牛至油的生物學(xué)功能及其在豬、禽生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)展

何榮香，歐陽富龍，袁旭鵬，賀建華

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.祁陽廣安農(nóng)牧有限公司，湖南 永州 425000）

牛至（Oregano oil）是唇形科牛至屬多年生草本植物，俗稱止痢草、披薩草、小葉薄荷等，在我國分布在河南、江蘇、浙江、安徽、江西、福建、臺灣、湖北、湖南等地區(qū)；歐、亞兩洲及北非也有分布，北美亦有引入[1]。牛至無毒，全草可提取芳香油，具有清熱解表、利尿消腫等作用。近年來大量的研究報道表明，牛至油具有抗菌、殺菌、抗氧化、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等功效，可作為一種新型的天然植物抗生素[2]。與傳統(tǒng)藥物及抗生素相比，牛至油具有來源廣泛、抗菌效果顯著、不易產(chǎn)生耐藥性、不良反應(yīng)小、適用范圍廣等特點，其市場需求強(qiáng)烈，發(fā)展前景廣闊。文章主要從牛至油的主要成分、抗炎、抑菌、抗氧化及其在豬禽生產(chǎn)中的應(yīng)用方面進(jìn)行論述，為牛至油的進(jìn)一步開發(fā)利用提供參考。

1 牛至油的理化性質(zhì)及成分

牛至油是從植物牛至中提取的一種淡黃色澄清油狀液體，它在牛至全草中的大致含量為1%～10%（mL/100 g固重），具有百里香油似的辛辣氣味，不溶于水與甘油。但在乙醇、丙酮和二乙醚中溶解度很高[3]。其4 ℃和20 ℃時貯存24個月后，有效成分并未損失；在80 ℃以上時，在飼料、制劑、產(chǎn)品中有效成分損失0.79%；而在后熱化階段105 ℃時，僅損失2.01%有效成分。由此可見，牛至油具有較為穩(wěn)定的理化性質(zhì)。

根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的“植物化學(xué)和植物生態(tài)學(xué)”數(shù)據(jù)庫記載，牛至油中包括50種不同的化合物。Bayramoglu等[4]采用水蒸氣蒸餾法來提取牛至油，經(jīng)鑒定分析可知牛至油中化學(xué)成分大部分為酚類化合物，主要為香芹酚和麝香草酚，這兩者共占牛至油的78%～82%，它們的前體化合物為γ-萜品烯和P-異丙基甲苯，占總油的5%～7%。昝俊峰等[5]對不同產(chǎn)地牛至揮發(fā)性成分進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)地不同的牛至揮發(fā)性的成分、種類及相對含量均具有一定的差異，但都具有香芹酚、麝香草酚、3-辛酮、月桂烯、P-聚傘花素、γ-松油烯、石竹烯及其氧化物等8種主要成分，相對含量均超過70%。這表明牛至的產(chǎn)地以及提取方法不同，最終得到的牛至油的成分、種類及相對含量均具有一定的差異。

牛至油的提取方法很多，如水蒸氣蒸餾法、共水蒸餾法、乙醚法、乙酸乙酯法等，不同的提取方法所得到的牛至油成分不完全相同[6]。但其主要成分為酚類化合物結(jié)構(gòu)，主要包括香芹酚（Carvacrol，2-甲基-5-異丙基苯酚）、百里香酚（Thymol，5-甲基-2-異丙基苯酚）、傘花烴（P-Cymene，對異丙基苯甲烷）、萜品烯（γ-TerPinene）。其中，香芹酚和百里香酚占主導(dǎo)地位[7]。

2 牛至油的生理功能及其機(jī)理

分子結(jié)構(gòu)決定其生物學(xué)功能，牛至油主要為酚類化合物。因此決定了其有著特殊的生理功能。牛至油具有多種生物學(xué)活性抗氧化作用，抗炎作用、抗菌等。且其作用主要是通過香芹酚和百里香酚來實現(xiàn)的。

2.1 抗氧化作用

生物體因代謝會在機(jī)體產(chǎn)生一些自由基，自由基是破環(huán)細(xì)胞膜，引起機(jī)體或組織發(fā)生損失的關(guān)鍵因素。牛至油中含有多種化合物，起氧化作用的主要為酚酸類和萜類化合物。酚酸類化合物含有酚羥基，為抗氧化活性的基團(tuán)，此類抗氧化劑在清除烷氧自由基過程中，主要是通過脫氫反應(yīng)產(chǎn)生比較穩(wěn)定的苯氧自由基來終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，所產(chǎn)生的苯氧自由基的穩(wěn)定性與其清除自由基活性密切相關(guān)[8]。Marino等[9]對比多種天然藥物抗氧化活性發(fā)現(xiàn)，牛至精油具有很高的抗氧化活性。Kintzios等[10]將牛至油添加于食用香油中可防止油脂被氧化，說明牛至油具有較好的抗氧化作用。Skan等[11]將牛至油添加于肉糜中可有效抑制微生物的生長，防止食物腐敗。牛至油主要通過以下3個途徑來清除氫質(zhì)子，達(dá)到抗氧化效果[12-16]。其一，通過脫氫反應(yīng)產(chǎn)生比較穩(wěn)定的苯氧自由基來終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，所產(chǎn)生的苯氧自由基的穩(wěn)定性與其清除自由基活性密切相關(guān)。酚羥基脫氫反應(yīng)產(chǎn)生氫質(zhì)子可以通過電子轉(zhuǎn)移同氧化基團(tuán)反應(yīng)，結(jié)合形成穩(wěn)定的物質(zhì)，達(dá)到直接清除自由基抵抗誘變因素的效果。其二，牛至油有脂溶性，可鑲嵌在含不飽和脂肪酸生物膜的磷脂層，清除自由基對生物膜不飽和脂肪酸的損傷，防止脂質(zhì)過氧化的發(fā)生，形成細(xì)胞膜抗氧化的第一道防線。其三，牛至油中的萜類化合物通常含有1個至多個烯鍵，烯鍵化學(xué)性質(zhì)活潑，易發(fā)生加成反應(yīng)，具有較強(qiáng)的還原性。

2.2 抗菌作用

多酚類和萜類物質(zhì)是牛至油抗菌作用的有效成分。多酚類物質(zhì)能作用于細(xì)菌細(xì)胞膜，使膜蛋白變性，其一可通過減少三磷酸腺苷（ATP）合成和增加ATP消耗，抑制細(xì)菌生長；其二，其可通過改變K+和H+的滲透性，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)滲透壓失衡，促使細(xì)菌死亡。其三可阻礙細(xì)菌DNA的自我復(fù)制，抑制細(xì)菌的繁殖和生長過程[16]。

Sivropoulou等[17]研究表明，牛至油對8種革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌具有強(qiáng)烈的抑制作用，將其稀釋4 000～5 000倍，仍具有殺菌活性，并在試驗過程中發(fā)現(xiàn)其還具有抗瘧原蟲活性。Marino等[9]用牛至油作用于多種單一的革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，革蘭氏陰性菌中以大腸桿菌O157∶H7最敏感，革蘭氏陽性菌中以李斯特桿菌最敏感。Mexis等[18]用兩種合成的化合物香芹基乙酸酯和香芹基甲醚對幾種細(xì)菌（大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等）進(jìn)行抑菌試驗，結(jié)果顯示這兩種物質(zhì)沒有抑菌效果。這也驗證了香芹酚分子存在游離酚羥基的特殊結(jié)構(gòu)和疏水性特征是其抗菌活性的關(guān)鍵。牛至油使用后具有無抗藥性、無殘留等特點，且其抗菌譜廣，對大量的革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌均有抗菌作用，同時對多種真菌也有抑制或殺滅的功效。但牛至油在動物腸道中的抗菌性具有特異性，其中的機(jī)理尚不明確，有待進(jìn)一步地研究。

2.3 增強(qiáng)機(jī)體免疫作用

牛至油可以促進(jìn)機(jī)體免疫器官的生長發(fā)育，提高吞噬細(xì)胞的吞噬能力，促進(jìn)機(jī)體免疫器官的生長發(fā)育，提高臟器指數(shù)從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。同時牛至油具有獨特的香味，可刺激動物消化道黏膜上的感受器，同時抑制動物消化道系統(tǒng)病原微生物的生長繁育，激活消化酶活性，從而促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高機(jī)體的免疫力。

Manzanilla等[19]研究表明，牛至油可抑制有害菌的生長繁殖，有利于正常微生物菌群的形成，增加了胃內(nèi)容物的含量，并延長了營養(yǎng)物質(zhì)在消化道的停留時間，促進(jìn)了蛋白質(zhì)等物質(zhì)的吸收利用，這就為免疫器官的發(fā)育提供了充足的營養(yǎng)。王芬等[20]挑選168只大小相近體格健壯、公母各半的1日齡東北白鵝雛，空白組不添加牛至油預(yù)混劑，1、2和3組在對照組飼糧中分別添加50、100和150 mg/kg的10%牛至油預(yù)混劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)免疫球蛋白IgG、IgM和IgA含量試驗組均比對照組高，2、3組IgG、IgM含量顯著高于對照組和1組（P＜0.05），表明飼糧中添加牛至油不同程度地提高了東北白鵝的免疫器官指數(shù)，促進(jìn)了免疫器官的發(fā)育，增強(qiáng)了機(jī)體的免疫機(jī)能，提高了機(jī)體抵抗各種病原微生物感染的能力和抗各種應(yīng)激的能力。

2.4 促生長作用

韓旭[21]研究表明，在飼糧中添加適量牛至油能顯著上調(diào)十二指腸和空腸的SGLT1、GLUT2和Pep T1 mRNA的表達(dá)，促進(jìn)葡萄糖和小肽的吸收，從而提高蛋雞對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收功能。曷于明[22]在雞飼料中分別添加牛至油和維吉尼霉素進(jìn)行對比研究發(fā)現(xiàn)，添加牛至油組小腸蛋白酶的活性比添加維吉尼霉素組高50%，牛至油組飼料轉(zhuǎn)化率優(yōu)于維吉尼霉素組。刁慧[23]研究發(fā)現(xiàn)，牛至油可有效調(diào)節(jié)腸道微生物區(qū)系平衡，提高胰蛋白酶、淀粉酶以及脂肪酶等的酶活性，通過對絨毛高度、隱窩深度及絨毛高度/隱窩深度的改變來改善腸道形態(tài)，進(jìn)而改善動物的腸道消化吸收功能。以上研究均表明牛至油因其大部分為酚類化合物，具有濃郁的芳香味，且其成分中的百里香酚和香芹酚能夠增強(qiáng)腸道的屏障功能，抑制有害微生物增殖，維持腸道菌落平衡，從而通過誘食性提高動物采食量，以及促進(jìn)動物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力以提高生長性能。

3 牛至油在豬禽上的應(yīng)用

牛至油所具有的抗氧化、抗菌、促進(jìn)生長和提高免疫力的生理特性，在養(yǎng)殖行業(yè)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，且牛至油作為一種純天然新型廣譜抗菌藥物添加劑，屬于植物源性殺菌劑，對畜禽腸道細(xì)菌（大腸桿菌、沙門氏菌、豬密螺旋體）引起的腹瀉、下痢有特效，同時具有顯著的促生長效果和提高飼料利用率的作用，已成為在畜禽飼糧中不可缺少飼料添加劑。

3.1 牛至油在豬生產(chǎn)上的應(yīng)用

牛至油因生理特性較多，因此在豬生產(chǎn)應(yīng)用上比較廣。汪莉等[24]在斷奶仔豬飼糧中添加20 mg/kg牛至油。結(jié)果表明，牛至油能提高飼糧蛋白質(zhì)和干物質(zhì)的消化率、提高仔豬日增重、降低腹瀉率，還有緩解應(yīng)激的作用。李蘭海等[25]研究酸化劑和牛至油替代硫酸黏桿菌素對斷奶仔豬生長性能、腹瀉率和盲腸微生物數(shù)量的影響中發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加酸化劑和牛至油可以替代硫酸黏桿菌素在斷奶仔豬飼糧中使用。周曉容等[26]在生長豬飼糧中添加100 g/t的牛至油發(fā)現(xiàn)，牛至油具有改善豬生產(chǎn)性能、提高養(yǎng)分表觀消化率的趨勢。Allan等[27]在繁殖母豬分娩前和哺乳期的基礎(chǔ)飼糧中添加牛至油1 000 mg/kg，結(jié)果表明，試驗組母豬年死亡率極顯著低于對照組。譚成全等[28]在妊娠和泌乳母豬基礎(chǔ)飼糧中添加300 mg/kg止痢草油（牛至油）發(fā)現(xiàn)，止痢草油組顯著提高母豬在泌乳期第3周采食量；并相應(yīng)地提高了仔豬第3周的平均日增重及第3周仔豬窩增重。

綜上所述，牛至油在豬生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛。在生長肥育豬中，主要集中在提高生產(chǎn)性能、增強(qiáng)機(jī)體免疫力；在仔豬應(yīng)用中，主要集中在預(yù)防和控制仔豬斷奶應(yīng)激、提高日增重、提高飼料轉(zhuǎn)化率、減少仔豬腹瀉；在母豬中則主要集中在提高采食量和改善泌乳性能。但根據(jù)其具有抗氧化的特性，其在懷孕母豬或待配母豬方面是否有提高母豬受胎率或產(chǎn)仔數(shù)的效果值得探討。

3.2 牛至油在禽生產(chǎn)上的應(yīng)用

張利[29]在研究復(fù)方牛至油對肉雞生長過程的作用中發(fā)現(xiàn)，添加復(fù)方牛至油可以提高肉雞日增重，降低料肉比，提高成活率，促進(jìn)疾病康復(fù)，降低淘汰率，提高機(jī)體抵抗力。而杜云良等[30]用牛至油、恩諾沙星、硫酸新霉素治療不同致病型大腸桿菌引起的雞大腸桿菌病及體外抑菌試驗，結(jié)果表明使用牛至油比使用恩諾沙星和硫酸新霉素的治愈率提高15%～20%，死亡率降低19%～25%。陳立華等[31]將150只1日齡健康艾維茵肉仔雞隨機(jī)分為5組，在其基礎(chǔ)飼糧中分別添加75、100、125、150 mg/kg的10%牛至油預(yù)混劑，飼喂6周。結(jié)果表明，牛至油可提高肉仔雞全期的增重速度（P＜0.01），改善料肉比（P＜0.01）；42日齡試驗組平均屠宰率、胸肌率和腿肌率分別比對照組高2.51%（P＞0.05）、8.93%（P＜0.05）、9.60%（P＜0.05）。

以上均表明牛至油在肉雞及肉仔雞生產(chǎn)方面能有效提高生長性能及抗病力。郝丹丹等[32]研究不同水平的牛至油添加對蛋雞生產(chǎn)性能及免疫功能的影響。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，3個試驗組飼喂分別添加50、100、150 mg/kg牛至油的飼糧，抗生素組飼喂添加100 mg/kg硫酸抗敵素的試驗飼糧，試驗期60 d，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，整個試驗期各組間蛋雞日采食量無顯著差異，但50 mg/kg牛至油組、100 mg/kg牛至油組蛋雞產(chǎn)蛋率顯著高于對照組（P＜0.05），料蛋比顯著降低（P＜0.05）。

在禽類方面，暫未看到牛至油明顯提高采食量的報告，可能是因為相對于豬，禽的嗅覺不敏感而且因其腸道結(jié)構(gòu)短小以及個體采食量相對較小，所以影響不明顯。但其在提高禽的生產(chǎn)性能和抗病方面仍是有一定的效果。

4 小結(jié)

牛至油具有的抗氧化、抗菌、促進(jìn)生長和提高免疫的生理特性，在動物小腸的前端極易被吸收，因而到達(dá)微生物豐富的后腸道發(fā)揮作用量非常有限。有研究顯示用海藻酸鈉對牛至油進(jìn)行包被，可以減少牛至油在小腸前端的吸收量，且不影響其抑菌效果。但是不同的動物食物在腸道中的停留時間有很大差別，因而海藻酸鈉的劑型濃度等還有待進(jìn)一步研究。而且牛至的種類不同、提取工藝的不同導(dǎo)致所提取到的牛至油中生物活性的含量有很大的差別。因此，選育出一種揮發(fā)油含量高的品種，找到更適合的提取工藝，對牛至油的應(yīng)用和推廣具有重大意義。