植物精油在養(yǎng)殖生產(chǎn)中對豬和禽健康的影響

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　　摘要：作為抗生素可能的替代品，植物精油在豬和家禽生產(chǎn)中備受關(guān)注。精油通過提高機(jī)體營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，減少腸道病原菌，增強(qiáng)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)等途徑提高豬和家禽的生產(chǎn)性能。本文綜述了植物精油在豬和禽中抗菌、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等方面的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：植物精油，抗菌，抗氧化，豬，禽

　　植物精油是植物的次級代謝產(chǎn)物，組成非常復(fù)雜，主要是萜烯及其衍生物[1,2]。植物精油功能因組分復(fù)雜而多樣化，具有抗菌、抗氧化、促進(jìn)動物采食、提高生產(chǎn)性能和增強(qiáng)機(jī)體免疫等生物學(xué)功能，可作為抗生素的替代品應(yīng)用于動物生產(chǎn)中。植物精油飼料添加劑成分在進(jìn)食、肺部吸收或者皮下注射后能快速吸收，多數(shù)通過代謝并通過腎臟以葡萄糖苷酸的形式排出或者通過二氧化碳排出[3]。植物精油快速降解和半衰期短，所以不在體內(nèi)蓄積，因此被認(rèn)為是一種“安全、高效、綠色”的新型添加劑。

　　1植物精油對單胃動物生產(chǎn)性能的影響

　　大量研究表明植物精油對豬和禽的生產(chǎn)性能有影響，但結(jié)果并不一致。Zhaikai等總結(jié)植物精油在養(yǎng)殖應(yīng)用中數(shù)據(jù)表明，在豬生產(chǎn)中，植物精油平均提高增重10%，平均提高飼料轉(zhuǎn)換率3%；在家禽生產(chǎn)中，增重和飼料轉(zhuǎn)換率均提高3%[4]。Franz等總結(jié)了8篇關(guān)于植物精油在豬生產(chǎn)中研究報道，結(jié)果表明植物精油平均能提高仔豬增重、采食量和飼料轉(zhuǎn)化率2%、2.9%和3%[5]。Windisch等總結(jié)了11篇精油在家禽中的研究報道，結(jié)果表明植物精油平均能提高家禽增重、采食量和飼料轉(zhuǎn)化率0.5%、-1.6%和-2.6%[6]。但于海霞報道使用牛至香精油、肉桂醛、百里香酚、等香精油的商用混合物對禽生產(chǎn)性能幾乎沒有影響[7]。

　　植物精油可有效替代抗生素用于防止仔豬斷奶應(yīng)激。Li等表明仔豬日糧添加精油后增重、飼料轉(zhuǎn)換率優(yōu)于對照組，效果與抗生素組等同（表1）[8]。印遇龍在斷奶仔豬飼料中添加植物提取物，極顯著提高了斷奶仔豬全期平均日增重18.77%，顯著降低料重比11.49%，表明其抗斷奶應(yīng)激效果優(yōu)于抗生素或與其相當(dāng)[9]。

　　植物精油可以與有機(jī)酸復(fù)合使用。有機(jī)酸作用部位為飼料和上段消化道，而植物精油的作用部位主要在消化道后段，二者合用具有協(xié)同效應(yīng)。刁慧等研究表明飼喂一定濃度的苯甲酸與百里香酚，能提高仔豬日增重，降低料肉比，明顯改善腹瀉情況（表2）[10]。

　　注：C為對照組；BT1為C+1000 mg/kg苯甲酸+100 mg/kg百里香酚；BT2為C+1000 mg/kg苯甲酸+200 mg/kg里香酚；BT3為C+2000 mg/kg苯甲酸+100 mg/kg里香酚

　　植物精油對動物生產(chǎn)性能的影響受眾多因素影響。動物消化系統(tǒng)的構(gòu)成，精油組成、飼喂過程中的穩(wěn)定性、基礎(chǔ)日糧的組成，試驗(yàn)環(huán)境條件、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)等的不同均有可能造成植物精油在豬和家禽生產(chǎn)中效果不同[11]。

　　2植物精油對腸道微生物的影響

　　由于酚類物質(zhì)對病原菌細(xì)胞壁的破壞作用，含酚量較高的植物精油表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗細(xì)菌、真菌、病毒的功能。通常植物精油對革蘭氏陽性菌的抑制作用強(qiáng)于陰性菌[12]。Thapa等表明精油能破壞革蘭氏陽性菌細(xì)胞完整性并成劑量依賴關(guān)系，對革蘭氏陰性菌的生長抑制作用大部分并沒有表現(xiàn)出破壞細(xì)胞完整性[13]。體內(nèi)研究表明精油能抑制產(chǎn)氣莢膜梭菌、大腸桿菌和艾美球蟲，抑制這些病原菌在腸道的定殖，有利于有益菌群繁殖代謝，從而保護(hù)腸道完整性，提高腸道免疫[14]。Roca等應(yīng)用PCR-RFLP技術(shù)，檢測了由香芹酚、肉桂醛等組成的混合物對斷奶仔豬腸道菌群多樣性的影響，發(fā)現(xiàn)該混合物可降低仔豬腸道菌群的多樣性[15]。劉洋等研究肉桂醛對肉雞腸道菌群、腸道結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明一定濃度的肉桂醛可以提高盲腸雙歧桿菌數(shù)、乳酸桿菌數(shù)，降低大腸桿菌數(shù)，對肉雞腸道微生物具有調(diào)節(jié)作用[16]。Ouwehand等研究表明百里香酚和香芹酚能夠抑制大腸桿菌并且提高乳酸桿菌與腸桿菌比例，從而改善消化道微生物區(qū)系，減少家畜腹瀉[17]。刁慧研究表明苯甲酸與百里香酚混合使用能改善仔豬腹瀉情況，提示苯甲酸和百里香酚對腹瀉的降低機(jī)制可能是通過影響腸道食糜的酸度進(jìn)而抑制病原微生物，維持腸道微生態(tài)平衡，改善腸道形態(tài)和功能，減少腹瀉[18]。

　　注：精油組為低能量日糧+0.025%精油（精油含肉桂醛4.5%和13.5%百里香酚）

　　3植物精油對營養(yǎng)物質(zhì)吸收及腸道形態(tài)的影響

　　研究表明植物精油能促進(jìn)豬和禽營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[8,19,20]。Zeng等試驗(yàn)表明與低能量日糧組相比，添加植物精油能顯著提高仔豬日糧干物質(zhì)的表觀消化率、粗蛋白消化率以及仔豬日增重（表3）[21]。Ilsley等研究結(jié)果表明辣椒素、香芹酚和肉桂醛能顯著提高母豬飼料中粗蛋白質(zhì)消化率，提高干物質(zhì)消化率，增加母豬產(chǎn)奶量，但未提高母豬采食量[22]。Amad等在基礎(chǔ)日糧中添加不同水平的百里香和八角精油混合提取物，研究其對Cobb公肉雞生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明隨添加量的升高，飼料轉(zhuǎn)化率、回腸中粗灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和鈣磷等的消化率增加[23]。研究人員認(rèn)為精油能促進(jìn)營養(yǎng)吸收的部分原因是增加了唾液和膽汁的分泌以及酶活的提高[24]。然而也有研究表明植物精油對仔豬的營養(yǎng)消化率、胰腺和十二指腸的淀粉酶以及胰蛋白酶酶活并沒有影響[25]。Jamroz等認(rèn)為出現(xiàn)這兩種表觀消化率不一致的結(jié)果部分是由于植物精油的刺激導(dǎo)致粘液內(nèi)源性分泌量不同造成的[26]。

　　腸道絨毛高度和隱窩深度的改變是引起腸道功能改變和吸收機(jī)能降低的主要原因。仔豬受應(yīng)激時，腸細(xì)胞有絲分裂速度加快、隱窩深度增加，當(dāng)腸細(xì)胞向絨毛的遷移速度加快后，頂端腸細(xì)胞的脫落速度增快，成熟腸細(xì)胞損失加劇。由于它們的吸收和消化能力都較高，成熟細(xì)胞數(shù)量的減少會導(dǎo)致酶活性和吸收能力下降。這些變化與腸道營養(yǎng)物質(zhì)周轉(zhuǎn)速度加快和消化不良密切相關(guān)，而且很可能會提高小腸對大腸桿菌等病原微生物敏感性，進(jìn)而導(dǎo)致腸道組織的進(jìn)一步損傷[9]。因此腸道病原菌的減少能提高腸道上皮細(xì)胞絨毛再生的能力并增強(qiáng)小腸吸收能力[27]。研究報道香芹酚和百里香酚在腸粘液成熟腔上皮細(xì)胞的上皮層具有活性效應(yīng)，有助于腸絨毛表面加速成熟腔上皮細(xì)胞的更新，減少病原體對腔上皮細(xì)胞的感染，提高營養(yǎng)吸收能力[28]。然而，也有研究報道精油對豬、禽絨毛長度與隱窩深度沒有影響[29,30]。對此，Windisch等提出兩種假設(shè)，一是植物精油刺激腸道，使腸道表面積減少，另一種是精油減少腸道病原菌，并提高絨毛長度與腸道表面積。因此，腸道有益菌微生態(tài)環(huán)境以及精油對腸道的刺激性對腸道形態(tài)的改變十分重要[31]。

　　4植物精油對免疫調(diào)節(jié)的影響

　　精油中的活性成分進(jìn)入機(jī)體后很快被吸收參與代謝，精油經(jīng)過腎臟以葡萄糖苷酸或CO2的形式排出體外。被機(jī)體吸收的成分可能參與機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)，改變血液免疫參數(shù)，未被吸收的成分可能參與腸道免疫，然而其確切機(jī)制有待進(jìn)一步研究。日糧中添加植物精油可改善仔豬整個腸道健康、降低腸道組織中NF-κB和TNF-α表達(dá)[32]。精油能改善斷奶仔豬的免疫功能，提高淋巴細(xì)胞增值率、吞噬率，提高血清IgG、IgA、IgM、C3、C4水平[8,21]。Liu等以豬肺泡巨噬細(xì)胞為模型，結(jié)合脂多糖（LPS）刺激，研究了香芹酚、肉桂醛、丁香酚等的抗炎癥效應(yīng)，結(jié)果表明香芹酚、肉桂醛、丁香酚等能顯著抑制TNF-α和IL-1β的表達(dá)量，說明香芹酚、肉桂醛等有抗炎癥潛力，能提高機(jī)體免疫力[33]。Manzanilla等研究表明精油能減少空腸的上皮淋巴數(shù)和腸系膜B淋巴細(xì)胞，這可能是精油在腸道內(nèi)發(fā)揮抗菌功能從而減少機(jī)體自身防御功能的需要[30]。而自身免疫壓力減少，則更多的營養(yǎng)會被機(jī)體會吸收促進(jìn)生長[34]。

　　5植物精油對豬、禽產(chǎn)品品質(zhì)的影響

　　抗氧化劑作為一種食品添加劑在飼料行業(yè)也有廣泛應(yīng)用，主要用來阻止蛋白質(zhì)、脂肪的氧化。為了延長食物的貯存期，在工業(yè)發(fā)展過程中開始使用合成的抗氧化劑。然而，有毒理學(xué)家已經(jīng)證實(shí)合成的抗氧化劑（如BHT、BHA）有潛在的致癌性[35]。現(xiàn)在很多消費(fèi)者拒絕使用合成的食品添加劑。因此，越來越多的人關(guān)注于使用天然添加劑來替代合成抗氧化劑。

　　植物精油不但在體外的抗氧化效果好，而且其抗氧化成分可以進(jìn)入到機(jī)體循環(huán)系統(tǒng)，并且可以在肉中分散和保持，因此可以使肉類得到更好的氧化穩(wěn)定性。Slavomir等試驗(yàn)研究了肉仔雞飼糧中添加止痢草提取物對雞的生長性能的影響，試驗(yàn)檢測了-21℃條件下貯存了0、3、6及12個月后的雞胸肉和腿肉中MDA的含量，結(jié)果表明止痢草提取物能更有效地延緩脂質(zhì)氧化，不受貯藏時間的影響[36]。然而，Simitzis等和Janz等表明飼喂添加牛至油的日糧后對豬肉的抗氧化效果并沒有影響。這可能是因?yàn)樨i肉和禽肉的脂肪組成不同，盡管禽肉的脂肪較低，但是相對于豬肉，禽肉的多不飽和脂肪酸相對較高，因此禽肉更易受氧化變質(zhì)的影響[37.38]。

　　除了能阻止脂肪氧化外，精油還能改善各組織器官的氧化還原平衡能力，減輕生理壓力造成的氧化損傷[39-40]。Roofchaee等試驗(yàn)表明飼糧中添加止痢草提取物能提高肉雞血清中抗氧化能力。Habibi等研究表明飼喂精油后總超氧化物歧化酶(TSOD)活性提高，肝臟中丙二醛（MDA）含量降低，增強(qiáng)血清總抗氧化能力（TAC），降低MAD含量（表4）[41]。

　　6其他影響

　　除抗菌抗氧化作用外，精油還可以通過抗炎、降壓、降膽固醇、促消化等作用促進(jìn)機(jī)體的健康生長。如肉桂醛性溫具有抗?jié)?、加?qiáng)胃、腸道運(yùn)動、護(hù)脾作用，對仔豬腸胃消化有積極效果；日糧中添加百里酚和肉桂醛能增加腸道丁酸的比例，而丁酸能促進(jìn)胰腺消化酶的分泌。

　　7小結(jié)

　　植物精油可通過抗菌、抗氧化等作用改善腸道健康，提高免疫，從而提高豬、禽的生產(chǎn)性能。但精油因植物種類、提取因素等不同所含活性成分復(fù)雜而功能各異，導(dǎo)致精油在畜禽上的實(shí)際應(yīng)用效果不一致。因此，今后需對某一活性成分系統(tǒng)研究并進(jìn)行組和效應(yīng)篩選，這些研究必將為植物精油替代抗生素在畜禽養(yǎng)殖的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

　　參考文獻(xiàn)：略

作者：上海美農(nóng)