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植物精油在畜禽生產中的應用效果研究進展

946 原作者: 預混料家園 來自: 朱永剛 王 磊
簡介
隨著畜禽養殖的規模化和集約化的發展,抗菌 藥物廣泛應用于畜牧生產中,由于抗生素的不合理應用帶來的細菌耐藥性、動物衛生安全問題及畜禽產品質量安全引起了全社會的廣泛關注。

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隨著畜禽養殖的規模化和集約化的發展,抗菌 藥物廣泛應用于畜牧生產中,由于抗生素的不合理應用帶來的細菌耐藥性、動物衛生安全問題及畜禽產品質量安全引起了全社會的廣泛關注[1-3]。植物精油作為抗生素的替代產品之一具有天然、安全、生物活性多樣、環境友好型等優勢[4-6]。植物精油的研究和應用越來越受到人們的青睞,因此,開發植物精油具有廣闊的發展前景[7]。常見的應用在畜牧生產的植物精油主要有牛至精油、迷迭香精油、百里香精油、肉桂精油等[8]。

1、植物精油在畜禽生產中的應用效果

植物精油是一類存在于植物體內的源次生代謝物質,分子質量較小,可以通過水蒸汽蒸餾法、壓榨法、超臨界萃取法、微膠囊雙水相提取法、溶劑提法等提煉萃取的具有一定香味的揮發性油狀液體的總稱[9]。植物精油的主要成分有萜烯、倍半萜 烯 及 其氧化物,具有抗菌、消炎、抗氧化等作用。單萜和倍半萜類化合物具有很強的抗菌作用,另外植物精油還含有一些羰基化合物、酯、醇等[10-13],藥理作用較為廣泛,如百里香酚具有明顯的抑菌、殺菌、抗真菌、抗氧化作用;肉桂醛能夠抗菌、增強免疫作用、加強胃腸道的蠕動;百里香醌具有很強的抗氧化作用,香芹酚可預防和治療動物胃腸道的感染,具有抗微生物生長,抗氧化功效,還具有一定的鎮痛作用[14];另外植物精油中的一些芳香族化合物也具有抗菌、抗氧化等作用[15]。

1.1、抑菌和殺菌作用

隨著中國養殖規模的大幅度提高,每年因細菌感染導致動物死亡的比例居高不下,且發病率呈逐年上升的趨勢,給許多養殖戶造成了嚴重的經濟損失。近年來,植物精油的殺菌活性在一些細菌性畜禽疾病中得到了廣泛的研究。植物精油的主要活性成分具有較強的脂溶性,能夠迅速穿過微生物的細胞膜,造成細胞內容物的流失,從而抑制微生物體內的呼吸氧化過程,使微生物缺少能量供給而死亡,大多數的植物精油對革蘭氏陽性菌及革蘭氏陰性菌都有一定 的 殺 菌 活 性[8,16]。吳慧 清 等[17]通過 紙 片 法和試管法對42種精油的抑菌效果進行評估,結果表明,42 種精 油 對 真 菌 和 革 蘭 氏 陽 性 菌 的 抑 殺 效 果好,其中肉桂、百里香、檸檬草等11種精油對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌黑色變種、白色念珠菌、黑曲霉這5種細菌的抑制作用較強。Cosentino等[18]發現撒丁島百里香精油對金黃色葡萄球菌、鼠傷寒沙門氏菌、耶爾辛氏腸炎桿菌、銅綠假單胞菌等均具有較強的殺菌活性。劉芳等[2]發現峨眉含笑精油對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有較好的抑菌效果,峨眉含笑精油對大腸桿菌的最佳抑菌作用濃度為20%,對金黃色葡萄球菌最佳抑菌作用濃度為30%。廖芳等[19]通過稀釋法在體外對百里香精油的主要成分麝香草酚和香荊芥酚進行分析,研究這兩種成分對4株痢疾桿菌和71株致病性大腸桿菌的殺菌作用,結果表明麝香草酚和香荊芥酚在體外對痢疾桿菌和腸炎治病菌均有較強的殺菌作用。近年來還發現大蒜含有的揮發性大蒜精油是一種植物性廣譜抗生素[20]。

陳百萬等[21]采用瓊脂平板二倍稀釋法測定丁香精油對金黃色葡萄球菌、鏈球菌、凝固酶陰性菌等16個不同類型的80株奶牛乳腺炎病原菌和12株臨床致病真菌的抑制效果,結果表明丁香精油對受試細菌和真菌有不同程度的抑制,具有較強的廣譜抗細菌和抗真菌活性,可用于奶牛乳腺炎防制。汪中興等[22]在體外采用微板指示法測定3種 精 油 對豬源產腸毒素 K88和霍亂沙門氏菌 A72的抑菌活力,結果表明肉桂精油的抑菌活力最強,百里香精油次之,牛至精油作用最差。

Amerah等[23]在1日齡雄性肉仔雞的日糧中添加混合精油(百里香酚和肉桂醛),結果發現混合精油能夠降低沙門氏菌對肉仔雞的感染和傳播。Ala-li等[24]發現在1日齡的雄性肉仔雞的飲水中添加植物精油(桉樹精油、檸檬精油、百里香酚、香芹酚),與對照組相比,同樣能夠減輕沙門氏菌的感染和傳播。

Franciosini等[25]將 1 日 齡 的 肉 雞 分 成 4 組 (空 白組、迷迭香精油組、牛至精油組、混合精油組),結果發現日糧中添加牛至精油或迷迭香精油均能降低回腸和盲腸中葡萄球菌的含量,說明牛至精油和迷迭香精油可平衡腸道微生物菌群,對一些致病菌具有殺滅作 用,保 護 腸 道 免 受 致 病 菌 的 影 響。Timber-mont等[26]在1日齡羅斯308商品肉仔雞日糧中添加混合精油(百里香酚、肉桂醛、桉樹精油),結果發現該植物精油混合物能夠抑制產氣莢膜桿菌的增殖,可以用來治療由產氣莢膜桿菌引起肉仔雞的壞死性腸炎。

由于植物精油的廣譜抗菌性使其具有成為消毒殺菌藥的潛 能。潘 協 商 等[27]將植物精油制成消毒劑并研究了其熏蒸殺菌效果,發現該消毒劑對桌面自然菌具有一定的殺滅作用;通過小鼠急性經口毒性試驗表明該消毒劑屬于無毒物質。由此可見,植物精油開發成消毒劑具有一定的潛力。空氣消毒是凈化空氣、預防疾病、控制疾病傳播的重要措施。為尋求一種簡 便 易 行,無 刺 激、無副作用的空氣消毒法,湯澤萍[28]研制出純天然中藥植物精油室內空氣消毒片,并對其進行了試驗觀察,消毒效果顯著。與消毒藥劑相比,植物精油氣味芳香,對皮膚和黏膜刺激性小,具有很好的開發前景。

1.2、對畜禽免疫力的影響

朱曉 磊 等[29]通 過 在 日 糧 中 添 加 8 個 水 平(0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35mg/kg)的百里香 精 油 研 究 其 對 1 日 齡 麻 花 雞 T 淋 巴 細 胞ANAE+、新城疫抗體水平和免疫球蛋 白的影響,結果表明,添加0.10、0.15、0.25、0.35mg/kg的百里香精油可提高麻 花 雞 ANAE+ 淋巴細胞百分率;濃度為0.20、0.25、0.30mg/kg的百里香精油能極顯著地提高體內的IgM、IgG 及IgA 的含量,說明百里香精油能夠促進麻花雞后期細胞免疫機能,提高抗病力。張強等[30]在健康斷奶仔豬日糧中添加精油,結果發現仔豬血清中白蛋白、免疫球蛋白 A、免疫球蛋白 C、白介素-1β、腫瘤壞死因子-α、白介素-6的含量均有較顯著地提高且淋巴細胞增殖率也有提高的趨勢,這表明植物精油能夠提高仔豬的免疫水平。王秋梅[31]在肉雞基礎日糧中添加不同水平(75、100、125、150 mg/kg)的 牛 至 精 油,結 果 發 現,添 加100mg/kg牛至精油能夠提高肉雞血液 T 淋巴細胞的陽性率,說明牛至精油能夠促進 T 淋巴細胞的增殖和成熟,從而進一步調節和提高肉仔雞的細胞免疫。Ariza-Nieto等[32]研究表明,250mg/kg牛至精油可極顯著提高哺乳母豬哺乳第14天時乳汁中 T淋巴細胞數量。Walter等[33]研究表明,在日糧中添加500g/kg止痢草精油對生長育肥豬免疫細胞具有非特異性免疫刺激作用。Li等[34]發現在28日齡的閹割仔豬日 糧 中 添 加100、150g/t商業 精 油(主要成分是百里香酚和肉桂醛),能夠提高仔豬血液中淋巴細胞的轉化率和增強白細胞的吞噬作用,并且提高血液中的IgA、IgM、C3 和 C4的水平。zek等[35]發現在 52 日齡 的 蛋 雞 日 糧 中 添 加 混 合 精 油(牛至精油、月桂精油、鼠尾草精油、桃金娘精油、茴香精油、柑桔皮精油)能夠提高血液中新城疫病毒和傳染性法氏囊病毒的抗體水平。Zeng 等[36]在 28日齡左右的斷奶仔豬日糧中添加0.025%商業精油(4.5%肉桂醛、13.5%百里香酚),飼喂28d后,發現斷奶仔豬血 液 中 白 蛋 白 及IgA 和IgG 含 量 有 很大提高,表明植物精油能夠提高仔豬免疫能力。

1.3、對畜禽生產性能的影響

植物精油能殺滅腸道病原微生物,促進有益菌的生長,改善消化道微生物菌群結構進而保證腸道功能的正常發揮,促進分泌消化酶繼而促進飼料消化。植物精油獨特的刺激性,也能夠刺激畜禽胃腸道黏膜,提高一些消化酶的活性,從而促進營養物質的吸收和消化,改善動物的生產性能[37-39]。金文 吉等[40]在平 均 體 重 為53.5kg的生 長 育 肥 豬 的 基 礎日 糧 中 添 加 不 同 劑 量 的 紅 花 油 (0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%),試驗結果表明,隨著日糧紅花油劑量的增加,各組育肥豬的平均日增重和飼料利用率均有顯著提高,且肉中不飽和脂肪酸含量提高,膽固醇的含量降低,這說明添加紅花油不僅可以促進生長育肥豬的增重,還可以提高飼料的利用率、降低膽固醇含量、改善豬肉品質。李曉東等[41]設置了肉仔雞對照組、負對照組(在日糧中添加抗生素)和不同劑量的精油 組(100、200、250、150 mg/kg)日糧,試 驗結果顯示,在日糧中添加100、200mg/kg的植物精油可以顯著提高肉仔雞的日增重,并且可以提高粗蛋白質的消 化 率、肉 仔 雞 腸 道 淀 粉 酶、蛋 白 酶 的 活性。陳權軍等[42]在1日齡雛鴨日糧 中 分 別 添 加30mg/kg喹乙醇、30mg/kg喹烯酮和15mg/kg牛至精油,試驗結果表明,牛至精油添加組雛鴨的日增重分別比喹乙醇添加組和對照組的提高了 11.3% 和7.1%。朱曉磊等[43]通過在麻花雞的日糧中添加不同劑量的 百 里 香 精 油,結 果 表 明 日 糧 中 添 加0.1~0.25mg/kg百里 香 精 油 可 以 提 高 麻 花 雞 的 生 長 性能。Botsoglou等[44]在雞 日 糧 中 添 加 牛 至 精 油,結果表明,與 對 照 組 相 比,濃 度 為200 mg/kg的牛 至精油能夠提 高 雞 的 生 長 性 能。王 棟 得 等[45]在肉 兔日糧中添加牛至精油,試驗結果表明,牛至精油能夠提高肉兔日 增 重,降 低 料 重 比,促 進 肉 兔 的 生 長 性能。梁賢威等[46]通過 在 健 康 泌 乳 水 牛 日 糧 中 添 加葵花籽油和茶油,結果發現與對照組相比,添加精油能夠提高水牛奶的乳脂率。

1.4、對畜禽抗氧化能力的影響

藺新英等[47]把家兔分在不同的日糧處理組中:正常對照組、動脈粥樣硬化模型組(每天飼喂1g固體膽固醇和5g市售豬油)、低劑量(4mL/kg)紅花籽油組、高 劑 量(8 mL/kg)紅花 籽 油 組,結 果 表 明8mL/kg紅花籽油能夠降低模型家兔血中總膽固醇、甘油三酯及低密度脂蛋白膽固醇含量,并能有效降低血漿和肝臟中丙二醛的含量,說明一定濃度的紅花籽油能明顯改善血脂及降低脂質的過氧化作用。張強等[30]通過在仔豬低能量日糧中添加植物精油可獲得與正常能量日糧組相當的抗氧化水平、生產性能及 免 疫 性 能。方 熱 軍 等[48]在斷 奶 仔 豬 的基礎日糧中添加不同水平精油(50、100、200mg/kg),試驗結果表明,添加100mg/kg植物精油組斷奶仔豬的谷胱甘肽過氧化酶與超氧化物歧化酶的活力顯著提高,說明日糧中添加植物精油能夠提高仔豬的抗氧化能力。Florou-Paneri等[5]研究了在32 周齡產蛋雞基礎 日 糧 中 添 加 牛 至 精 油(50、100 mg/kg)和200mg/kg醋 酸生育酚對產蛋雞的生產性能和雞蛋品質的影響,結果表明醋酸生育酚組蛋黃的丙二醛含量最低,添加牛至精油也可降低蛋黃中丙二醛含量,并存在劑量效應關系。將雞蛋暴露在光線照射條件下,對照組蛋黃的丙二醛含量急劇增加,添加牛至精油和醋酸生育酚組蛋黃的丙二醛含量也相應提高,但提高的程度較低,表明牛至精油具有一定的抗氧化效應。

1.5、其他作用

植物精油成分復雜,具有獨特的藥理活性,在動物疾病中也 有 不 錯 的 療 效。張 志 杰 等[49]用分 組 對比法對植物精油(主要成分由15%的麝香草酚、5%的肉桂醛組成)和復合酶制劑對肉仔雞防制球蟲病的效果進行研究,結果表明植物精油組能夠有效地降低肉仔雞的克糞便卵囊數,說明植物精油能夠有效地控制雞的球蟲病。陳昊等[50]研究發現,在荷斯坦奶牛(日產奶量在20kg以上)的全混合日糧中添加0.28g/頭牛至精油,可以有效地降低荷斯坦奶牛乳房炎和腹瀉的發病率。姜維等[51]研究發現,在35日齡的肉仔雞日糧中添加薰衣草精油能夠有效降低肉仔雞回腸內容物中內毒素的含量。除上述幾種生物活性外,植物精油還具有安神鎮靜、發汗解表、祛風健胃、祛痰止咳、平喘和抗抑郁等作用[52],值得進一步研究探索。

2、問題與展望

從以上簡述中可知,近幾年來植物精油的應用已越來越廣泛,但也存在著一些問題。①植物精油成分較為復雜,在應用中經常作為一個整體進行研究,而很少對其真正有效成分進行篩選并對其成分之間的相互作用進行研究,所以很難對其作用機理作進一步的闡明;②對植物精油作用機理的探索主要集中在成分分析、藥效學分析和細胞水平的觀察,而對于其分子機理的探究較少;③目前對于精油的研究主要集中在單方精油上,而對于復方精油的研究較少;④近幾年來,對于植物精油的機理研究主要集中在體外研究如抗菌、抗氧化方面,而在臨床水平評價和生產應用安全性評價方面的研究較為薄弱;⑤由于精油的成分較為復雜、且變異較大,中國尚缺乏通用的植物精油的質量標準或評定標準。

針對上述幾點,作者對于今后的研究提出一些建議:運用現代藥物開發的一些理念和手段對植物精油的有效成分進行研究,主要對有效成分進行提煉、篩選和研究,并對這些有效成分進行適當配伍和修飾,以期達到增強藥理作用的目的;從分子、基因水平入手,更深入地研究精油的抗菌、抗病毒、抗腫瘤、抗寄生蟲、抗氧化等作用機理;對精油進行適當配伍,積極開發新型復方精油并對精油進行臨床安全性評價。總之,應加大對植物精油在畜牧養殖中的開發與研究,促進畜牧行業的可持續發展。

作者:朱永剛 王 磊    來源:預混料家園
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