精油的作用机制及其在畜禽生产中的应用.pdf

山东畜牧兽医山东畜牧兽医 2023 年第年第 44 卷卷 92 精油的作用机制及其在畜禽生产中的应用 宋雪莹（黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院，黑龙江 齐齐哈尔 160000）摘要：精油是利用物理、化学手段，从植物的根、茎、叶、果实等部位提取的具有生物活性化合物的混合物，具有抗菌、抗炎和抗氧化的特性，可改善饲料适口性，提高畜禽采食量和生产性能，促进畜禽的生长发育。因此，精油作为替抗绿色饲料添加剂，大量应用于畜禽饲养中。本文综述了常用精油的分类、作用机制及在畜禽饲养中的应用，旨在为精油的深入研究提供理论参考。关键词：精油；替代抗生素；饲料添加剂；畜禽生产 中图分类号：S816.7 文献标识码：A 文章编号：1007-1733（2023）11-0092-03 20 世纪 40 年代，链霉素首次被发现，其在治疗肺结核上表现出高效活性。由此，不同种类的抗生素相继被发现，在畜牧生产中被用于疾病的预防和治疗。然而，抗生素的大量和过度使用，带来的问题日益严重，不仅危害畜禽机体健康，其畜产品给人体健康也造成不利影响。因此，抗生素替代物的研发已迫在眉睫。精油来源于天然植物，作为一种安全、高效和绿色的新型添加剂在畜禽养殖中的应用得到了越来越多的关注。1 精油的分类 根据精油的主要化学成分，将其分为两大类：萜烯类化合物，代表精油为香芹酚、百里香酚等；苯丙烯类化合物，代表精油为肉桂醛、丁香酚等1。其中，根据萜烯类化合物是否存在环结构、双键、含氧来区分其来源；根据碳原子的数 量，分 为 包 括 单 萜（C10H18O）、倍 半 萜（C15H22O）和二萜（C20H34O3）2。在畜禽生产中应用的精油有香芹酚、百里香酚、柠檬醛、丁香酚和肉桂醛3-4。丁香酚为苯丙烷衍生物，不同来源的精油中大多存在该活性化合物，具有抗菌、抗真菌、抗病毒和抗炎等多种药用活性，还能抑制临床中分离幽门螺杆菌的生长5-6。2 抗菌作用机制 2.1 病原菌胞内物外泄 精油可引起病原菌细胞壁损伤、细胞质膜损伤、细胞质凝固和膜蛋白破坏，导致胞内重要内容物外泄。例如，萜烯类化合物香芹酚和百里酚通过增强病原菌细胞膜的敏感性，造成细胞膜严重损伤，破坏质膜完整性，导致胞内物质外泄，最终杀灭病原菌细胞7。2.2 脂溶性质 精油中的萜烯类化合物在自然界中呈脂溶性，这使得其在病原菌细胞膜穿透中发挥重要作用8。典型亲脂性结构的香芹酚和百里酚，与病原菌膜中的脂肪酸链结合，导致膜膨胀，流动性增强，菌膜遭到破坏引发死亡。2.3 官能团作用 精油中的羟基或烷基的位置与抗菌活性密切相关9。丙酮醇可以作为跨膜载体，通过将其羟基质子交换为钾离子，导致病原菌膜上 pH 梯度和电势的消失，质子动力降低和细胞内三磷酸腺苷（ATP）的耗尽10。因为 K+在许多细胞质酶的激活、维持渗透压和调节细胞内 pH 方面起着非常重要的作用，但这种功能需要大量的能量，才能导致细菌死亡。3 提高生产性能作用机制 3.1 提高采食量 精油作为香料被添加到饲料中，其目的是提高饲料适口性，如丁香酚、肉桂醛精油具有芳香气味，添加到饲料中，可改善饲料气味，刺激动物采食，增进食欲。还有些精油，可刺激消化酶2023 年第年第 11 期（总第期（总第 316 期）期）文献综述文献综述 93 的分泌，从而提高采食量。3.2 改善肠道健康 肠道健康是影响畜禽生产性能的主要因素。肠道菌群失调，常引发动物机体腹泻，轻则影响日增重，重则导致死亡，造成严重经济损失。精油可以提高消化系统中十二指肠绒毛高度以及空肠和回肠绒毛高度与隐窝深度的比值，改善肠道结构11。此外，精油在调节肠道菌群平衡中也发挥重要作用，可提高肠道中益生菌的数量，抑制有害菌的繁殖12。3.3 调节免疫性能 精油通过促进动物机体免疫蛋白的表达，提高免疫性能。精油还具有缓解机体炎症反应的作用，通过调节空肠 Toll 样受体 4，以降低炎症细胞因子 IL-1 和 IL-6 的分泌13。4 畜禽生产中的应用 4.1 防治疾病 邬本成14等将 150 g/t 祛痰止咳复方植物精油添加到基础日粮中，试验期为 14 d，按咳嗽指数评分标准打分，结果表明，与饲喂基础日粮的对照组相比，试验组对咳嗽猪只治疗的痊愈率为95.83%，中性粒细胞百分比显著提高（P0.05）。在肉鸡饮水中加入大蒜精油，与未添加大蒜精油的空白对照组相比，肉鸡疾病的发生有所减少，死亡率降低，日增重效果明显。试验结果表明，大蒜精油能代替抗生素对肉鸡疾病进行有效防控，并能起到提高日增重的效果15。4.2 提高生产性能 有研究表明，纳米囊化孜香精油对肉仔鸡生长性能、血液生化指标以及免疫反应均有作用。在肉仔鸡基础日粮中，分别添加 100 mg/kg、200 mg/kg 孜然精油，与饲喂基础日粮的空白对照相比，孜然精油显著提高了饲料转化率（P0.01），显著降低血清总甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇水平（P0.05）。试验结果表明，纳米胶囊孜然精油具有改善肉鸡生长性能的作用16。Yang 等将百里酚精油添加到肉鸡日粮中，试验组 1 在基础饲粮中添加 0.15 g/kg 的艾霉素，试验组 2 在生长期基础饲粮中添加 0.30 g/kg 百里香酚精油，试验组 3 在育肥期基础饲粮中添加0.30 g/kg 百里香酚精油。研究结果表明，饲喂0.30 g/kg 百里香酚精油的生长期和育肥期肉鸡的脾脏指数显著高于对照组（P0.05）。与其他各组相比，试验组 3 的肉鸡十二指肠和回肠黏膜分泌性免疫球蛋白 A（IgA）水平显著提高（P 0.05）17。研究了在哺乳仔猪日粮中添加肉桂醛精油（1.0 g/kg）对母猪和断奶前仔猪生产性能的影响，结果表明添加肉桂醛精油的日粮可以提高经产母猪日采食量，降低断奶前仔猪死亡率18。在绵羊基础饲粮中添加肉桂醛，可显著提高 DM、NDF 和 ADF 的瘤胃有效降解率（P0.05），其中，300 mg/kg 为绵羊饲粮中的最适添加量19。5 结语 精油具有抗菌、抗氧化和抗炎作用，可增强饲料适口性和改善畜禽肠道生长和健康等多种特性。同时可提高畜禽机体消化率，通过最大限度地减少致病菌的影响来促进肠道健康，还可减少氨排放，具有保护环境的作用。但在畜禽饲料中使用精油仍存在一些挑战，包括挥发性、监管问题和高昂提取成本。因此，研究精油中特定化合物的具体作用，通过微胶囊化和纳米技术避免挥发，对于促进精油在畜禽生产中的应用至关重要。参考文献 1 Korotkikh IN.Baleev DN,Morozov AI,et al.Breeding of medicinal and essential oil crops in VILAR:achievements and prospectsJ.Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii,2021,25（4）:433-441.2 Leonardo Augusto da Silva.Essential oils of Ocimum gratissimum and Zingiber officinale as anesthetics for the South American catfish Pseudoplatystoma reticulatumJ.Aquaculture,2020,528.3 Daniel Lorenzo.Composition of a new essential oil type of Lippia 山东畜牧兽医山东畜牧兽医 2023 年第年第 44 卷卷 94 alba（Mill.）N.E.Brown from UruguayJ.Flavour and Fragrance Journal,2001,16（5）:356-359.4 何楚俐,胡豪,井俊南,等.不同种类的植物精油体外抑菌效果观察J.广东饲料,2020,29（8）:23-25.5 黄彩,娟黄,梦倩,等.丁香酚基双酚及聚硫醚碳酸酯的制备及性质研究J.高分子学报,2022,53（9）:1095-1103.6 Jose RomeroTovar Juan.Eugenol rescues the TRPV1-dependent inhibition of KCNQ2/3J.Biophysical journal,2023,122（3S1）:512a-512a.7 Omonijo FA,Ni L,Gong J,et al.Essential oils as alternatives to antibiotics in swine productionJ.Animal Nutrition,2018,4（2）:126-136.8 da Silva BD,Bernardes PC,Pinheiro PF,et al.Chemical composition,extraction sources and action mechanisms of essential oils:Natural preservative and limitations of use in meat productsJ.Meat Science,2021,176:108463-108463.9 Dos Santos AC,Junior GB,Zago DC,et al.Anesthesia and anesthetic action mechanism of essential oils of Aloysia triphylla and Cymbopogon flexuosus in silver catfish（Rhamdia quelen）J.Veterinary Anaesthesia and Analgesia,2017,44（1）:106-113.10 vila N.Relaxant action mechanism of essential oil of Agastache mexicana aereal parts on guinea-pig trachea smooth muscleJ.Planta Medica,2014,80（10）.11 EI-Hack M E A,Alagawany M,Abdel-Moneim A M E,et al.Cinnamon（Cinnamomum zeylanicum）oil as a potential alternative to antibiotics in poultryJ.Antibiotics（Basel）,2020,9（5）:210.12 Nouri A.Chitosan nano-encapsulation improves the effects of mint,thyme,and cinnmon essential oils in broiler chickensJ.British Poultry Science,2019,60（5）:530-538.13 张嘉琦,张会艳,赵青余,等.植物精油对畜禽肠道健康、免疫调节和肉品质的研究进展J.动物营养学报,2021,33（5）:2439-2451.14 王建华,董志刚.大蒜精油对肉鸡疾病防控及增重效果研究C/中国畜牧业协会禽业分会.第五届（2016）中国白羽肉鸡产业发展大会暨第四届全球肉鸡产业研讨会论文集.中禽传媒（江苏）有限公司,2016:4.15 邬本成,王改琴,耿文静,等.祛痰止咳复方植物精油对生长猪生长性能及呼吸道疾病的效果研究J.中国畜牧杂志,2017,53（4）:116-119.16 N.Amiri.Effects of nanoencapsulated cumin essential oil as an alternative to the antibiotic growth promoter in broiler dietsJ.Journal of Applied Poultry Research,2020,29（4）:875-885.17 Yang,X.,H.Xin,C.Yang,et al.Impact of essential oils and organic acids on the growth performance,digestive functions and immunity of broiler chickensJ.Anim.Nutr.,2018,4:388-393.18 Khamtawee,K.Singdamrong,P.Tatanan,et al.,Cinnamon oil supple-mentation of the lactation diet improves feed intake of multiparous sows and reduces pre-weaning piglet mortality in a tropical environmentJ.Livest.Sci.,2021,251:104657.19 崔乔.肉桂醛对育肥绵羊生长性能、消化代谢及血液指标的影响D.晋中:山西农业大学,2021.（收稿日期：2022-12-31）（上接 91 页）7 罗巧慧,肖芳,敖德古里那,等.丙酸铬对常规饲养肉鸡生长性能、血清脂代谢、胴体品质及免疫功能的影响J.动物营养学报,2019,31（4）:1613-1622.8 王刚,罗绪刚,刘彬,等.饲粮铬对热应激肉仔鸡生长性能、血清生化特性和胴体品质的影响J.畜牧兽医学报,2003,34（2）:120-127 9 郑灿财，黄艳玲，肖芳铬源与铬水平对常规饲养肉仔鸡生长性能、免疫器官指数及肉品质的影响J.动物营养学报,2015,27（8）:2378-2387 10 曹杰,刘亮,李宁,等.丙酸铬的功能及其在水产饲料中的应用J.饲料博览,2022,6:52-58.11 罗绪刚,王刚,刘彬,等.饲粮铬对热应激肉仔鸡免疫功能的响J.营养学报,2002,24（3）:286-291.12 周梦玮,张银花,郭玉琴,等.烟酸铬对肉鸡生长和屠宰性能及脏器指数的影响J.北京农学院学报,2016,31（3）:86-89.（收稿日期：2022-12-31）