植物精油在動物機體應用的研究進展

王林 劉貴蓮 朱九堡 王偉 唐莉

摘要：文章回顧了植物精油的物理特性，簡述了植物精油的分類，主要功效和作用機理，在豬、雞生產(chǎn)上的應用情況及發(fā)展過程中存在的問題。指出植物精油的添加對提高動物生產(chǎn)性能、增強免疫能力，促進動物健康生長具有顯著作用。在文章最后表明植物精油作為飼料添加劑在生產(chǎn)加工和產(chǎn)品質量的評估等方面無統(tǒng)一的標準，致使精油產(chǎn)品質量良莠不齊，因此，需要進一步提高生產(chǎn)工藝、加強監(jiān)督管理、完善相關制度，以促進植物精油的健康、快速發(fā)展。

關鍵詞：植物精油；作用機理；生產(chǎn)性能；抗菌；免疫作用

中圖分類號：S8-1文獻標志碼：A論文編號：cjas20190800160

Research Progress on the Application of Essential Oils in Animals

Wang Lin， Liu Guilian， Zhu Jiubao， Wang Wei， Tang Li

（1Sichuan Tequang Agriculture and Animal Husbandry Technology Group Co.， Ltd.， Chengdu 611400， Sichuan， China； 2Xinjin Bonzer Technology Group Co.， Ltd.， Chengdu 611400， Sichuan， China）

Abstract： The physical properties of plant essential oils are reviewed， and the main classification， efficacy and mechanism of plant essential oils， their application in pig and chicken， and the problems in the development are briefly described. We point out that plant essential oils can improve animal production performance， enhance immunity and promote healthy growth of animals. The study shows that there is no uniform standard for plant essential oils as feed additive in production and product quality evaluation at present， resulting in the intermingled quality of essential oil products. Therefore， some steps should be taken to strengthen the production process， the supervision and management， and relevant systems， to promote the healthy and rapid development of plant essential oils.

Keywords： Plant Essential Oil； Mechanism； Production Performance； Bacteriostasis； Immune Mechanism

0引言

植物精油作為天然植物提取物的主要種類之一，主要由部分植物的根、莖、葉、花等部位提供，是一類次生代謝物質，分子量較小，可隨水蒸氣蒸出，大部分為油狀物質并伴有芳香氣味。植物精油作為添加劑被動物攝入或皮下注射后都能快速吸收，具有良好的抗菌[1-2]、抗氧化、促生長和增強機體免疫能力等特性[3]。植物精油進入機體后主要通過代謝作用經(jīng)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[4]，具有降解速度快、半衰期短且不在體內蓄積的特點，被認為是一種無毒、無害且純天然的綠色新型植物性添加劑，具有廣泛的應用前景。

1植物精油的特性

植物精油在常溫下主要是pH為中性或酸性粘稠的液體，具有濃烈的芳香氣味，無色或淡黃色，有些精油因溶有少量色素而具有特殊的顏色。大多數(shù)精油的折光率為1.43～1.61；分子量小，密度一般比水輕（除極少部分，如丁香油和桂皮油等），介于0.85～1.065之間；沸點在70～300℃范圍內，比重在0.850～1.065范圍內。部分精油在常溫下可析出固體成分，且易揮發(fā)，在紙片上幾乎不遺留痕跡，對空氣、日光和溫度等因素較敏感，經(jīng)常接觸空氣或直接暴露在空氣中會使其逐漸氧化變質，使自身的比重加大，顏色變深，逐漸失去原有的氣味，而精油的氣味是評判其品質優(yōu)劣的重要指標之一。精油幾乎不溶于水，易溶于極性較小的有機溶劑中（如石油醚、乙醚等）。

2精油的組成情況

作為綠色環(huán)保型添加劑，植物精油種類和化學組成情況繁多且復雜。根據(jù)植物精油的特性大體可將其總結為萜烯類化合物、脂肪族化合物、芳香族化合物和含氮含硫化合物4類（表1）。

3植物精油的應用情況

研究顯示精油不同成分之間具有協(xié)同作用，一方面表現(xiàn)為多靶點效應。精油的有效成分有多種，動物攝入精油后多種有效成分通過不同的途徑或作用于不同的靶點最后產(chǎn)生協(xié)同作用，此作用的宏觀表現(xiàn)為復合精油或合理比例的多種精油有效成分的整體作用強于單一成分的效果[5]。另一方面表現(xiàn)為藥代動力學效應。精油進入機體后各種有效成分之間相互作用，在機體內形成獨有的有機體，有利于精油在體內的吸收利用。

3.1植物精油對動物機體的抗菌作用

植物精油具有良好的抗菌作用，在動物飼料中添加適量的植物提取物可以起到抗菌，甚至殺菌的效果[6]。相關報道顯示，無論是對病菌、細菌還是真菌，其發(fā)揮抑菌作用的主要是萜類化合物中的單萜和倍半萜，因為含氧衍生物具有較強的生物活性，可以起到抗菌作用。植物精油的主要作用原理有3種。（1）使病菌的細胞形態(tài)結構發(fā)生自身無法修復的改變[7]。（2）植物精油與菌絲體發(fā)生反應，致使其結構發(fā)生改變，病菌無法得到營養(yǎng)物質而死亡。（3）抑制分生孢子萌發(fā)量，或阻斷其無性繁殖過程的作用，降低或破壞病菌后代繼續(xù)為害的可能。有報道顯示，相較于革蘭氏陰性菌而言，植物提取物對革蘭氏陽性菌的抑菌作用更強，因為植物提取物作為脂溶性物質無法通過革蘭氏陰性菌細胞壁外膜中的脂多糖，從而致使植物提取物無法達到抑制甚至殺死革蘭氏陰性菌的作用[8]；而當植物提取物作用于革蘭氏陽性菌時，可以利用其疏水性，使菌體的細胞壁和線粒體上的脂類分開，改變其結構，使其滲透性增大，導致革蘭氏陽性菌的外膜被破壞，釋放脂多糖，增加細胞膜的滲透性，達到細胞膜因為去極化而發(fā)揮抗菌作用[9]。廖芳等[10]通過稀釋法在體外對百里香精油的提取物進行分析，結果顯示精油提取物在體外試驗中對痢疾桿菌和致病大腸桿菌有顯著的抑菌效果。朱曉磊等[11]的研究顯示，在麻花雞日糧中添加百里香22天后回腸中大腸桿菌、沙門氏菌的數(shù)量顯著降低。

3.2植物精油對動物機體的促生長作用

研究表明，在飼料中適量添加精油具有提高動物采食量作用。精油氣味芳香，添加在飼料中能夠抑制飼料中的不愉快氣味，讓飼料的氣味芳香，從而提高動物的平均日采食量[12]。王改琴等[13]的報道顯示，在適當?shù)姆秶鷥仍黾泳吞砑恿?，生長豬的采食量增加，最大可提高7.43%。方熱軍[14]在以斷奶仔豬為研究動物的試驗中也得出了相似的結論。在斷奶仔豬日糧中添加10%牛至油預混劑，添加量為0.5 g/kg，與對照組相比試驗組腹瀉率減少40%。在斷奶仔豬日糧中添加100、200 g/t植物精油提取物，與對照組相比腹瀉率分別減少5.34%和4.82%。Lee[15]研究發(fā)現(xiàn)，植物精油對腸道中的所有菌群都有抑制作用，對有益菌的抑制作用較小，對有害菌的抑制作用較大。植物精油進入機體后可以從2個方面作用。（1）植物精油提取物中的主要成分（如百里香酚等）能抑制甚至殺滅腸道有害微生物，促進有益菌的繁殖生長，促進腸道微生物菌群結構的穩(wěn)定，通過增加內源酶含量和活性達到增加消化利用率的目的。（2）植物提取物能夠刺激胃腸道的相關變量，達到增加消化道黏液、膽汁酸的分泌量、提高部分消化酶的活性等作用，從而促進飼料中營養(yǎng)物質的消化、吸收，改善動物的生產(chǎn)性能指標[16-18]。Botsoglou等[19-20]報道顯示，以雞為試驗動物，在日糧中添加濃度為200 mg/kg的牛至精油能夠提高雞的生長性能。曹建國等[11]研究表示，以斷奶仔豬為研究對象，在日糧中添加適量牛至油，可以提高飼料利用率和機體日增重，分別為3.35%和0.36%。紀少麗等[21]報道，精油對哺乳母豬的斷奶體重和生長速度具有顯著的正向作用。李曉東等[22]的報道顯示，在仔雞日糧中添加適量精油，對日增重有顯著作用，同時對蛋白消化率、淀粉酶和蛋白酶的活性也有改善。Jang等[23]以肉仔雞為研究對象，在日糧中添加50 mg/kg復合精油可以顯著增加胰蛋白酶活性、胰α-淀粉酶和腸麥芽糖酶活性。Jamroz等[24]研究表示，在肉雞日糧中添加100 mg/kg復合精油，精油在體內可以通過刺激腺胃表皮細胞粘液增加細胞數(shù)量，致使粘多糖和唾液黏蛋白分泌量不對等增加，最終通過部分細胞破裂分泌大量粘液的方式，協(xié)助食糜的消化吸收。

3.3植物精油對動物機體的免疫作用

關于植物精油對動物免疫調節(jié)的研究日益增多。植物精油作為一種很好的免疫激活劑，可直接參與機體生物防御的屏障系統(tǒng)、刺激腸道粘膜固有層中淋巴細胞的轉化，使之產(chǎn)生更強的體液免疫和細胞免疫程序，提高機體免疫力。周美玲等[25]研究表明，紫蘇精油可顯著增強小鼠的血清ACP活性，增加血清溶菌酶含量，改善NO和IgM水平，增強IL-2生物活性，通過改變血液參數(shù)達到增強小鼠體液免疫功能和非特異免疫功能的作用。姜南[26]研究報道，在肉仔雞飼糧中添加植物精油，其血液T淋巴細胞數(shù)顯著高于對照。Zeng等[27-29]試驗報道，在飼糧中添加植物精油能改善斷奶仔豬的免疫能力，增加淋巴細胞增殖率、吞噬率，改善血清中IgG、IgA、IgM、C3、C4水平。Cao等[30]報道，百里香和肉桂醛的精油復合物對肉雞腸道免疫功能的改善有積極影響，主要體現(xiàn)在盲腸和回腸血清中IgA的含量顯著增加，張文靜[31]也得出相似的結論。Stelter等[32]發(fā)現(xiàn)，牛至油能夠提高仔豬B淋巴細胞的轉化率，精油組CD4（+）的含量較對照組無顯著變化。但CD8（+）含量由31.5%下降到24.9%，最終CD4（+）/CD8（+）比對照組顯著提高，這種改變對于機體恢復正常的體液和黏膜免疫功能甚至炎癥的消除都有良好的作用。相關文獻報道，很多植物提取物中都具有抗菌的物質[33]，可以起到抗炎、抗菌作用的物質以萜類和黃酮類化合物為主，因為這類物質可以抑制炎性介質前列腺素的代謝。另有研究表明，多種植物提取物通過改變TNF-α等的作用途徑起到抗炎保護作用[34]。

機體免疫系統(tǒng)的生長成熟依賴于內源微生物的生長和組成[35]，動物免疫的調節(jié)與微生物的組成及活性也有密不可分的關系。植物精油對機體的正向作用可以分為直接作用和間接作用。Placha等[36]報道顯示，在飼料中添加植物精油有利于腸道中有益菌的繁殖生長，同時能抑制有害菌（艾美球蟲病原菌、大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌）的生長，進而起到穩(wěn)定腸道菌群、增強免疫力的作用。Sun[37]也得出相似的結論。Mitsch等[38]報道顯示，精油中的有效成分丁香酚、姜黃等對機體腸道產(chǎn)氣莢膜梭菌數(shù)量的增長有良好的抑制作用。Rahimi[39]等報道顯示，大蒜素的添加對肉雞新城疫抗體的含量、法氏囊和脾的器官指數(shù)有顯著的增加，同時也會增強皮下組織嗜堿性細胞的反應性，間接改善機體的免疫能力。

4展望

植物精油作為綠色環(huán)保的飼料添加劑具有抑菌、抗菌、促生長、調節(jié)免疫等作用，受到了廣泛的關注。在精油行業(yè)的快速發(fā)展過程中也產(chǎn)生了一些問題：（1）目前大多文獻對精油的報道以單方精油為主，對于復方精油的報道較少，例如，復方精油進入機體后的作用機理，不同有效成分之間的相互作用。（2）植物精油的提取工藝還有待提高，目前作為飼料添加劑的精油多用水蒸氣法和化學萃取法提取，前者提取率低且產(chǎn)品品質不高，后者提取工藝較為復雜，提取中使用有機有毒試劑多，這些試劑通常都是高度危險化學品，對生產(chǎn)環(huán)境的安全要求極高。有機溶劑大量使用很容易造成嚴重的環(huán)境污染。（3）在最佳組合形式、最佳添加階段及最優(yōu)添加劑量上沒有統(tǒng)一標準。近年來雖然有許多關于植物精油作用效果的文獻報道，但因為原料自身品質的存在差異、添加水平不同、測定方法不同、反映指標的選擇等因素導致試驗結果不盡一致。而且，不同制作工藝的選擇、試驗動物品種及年齡不同、生理條件不同，都影響機體對植物精油的需要量，因此植物精油的添加形式、添加階段等的標準還需繼續(xù)研究。（4）目前缺乏通用的植物精油的質量標準或評定標準。市場上的精油產(chǎn)品品類繁多，各廠家的產(chǎn)品不盡相同，消費者如何才能買到品質優(yōu)良的精油是重要的問題，因為現(xiàn)在市場上的產(chǎn)品沒有相應的國家標準，每個企業(yè)的評估方法又不一致，而且目前國際上也沒有提出鑒別精油產(chǎn)品質量的方法，因此難以規(guī)范植物精油的生產(chǎn)、銷售和使用。

植物精油是安全、高效、綠色的新型飼料添加劑，目前作為替抗的產(chǎn)品之一應用前景非常廣闊。但如何將植物精油更好更有效的應用于生產(chǎn)，促進畜牧行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是大家共同面對的問題。

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