楊梅杰 , 楊 燕 , 朱政霖 , 王涵霄 , 李富寬 , 呂慎金
(1.臨沂大學(xué)農(nóng)林科學(xué)學(xué)院,山東臨沂 276005;2.臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,山東臨沂 276012)
動(dòng)物性食品在人類(lèi)食品中占比較大, 因此要保障人類(lèi)食品安全, 首先就要保障動(dòng)物性食品的安全, 而保障動(dòng)物性產(chǎn)品安全首先需要正確使用飼料添加劑。 各種化學(xué)類(lèi)飼料添加劑(尤其是抗生素)的濫用對(duì)動(dòng)物會(huì)產(chǎn)生致殘、致畸、致突變等危害,加大了動(dòng)物性食品安全風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而威脅人類(lèi)的健康。 因此研發(fā)綠色安全、毒副作用小的新型飼料添加劑成為當(dāng)今畜禽生產(chǎn)中新的關(guān)注點(diǎn)。 植物精油是由草本植物的根、 莖、 葉等提取出的濃縮液體,與化學(xué)類(lèi)飼料添加劑相比,價(jià)廉易得、無(wú)藥害殘留,在畜禽生產(chǎn)中具有增強(qiáng)免疫力和抗病力、調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)激素水平、抗氧化、抗微生物和寄生蟲(chóng)、提高繁殖能力、 改善適口性、 育肥和催乳等作用(趙亮等,2014)。 在養(yǎng)殖業(yè)中使用此類(lèi)飼料添加劑既能提高經(jīng)濟(jì)效益,又能保障畜禽健康,從而達(dá)到綠色養(yǎng)殖的標(biāo)準(zhǔn)。
百里香是唇形科管狀花目百里香屬的芳香性植物,也稱(chēng)其為地椒、麝香草、山胡椒等,其產(chǎn)地主要分布在歐洲、 非洲和亞洲等地區(qū)。 因其氣味香甜,常被用作天然調(diào)味香料(楊敏,2018)。 百里香的化學(xué)成分主要是黃酮類(lèi)、精油類(lèi)等物質(zhì),含有的揮發(fā)性成分主要包括醛類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)、酮類(lèi)、酸類(lèi)、雜環(huán)類(lèi)、萜類(lèi)及其衍生物(劉娟等,2021)。其提取物在畜禽生產(chǎn)中具有抗氧化、防腐抑菌、抗炎等特征,并可以促進(jìn)畜禽生長(zhǎng),提高經(jīng)濟(jì)效益。因此,本文對(duì)百里香及其提取物的功能特點(diǎn)進(jìn)行概述,同時(shí)將其在畜禽生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行歸納,以期為百里香在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。
1.1 抑菌 植物精油是植物有機(jī)體的二次代謝產(chǎn)物,具有易揮發(fā)的芳香氣味,是一種純天然抗菌劑(陳秀敏等,2017)。天然植物精油可以通過(guò)改變不飽和脂肪酸比例,增加細(xì)菌細(xì)胞膜通透性,破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),擾亂細(xì)胞外ATP 平衡,干擾細(xì)菌正常代謝, 抑制細(xì)胞蛋白質(zhì)合成及菌體的群體感應(yīng)達(dá)到抑菌功能(王梁鳳等,2021)。 研究表明,百里香及其制劑對(duì)于大腸桿菌 (E.coli)、 寄生曲霉菌(A.parasticus)、沙門(mén)氏菌(S)、金黃葡萄球菌(S.A)、單增李斯特菌(LM)、副溶血性弧菌(VP)均具有較強(qiáng)的抑制作用,其中對(duì)于大腸桿菌、寄生曲霉菌、金黃葡萄球菌的抑制作用最強(qiáng),并且在酸性環(huán)境下的抗菌能力明顯增強(qiáng)(楊敏,2018),同時(shí)也具有開(kāi)發(fā)為對(duì)抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)藥物的潛力(袁中偉等,2018;段雪娟等,2012)。
1.2 抗氧化 試驗(yàn)結(jié)果表明,許多植物精油都具有抗氧化活性成分,并分為直接性和間接性。直接性抗氧化活性成分是通過(guò)清除自由基, 與金屬離子結(jié)合來(lái)達(dá)到作用; 而間接性抗氧化活性成分是通過(guò)抑制脂質(zhì)過(guò)氧化, 調(diào)節(jié)抗氧化水平來(lái)達(dá)到作用(溫朋飛等,2017)。百里香精油內(nèi)的單萜類(lèi)占精油成分的90%,有助于其發(fā)揮抗氧化活性。 研究表明, 百里香精油可通過(guò)清除自由基和超氧化物來(lái)減少脂質(zhì)過(guò)氧化, 自由基抑制率為80% ~90%,脂質(zhì)過(guò)氧化抑制率為40% ~60%,其中低濃度比高濃度的抑制能力更強(qiáng)(張有林等,2011)。
1.3 提高免疫 植物精油能夠調(diào)節(jié)炎癥因子,減少炎癥反應(yīng)和脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物,調(diào)節(jié)抗氧化劑,提高動(dòng)物免疫力(周洋等,2018)。在肉兔的日糧中添加50 mg/kg 百里香酚可以提高其脾臟指數(shù),保護(hù)機(jī)體免受外源菌的侵襲(黃崇波等,2021)。杜恩存(2016)研究表明,日糧添加百里香酚和香芹酚可以調(diào)節(jié)脾臟炎癥細(xì)胞因子的表達(dá), 同時(shí)可以增強(qiáng)細(xì)胞活性,提高血清抗體水平,減輕腸道損傷。
1.4 其他 除上述功能特點(diǎn)外,百里香還具有抗微生物、抗炎抗癌、抗抑郁、改善風(fēng)味、防腐保鮮等功能。 百里香精油的主要成分可以抑制大腸桿菌鞭毛蛋白合成及脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的環(huán)氧合酶-2和蛋白質(zhì)表達(dá) (Burt 等,2007)。 還可通過(guò)干擾信號(hào)、N-糖鏈合成、細(xì)胞外調(diào)節(jié)激酶5(ERK5)信號(hào)抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng) (Serkan 等,2011)。 張有林等(2011) 在百里香對(duì)小鼠的抗抑郁試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),飼喂百里香精油的小鼠在鼠尾懸掛試驗(yàn)和強(qiáng)迫游泳試驗(yàn)中失望時(shí)間均低于對(duì)照組, 說(shuō)明百里香精油具有較顯著的抗抑郁效果。 百里香的清香氣息可用于各類(lèi)畜產(chǎn)品去除異味,陳南等(2020)研究發(fā)現(xiàn),添加0.025 mg/L 的百里香精油可以通過(guò)降低羊奶中致膻物質(zhì)來(lái)達(dá)到脫膻效果, 同時(shí)可以改善羊奶風(fēng)味,提高感官品質(zhì)。
2.1 在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用 植物精油作為飼料添加劑在豬生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用。 在日糧中添加植物精油可以減少仔豬腹瀉,提高育肥豬生長(zhǎng),增強(qiáng)母豬繁殖率和哺乳性能(呂海清等,2017)。百里香酚和香芹酚作為百里香主要成分, 是豬生產(chǎn)上可代替抗生素的制品(陳一中等,2019)。百里香酚與其他有機(jī)酸混合使用可以改善腸道內(nèi)微生物,促進(jìn)吸收,從而調(diào)節(jié)斷奶仔豬的腸道菌群,增加斷奶仔豬糞便中的異戊酸水平;并且有研究發(fā)現(xiàn),飼喂麥類(lèi)-大豆型日糧的24 日齡仔豬中添加2000 mg/kg 苯甲酸和100 mg/kg 百里香酚的效果最好(Yang 等,2020)。 但 Janczyk(2008)的研究中卻發(fā)現(xiàn)添加效果不顯著。 添加百里香酚和肉桂酚還可顯著提高斷奶仔豬血清免疫活性,例如IgG、IgA、IgM、C3 和 C4 的含量, 改善斷奶仔豬整體的免疫水平;同時(shí)隨著添加量的增加,GST、GPX1 和肝臟GST 等一系列抗氧化基因表達(dá)水平顯著提高(Su 等,2018)。 Trevisi(2010)和 Luo(2020)研究表明, 日糧中添加百里香酚可以促進(jìn)斷奶仔豬飼料轉(zhuǎn)化率, 提高日增重, 促進(jìn)育肥豬肌肉氧化代謝,改善豬肉品質(zhì)。 還有研究發(fā)現(xiàn),在母豬妊娠期和哺乳期日糧中添加百里香酚和肉桂酚可以提高母豬免疫力,改善母乳品質(zhì)(周選武,2018)。 百里香及其制劑對(duì)于多種豬源致病菌具有抑制作用(汪中興等,2014),同時(shí)可以降低傷口感染,加快傷口愈合(Connell 等,2017)。 Varel 等(2002)研究表明, 百里香酚和香芹酚添加劑可以抑制豬糞便微生物發(fā)酵,減輕異味,同時(shí)還可以減少糞便內(nèi)大腸桿菌群。 另外, 百里香提取物還能改善豬肉品質(zhì),延長(zhǎng)儲(chǔ)存期(顧苑婷等,2021)。
2.2 在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用 植物精油對(duì)于反芻動(dòng)物具有調(diào)控瘤胃微生物、提高飼料轉(zhuǎn)化率、調(diào)節(jié)免疫、促進(jìn)生長(zhǎng)等作用(李振等,2021)。 瘤胃是反芻動(dòng)物所特有的消化器官, 能夠降解纖維性物質(zhì)。 將百里香及其制劑應(yīng)用到此類(lèi)動(dòng)物的養(yǎng)殖中能夠改善瘤胃發(fā)酵潛力, 降低氨態(tài)氮和乙酸濃度,調(diào)控消化代謝,加快胃腸吸收(房燦等,2020)。奶牛作為乳制品的主要來(lái)源, 常因多種因素造成乳腺炎,使產(chǎn)奶量下降。 有試驗(yàn)表明,在奶牛日糧中添加百里香能夠抑制引起乳腺炎的菌株生長(zhǎng),在防治乳腺疾病發(fā)生的同時(shí), 還可提高奶牛采食量、產(chǎn)奶量及其血清中T-AOC 和SOD 水平(張笑宇,2018;Fratini 等,2014)。 百里香及其制劑還有驅(qū)除體內(nèi)寄生蟲(chóng)的作用,Andre(2017)和Ferreira(2016)研究表明,百里香酚能夠抑制綿羊體內(nèi)成蟲(chóng)活力及腸胃內(nèi)的捻轉(zhuǎn)血予線蟲(chóng)蟲(chóng)卵孵化與成蟲(chóng)生長(zhǎng), 從而防治因患寄生蟲(chóng)疾病而抑制機(jī)體生長(zhǎng)性能、免疫機(jī)能和降低發(fā)病率、致死率。 還有研究發(fā)現(xiàn), 日糧中添加百里香能夠增加雌性犢牛肌肉結(jié)節(jié)長(zhǎng)度, 改善肉質(zhì), 提高生長(zhǎng)性能(Monteschio等,2019)??灯G梅等(2014)對(duì)灘羊肉的研究表明,百里香添加劑可以提高肉質(zhì)中酯類(lèi)、 酮類(lèi)、 芳香烴、萜烯類(lèi)化合物水平,降低烷烴、醇類(lèi)、醛類(lèi)化合物含量,延緩冷藏時(shí)肌苷酸降解生成苷肌的時(shí)間,提高灘羊肌肉中脂肪酸及肌苷酸(IMP)的含量,增強(qiáng)肉質(zhì)風(fēng)味和保鮮時(shí)間。
2.3 在禽類(lèi)生產(chǎn)中的應(yīng)用 在禽類(lèi)生產(chǎn)中使用天然植源性飼料添加劑可以提高生產(chǎn)性能, 改善禽類(lèi)肉品質(zhì)及蛋品質(zhì),改善家禽健康狀態(tài),提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率(王紅玉等2017)。 禽類(lèi)的腸道是消化和吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的雙重器官, 若腸道出現(xiàn)問(wèn)題,就會(huì)嚴(yán)重影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝入。 有試驗(yàn)表明,在日糧中添加百里香酚和香芹酚混合精油能夠促進(jìn)腸道內(nèi)黏膜細(xì)胞增生,提高絨毛高度,增大吸收腸道內(nèi)養(yǎng)分吸收面積(王紅玉等2017);并且能控制產(chǎn)氣莢膜梭菌在肉雞腸道中定植和增殖, 防治雞的壞死性腸炎,還可提高LPS 誘導(dǎo)的抗氧化能力, 調(diào)節(jié)TLR4 介導(dǎo)炎性基因的表達(dá) (Kazemi-Bonchenari 等,2018)。 在日糧中添加不同含量的百里香精油還能夠促進(jìn)免疫調(diào)節(jié),維持機(jī)體平衡,提高肉雞對(duì)病原微生物的抗感染及抗炎水平(Lu等,2011)。百里香在蛋雞生產(chǎn)中也有許多應(yīng)用,并且研究發(fā)現(xiàn), 百里香精油與其他植物精油合用優(yōu)于單用, 在日糧中添加150 mg/kg 的八角茴香精油和百里香精油可增加蛋黃顏色, 提高產(chǎn)蛋性能(Akbari 等,2016);將薄荷精油與百里香精油混合使用也可改善蛋殼質(zhì)量(楊建平等,2020)。
還有研究表明,百里香及其制劑對(duì)于禽類(lèi)致病菌具有抑制作用, 百里香油對(duì)于大腸桿菌(E.coli)、金黃色葡萄菌(S.A)和雞白痢沙門(mén)菌(PD)這三類(lèi)雞源常見(jiàn)致病菌具有抑制作用,百里香酚與香芹酚混合協(xié)同使用后抑制作用更強(qiáng),并且在濃度0.391 ~25.000 mg/mL、 含量 95.0%時(shí)抑菌效果最好(魏磊等,2016);在飼料中添加0.05 ~0.20 mg/kg 的百里香精油可顯著降低肉雞腸道內(nèi)大腸桿菌、乳酸菌(LAB)、沙門(mén)氏菌(S)數(shù)量(朱曉磊,2014); 肉桂精油和百里香精油混合使用也可增加對(duì)大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的抑菌效果(張文靜,2017)。 百里香制劑在防治雞球蟲(chóng)中也具有廣泛的應(yīng)用,百里香酚和香芹酚可通過(guò)破壞子孢子進(jìn)而阻斷球蟲(chóng)繁殖, 恢復(fù)雞腸道黏膜平衡,減少發(fā)病率。
我國(guó)是養(yǎng)殖業(yè)大國(guó),肉類(lèi)、禽類(lèi)、蛋類(lèi)等產(chǎn)量均居世界首位。 在飼料工業(yè)化和養(yǎng)殖規(guī)?;陌l(fā)展過(guò)程中,因人們飲食結(jié)構(gòu)不斷改變,動(dòng)物性食品供應(yīng)不斷增加, 致使大量抗生素被運(yùn)用到畜禽生產(chǎn)中。 因此,我國(guó)頒布了一系列政策,引導(dǎo)抗生素退出飼料添加劑市場(chǎng), 規(guī)定禁止促生長(zhǎng)類(lèi)藥物飼料添加劑生產(chǎn)。 然而飼料行業(yè)進(jìn)入無(wú)抗生素時(shí)代后,便急需尋找無(wú)抗、無(wú)殘留的新型飼料添加劑。由于天然植物運(yùn)用到飼料添加劑中具有增加動(dòng)物采食、抗菌抗病毒、提高抗氧化功能和免疫機(jī)能等作用,既能防治疾病,又能促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng),成為大環(huán)境下抗生素相對(duì)理想的替代品。
百里香精油化合物具有多種生物活性, 因此作為飼料添加劑具有多種功能。 百里香及其制劑在畜禽生產(chǎn)中可作為促生長(zhǎng)劑、風(fēng)味調(diào)味劑、抗氧化劑、食品保鮮劑、免疫調(diào)節(jié)劑、抗細(xì)菌病毒抑制劑等。 且百里香作為天然的植物、安全可靠、價(jià)格低廉、原料易得。因此,百里香及其制劑在綠色、無(wú)抗養(yǎng)殖的大環(huán)境下成為最有發(fā)展前景的植物性飼料添加劑之一。 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展, 百里香作為飼料添加劑必定能得到更好的研究和發(fā)展,屆時(shí)將更好地投入到養(yǎng)殖業(yè)中,保障畜禽健康,提高經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)價(jià)值,大幅度提高對(duì)養(yǎng)殖業(yè)的貢獻(xiàn)。