新型飼料添加劑——牛至油的研究進(jìn)展

蔡 杰，張文舉

（石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆 石河子 832003）

為預(yù)防動(dòng)物疾病，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育和提高飼料利用率，飼料添加劑中加入了大量的抗生素。但長(zhǎng)期大量使用抗生素導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性，在產(chǎn)品和環(huán)境中造成了一定量的殘留，引起動(dòng)物內(nèi)源感染和外源感染，導(dǎo)致動(dòng)物機(jī)體免疫力下降。因此，歐盟已經(jīng)開(kāi)始全面禁止飼料中添加促生長(zhǎng)類(lèi)抗生素，只保留了4種動(dòng)物抗生素類(lèi)飼料添加劑。牛至油是從牛至中提取的一種抗菌藥物，是我國(guó)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)使用的飼料藥物添加劑，是為數(shù)不多的不需要停藥期的一種藥物添加劑。其具有良好的抗菌和促生長(zhǎng)作用，畜禽服用后無(wú)藥物殘留，是一種環(huán)保、安全的綠色添加劑，具有廣闊的發(fā)展前景。

1 牛至

1.1 種類(lèi)

牛至為唇形科牛至屬多年生草本植物，俗稱(chēng)馬郁蘭、牛膝草、土香薰及小葉薄荷等，有濃郁香氣，全草可提取芳香油，是一種常見(jiàn)野生植物。在汪紀(jì)武主編的《藥用植物辭典》中記錄了8種牛至（阿普牛至、白鮮牛至、奧尼牛至、歐牛至、錫山牛至、白花牛至、毛牛至和牛至）。在《中國(guó)植物志》中記載我國(guó)只有1個(gè)牛至品種，分布在西北、華北及長(zhǎng)江流域以南等地。牛至可用作蜜源植物使用，也可用作香薰入藥，具有解表、理氣、化濕等功效[1]。由于牛至具有濃郁的辛香味道，還常被用于烹飪中去除肉類(lèi)膻味和增添食品香氣。西方人將其晾干后磨成粉末使用，在意大利、墨西哥和希臘菜中牛至是必不可少的香料。

1.2 生物學(xué)特征

牛至是一種多年生草本或半灌木，常為雌花、兩性花異株。根莖斜生，其節(jié)上有纖細(xì)的須根，莖直立或近基部伏地，通常高25～60 cm，常帶紫色，四菱形，具有倒向或微卷曲的短柔毛，多數(shù)從根莖發(fā)出，中上部各節(jié)有具花的分枝，下部各節(jié)有短枝，近基部常無(wú)葉。葉片呈卵圓形，長(zhǎng)約1.0～4.0 cm、寬約0.4～1.5 cm，苞葉大多無(wú)柄，常帶紫色。花序呈傘房狀圓錐形，開(kāi)張，多花密集，由多數(shù)長(zhǎng)圓狀小穗花序所組成。苞片長(zhǎng)圓狀倒卵形或倒披針形，銳尖，呈綠色或帶紫暈，長(zhǎng)約5 mm，花萼鐘形，外面有被毛，里面在喉部有白色柔毛環(huán)；花冠白色或粉色至紅色，鐘狀，冠筒稍伸出或甚伸出于花萼外?；ㄆ跒?～9月，果期為10～12月。

1.3 在飼料中的應(yīng)用

在畜禽飼料的生產(chǎn)中，牛至常以牛至油、牛至浸膏、牛至油粉、牛至草粉及牛至油微囊等多種添加劑的形式添加，對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)性能和免疫功能有促進(jìn)作用。

2 牛至油的組成及理化性質(zhì)

2.1 組成

牛至油是從植物牛至中提取的一種揮發(fā)油。有學(xué)者用牛至花和牛至藥材作原料提取精油，從牛至藥材中提取的精油中可鑒定出21種化合物，占總量的94%；從牛至花中提取的精油中可鑒定出30種化合物，占總量的96%，主要成分相同，均為百里香酚（麝香草酚）和香荊芥酚[2]。有研究采用GC-MS技術(shù)和NIST質(zhì)譜庫(kù)對(duì)牛至油的化學(xué)成分進(jìn)行分析和鑒定，得到69種化合物，占牛至油總量的98.28%，其中麝香草酚、香荊芥酚、對(duì)聚傘花素、石竹稀、松油醇等為主要成分，占總含量的74.29%，有效抗菌成分主要有麝香草酚和香荊芥酚，分別占13.38%和37.80%[3]。劉剛等以牛至的干燥全草作為原料，用水蒸氣蒸餾法提取，分離得出兩種化合物，分別為百里香酚和香荊芥酚[4]。張玉玉等以GC-MS結(jié)合氣相色譜-聞香器（GC-0）的方法，從牛至精油（水蒸氣提取法所得）中共分離鑒定出35種揮發(fā)性化合物，其中含量較高的揮發(fā)性物質(zhì)包括二甲氧基苯、D-檸檬烯和丁香烯氧化物等[5]。張治遠(yuǎn)等用水蒸氣蒸餾法進(jìn)行揮發(fā)油成分的提取，測(cè)得揮發(fā)油中含量較高的是麝香草酚（27.28%）、十五烷（6.44%）、十八烷（5.53%）、2-甲基-5-（異丙基）苯酚（5.49%）、1-甲氧基-4-甲基-2-（1-異丙基）苯（3.18%）、十六烷（2.77%）等[6]。Antuono等對(duì)地中海北部的牛至利用GC-MS鑒定揮發(fā)精油中的64種成分，其中含量較高的有香荊芥酚、百里香酚、嗎啡酚等單萜類(lèi)及各種不同的倍半萜成分[7]。劉紅兵等從我國(guó)9個(gè)省18個(gè)縣市采集標(biāo)本與樣品，并對(duì)采集樣品中麝香草酚和香荊芥酚有效成分的含量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)牛至油的化學(xué)成分主要是百里香酚、香荊芥酚、Y-萜品稀和β-聚傘花素等，其中發(fā)揮抗菌作用的成分主要有百里香酚（麝香草酚）和香荊芥酚，Y-萜品烯和β-聚傘花素是合成香荊芥酚和百里香酚的前體物質(zhì)，含量隨著地理位置、收獲季節(jié)、提取方法和植株的部位不同而不同[8]。

2.2 理化性質(zhì)

牛至油呈淡黃色的澄清油狀液體，有特殊芳香氣味，不溶于水但溶于乙醚、乙醇等有機(jī)溶劑。牛至油在4和20℃時(shí)貯存24個(gè)月后，有效成分沒(méi)有損失，在＞80℃時(shí)制粒有效成分損失0.79%。在后熟化階段105℃時(shí)，有效成分損失2.01%。

3 牛至油的作用機(jī)理

3.1 抗菌作用

牛至油有抗菌殺菌作用，研究發(fā)現(xiàn)，牛至油中的酚類(lèi)化合物有較強(qiáng)的抗菌作用，其抗菌活性主要是通過(guò)使細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)蛋白變性和凝固來(lái)實(shí)現(xiàn)的。牛至油可以造成細(xì)胞壁疏松、膜密度降低通透性變大、干擾細(xì)胞壁的合成。當(dāng)菌體細(xì)胞壁完整性被破壞后，胞內(nèi)容物（如一些脂質(zhì)大分子）外泄，細(xì)胞壁的防御功能喪失，從而致使菌體細(xì)胞失活；牛至油含有酚類(lèi)物質(zhì)，可以通過(guò)使細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)變性、與細(xì)胞膜中的磷脂反應(yīng)從而破壞蛋白質(zhì)合成，改變細(xì)胞膜的通透性來(lái)抑制微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)；牛至油中的萜稀類(lèi)和酚類(lèi)化合物，能使細(xì)菌中的DNA自我復(fù)制過(guò)程受到影響，使得菌體的繁殖和生長(zhǎng)過(guò)程受到抑制，最終使菌體生長(zhǎng)受抑制。許多研究證明，牛至油對(duì)細(xì)菌和真菌有很強(qiáng)的抑制作用[9]。有研究報(bào)道，牛至油有殺菌和抑菌作用，其中對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制作用最強(qiáng)，其次是傷寒桿菌，對(duì)綠膿桿菌的抑制作用最弱，且抑菌濃度和殺菌濃度之間無(wú)一定的線(xiàn)性關(guān)系。Koutsoumanis等報(bào)道，牛至油對(duì)埃希氏大腸桿菌、鼠沙門(mén)氏菌、白色念珠菌、大腸弧菌、金黃色葡萄球菌屬等革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌具有高度殺菌活性[10]。

3.2 抗氧化作用

牛至油成分中起抗氧化作用的主要是酚酸類(lèi)和萜類(lèi)物質(zhì)。酚酸類(lèi)化合物主要是肉桂酸的衍生物，包括綠原酸、咖啡酸和阿魏酸等，其苯環(huán)上的酚羥基是抗氧化活性基團(tuán)，該類(lèi)抗氧化劑在清除烷氧自由基過(guò)程中主要是通過(guò)脫氫反應(yīng)產(chǎn)生比較穩(wěn)定的苯氧自由基來(lái)終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，所產(chǎn)生的苯氧自由基的穩(wěn)定性與其清除自由基活性密切相關(guān)[11-12]。萜類(lèi)是一種具有異戊二稀骨架的化合物，其中含有大量的烯鍵，易發(fā)生加成反應(yīng)，具有較強(qiáng)的還原性，能與強(qiáng)氧化劑發(fā)生反應(yīng)，保護(hù)細(xì)胞膜和線(xiàn)粒體膜中的不飽和脂肪酸，防止被氧化，維持了膜的完整性和功能。

3.3 促生長(zhǎng)作用

牛至油特有的芳香氣味可刺激動(dòng)物的食欲，刺激消化道感受器，激活消化酶的活性，促進(jìn)飼料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。牛至油的化學(xué)主要成分是百里香酚和香荊芥酚，百里香酚和香荊芥酚加速腸黏膜成熟腔上皮細(xì)胞的更新率，減少病原微生物對(duì)上皮細(xì)胞的感染率，而牛至油特有的殺菌和抑菌作用，抑制動(dòng)物腸道有害菌的生長(zhǎng)，維持腸道菌落平衡，提高動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力，從而提高飼料利用率，促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。

3.4 增強(qiáng)機(jī)體免疫力

有學(xué)者研究表明，按體重添加不同劑量的牛至油，低劑量（50 mg·kg-1）的牛至油能顯著促進(jìn)小鼠的體液免疫功能（P＜0.05），且該劑量能顯著提高巨噬細(xì)胞的吞噬作用（P＜0.05），使小鼠的免疫器官（脾臟）重量顯著增加（P＜0.05）；而高劑量（100 mg·kg-1）牛至油能顯著抑制小鼠的特異性體液免疫和細(xì)胞免疫功能，并能使胸腺和脾臟顯著萎縮（P＜0.05）。

4 牛至油在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1 家禽

4.1.1 對(duì)生產(chǎn)性能的影響

有研究發(fā)現(xiàn)，在肉仔雞基礎(chǔ)日糧中添加牛至油，試驗(yàn)結(jié)果表明，添加牛至油100 mg·kg-1組與對(duì)照組相比，日增重顯著提高8.2%（P＜0.05）；添加牛至油75和100 mg·kg-1組與對(duì)照組相比，料肉比分別比對(duì)照組降低7.34%和11.93%，差異極顯著（P＜0.01）[13]。在肉雞生產(chǎn)日糧中添加不同劑量的牛至油以及金霉素、抗敵素、阿維拉霉素、黃霉素、弗吉尼亞霉素和林可霉素，試驗(yàn)結(jié)果顯示，與其他抗菌素組相比，牛至油組日增重最高，比對(duì)照組高8.8%～11.4%，其中高劑量牛至油組料肉比最低，比對(duì)照組低9.8%[14]。有試驗(yàn)表明，在飼料中分別添加牛至油與速大肥（50%維吉尼亞霉素預(yù)混劑），由于牛至油可以激活小腸蛋白酶的活性，就消化率而言，牛至油組為83.24%，速大肥組為77.87%，牛至油組比速大肥組提高了5.37%；而且牛至油組的飼料轉(zhuǎn)化率有提高的趨勢(shì)。有研究表明，把牛至油添加到公雞日糧中，能使公雞的胸肌、腿肌、心臟和肝臟組織中的α-生育酚含量升高，并有劑量依賴(lài)效應(yīng)[15]。

陳權(quán)軍等研究牛至油和不同抗生素對(duì)肉鴨生長(zhǎng)性能的影響，分別添加牛至油、喹烯酮和喹乙醇，試驗(yàn)結(jié)果表明，與喹乙醇組相比，牛至油組增重提高了7.1%，喹烯酮組提高了6.5%，差異顯著（P＜0.05），牛至油組和喹烯酮組之間無(wú)顯著差異（P＞0.05）；牛至油組、喹烯酮組和喹乙醇組的料肉比均顯著低于對(duì)照組（P＜0.05），分別降低7.5%、8.9%和3.1%，采食量方面以牛至油組最高[16]。陳會(huì)良等在1日齡櫻桃谷肉鴨基礎(chǔ)日糧中添加牛至油預(yù)混劑（含10%）0.02%，結(jié)果表明，牛至油組與對(duì)照組相比，日增重顯著增加（P＜0.05），腹脂率顯著降低（P＜0.05）[17]。

4.1.2 對(duì)免疫功能的影響

杜云良在肉雞日糧中添加牛至油預(yù)混劑100 mg·kg-1，試驗(yàn)結(jié)果表明，牛至油可以增加動(dòng)物免疫器官的重量，其中牛至油組脾臟的重量提高了7.5%，法氏囊的重量提高了18.0%，在肉雞的飼養(yǎng)前期，添加牛至油可顯著提高機(jī)體抗體水平[18]。陳會(huì)良等在羅曼蛋雞日糧中添加牛至油預(yù)混劑100 mg·kg-1，連續(xù)飼喂30 d，測(cè)定血清ND抗體效價(jià)和血清免疫指標(biāo)，結(jié)果表明，牛至油組與對(duì)照組相比，血清ND抗體效價(jià)顯著增高（P＜0.05），免疫球蛋白含量上升[19]。

4.1.3 防止疾病

牛至油作為一種抗生素的替代物，可以防止雞腹瀉。杜云良把牛至油作為一種藥物與恩諾沙星、硫酸新霉素做對(duì)比，治療雞的大腸桿菌病，檢測(cè)其治療效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，從治愈率來(lái)看，牛至油比恩諾沙星、硫酸新霉素提高15%～20%，同時(shí)，經(jīng)過(guò)牛至油的治療，死亡率比恩諾沙星、硫酸新霉素降低19%～20%[19]。在治療過(guò)程中，還發(fā)現(xiàn)牛至油具有療程短、見(jiàn)效快、成本低等特點(diǎn)。Guenther報(bào)道，把牛至油作為一種藥物添加在仔雞的日糧中，添加劑量為900 g·t-1，自由采食2 d，結(jié)果表明，牛至油可以有效防控由沙門(mén)氏桿菌和球蟲(chóng)病引起的血痢[18]。

4.2 豬

4.2.1 對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能的影響

汪莉等用牛至油和安來(lái)霉素做對(duì)比試驗(yàn)，分別在基礎(chǔ)日糧中添加牛至油20 mg·kg-1、安來(lái)霉素10 mg·kg-1，結(jié)果表明，添加牛至油和安來(lái)霉素均能提高飼料利用率，促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)，提高日增重[20]。孫鎏國(guó)等研究牛至油預(yù)混劑（含10%）和喹乙醇預(yù)混劑（含5%）的作用，在仔豬基礎(chǔ)日糧中分別添加牛至油與喹乙醇，添加劑量分別為0.5和1 g·kg-1，試驗(yàn)結(jié)果表明，牛至油組與對(duì)照組相比，能夠提高斷奶仔豬日增重，降低料重比[21]。在仔豬的基礎(chǔ)日糧中添加牛至油預(yù)混劑（含5%）250、500 g，對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧，結(jié)果表明，牛至油組與對(duì)照組相比，日增重提高了6.5%～10.5%，飼料轉(zhuǎn)化率提高了12%～17%[22]。

4.2.2 對(duì)仔豬疾病的影響

肖希龍等把牛至油作為治療和預(yù)防仔豬大腸桿菌病的藥劑，然后對(duì)仔豬人工接種大腸桿菌，試驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)進(jìn)行5 d后，飼喂牛至油的仔豬臨床癥狀基本消失，牛至油組死亡率比對(duì)照組顯著降低（P＜0.05）[23]。邱楚武用牛至油和其他抗生素做對(duì)比試驗(yàn)，在仔豬的基礎(chǔ)日糧中添加牛至油15 mg·kg-1、金霉素45 mg·kg-1、維吉尼霉素25 mg·kg-1，試驗(yàn)結(jié)果表明，就成活率來(lái)看，添加牛至油組比對(duì)照組提高10%，就腹瀉率而言，添加牛至油組比對(duì)照組下降16.3%[24]。曹建國(guó)等研究牛至油的抗菌作用，把牛至油作為添加劑添加到仔豬日糧中，試驗(yàn)結(jié)果顯示，飼喂日糧中添加牛至油的仔豬，與對(duì)照組相比，能顯著降低由腸道細(xì)菌引起的腹瀉病，降低飼養(yǎng)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益[25]。Sads等研究表明，牛至油可顯著降低仔豬的死亡率（P＜0.05）[26]。

4.2.3 對(duì)母豬的影響

Allan等在繁殖母豬的分娩前和哺乳期的基礎(chǔ)日糧中添加牛至（干燥的牛至葉和花，含牛至油500 g·kg-1）1 000 mg·kg-1，對(duì)照組飼喂不含牛至的基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)組母豬年死亡率為4.02%，對(duì)照組為6.92%，差異極顯著（P＜0.01），試驗(yàn)組母豬哺乳期的淘汰率顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）[27]。牛至油中的香荊芥酚和麝香草酚直接作用于母豬小腸絨毛，加速腸黏膜成熟腔上皮細(xì)胞的更新率，減少病原微生物對(duì)上皮細(xì)胞的感染率，有保護(hù)腸黏膜和促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收作用。

4.3 反芻動(dòng)物

遠(yuǎn)立國(guó)等在奶牛飼料中添加牛至油和黃霉素聯(lián)合應(yīng)用劑（添加劑Ⅰ，牛至油25 mg·kg-1，黃霉素8 mg·kg-1），牛至油和莫能菌素聯(lián)合應(yīng)用劑（添加劑Ⅱ，牛至油25 mg·kg-1，莫能菌素50 mg·kg-1），結(jié)果表明，添加劑Ⅰ組和添加劑Ⅱ組乳脂率比對(duì)照組分別提高14.60%和14.20%；與對(duì)照組相比，添加劑Ⅰ組和添加劑Ⅱ組蛋白率分別提高12.50%和11.92%；添加劑Ⅰ組和添加劑Ⅱ組干物質(zhì)含量分別提高了5.74%和5.84%[28]。陳會(huì)良等在奶牛的基礎(chǔ)日糧中添加牛至油預(yù)混劑（含10%），試驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組牛奶乳脂率提高7.57%，血清超氧化物歧化酶提高6.97%，谷胱氨肽過(guò)氧化物酶活性提高10.86%，血清丙二醛含量下降7.94%[29]。陳寧等報(bào)道，在荷斯坦雜交肉牛精料中添加牛至油150 g·t-1，結(jié)果表明，試驗(yàn)組平均日增重低于對(duì)照組，差異不顯著（P＞0.05）[30]。張善芝研究牛至油對(duì)夏季肉牛生長(zhǎng)性能的影響，在肉牛的基礎(chǔ)日糧中添加牛至油，處理1組按精料的0.045%添加牛至油10%，處理2組按精料的0.06%添加牛至油10%，試驗(yàn)結(jié)果顯示，試驗(yàn)組的增重、日增重顯著高于對(duì)照組（P＜0.05），試驗(yàn)組牛的胸圍比對(duì)照組大，且差異顯著（P＜0.05），其他體尺差異不顯著（P＞0.05），處理1組的采食量顯著高于對(duì)照組（P＜0.05），試驗(yàn)組的腹瀉指數(shù)顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）[31]。

4.4 牛至油在水產(chǎn)動(dòng)物中的應(yīng)用

孫克年在河蟹飼料中添加牛至油150 mg·kg-1，結(jié)果顯示，試驗(yàn)組蟹的增重比對(duì)照組提高31.7%，個(gè)體平均增重率提高24.3%，商品蟹上市合格率提高21.3%，餌料系數(shù)下降9.6%[32]。有學(xué)者在蝦的餌料中添加牛至油，結(jié)果顯示，牛至油使青蝦、沼蝦的肌肉強(qiáng)度加強(qiáng)，蝦原有的腥味有所降低，而且風(fēng)味提高。在水質(zhì)較差狀況下，魚(yú)飼料中適量添加牛至或牛至油，可有效預(yù)防魚(yú)的細(xì)菌性爛鰓病、細(xì)菌性腸炎、白頭白嘴病和赤皮病等。

5 小結(jié)

牛至在我國(guó)分布廣泛，自然資源豐富，是一種可以替代抗生素的新型飼料添加劑，具有廣譜抗菌、作用迅速、無(wú)殘留及不易產(chǎn)生耐藥性等特點(diǎn)。在飼料中使用牛至油作為添加劑，不但能提高飼料的品質(zhì)，促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)，而且可以改善抗生素添加劑帶來(lái)的的殘留問(wèn)題。因此，牛至油作為一種新型的綠色飼料添加劑，在飼料行業(yè)有廣闊發(fā)展前景。

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