植物精油在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進展

薛 萍 福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福州 350119

植物精油是指從植物中提取而出的具有強烈氣味和香味的揮發(fā)性液體，誘食、抗菌、殺菌、抗病毒、抗氧化、抗蟲、抗腫瘤、解熱鎮(zhèn)痛、祛痰止咳、促進胃腸道健康、促消化、抗寄生蟲和提高免疫、促生長、改進飼料利用率、提高生產(chǎn)性能、改善畜禽肉質(zhì)、凈化空氣等功能，可在畜禽生產(chǎn)中作為促生長劑、天然飼料抗氧化劑、防霉劑進行應(yīng)用，是很好的新型安全、高效、無毒害的抗生素替代品，在畜禽生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用價值較突出。 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部已批準(zhǔn)將多種類型植物精油應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)領(lǐng)域飼料作物添加物。基于此，對學(xué)術(shù)領(lǐng)域植物精油在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用進程進行適當(dāng)分析，就具有較為突出的現(xiàn)實意義。

1 植物精油的提取工藝

提取植物精油的主要原料有植物的全草、果實、葉、花、根、皮以及樹皮、樹膠、等，可采取水蒸氣蒸餾法、溶劑提取法、壓縮法、冷凍壓縮法（壓榨法）、油脂分離法（脂吸法、吸附法）、冷浸法、超聲提取法、超臨界二氧化碳提取法、微波提取等方法進行提煉萃取。目前發(fā)現(xiàn)構(gòu)成精油的化合物高達22 000 多種，主要可歸納為四大類：萜烯類衍生物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫類化合物。 目前研究較多的植物精油包括牛至油、肉桂醛、香芹酚、百里香酚、羅勒油、 大蒜油、山蒼籽油、藍桉油、安息香油、檸檬草油、丁香油、百里香油等。

1.1 水蒸氣蒸餾法 水蒸氣蒸餾法是植物精油提取主要用方法，即根據(jù)提取物沸點差異，將揮發(fā)性物質(zhì)冷凝后分離的方法， 通過嚴(yán)格的溫度控制可以獲得高純度的精油。 水蒸氣蒸餾法提取植物精油具有成本低、操作簡單、蒸餾提取時間長、高溫下易分解等特征，大多需要與萃取法合用。如鄭紅富等（2019）以芳樟為研究對象，對傳統(tǒng)蒸餾裝置、蒸餾萃取揮發(fā)油裝置（蒸餾萃取重油裝置、蒸餾萃取輕油裝置）進行了研究，結(jié)果表明采用蒸餾萃取揮發(fā)油裝置，蒸餾2 min 左右可以觀察到明顯油層，出油率在1.42%左右，主要成分芳樟醇含量為89.58%[1]。

1.2 壓榨法 壓榨法是最傳統(tǒng)的方法，其原理是以強大壓力壓榨原料， 即利用機械器具施加壓力使植物汁液流出的方法，使其油胞破裂，導(dǎo)致油分流出。由于該法在室溫中操作，因此所得揮發(fā)油質(zhì)量好,可保持精油原有的新鮮香味。 但是該方法所得產(chǎn)品不純，出油率低。

1.3 溶劑萃取法 根據(jù)植物中各種成分在溶劑中的溶解性質(zhì)， 將有效成分從植物組織內(nèi)溶解出來的方法。 工序復(fù)雜，產(chǎn)量少，與蒸餾法和擠壓法相比相對昂貴。改法多用在不喜歡熱源、細致脆弱的植物花瓣或樹脂的萃取上。常用有機溶劑有石油醚、二硫化碳、四氯化碳、苯等，提取方法有浸提法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、連續(xù)提取法等。

1.4 超聲提取 超聲提取主要是通過連續(xù)機械振動所產(chǎn)生的空化作用破碎原料結(jié)構(gòu)促使精油進入溶劑內(nèi)， 配合蒸發(fā)冷凝分離精油的方式， 提取效率較高。 如肖娟等（2018）采用超聲波輔助水蒸氣蒸餾法提取檸檬精油，在料液比為15.5 mL/g、超聲波功率為 320 W 時， 超聲處理時間 36 min、 蒸餾時間140 min，提取率可達1.97%，有效成分在96.16%左右[2]。

1.5 微波提取 微波提取是一種效率較高、新型的提取方法， 主要是利用微波輻射階段所產(chǎn)生的高頻率電磁波穿透萃取介質(zhì)至細胞內(nèi)部促使細胞壁高壓破裂后流出精油的方式，具有提取時間短、提取率高的特點。 如李占君等（2019）采用微波輔助提取工藝提取紫蘇籽精油，以70%乙醇/水混合溶液為提取溶劑， 微波功率為 523 W， 預(yù)浸提處理 45 min，在8 min 內(nèi)提取率為38.02%， 且精油中不飽和脂肪酸含量較高[3]。

1.6 超臨界二氧化碳提取 超臨界二氧化碳提取主要是基于超臨界二氧化碳氣體擴散系數(shù)、 液體溶解度兼具性質(zhì)， 將根據(jù)沸點差異有選擇的提取揮發(fā)性物質(zhì)，在提取完畢后通過減壓升溫炒作，促使超臨界二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀怏w釋放的一種工藝， 所獲得的植物精油純度較高。 如沈汝青等（2018）超臨界二氧化碳配合分子蒸餾技術(shù)提取沉香原料， 在萃取壓力為 35 MPa、 溫度為 40 ℃環(huán)境中， 經(jīng)過 3 h 提取，高級沉香的收率達1.2%[4]。

2 植物精油的作用機理

綜合目前的研究結(jié)果， 植物精油的作用機理初步概括如下：第一，含有芳香族揮發(fā)性物質(zhì)，能夠刺激畜禽的味覺感受器，提高飼料適口性；第二，含有類、醛類等芳香族化合物以及倍半萜、單萜等萜類化合物等多種物質(zhì)， 其活性成分具有較為突出的脂溶性、 表面性， 可以在短時間內(nèi)突破病原微生物細胞膜，可以通過改變細胞結(jié)構(gòu)形態(tài)、影響細胞內(nèi)部蛋白質(zhì)活性、影響細胞內(nèi)部酶活性、抑制細胞膜上呼吸酶活性、阻止線粒體內(nèi)部呼吸氧化過程等，致使病原微生物喪失能量而死亡，可以促進有益菌增殖，優(yōu)化腸道微生物菌群環(huán)境；第三，維持腸黏膜完整，通過對絨毛高度、隱窩深度及V/C 值的改變來改善腸道形態(tài)， 提高消化酶活性； 第四， 增加葡萄糖轉(zhuǎn)運載體（SGLT1、GLUT2）及小肽轉(zhuǎn)運載體（PepT1）的 mRNA表達量，進而改善畜禽腸道消化吸收功能，增強營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率， 顯著提高畜禽生產(chǎn)性能提高血清葡萄糖、總蛋白質(zhì)和白蛋白含量，保證機體能量和蛋白質(zhì)的供給，加強機體葡萄糖和蛋白質(zhì)合成代謝，提高血清鈣離子濃度，滿足畜禽對鈣的需要，有利于機體的正常生長發(fā)育；第五，內(nèi)部含有可顯著提高白細胞吞噬率的酚類物質(zhì)，提高IgA、IgM、補體C4、補體C3 釋放量， 通過調(diào)節(jié)細胞因子的表達而提高血清中的抗體含量， 來達到增強免疫功能的效果；第六， 含有百里香酚等酚類物質(zhì)， 可以在提高血清SOD、GSH-Px 等機體內(nèi)源性抗氧化酶活性的同時消除機體內(nèi)部自由基， 促使機體抗氧化能力提升；第七，在反芻動物可以抑制瘤胃產(chǎn)氨菌、產(chǎn)甲烷菌，降低反芻動物機體內(nèi)部揮發(fā)性脂肪酸濃度， 提高反芻動物對飼料利用率；第八，提高血清孕酮含量，進而可以抑制血鈣含量的升高，促進鈣轉(zhuǎn)運至輸卵管，從而增加蛋殼厚度，增強蛋殼強度。由于植物精油有效成分分析和提取困難，復(fù)配方案多，其作用機理尚不明確，還有待進一步研究。

3 植物精油在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 家畜 許多研究表明，家畜飼料中添加植物精油可以有效促進家畜對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收， 提高家畜生產(chǎn)性能，減少疾病發(fā)生。 李方方等（2019）在28 日齡斷乳大白仔豬基礎(chǔ)飼料內(nèi)每千克添加250 mg 植物精油， 仔豬平均日增重出現(xiàn)了明顯提升[5]。 宋軍帥等（2019）通過研究畜禽飼料中添加復(fù)合植物精油對斷乳仔豬抗氧化性能的影響， 得出在每千克畜禽飼料中添加200 mg 復(fù)合植物精油，不僅可以顯著提高仔豬平均日增重， 而且可以促使仔豬血液內(nèi)總抗氧化能力得到有效提升[6]。 在斷乳仔豬玉米-豆粕日糧中，每千克添加250 mg 植物精油提取物，可降低尿素氮、料肉比，提升超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶含量及血清中白蛋白、總蛋白、補體 C3、補體 C4、IgG、IgA、IgM 含量。在每千克斷乳仔豬日糧中添加35 g 左右牛至油，可降低因腸道有害細菌引起的腹瀉發(fā)生率。 周選武等（2017）研究妊娠后期母豬飼糧添加200 mg/kg 植物精油 （主要有效成分為4.5%百里香酚、13.5%肉桂醛） 的影響，試驗期為妊娠第96 d 至斷乳，試驗結(jié)果顯示，可改善母豬生產(chǎn)性能，死胎率降低了71.43%，斷乳存活率提高了1.17%，木乃伊率降低了50.00%，母豬分娩第1、14 和21 d 血清免疫球蛋白 (Ig)A 含量均顯著提高， 母豬分娩第14 d 乳清IgG、IgM 含量顯著提高，分娩第21 d 乳清IgG 含量、乳脂含量顯著提高，表明飼料中添加植物精油可改善母豬生產(chǎn)性能與免疫功能， 且具有替代酒石酸泰萬菌素在妊娠母豬上應(yīng)用的潛力[7]。石寧等（2019 年）利用體外產(chǎn)氣法，研究了山蒼子油、桉葉油、茴香油、肉桂油等幾種天然植物精油對肉羊體外瘤胃發(fā)酵參數(shù)、 甲烷產(chǎn)量的影響，體外培養(yǎng)底物精度、粗度比為60/40，添加量為每升 0 mg、50 mg、100 mg、200 mg，體外模擬肉羊瘤胃發(fā)酵培養(yǎng)24 h，添加植物精油顯著影響了肉羊體外瘤胃發(fā)酵液酸堿度，降低了總揮發(fā)性脂肪酸濃度，且隨著植物精油添加濃度的增加呈現(xiàn)出先下降再升高趨勢，最佳添加量為每升100 mg[8]。 趙虎等（2011）研究顯示，乳牛日糧中添加100 mg/kg 植物精油（亞各靈），44 d 試驗期內(nèi)， 試驗組乳牛產(chǎn)乳量提高1.45%。 使用亞各靈投入產(chǎn)出比約為1:2.45，每頭牛每日投喂1 g 亞各靈， 試驗組乳牛產(chǎn)乳量提高了4.05%，投入產(chǎn)出比為1:6.7[9]。

3.2 家禽 雖然研究結(jié)果不完全一致，但多數(shù)研究表明， 家禽飼料中添加植物精油可以有效促進提高家禽對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，提高家禽生產(chǎn)性能，改善蛋品質(zhì)，也可應(yīng)用于蛋的保鮮。李敏瑩等（2015）研究復(fù)合植物精油(CEO)對10 日齡三水白鴨肉鴨生長性能、 屠宰性能及血清生化指標(biāo)的影響， 試驗期35 d，添加 100 mg/kg、150 mg/kg CEO 顯著增加了肉鴨日均增重， 添加100 mg/kg CEO 顯著增加肉鴨胸肌率， 添加CEO 顯著降低了血清中丙二醛的含量，添加200 mg/kg CEO 顯著提高了血清總抗氧化能力、總蛋白與白蛋白濃度[10]。呂勇等（2019）在白羽肉雞日糧中添加兩種類型植物精油， 在0～21 日齡階段均具有提高平均日采食量和平均日增重的效果，在22～42 日齡階段均可顯著提高平均日增重和降低料肉比；從飼養(yǎng)全期看，添加300 g/t 植物精油Ⅱ（智然香Ⅱ）與添加500 g/t 植物精油Ⅰ（智然香Ⅰ）的效果相當(dāng)[11]。 王蘭等（2019）研究在 1 日齡愛拔益加肉公雞基礎(chǔ)飼糧中添加 50、100、200、400 mg/kg植物精油（EO，主要成分包括百里香酚、香芹酚、肉桂醛和載體糊精粉等）的影響，試驗期共42 d，干物質(zhì)、能量、粗脂肪及粗蛋白質(zhì)的消化率均顯著提高，添加400 mg/kg 劑量組料重比降低了3.4%， 添加200 mg/kg 劑量時， 肉雞血清總超氧化物歧化酶活性、血清免疫球蛋白G 含提高，表明可提高部分養(yǎng)分消化率, 且顯著改善肉雞抗氧化能力和免疫機能[12]。張安等（2018）在25 周齡海蘭褐蛋雞基礎(chǔ)飼糧中添加150 mg/kg 植物精油混合物 （主要成分為18%肉桂醛、3%香芹酚、1%百里香酚，以二氧化硅為載體，由棕櫚油包被而成），蛋重、哈氏單位、蛋白高度、蛋殼比例提高；添加225 mg /kg 植物精油混合物血清孕酮含量顯著提高[13]。 王光富等（2018）研究在基礎(chǔ)飼糧的基礎(chǔ)上添加300 mg/kg 精油顯著提高了 27 周齡蛋雞的蛋黃顏色[14-15]。 梁賽賽等（2018）研究發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)飼糧中添加450 mg/kg 精油和有機酸包被復(fù)合物及單獨添加300 mg/kg 精油可顯著增加30 周齡蛋雞的蛋黃顏色，有助于提高部分蛋雞腸道消化酶的表達水平，促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[16]。韓旭（2013）研究了在30 周齡蛋雞基礎(chǔ)日糧中分別添加 50、100、150 mg/kg 牛至油對蛋品質(zhì)的影響，結(jié)果也顯示，試驗組全蛋重、蛋殼相對重、蛋黃指數(shù)、哈氏單位有一定的改善；蛋黃相對重、蛋形指數(shù)都有一定程度的升高；添加100 mg/kg 牛至油乳酸桿菌數(shù)、雙歧桿菌數(shù)提高，大腸桿菌數(shù)、沙門氏菌數(shù)降低，胰蛋白酶活性、淀粉酶活性提高，十二指腸隱窩深度顯著降低，十二指腸絨毛高度/隱窩深度（V/C）的比值提高，十二指腸、空腸 GLUT2、PepT1mRNA 表達量、十二指腸SGLT1mRNA 表達量、 空腸SGLT1mRNA 表達量顯著提高[17]。郝丹丹等（2017）在30 周齡海蘭灰商品蛋雞基礎(chǔ)飼糧中添加50 mg/kg 牛至油，血清中免疫球蛋白IgG 含量、 血清新城疫抗體滴度顯著提高、脾臟中的 CD4＋/CD8＋、IL-2 和 IL-4MRNA 的表達量顯著提高， 表明飼糧添加牛至油能提高蛋雞的免疫功能。此外，植物精油及其散發(fā)的含有多種物質(zhì)的芳香性揮發(fā)氣體具有比較廣譜的抗菌防腐作用，這為其應(yīng)用在雞蛋保鮮方面創(chuàng)造了條件[18]。 楊秀娟等（2014）研究發(fā)現(xiàn)丁香精油、肉桂精油、牛至精油、香薷精油及其復(fù)配的混合植物精油揮發(fā)物對新鮮雞蛋進行處理，在溫度30 ℃、相對濕度70%的條件下存放 20 d 后， 分析與評定雞蛋的主要新鮮度指標(biāo)，均對雞蛋具有一定的保鮮效果， 其中牛至精油揮發(fā)物對雞蛋的保鮮效果最為顯著， 雞蛋無霉變， 濃蛋白稠、多，不流散，蛋黃近圓球型，系帶完整、粗白，蛋黃指數(shù)和哈夫單位值最高， 但植物精油處理會對雞蛋的食用口感和風(fēng)味產(chǎn)生一定影響[19]。

4 結(jié) 語

綜上所述，在畜禽生產(chǎn)領(lǐng)域，植物精油的恰當(dāng)應(yīng)用不僅可以減少畜禽用飼料營養(yǎng)成分損失， 增強畜禽體內(nèi)消化酶活性及機體免疫力， 而且可增強畜禽生產(chǎn)性能、抗應(yīng)激能力，降低畜禽生產(chǎn)成本損耗。 基于此， 相關(guān)研究人員應(yīng)從植物精油的有效成分提取入手，深入分析其作用機理，分析不同提取方法、不同添加劑量、不同復(fù)配方案在不同品種、不同時期、不同生理狀態(tài)、不同環(huán)境條件下的應(yīng)用效果，為我國畜禽生產(chǎn)效益提升提供良好參考。