牛至精油在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的應用研究進展

牛金玲，劉永需，張玉娟，趙 紅，李福昌，劉 磊*

（1.山東農(nóng)業(yè)大學動物科技學院/山東省動物生物工程與疾病防治重點實驗室，山東 泰安 271000；2.青島康大食品有限公司，山東 青島；3.山東省康復醫(yī)院，山東 濟南）

牛至精油是從植物牛至的全草中提取出的揮發(fā)油，具有抗菌、抗氧化、抗炎癥等作用。近年來，牛至精油作為飼料添加劑在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中應用廣泛，并取得了良好效果。在動物生產(chǎn)中，牛至精油能增加動物活力和提高抗逆性，增強免疫能力，改善肉質品質等。本文綜述了牛至精油在畜禽生產(chǎn)中的應用研究進展，為牛至精油在畜牧業(yè)中生產(chǎn)中的進一步開發(fā)利用提供參考和借鑒。

抗生素在當今畜牧業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用[1]。但是隨著禁止添加抗生素作為飼料添加劑的禁令的頒布，急需開發(fā)能夠替代畜禽飼料中抗生素的添加劑[2]。秦春力等[3]研究發(fā)現(xiàn)，許多植物提取物具有一定的抗菌活性、能提高家兔養(yǎng)分消化率、微生物蛋白濃度，并改善肉兔盲腸發(fā)酵狀況。劉漢鎖等[4]研究發(fā)現(xiàn)，植物提取物單寧酸具有抗菌抑菌、抗氧化和抗炎癥等作用,可以提高畜禽生長性能及改善腸道健康。劉嬌等[5]研究發(fā)現(xiàn)，在肉雞日糧中添加0.50g/kg 辣木提取物能夠提高肉雞的增重和抗氧化性能、降低肉雞死淘率。李連濤等[6]研究發(fā)現(xiàn)，植物提取物亞抑菌濃度山奈酚能夠抑制鼠傷寒沙門氏菌侵襲雞腸道上皮細胞,并降低鼠傷寒沙門氏菌對雛雞的致病性。因此，植物提取物在養(yǎng)殖投入品中備受關注[7]。其中，牛至精油是一種較為典型的植物提取物，被稱為天然抗生素，在實驗與生產(chǎn)中均取得顯著效果[8]?？追痹频萚9]研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加牛至精油可以提高綿羊生長性能和屠宰性能，并增加肌間脂肪沉積，改善羊肉質量，增強綿羊抗氧化能力。特別是日糧中添加牛至精油的育肥效果高于添加羅伊乳桿菌和莫能菌素。據(jù)歐盟食品安全局（European Food Safety Authority，EFSA）消息，歐盟動物飼料添加劑和產(chǎn)品（FEEDAP）研究小組對牛至精油作為動物飼料添加劑的安全性和有效性進行評估，結果表明，在建議使用水平下添加牛至精油，畜禽無不良反應[10]。本文綜述了牛至精油的作用機制及其在畜禽生產(chǎn)中的應用，為牛至精油進一步在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的應用提供理論依據(jù)和實踐借鑒。

1 牛至精油簡介

牛至（Origanum vulgare L）又名止痢草、小葉薄荷，為唇形科牛至屬多年生草本植物。牛至精油是從植物牛至的全草中提取出的揮發(fā)油，主要加工過程為盛花期收割，連同莖，葉，花放入容器中，通過120℃左右蒸餾，蒸汽將揮發(fā)油帶出，冷卻15 ℃。分離獲得的原始精油密度在0.87～0.91 g/ml，將其噴到載體上，做成不同濃度的最終產(chǎn)品。其具有令人愉悅氣味、抗菌、抗氧化、抗炎癥等作用[11]。Stoilova 等[12]通過GC、FID 和GC-MS 法研究了牛至精油的化學成分，經(jīng)過鑒定發(fā)現(xiàn)共含有33 種化合物，主要是由沉香醇、松油烯-4-醇、β-石竹烯、反式香檜烯、α-萜品烯、γ-萜品烯、對傘花烴、百里香酚、香芹酚等組成，其中牛至精油最主要成分是苯酚類物質—百里香酚和香芹酚[13]，約占總油量的78 % ～82 %，Morten 等[14]研究發(fā)現(xiàn)其存在協(xié)同和加性相互的作用，并且具有顯著的抗有害菌和抗氧化特性。Yanisheva 等[15]還報道在豬油和葵花籽油的純化的三酰基甘油兩種脂質系統(tǒng)中起穩(wěn)定作用。刁慧等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在仔豬日糧中添加百香里酚能顯著提高養(yǎng)分的消化率和腸道食糜消化酶活性，改善機體代謝狀況，從而提高仔豬機體免疫力。張勇等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在研究沙門氏菌對小鼠的毒害作用時顯示，使用百香里酚可顯著抑制沙門氏菌的毒害，對小鼠起到保護作用。

2 牛至精油的作用機制

2.1 抗菌活性 牛至精油的主要成分為酚類物質。何蘭花等[18]研究發(fā)現(xiàn)酚類化合物表面活性以及脂溶性的特點，通過改變H+和K+在細胞膜上的通透性，能夠較易進入細菌細胞內(nèi)，使膜上蛋白質變性，導致菌體細胞內(nèi)的內(nèi)容物外漏和水分流失，從而導致細菌失活，以此達到滅菌效果。Sankar 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，疏水性生物活性化合物抗菌作用也尤為重要，其破壞細胞膜，增加細胞通透性，影響ATP 的產(chǎn)生，作用于蛋白質合成，引起細胞pH 紊亂，從而引起細胞間質變化并干擾，抑制細菌的生長繁殖。此外，Preuss 等[20]采用肉湯稀釋法對體外抑菌效果進行測定，其結果表明牛至精油對金黃色葡萄球菌、炭疽芽孢桿菌、幽門旋桿菌以及大腸桿菌等多種細菌具有抑制作用。Martucci 等[21]研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油對金黃色葡萄球菌以及大腸桿菌的最低抑菌濃度（ MIC ） 分別為 800～900 mg/kg 和 1 600～1 800 mg/kg，其結果表明，牛至精油對金黃色葡萄球菌抑菌效果最好。Zavareh 等[22]研究表明，牛至精油能夠有效抑制革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌，與革蘭氏陰性菌相比，含酚類化合物的精油對革蘭氏陽性菌的活性更高，這是由于革蘭氏陰性細菌在細胞壁周圍形成了額外的外膜，從而限制了疏水性化合物通過其脂多糖覆蓋物的擴散。因此，牛至精油可作為有效的天然抗菌劑。

2.2 抗氧化活性 除抗菌活性外，牛至精油還具有抗氧化活性，這最大程度上歸因于百里酚和香芹酚[23]。劉婷等[24]研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油能夠顯著降低肌肉脂質氧化和蛋白氧化，從而提高肌肉的脂肪酸含量。Whysner 等[25]研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油在穩(wěn)定脂質過氧化和抑制氧化酶活性中起重要作用，并產(chǎn)生超氧自由基，從而提高抗氧化活性。顧仁勇等[26]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)牛至精油處理的豬油在存放期間，與對照的空白組相比，其過氧化值的增大較慢，第9 天開始呈現(xiàn)出顯著差異，其效果隨著精油用量的加大而有所增強。此外，牛至精油中的萜類物質，易發(fā)生加成反應，具有還原性，并且能夠與強氧化劑發(fā)生反應，從而抑制了細胞膜和線粒體膜不被脂肪酸氧化，從而維持細胞膜的完整性[27]。

2.3 提高免疫力 除上述作用外，牛至精油能提高機體免疫力，其作用機理主要是提高血清中免疫球蛋白A（IgA）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白M（IgM）、補體3（C3）和補體4（C4）的含量，提高動物血清中總補體含量和溶菌酶活性，提高淋巴細胞增殖率和吞噬率，從而提高免疫力[28]。林清華等[29]研究發(fā)現(xiàn)，按照小鼠體重50 mg/kg 的牛至精油添加劑量給藥，結果顯示可顯著增強小鼠腹腔吞噬功能以及脾臟重量，但對胸腺的重量則無顯著的影響，使得機體抗感染能力加強。另外，通過緩解炎癥提高動物免疫力，周潔等[30]研究表明日糧中添加牛至精油能有效降低促炎細胞因子含量, 從而緩解動物炎癥反應，抑制炎性介質的表達，促進動物健康。

3 牛至精油在畜禽生產(chǎn)中的作用

3.1 牛至精油對禽類生產(chǎn)的影響 牛至精油對禽類的研究主要是從改善機體免疫力等方面，從而達到提高生產(chǎn)性能的效果[31-32]。耿文靜等[33]研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油對預防和治療雞球蟲病有顯著療效。在雛雞飼料中添加0.03 %的牛至精油，可顯著降低腹瀉率、提高生產(chǎn)性能[34]。郝丹丹等[35]研究表明，用含牛至油的日糧飼喂30 周齡的蛋雞60 d，可顯著提高產(chǎn)蛋率（P<0.05），降低料蛋比（P<0.05），改善蛋雞血液中白細胞、淋巴細胞和免疫球蛋白含量，另外在第30～60 天，蛋雞血清新城疫抗體滴度顯著提高，但對平均日采食量無顯著影響（P>0.05）。此外，按1:10 000 在飲水中分別添加天然牛至精油和人工牛至精油進行試驗，結果發(fā)現(xiàn)，兩種精油均可顯著提高日增重，降低料重比；天然牛至精油可顯著提高肉雞的新城疫和H9 的抗體效價，人工牛至精油則能顯著提高肉雞的抗體效價[36]。金立志等[37]對部分研究結果進行總結，日糧中添加牛至精油可提高日增重，降低死亡率，提高日糧轉化率。綜上所述，牛至精油不僅可以降低腹瀉率，提高日增重，改善料肉比，增強免疫力并且可穩(wěn)定蛋雞產(chǎn)蛋率，但牛至精油的添加對平均日采食量（ADFI）方面無顯著影響，目前幾乎沒有牛至精油對禽類羽毛影響的研究。

3.2 牛至精油對豬的生產(chǎn)的影響 牛至精油對提高豬生產(chǎn)性能以及提高對營養(yǎng)物質的吸收能力至關重要，邱楚武等[38]研究發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加15 mg/kg 的牛至精油可以將腸道微生物區(qū)系維持一個健康水平，可降低仔豬腹瀉率，并且能夠顯著的提高平均日增重和飼料轉化率。在繁殖母豬的日糧中添加1 g/d 的牛至精油，能夠提高母豬的產(chǎn)仔量和仔豬的成活率，從而降低仔豬死亡率[39]。Pu 等[40]研究發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加4 mg/kg 牛至精油，能夠降低斷奶仔豬盲腸消化道中的大腸桿菌（P<0.05），并增加斷奶仔豬盲腸消化道中雙歧桿菌種群，郭慧慧等[41]在小鼠的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌可以調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)失調(diào),對潰瘍性結腸炎有治療作用。Cheng 等[42]實驗結果表明，日糧中添加牛至精油能夠調(diào)節(jié)豬的腸道菌群結構、腸道形態(tài)以及抗氧化能力，可提高生產(chǎn)性能和提高消化率。從目前針對牛至精油的試驗結果看出其具有一定的抗菌和抗氧化作用，可通過進一步的試驗研究其替代抗生素的作用。

3.3 牛至精油對反芻動物的影響 將牛至精油用于反芻動物的研究相對較多，牛生產(chǎn)中，Zhou 等[43]研究發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加7 g/d 牛至精油可廣泛改變瘤胃細菌群落從而改善瘤胃發(fā)酵，改變揮發(fā)性脂肪酸濃度并減少甲烷排放。王欣榮等[44]研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油可殺滅一定數(shù)量的病原菌并預防持續(xù)感染，有利于促進奶牛產(chǎn)后發(fā)情以及恢復體況，但對產(chǎn)奶量無影響。每頭牛添加牛至精油28 g/d，可以提高血液中總蛋白、白蛋白的含量（P<0.05），降低甘油三酯含量（P<0.05），但對半腱肌飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸均無顯著影響（P>0.05），顯著提升多不飽和脂肪酸含量（P<0.05），多不飽和脂肪酸和飽與脂肪酸比值增大（P<0.05），使油酸和亞油酸含量提高，從而改善牛肉品質[45]。柏妍等[46]研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加4 g/kg 牛至精油，可改善犢牛的健康狀況以及調(diào)控瘤胃微生物區(qū)系，在一定程度上可以替代其他抗生素對犢牛期進行預防治療。

羊生產(chǎn)中，梁婷玉等[47]研究發(fā)現(xiàn)，在日糧中添加牛至精油可提高肌肉中共軛亞油酸含量。周瑞等[48]發(fā)現(xiàn)，在日糧中以7 g/d 的添加量添加牛至精油能促進瘤胃發(fā)育以及能夠促進瘤胃中真菌和纖維分解菌的增殖，抑制原蟲的生長，提高瘤胃消化酶活性。張然等[49]研究發(fā)現(xiàn)，綿羊日糧中添加0.015 % 牛至精油可顯著提高綿羊干物質消化率、平均日增重和飼料轉化率；但對血液生化指標和CH4產(chǎn)量無顯著影響。韋勝等[50]研究發(fā)現(xiàn)，添加4 g/d 牛至精油時經(jīng)濟效益更好。由此可見，適量的牛至精油對瘤胃的發(fā)育有明顯的促進作用。

由牛至精油在反芻動物的研究中可以看出，牛至精油能夠有效抑制和殺滅腸道致病菌，不同劑量的牛至精油對反芻動物有不同的效果，在不同生長階段，適宜劑量的牛至精油對動物有積極影響，牛至精油在維持腸道菌群平衡，改善腸道內(nèi)環(huán)境，提高動物生產(chǎn)性能等方面均有顯著作用。

4 結語

目前，牛至精油在畜禽生產(chǎn)上的應用有一定的進展，現(xiàn)有研究主要集中在牛、羊等反芻動物上，其結果表明，牛至精油具有抗菌、抗氧化、提高免疫力，促進生長發(fā)育等功效。隨著抗生素作為飼料添加劑禁令的頒布，急需開發(fā)能夠替代畜禽飼料中抗生素的添加劑，有關新型牛至提取物研發(fā)和應用引起國內(nèi)外的重視，但目前在單胃動物豬、兔、禽等的利用還較少，應加大對單胃動物影響的研究力度，以實現(xiàn)牛至精油在單胃動物畜禽生產(chǎn)上的替抗應用，更好地促進畜牧業(yè)的健康發(fā)展。