孫劍峰
(甘肅省動物疫病預(yù)防控制中心 蘭州 730046)
植物精油是從天然植物中提取的一種化合物,由于具有多種藥理活性,植物精油在醫(yī)藥保健領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。近年來,其在畜牧業(yè)中的應(yīng)用逐漸興起,具有潛在的應(yīng)用前景。植物精油在動物生產(chǎn)中具有多種優(yōu)勢,包括病原繁殖、維持腸道穩(wěn)定、改善動物機(jī)體健康等功能。因此,植物精油可以作為替代抗生素的良好選擇。
植物精油最初是源自于植物的物質(zhì),廣泛存在于自然界中,又名芳香油或揮發(fā)油,具有揮發(fā)性和特殊氣味,多呈油狀,具有多種藥理活性。在自然界中,除了松柏科等植物的植物精油含量比較豐富外,其余大多數(shù)精油在其植物中的含量并不高,且精油的成分因不同植物的地理位置、部位、生長時期等多種因素的影響而表現(xiàn)出復(fù)雜多樣性。
植物精油的來源分為天然、天然等同、合成這三種路徑,天然植物精油的提取方法包括壓榨法、蒸餾法、溶劑提取法、超臨界流體萃取法等。隨著技術(shù)的發(fā)展,越來越多的精油成分被人工合成,這降低了精油原料的成本,拓寬了精油藥理特性。使得精油的取材更為容易,也使植物精油的應(yīng)用更為廣泛。
植物精油是一類由多種植物加工并提取得到的化合物總稱。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)分類,主要包括萜類、醇類、酚類、醛類、酮類和酯類等。其中,萜類和醇類是最為廣泛存在的,例如檸檬烯和水芹烯等;酚類含有苯環(huán),具有強(qiáng)烈的殺菌作用,如百里香酚、香芹酚等;醛類具有芳香味,如枯茗醛、檸檬醛、肉桂醛等,同時也具備一定的藥理活性;酮類含有禁忌成分,不適合孕婦使用,但具有良好的藥理作用,例如樟腦酮等;酯類相對來說較為溫和,有些帶有玫瑰香味。從1834 年學(xué)者第一次將硝基苯人工合成開始,人工合成植物精油的技術(shù)逐漸發(fā)展成熟,減少了精油的原料成本。
植物精油在常溫下呈液態(tài)的比較多,有些精油是比較特殊的,呈現(xiàn)固體狀態(tài)。氣味芳香、辛辣、藥香或其他濃烈味道,具有揮發(fā)性,植物精油幾乎不溶于水,但易溶于乙醇、二甲基亞砜等有機(jī)溶劑,生產(chǎn)上常用這些特性進(jìn)行提煉。精油具有折光性,折光率大多數(shù)在1.43~1.61 之間,同時還有旋光特性,旋光度大多數(shù)在+97~+117°之間。部分精油在受到日光照射、空氣、溫度等因素影響后,其活性會降低。其比重與水接近,介于0.85~1.065 之間。不同種類的精油沸點(diǎn)也有所不同,介于70~300 ℃之間。雖然植物精油具有一些共性,但某些化學(xué)性質(zhì)則相差特別大,甚至完全不同,因此在具體應(yīng)用時應(yīng)考慮這些差異,以更好地發(fā)揮其藥理特性。
植物精油的成分比較復(fù)雜,往往包含了幾十種化學(xué)成分,且不同成分的含量也大不相同,因此,關(guān)于植物精油如何發(fā)揮藥理作用大概有兩種途徑,一是發(fā)揮作用的成分可能是當(dāng)中的某一種活性成分,另一種是幾種成分協(xié)同作用。
關(guān)于植物精油在畜禽上的藥理作用的相關(guān)研究有很多,研究發(fā)現(xiàn)植物精油主要具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化、抗癌、抗蟲、抗誘變和麻醉等幾大作用[1,2]。
植物精油的抗菌機(jī)制多種多樣,包括破壞細(xì)胞壁、破壞細(xì)胞膜蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、破壞細(xì)胞質(zhì)膜、使細(xì)胞內(nèi)容物泄露、使細(xì)胞質(zhì)凝聚以及減弱質(zhì)子運(yùn)動等方面。李文茹等[3]發(fā)現(xiàn)肉桂、大蒜和丁香油具有很強(qiáng)的抗菌和抗真菌活性,對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲霉和蠅狀青霉等菌株具有顯著的殺菌作用。同時,王帆等[4]也發(fā)現(xiàn)肉桂醛具有抗氧化作用,能夠破壞大腸桿菌的菌體結(jié)構(gòu),其最小抑菌濃度為2.5 mmol/L。
有研究表明,大部分植物精油具有抗炎作用,但是其抗炎機(jī)制卻不完全相同。例如,檸檬精油通過抑制5-LOX 發(fā)揮其抗炎特性[5],而百里香酚精油則能夠顯著抑制低密度氧化脂蛋白誘導(dǎo)的人THP-1 單核細(xì)胞促炎因子TNF-α、IL-6 的合成,并加強(qiáng)抗炎細(xì)胞因子IL-10 的基因和蛋白表達(dá)。Shinde 等[6]以人工誘導(dǎo)的爪水腫小鼠為研究對象,發(fā)現(xiàn)50 和100 mg/kg 雪松精油的體重下能夠抑制小鼠的水腫現(xiàn)象,大劑量時能夠緩解小鼠的滲出和炎癥癥狀,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)雪松精油具有抗炎和止痛的作用。
曹偉春等[7]研究發(fā)現(xiàn),肉桂枝湯能夠有效抑制流感病毒。研究發(fā)現(xiàn),16 種香辛料的精油都具有抗氧化作用,并呈現(xiàn)劑量效應(yīng)。尤其是丁香精油表現(xiàn)出最強(qiáng)的抗氧化活性[8]。此外,植物精油中的成分,如丁香酚,是魚類最常用的麻醉劑,由于其安全性高、使用范圍廣泛,因此在延長魚體的運(yùn)輸和存活方面?zhèn)涫荜P(guān)注[9]。
植物精油安全性很高,早已應(yīng)用于醫(yī)藥保健的領(lǐng)域,但在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用才逐漸興起。植物精油應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中可促進(jìn)其唾液、消化液的分泌,改善腸道內(nèi)環(huán)境,進(jìn)而提高其生產(chǎn)性能。
近年來,由于細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生和國家禁用促生長類抗生素添加劑,加之基于植物精油具有抗病毒、抗菌、抗蟲、抗氧化等活性及安全且沒有污染等特點(diǎn),使植物精油在畜牧業(yè)上備受關(guān)注。目前植物精油系列產(chǎn)品在養(yǎng)豬業(yè)上有廣泛的應(yīng)用,用于提高豬的生長性能、生產(chǎn)性能以及抗病力。植物精油應(yīng)用在反芻動物的生長上也有研究,但在家禽養(yǎng)殖上的應(yīng)用還處于初級階段?;陔u肉是我國肉類的主要消費(fèi)品之一,雞蛋也是人們?nèi)粘1貍涞氖称?,因此,養(yǎng)雞業(yè)占據(jù)了畜牧養(yǎng)殖的很大比重。因此,將安全高效的植物精油應(yīng)用于肉雞蛋雞上提高生產(chǎn)效益的研究因此也成為近幾年熱點(diǎn)。
張文靜等[10]通過正交設(shè)計和析因設(shè)計,選用七種單體精油成分,分別為百里香酚、檸檬烯、檸檬醛、香酚、丁香酚、香芹酚和大蒜素,篩選出最佳的抗菌方劑。針對肉仔雞的實驗進(jìn)行了動物飼養(yǎng)試驗,評估了其生長和屠宰性能,并檢測了白蛋白,通過動物飼養(yǎng)試驗,確定復(fù)合植物精油在肉雞飼料中最佳添加量。同時,利用MTT法、ELISA 法和免疫器官指數(shù)測定等方法研究了復(fù)合植物精油對肉雞免疫功能的影響。試驗結(jié)果表明,復(fù)合植物精油方劑含有丁香酚3 mg、百里香酚3 mg 和香芹酚2 mg 時,對大腸桿菌、沙門氏菌和金黃色葡萄球菌均有抑制作用。適宜添加量為80 mg/kg 飼料,可以增強(qiáng)肉雞免疫功能并提高其抗感染能力。因此,復(fù)合植物精油是一種經(jīng)濟(jì)實惠的飼料添加劑,可促進(jìn)肉雞的健康快速生長。杜恩存[11]研究發(fā)現(xiàn),肉仔雞日糧中添加以百里香酚和香芹酚為主要活性物質(zhì)的植物精油(EO)可以提高仔雞肝臟的抗氧化能力,并對脾臟炎癥相關(guān)基因的表達(dá)具有調(diào)節(jié)作用。
和玉丹等[12]為研究飼糧中添加牛至精油對蛋雞生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)的影響,試驗結(jié)果顯示:添加牛至精油200 mg/kg 飼料組料蛋比與對照組相比顯著降低;添加牛至精油能顯著提高蛋殼強(qiáng)度,顯著增加血漿中球蛋白及鈣離子含量,400 mg/kg 飼料組血漿中總蛋白、無機(jī)磷以及鐵含量顯著升高。研究提示,蛋雞飼糧中添加牛至精油可以提升蛋殼質(zhì)量和血漿中球蛋白、鈣離子含量,添加量為200 mg/kg 時可以降低料蛋比。
徐靜[13]在0~8 周齡蛋雞的飲水中添加不同濃度的大蒜精油,經(jīng)試驗結(jié)果表明,向飲用水中添加適量的大蒜精油可促進(jìn)0~8 周齡蛋雞十二指腸和回腸的腸道形態(tài)改善,調(diào)整腸道微生物菌群平衡,提高免疫功能和抗氧化能力,進(jìn)而促進(jìn)0~8 周齡蛋雞的生長性能。最佳添加濃度為每升水中加入0.06 mL。基于植物精油在養(yǎng)殖上的諸多優(yōu)點(diǎn),正大開發(fā)了“愛牧香”和“愛牧香+”兩個產(chǎn)品,其中“愛牧香”的主要作用成分是香芹酚和百里香酚,“愛牧香+”的主要成分香芹酚、肉桂醛和冬青油。采用特殊配方,高效組合,是一種能夠提高肉雞和蛋雞生產(chǎn)性能的高效復(fù)合精油。
植物精油是來源于天然植物的一種安全有效的抗生素替代品,各種研究均表明植物精油在畜牧養(yǎng)殖上能夠提高動物的生產(chǎn)性能和繁殖性能,并且能夠調(diào)節(jié)動物腸道微生態(tài)平衡,具有廣闊的應(yīng)用前景?!?/p>