)胞向絨毛的遷移速度加快后，頂端腸細(xì)胞的脫落速度增快，成熟腸細(xì)胞損失加劇。由于其吸收和消化能力都較高，成熟細(xì)胞數(shù)量的減少會(huì)導(dǎo)致酶活性和吸收能力下降。這些變化與腸道營養(yǎng)物質(zhì)周轉(zhuǎn)速度加快和消化不良密切相關(guān)，而且很可能會(huì)提高小腸對(duì)大腸桿菌等病原微生物的敏感性，進(jìn)而導(dǎo)致腸道組織的進(jìn)一步損傷[11]。因此，腸道病原菌的減少能提高腸道上皮細(xì)胞絨毛再生的能力，并增強(qiáng)小腸吸收能力[29]。研究報(bào)道，香芹酚和百里香酚在腸黏液成熟腔上皮細(xì)胞的上皮層具有活性效應(yīng)，有助于腸絨毛表面加速成熟腔上皮細(xì)胞的更新，減少病原體對(duì)腔上皮細(xì)胞的感染，提高營養(yǎng)吸收能力[30]。然而，也有研究報(bào)道植物精油對(duì)豬、禽腸道絨毛長度與隱窩深度沒有影響[31-32]。對(duì)此，Windisch等提出兩種假設(shè)，一是植物精油刺激腸道，使腸道表面積減少，另一種是精油減少腸道病原菌，并提高絨毛長度與腸道表面積[33]。因此，腸道有益菌微生態(tài)環(huán)境以及植物精油對(duì)腸道的刺激性對(duì)腸道形態(tài)的改變十分重要。

4　對(duì)免疫調(diào)節(jié)的影響

植物精油中的活性成分進(jìn)入機(jī)體后很快被吸收參與代謝，植物精油經(jīng)過腎臟以葡萄糖苷酸或以CO2的形式排出體外。被機(jī)體吸收的成分可能參與機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)，改變血液免疫參數(shù)；未被吸收的成分可能參與腸道免疫，然而其確切機(jī)制有待進(jìn)一步研究。日糧中添加植物精油可改善仔豬腸道健康、降低腸道組織中NF-κB和TNF-α表達(dá)[34]。植物精油能改善斷奶仔豬的免疫功能，提高淋巴細(xì)胞增殖率、吞噬率，提高血清IgG、IgA、IgM、C3、C4水平[10, 24]。Liu等以豬肺泡巨噬細(xì)胞為模型，結(jié)合脂多糖（LPS）刺激，研究了香芹酚、肉桂醛、丁香酚等的抗炎癥效應(yīng)，結(jié)果表明，香芹酚、肉桂醛、丁香酚等能顯著抑制TNF-α和IL-1β的表達(dá)量（P< 0.05），說明香芹酚、肉桂醛等具有抗炎癥潛力，能提高機(jī)體免疫力[35]。Manzanilla等研究表明，植物提取物能減少空腸的上皮淋巴數(shù)和腸系膜B淋巴細(xì)胞，這可能是植物提取物在腸道內(nèi)發(fā)揮抗菌功能從而減少機(jī)體自身防御功能的需要[32]。而自身免疫抑制減少，則更多的營養(yǎng)會(huì)被機(jī)體吸收進(jìn)而促進(jìn)生長[36]。Ariza-Nieto等研究表明，復(fù)方精油可改善動(dòng)物的健康水平，降低生長豬腹瀉和呼吸道疾病的發(fā)生，原因在于精油中生物類黃酮化合物如香芹酚可以增強(qiáng)機(jī)體的體液免疫和細(xì)胞免疫功能，可提自然殺傷細(xì)胞數(shù)量[37]。

5　對(duì)豬、禽產(chǎn)品品質(zhì)的影響

抗氧化劑作為一種食品添加劑在飼料行業(yè)也有廣泛應(yīng)用，主要用于防止蛋白質(zhì)、脂肪的氧化。為了延長食物的貯存期，在工業(yè)發(fā)展過程中開始使用合成的抗氧化劑。然而，有毒理學(xué)家已經(jīng)證實(shí)合成的抗氧化劑（如BHT、BHA）有潛在的致癌性[38]?，F(xiàn)在很多消費(fèi)者拒絕使用合成的食品添加劑，因此，越來越多的人致力于使用天然添加劑來替代合成抗氧化劑的研究。

植物精油不僅在體外的抗氧化效果好，而且其抗氧化成分可以進(jìn)入到機(jī)體循環(huán)系統(tǒng)，并且可以在肉中分散和沉積，因此可以使肉類得到更好的氧化穩(wěn)定性。Marcincak等在肉仔雞飼糧中添加止痢草提取物，研究其對(duì)肉仔雞生長性能的影響，試驗(yàn)檢測(cè)了在-21℃條件下貯存了0、3、6及12個(gè)月后的雞胸肉和腿肉中丙二醛（MDA）的含量，結(jié)果表明，止痢草提取物能更有效地延緩脂質(zhì)氧化，不受貯藏時(shí)間的影響[39]。然而，Simitzis等和Janz等試驗(yàn)表明，飼喂添加牛至油的日糧對(duì)豬肉的抗氧化效果并沒有影響。這可能是因?yàn)樨i肉和禽肉的脂肪組成不同，禽肉的脂肪較低，但是相對(duì)于豬肉，禽肉的多不飽和脂肪酸相對(duì)較高，因此禽肉更易受氧化變質(zhì)的影響[40-41]。除了防止脂肪氧化外，植物精油還能改善各組織器官的氧化還原平衡能力，減輕生理壓力造成的氧化損傷[42-43]。Habibi等研究表明，飼喂精油后肝臟中總超氧化物歧化酶（TSOD）活性提高，MDA含量顯著降低（P<0.05）；血清總抗氧化能力（TAC）增強(qiáng)，MDA含量降低[44]。

6　小　結(jié)

植物精油可通過抗菌、抗氧化等作用改善腸道健康，提高機(jī)體免疫，從而提高豬、禽的生產(chǎn)性能。但精油因植物種類、提取因素等不同所含活性成分復(fù)雜且功能各異，從而導(dǎo)致精油在畜禽上的實(shí)際應(yīng)用效果不一致。因此，今后需對(duì)某一活性成分進(jìn)行系統(tǒng)研究與組和效應(yīng)篩選，以期為植物精油替代抗生素在畜禽養(yǎng)殖的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

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前沿科技摘編

Effect of Essential Oil on the Health of Swine and Poultry

ZHOU Meiling
（Shanghai Menon Animal Nutrition Technology Co., Ltd., Shanghai 201807, China）

Abstract:As a alternative to antibiotics, essential oil has been widespread concern in pig and poultry production. Essential oil can improve the production performance of swine and poultry with enhancing nutrient absorption, reduc?ing the intestinal pathogenic bacteria, and reinforcing the body's immune regulation. In this paper, the functions of es?sential oil andits application in swine and poultry were reviewed.

Key words:essential oil; antibacterial; antioxidation; swine; poultry

作者簡介：周美玲（1989-），女，江蘇南通人，碩士，主要從事飼料添加劑研發(fā)。

收稿日期：2015-04-07

中圖分類號(hào)：S828；S831；S816.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-0084（2015）05-0031-05