牛至油的生物學(xué)功能及其在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

胡 益，張云露，宋澤和，張海涵，田文奎,2，賀 喜*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，飼料安全與高效利用教育部工程研究中心，湖南家禽安全生產(chǎn)工程技術(shù)研究中心，湖南畜禽安全生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，湖南長沙 410128；2.甕安縣永和鎮(zhèn)扶貧工作站，貴州黔南州 550400）

牛至（Origanum Vulgare Linn）是唇形科牛至屬多年生草本植物，最高可達(dá)90 cm，莖多毛直立，葉片為卵形呈暗綠色[1]。牛至油（Oregano Oil）是從牛至中提取的具有特殊芳香氣味的揮發(fā)油，約占全株重量的0.5%～7%，主要成分是香芹酚和百里香酚[2]，這些化學(xué)成分具有多種生物學(xué)功能，使得牛至油在畜禽飼料領(lǐng)域具有一定的研究價值。因此，本文主要綜述了牛至油在機(jī)體內(nèi)的吸收代謝、生物學(xué)功能及其在畜禽生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，為牛至油作為畜禽飼糧添加劑進(jìn)行合理開發(fā)和研究提供參考。

1 牛至油的吸收代謝

為使牛至油在畜禽體內(nèi)最大程度地發(fā)揮作用，同時保證牛至油的安全性，研究牛至油在體內(nèi)的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、代謝和排出的過程十分必要。研究發(fā)現(xiàn)，百里香酚和香芹酚在大鼠體內(nèi)主要以還原狀態(tài)和葡萄糖苷酸鹽、硫酸鹽等形式排出體外[3]；而百里香酚在人體內(nèi)的代謝產(chǎn)物則為硫酸百里酚、百里香葡糖苷和百里香酚氫醌硫酸鹽[4]。Varel[5]研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚和百里香酚在缺氧的豬糞中不會被微生物代謝，并且對厭氧菌有顯著抑制作用。Michiels 等[6]同樣發(fā)現(xiàn)，香芹酚和百里香酚在豬空腸模擬中沒有降解，但在豬盲腸模擬中有29% 降解，與之對應(yīng)的丁香酚和反式肉桂醛在空腸和盲腸模擬消化中顯示出更明顯的降解。Michiels 等[6]研究發(fā)現(xiàn)，給仔豬口服香芹酚和百里香酚可在胃和近端小腸中幾乎完全吸收，血漿濃度（游離和結(jié)合的化合物的總和）分別在1.39、1.35 h 到達(dá)峰值，并且二者在尿液中的濃度也隨之升高。用添加百里香酚飼喂肉雞28 d 后，其腎臟和血漿中百里香酚的濃度高于胸肌和肝臟[7]。Avila 等[8]研究也發(fā)現(xiàn)，在肉雞日糧中添加牛至油可以增加胸肌中香芹酚和百里香酚含量。由此可見，牛至油在畜禽消化道中比較穩(wěn)定，微生物無法將其分解，主要吸收部位是胃和小腸，除了少量牛至油能沉積在畜禽的內(nèi)臟和肌肉中，大部分牛至油通過腎臟以降解物或原始形態(tài)隨尿液排出。

2 牛至油的生物學(xué)功能

2.1 抑菌作用 畜禽生產(chǎn)過程中細(xì)菌感染性疾病較為常見，細(xì)菌感染可導(dǎo)致畜禽生長性能下降甚至死亡，給畜牧業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。研究發(fā)現(xiàn)，牛至油對革蘭氏陰性和陽性菌均有較強(qiáng)的抑菌效果，這與牛至油的主要成分香芹酚和百里香酚的活性有關(guān)[9]。香芹酚和百里香酚的抗菌機(jī)制主要是使細(xì)胞質(zhì)膜通透和去極化[10-11]、抑制細(xì)菌生物膜的形成[12]、影響細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成[13]、影響細(xì)菌的交流系統(tǒng)-群體感應(yīng)等[14-16]。Xu 等[10]試驗發(fā)現(xiàn)，香芹酚和百里香酚的處理可以破壞大腸桿菌的膜完整性，增加了膜通透性，并導(dǎo)致了鉀離子的泄露，最終導(dǎo)致膜電位的失衡。Cui 等[11]研究發(fā)現(xiàn)，牛至油可以通過破壞耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）細(xì)胞膜、抑制三羧酸循環(huán)關(guān)鍵酶活性以及PVL 毒力基因的表達(dá)，從而顯著抑制MRSA 的生長和毒性。Ahmad 等[17]研究發(fā)現(xiàn)，百里香酚能通過抑制念珠菌麥角固醇的合成抑制生物膜活性。Sharifi 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚和百里香酚可通過抑制肺炎鏈球菌中LuxS和pfs基因（調(diào)節(jié)群體感應(yīng)的基因）的表達(dá)，從而抑制肺炎鏈球菌生物膜的形成。

2.2 抗氧化作用 氧化應(yīng)激是引起細(xì)胞DNA 損傷、衰老和死亡的重要原因[19]。研究發(fā)現(xiàn)牛至油的抗氧化活性與α-生育酚和丁基化羥基甲苯（BHT）相近[20]。Wei 等[21]試驗發(fā)現(xiàn)，口服20 mg/kg 牛至油能顯著降低腹腔注射敵草快誘導(dǎo)的大鼠模型腸道黏膜活性氧（ROS）的積累，同時降低了空腸黏膜中腫瘤壞死因子α（TNF-α）和白介素6（IL-6）的表達(dá)，并增加了腸道緊密連接蛋白的表達(dá)，從而對大鼠腸道氧化損傷起到了保護(hù)作用。Zou 等[22]試驗發(fā)現(xiàn)，牛至油能通過核因子E2 相關(guān)因子2（Nrf2）誘導(dǎo)細(xì)胞中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽（GSH）基因的表達(dá)，從而緩解過氧化氫誘導(dǎo)的豬小腸上皮細(xì)胞的氧化損傷。但由于機(jī)體的氧化應(yīng)激是一個動態(tài)平衡，高劑量的抗氧化劑會對細(xì)胞產(chǎn)生負(fù)面影響。比如，在高濃度的香芹酚和百里香酚混合物作用下，會引起人結(jié)直腸腺癌細(xì)胞的氧化應(yīng)激，增加ROS 含量，降低GSH 含量[23]。因此，在牛至油應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)中時要注意摸索不同畜禽的最適添加劑量。

2.3 抗炎作用 炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致畜禽疾病損傷的主要因素之一。脂多糖（LPS）等外來的毒素物質(zhì)會刺激機(jī)體免疫細(xì)胞釋放多種促炎因子，這通常是有益的；但當(dāng)炎癥反應(yīng)過度時，可能會導(dǎo)致廣泛的組織損傷和病理變化[24]。牛至油對動物細(xì)胞有明顯的抗炎作用。Cheng 等[25]研究發(fā)現(xiàn)，牛至油可以通過降低核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB）、蛋白激酶B（AKT）和絲裂原活化蛋白激酶（MAPKs）的激活，進(jìn)而有效抑制LPS 誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中炎癥介質(zhì)的表達(dá)。同樣，Liang 等[26]報道，百里香酚（40 μg/mL）通過介導(dǎo)AKT 和NF-κB 的下調(diào)來抑制LPS 處理的小鼠乳腺細(xì)胞中TNF-α、IL-6 以及一氧化氮合酶（iNOS）的產(chǎn)生。Wang 等[27]研究發(fā)現(xiàn)，百里香酚可通過抑制Toll 樣受體4（TLR4）介導(dǎo)的NF-κB 信號通路，來緩解人腹膜間皮細(xì)胞系細(xì)胞炎癥。Nagoor 等[28]研究發(fā)現(xiàn)，百里香酚（7.5 mg/kg）能通過抑制溶酶體酶的釋放和炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，來減輕異丙腎上腺素誘導(dǎo)的大鼠炎癥。綜上可見，牛至油能抑制細(xì)胞中多種炎癥因子的表達(dá)，有降低畜禽過度炎癥反應(yīng)的潛力。

2.4 調(diào)節(jié)糖脂代謝作用 牛至油對畜禽的脂質(zhì)代謝和糖代謝有調(diào)節(jié)作用。Cho 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚能通過調(diào)節(jié)高脂飲食模型小鼠的脂肪形成和炎癥相關(guān)基因的表達(dá)，來預(yù)防飲食誘導(dǎo)的肥胖。Spalletta 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚可以降低小鼠胚胎成纖維細(xì)胞中脂肪的形成，這種減少與自噬和碳水化合物反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（ChREBP）活性的減少有關(guān)。Haque 等[31]研究發(fā)現(xiàn)，百里香酚同樣能通過減少小鼠內(nèi)臟脂肪積累，改善胰島素和瘦素的敏感性以及增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力等，來預(yù)防高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠肥胖。Li 等[32]研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚可通過增強(qiáng)小鼠肝酶（HK）、磷酸果糖激酶（PFK）和檸檬酸合成酶（CS）的活性來調(diào)節(jié)葡萄糖代謝，有效降低糖尿病模型小鼠的血糖濃度。Liu 等[33]研究發(fā)現(xiàn)，香芹酚能激活PI3K/Akt 途徑，防止糖尿病引起的小鼠主動脈過度收縮，同時降低糖尿病小鼠的血糖水平。綜上所述，百里香酚和香芹酚可有效調(diào)節(jié)動物機(jī)體的脂質(zhì)代謝和葡萄糖代謝，有改善畜禽過度肥胖和腹脂率過高的潛力。

3 牛至油在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 牛至油在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用 Tan 等[34]研究發(fā)現(xiàn)，在母豬飼糧中添加15 mg/kg 牛至油能顯著降低母豬哺乳期血清中的ROS、8-羥基-脫氧鳥苷（8-OHdG）和硫代巴比妥酸反應(yīng)性物質(zhì)（TBARS）含量，并顯著提高母豬糞便中乳酸菌數(shù)量和仔豬的平均日增重。Ariza 等[35]研究發(fā)現(xiàn)，在妊娠期和哺乳期母豬飼糧中添加250 mg/kg牛至油能顯著提高母豬泌乳期乳汁中T 淋巴細(xì)胞數(shù)量，但對其仔豬生長性能和免疫性能沒有影響。Zeng 等[36]研究發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬飼糧中加入250 mg/kg 牛至油能顯著提高空腸絨毛高度、絨隱比、平均日增重和營養(yǎng)物質(zhì)消化率，且能顯著降低盲腸中大腸桿菌和結(jié)腸中厭氧微生物數(shù)量。Zou 等[37]研究發(fā)現(xiàn)，在72 kg 育肥豬飼糧中加入25 mg/kg 牛至油可以降低其血清內(nèi)毒素和腸道中大腸桿菌的比例，并提高其腸道絨毛高度和空腸中緊密黏連蛋白的表達(dá)。Alarcon 等[38]表示，在育肥豬日糧中添加1 000 mg/kg 牛至油可以提高屠宰后豬肉的貯藏時間。Zou 等[39]試驗發(fā)現(xiàn)，在育肥豬中加入25 mg/kg 牛至油可以顯著降低其肌肉pH45min、滴水損失、血清肌酸激酶（CK）和皮質(zhì)醇水平。綜上所述，飼糧中添加牛至油可有效降低豬的氧化應(yīng)激，并改善其肉品質(zhì)和腸道健康。

3.2 牛至油在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用 牛至油具有提高家禽的生長性能、降低耗料增重比、改善肉品質(zhì)、增強(qiáng)免疫能力和減少病菌感染疾病的能力。喬利敏等[40]試驗表明，在飼糧中添加50 mg/kg 和100 mg/kg 牛至油能顯著提高羅曼粉種雞的產(chǎn)蛋率、種蛋合格率、受精率及孵化率，降低料蛋比并提高新城疫HI 抗體水平。Peng 等[41]試驗發(fā)現(xiàn)，添加600 mg/kg 牛至油制劑能顯著提高AA肉雞全期的平均日增重和21、42 d 末重，并降低1～21 d的飼料轉(zhuǎn)化率。郝丹丹等[42]研究發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加50 mg/kg 牛至油對海蘭灰成年蛋雞的采食量無影響，但能顯著提高其產(chǎn)蛋率、血清中免疫球蛋白G 含量、新城疫抗體滴度和脾臟中抗炎因子的表達(dá)量，并顯著降低料蛋比。Mohiti 等[43]研究表明，添加500 mg/kg 牛至油能顯著改善肉雞的生長性能和耗料增重比，并且能緩解球蟲病引起的腸道損傷。彭青云等[44]試驗發(fā)現(xiàn)，在AA 肉仔雞飼糧中加入300 mg/kg 牛至油，能顯著提高其平均日采食量、屠宰率、半凈膛率、全凈膛率、胸腺指數(shù)和法氏囊指數(shù)，并顯著降低耗料增重比和腹脂率。周明等[45]研究發(fā)現(xiàn)，與添加抗生素的對照組相比，添加50、100 mg/kg 牛至油能顯著提高肉仔雞的生長性能、免疫指標(biāo)、肉品質(zhì)指標(biāo)。Mohiti 等[46]試驗發(fā)現(xiàn)，添加300 mg/kg 牛至油可以顯著提高羅斯308 肉雞的腸道絨毛高度和絨隱比。Hashemipour 等[47]研究發(fā)現(xiàn)，添加百里香酚和香芹酚的混合物可以提高肉雞的生產(chǎn)性能和抗氧化酶活性，延緩脂質(zhì)氧化，增強(qiáng)消化酶活性，提高免疫應(yīng)答。Zhu 等[48]表明，添加牛至油可以增加十二指腸和回腸菌群中厚壁細(xì)菌門的相對豐度，增強(qiáng)了盲腸腸道菌群中幾種代謝途徑（如蛋白質(zhì)消化/吸收和氨基酸代謝）。杜恩存[49]研究發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)氣莢膜菌感染的肉仔雞中，牛至油可以通過影響腸道微生物數(shù)量、抑制Toll 樣受體2（TLR2）介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)來緩解產(chǎn)氣莢膜菌感染對肉仔雞造成的腸道損傷。綜上可知，家禽飼糧中添加50～600 mg/kg 牛至油可改善家禽的抗氧化性能、免疫性能和腸道健康，從而提高家禽的生長性能和降低家禽的死亡率和疾病率。

3.3 牛至油在反芻動物生產(chǎn)中的應(yīng)用 飼糧中添加牛至油能改善反芻動物耗料增重比、生長性能、抗氧化機(jī)能和免疫功能。研究發(fā)現(xiàn)，在荷斯坦?fàn)倥５木现屑尤? g/kg 牛至油，能顯著改善犢牛對飼料中各營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，并明顯提高其平均日增重和血清中總蛋白、免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA）的濃度[50]。張然[51]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂150～450 mg/kg 牛至油對綿羊的瘤胃干物質(zhì)和纖維降解率沒有影響，但能顯著提高綿羊的干物質(zhì)采食量、平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率。初漢平等[52]研究發(fā)現(xiàn)，在濟(jì)寧青山羊飼糧中添加500 mg/kg 牛至油可以顯著提高其對各營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，并顯著改善其血清抗氧化指標(biāo)。姜輝[53]發(fā)現(xiàn)，添加牛至油能改善河西絨山羊的平均日增重、胴體性狀、屠宰性能、肉品質(zhì)和肌內(nèi)脂肪酸營養(yǎng)價值。張凱祥等[54]在奶牛飼糧中加入10、13、16 g/（頭·d）牛至油，可顯著提高其瘤胃微生物蛋白產(chǎn)量、產(chǎn)奶量，且能顯著降低其總氮排出量，其中13 g/（頭·d）組效果最好。綜上所述，反芻動物飼糧中添加牛至油是提高其消化率、抗氧化性能和生長性能的一種有效方法。

4 小 結(jié)

牛至油是一種具有抑菌、抗氧化、抗炎和調(diào)節(jié)糖脂代謝等多種生物學(xué)功能的天然植物提取物，在畜禽飼糧中添加牛至油可改善其生長性能、抗氧化功能和免疫機(jī)能等。目前，由于市面上的牛至油成分都各不相同，同種牛至油在不同動物生產(chǎn)中的表現(xiàn)也不一樣。因此，需要進(jìn)一步探索牛至油中不同活性成分的生物學(xué)功能、不同組分的互作，及其在畜禽不同品種、不同生長階段的使用劑量，為畜牧無抗養(yǎng)殖提供可行方案。