張放，王改琴，鄔本成

（1.安佑生物科技集團(tuán)有限公司，江蘇太倉215437；2.太倉安佑生物科技有限公司，江蘇太倉215437）

綜述

植物精油對飼料中霉菌抗菌效果的研究進(jìn)展

張放1*，王改琴1，鄔本成2

（1.安佑生物科技集團(tuán)有限公司，江蘇太倉215437；2.太倉安佑生物科技有限公司，江蘇太倉215437）

霉菌及其有毒代謝物可以污染畜禽的飼料，其中曲霉菌屬是畜禽飼料的主要污染物，可以使飼料中的蛋白質(zhì)、脂肪和維生素等物質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致飼料的營養(yǎng)價值大大降低，受霉菌污染的飼料也會導(dǎo)致動物的生產(chǎn)性能下降，因此管理和控制飼料中霉菌污染，減少有害影響至關(guān)重要。實際生產(chǎn)中由于受飼料原料種類、地域、天氣等因素的影響，飼料中的霉菌種類差異較大，而單一植物精油對飼料中霉菌的防治是極其有限的，因此研發(fā)出具有針對性的飼料霉菌防治的天然復(fù)方精油顯得很有必要。本文綜述了多種植物精油的有效成分對不同霉菌的防治作用，旨在為開發(fā)具有特定功能性、無污染、安全型飼料防霉復(fù)合植物精油提供思路。

飼料；防霉；植物精油；霉菌

在飼料原料以及飼料的生產(chǎn)、運輸、儲存過程中，飼料霉變的防控問題一直是研究熱點。一方面霉變會導(dǎo)致飼料原料的浪費，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失（于永臣等，2011）；另一方面飼料霉變的過程中產(chǎn)生的多種有害毒素會影響動物生長，甚至導(dǎo)致畜禽中毒死亡，并且能通過食物鏈危害人類健康（趙志軍等，2012）。根據(jù)美國FAO調(diào)查顯示，每年有數(shù)十億噸畜禽及糧食會受到霉菌的感染（Bhat等，2010），這種情況在熱帶和亞熱帶地區(qū)尤為嚴(yán)重。

目前，控制飼料霉菌污染的化學(xué)物質(zhì)只有人工合成的殺菌劑、防霉劑等，而人工合成殺菌劑的廣泛使用會導(dǎo)致環(huán)境污染，對人類也會有致癌的作用。一些控制飼料霉菌毒素的方法如物理吸附法、生物降解法等雖然在實驗室階段取得了良好的效果，但是由于成本等原因很難應(yīng)用于飼料霉菌的大規(guī)模處理。

生物防治霉菌是利用提取天然的植物抑菌物質(zhì)達(dá)到防治霉菌的效果，一般不會帶來環(huán)境問題。植物精油具有強(qiáng)揮發(fā)性、無殘留等特點，其在霉菌防治以及霉菌毒素控制方面的優(yōu)勢已得到證實。作為天然產(chǎn)物，植物精油可以在17000種植物中提取得到（Regnault等，2012）。表1所列為具有抗霉菌作用的常見精油及其活性成分。

1　植物精油抗霉菌作用機(jī)理

植物精油是存在于植物體內(nèi)的一種具有芳香氣味、易揮發(fā)的油狀液體，主要含有脂類、醛類、酮類和萜烯類等物質(zhì)。植物精油具有抗菌抑菌的功效，但植物精油的抗菌機(jī)制是非常復(fù)雜和多樣化的?，F(xiàn)階段相關(guān)試驗研究對于植物精油抑制細(xì)菌、真菌等微生物的生長和真菌毒素的積累取得了一定的進(jìn)展，認(rèn)為植物精油對微生物產(chǎn)生抑制作用機(jī)理主要有以下三個方面：（1）影響微生物脂質(zhì)層的穩(wěn)定，溶解細(xì)胞體內(nèi)的脂質(zhì)體。植物精油中的活性物質(zhì)對脂肪有一定的溶解作用，可抑制微生物的生長。（2）影響微生物細(xì)胞膜的正常功能。研究表明，植物精油中的酚類物質(zhì)影響細(xì)胞膜或細(xì)胞壁的功能，使細(xì)胞內(nèi)容物外泄，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。例如，植物精油中的香葉醇可以破壞細(xì)胞膜脂質(zhì)層的雙層膜結(jié)構(gòu)。（3）影響微生物能量代謝和還原酶系統(tǒng)。植物精油所含的揮發(fā)性物質(zhì)可以抑制微生物的丁二酸脫氫酶以及還原酶的活性，從而影響微生物的初生能量代謝。植物精油的揮發(fā)性物質(zhì)可以通過抑制微生物呼吸過程中電子的傳遞及氧化磷酸過程，破壞微生物的呼吸作用及細(xì)胞膜功能實現(xiàn)抑菌的目的（Nakatani等，2003；Denyer等，1995）。

表1　常見抗霉菌植物精油及其活性成分

王關(guān)林等（2006）試驗結(jié)果表明，苦參提取物對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌均有顯著的抑制作用，苦參通過抑制大腸桿菌功能蛋白的表達(dá)，使菌體內(nèi)DNA合成前期得以抑制，細(xì)菌難以越過Ⅰ期進(jìn)入DNA合成的R期，破壞了其正常的生長周期，從而抑制了菌體分裂。張慧蕓等（2009）研究表明，丁香精油能通過破壞大腸桿菌細(xì)胞膜的方式快速殺死大腸桿菌。羅曼等（2006）通過透射電鏡對黃曲霉細(xì)胞進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)檸檬醛使線粒體DNA復(fù)制系統(tǒng)發(fā)生損傷，受檸檬醛損傷后線粒體形態(tài)會發(fā)生畸變。Dubey等（2000）發(fā)現(xiàn)，丁香羅勒精油含有高水平的肉桂酸乙酯，具有廣泛的抗菌特性。Pasqua等（2007）研究香芹酚、檸檬烯、肉桂醛、丁香酚和百里香酚等植物精油提取物對細(xì)胞膜的作用機(jī)理時發(fā)現(xiàn)，植物精油可以顯著降低細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸的含量，并且能夠?qū)е录?xì)胞膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。Martin等（1988）研究表明，香葉醇可以通過降低磷脂細(xì)胞的活性，抑制微生物細(xì)胞膜的疏水性。微生物細(xì)胞生長的抑制可能與細(xì)胞膜中的鉀離子的損失有關(guān)，試驗最終評估香葉醇作為動物以及植物的抗菌劑是有效的。

2　幾種常見植物精油對飼料中霉菌的抑制作用

2.1百里香精油對霉菌的抑制作用百里香（Thymus mongolicus Ronn）是一種百里香屬草本植物，主要分布在甘肅、陜西、青海、內(nèi)蒙古等地。有關(guān)其化學(xué)成分研究報道指出，百里香精油的化學(xué)成分中百里香酚的含量最多（Rasooli等，2004；楊榮華，2001）。

馬萱等（2015）研究了法國百里香、蘇格蘭薄荷、甜薰衣草、闊葉迷迭香四種植物精油對黑曲霉菌的抑制作用，試驗結(jié)果表明，法國百里香精油的抑菌作用最強(qiáng)。Solimana等（2002）將萬壽菊、留蘭香、羅勒、百里香、茴香、肉桂等精油在培養(yǎng)基中進(jìn)行試驗研究，發(fā)現(xiàn)茴香、百里香精油對赭曲霉抑菌效果顯著高于百里香、茴香和肉桂精油。Rasooli等（2006、2005）研究表明，百里香精油對寄生霉菌具有抑制作用，并且在低pH時可以增強(qiáng)百里香精油的殺菌能力。

2.2丁香精油對霉菌的抑制作用丁香（Syzygium aromaticum）為雙子葉、桃金娘科植物，主要分布于坦桑利亞、馬來西亞、印度尼西亞等國，在我國廣東、廣西也有種植。丁香花蕾中丁香精油的含量為15%～20%，丁香精油的主要成分為丁香酚、乙酰丁香酚、β-石竹烯等，其中丁香酚的含量最高，廣東產(chǎn)的丁香精油丁香酚的含量達(dá)到80.33%，印度尼西亞產(chǎn)的丁香酚含量達(dá)到82.01%，產(chǎn)地的不同會導(dǎo)致丁香酚的含量差異顯著（Pathak等，2004）。

尚繼峰等（2007）研究表明，丁香精油對灰綠曲霉、黃曲霉和青霉均有一定抑制作用，三者抑菌圈直徑均達(dá)到90 mm，對灰綠曲霉的MIC值最低，為0.391 mg/mL。Marial等（1995）研究證實，丁香精油及其提取物丁香酚對青霉菌有一定的抑制作用。

2.3山蒼子精油對霉菌的抑制作用山蒼子（Litsea cubeba）是被子植物門，木姜子屬中的一個種。在我國江蘇、安徽南部、福建、江西臺灣等地均有種植生產(chǎn)，我國是全球最大的山蒼子精油生產(chǎn)國、出口國，約占全球產(chǎn)量的70%。與國外山蒼子精油中檸檬醛含量相比，我國山蒼子精油中檸檬醛含量較高，為60%～90%。

經(jīng)大量山蒼子的殺菌作用試驗研究證實，山蒼子精油中檸檬醛的抗菌作用是一種廣譜抗真菌物質(zhì)。Larrry等（1975）對山蒼子精油中三種主要物質(zhì)（檸檬醛、桉油酚、香葉醇）進(jìn)行試驗研究，發(fā)現(xiàn)檸檬醛是最有效的真菌抑制成分。相關(guān)資料研究表明，山蒼子精油對黃曲霉、米根霉等多種霉菌有較強(qiáng)的抑制作用，山蒼子精油在飼料中的防霉效果也較為突出（李沛濤等，1994）。

2.4茴香精油對霉菌的抑制作用茴香（Foeniculum vulgare Mill）屬于傘形科茴香屬植物。茴香作為一種用途廣泛的芳香植物在世界各地廣泛種植，印度是第一出口大國。茴香植株各部分均含有精油，其中以果實中含量最高，茴香精油主要成分為單萜類化合物和苯丙烷類化合物。

張赟彬等（2012）研究表明，八角茴香精油對微生物抑菌效果為黃青霉＞黑曲霉＞枯草桿菌＞芽孢桿菌＞啤酒酵母＞金黃色葡萄球菌，對大腸桿菌的抑制效果較差。但不同濃度的大腸桿菌對微生物的抑制作用也不相同，八角茴香的濃度越高對大腸桿菌、芽孢桿菌、枯草桿菌、黑曲霉的抑制作用越顯著，對黃曲霉的影響并不明顯。Mimica-Dukic等（2003）認(rèn)為，八角茴香精油有較強(qiáng)的抗真菌活性，可能與八角茴香精油中的茴香腦、茴香醛有關(guān)（Guvicrres等，1994）。

2.5紫蘇精油對霉菌的抑制作用紫蘇[Perilla frutescens（L.）Britt.]為唇形科一年生草本植物，具有特殊的芳香氣味。紫蘇精油是紫蘇香氣成分經(jīng)過蒸餾冷凝后的混合物，多見于紫蘇莖、葉和花中，含量為0.55%～0.58%，主要成分是紫蘇醛、檸檬烯等成分。

李國清等（2003）研究表明，10%紫蘇精油對產(chǎn)黃青霉菌有明顯的抑制作用，MIC值為6.3%。Chiaki等（2003）研究發(fā)現(xiàn)，紫蘇提取物中的紫蘇醛與蓼二醛對多種細(xì)菌有協(xié)同抑制作用。但黃丹等（2007）研究認(rèn)為，一定濃度的紫蘇精油對黑曲霉的最低抑菌濃度＞10%，沒有表現(xiàn)出抑制作用。孫子文（2014）研究的9個不同品種紫蘇葉精油抑菌性差異顯著，其中紫蘇品種ZY-10-1對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球有較強(qiáng)的抑菌能力，紫蘇品種ZY-10-1和ZB-1對黑曲霉有一定抑制作用，其他幾個品種紫蘇精油的抑菌性較差。

2.6薄荷精油對霉菌的抑制作用薄荷（Mentha haplocalyx Britq）為唇形科薄荷屬植物。薄荷植株具有濃烈的清涼香味，是一種分布較廣、適應(yīng)性極強(qiáng)的植物資源。一般來說，新鮮薄荷葉中揮發(fā)油含量為0.3%～1%，干莖中含量達(dá)1.3%～2%。薄荷精油中主要成分是薄荷酮，含量達(dá)77%～87%。

Singh（1982）研究發(fā)現(xiàn)，日本薄荷精油在200 mg/kg的濃度下對稻長蠕孢等真菌的抑制作用達(dá)到100%。李瓊芳等（2008）試驗研究表明，不同濃度的3種薄荷精油，對根霉、黑曲霉等6種細(xì)菌及真菌都有比較明顯的抑制作用，但對紅曲霉的抑制效果較差。

2.7大蒜精油對霉菌的抑制作用大蒜（Allium satium）是百合科蔥屬多年生草本植物，在我國廣泛種植。大蒜精油是大蒜中重要的活性物質(zhì)，大蒜精油中起殺菌、抑菌作用的主要成分是大蒜素等硫化物。

楊光等（2011）研究指出，大蒜精油對4種常見腐敗菌和空氣中微生物有較強(qiáng)的抑制作用，但抑菌效果有明顯差異，以最大抑菌圈比較，黑曲霉（29.3 mm）＞青霉（24.8 mm）＞金黃色葡萄球菌（23.8 mm）＞大腸桿菌（20.5 mm）。Kshemkalyani等（1990）研究認(rèn)為，大蒜乙酸乙酯精油對黃曲霉兩種產(chǎn)毒素菌（Aspergillus.flavus和Aspergillus.Parasiticus）有很好的抑制作用。

2.8肉桂精油對霉菌的抑制作用肉桂樹（Cinnamonum cassia Prel.）為樟科樟屬植物。在我國，云南是肉桂最理想的種植基地之一。肉桂精油為肉桂干燥枝葉經(jīng)水蒸氣蒸餾所得的揮發(fā)性油，其主要成分是肉桂醛。

Lopez等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，肉桂精油作為一種抗微生物添加劑，對金黃色葡萄球菌、腸道球菌、黃曲霉菌、大腸桿菌、沙門氏菌有很強(qiáng)的抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，相比于飼料防霉劑雙乙酸鈉，肉桂精油對供試霉菌具有較強(qiáng)的抑制作用，抑菌效果優(yōu)于雙乙酸鈉，且肉桂精油的氣態(tài)抑制作用比固相抑菌作用強(qiáng)，其中對黃曲霉菌的氣相抑制作用最顯著。將肉桂精油應(yīng)用于大米的儲藏試驗表明，肉桂精油濃度在150 mg/L以上對大米中霉菌孢子有較強(qiáng)的抑制作用（劉曉麗等，2012）。王步江等（2011）發(fā)現(xiàn)，肉桂精油對試驗中的細(xì)菌、酵母菌和霉菌均有較強(qiáng)的抑菌活性，其中抑菌圈青霉菌＞啤酒酵母菌＞大腸桿菌＞枯草芽孢桿菌，對霉菌抑菌活性最明顯，且氣相肉桂精油對以上微生物的抑菌活性大小順序相同。肉桂精油通過熱處理后，對以上微生物的抑菌效果與未經(jīng)過熱處理肉桂精油沒有顯著差異。

3　小結(jié)

綜上所述，國內(nèi)外有關(guān)百里香、丁香、山蒼子、肉桂等8種植物精油對霉菌防治的研究結(jié)果一致表明，植物精油對飼料中部分霉菌有一定的抑制作用，并且每種植物精油對不同種霉菌的抑制效果不同。芳香精油品種繁多，需要篩選價廉而又抑菌性好，同時對畜禽有保健、促生長等作用的成分用作飼料添加劑。因此，要對植物精油的抑制霉菌效果進(jìn)行深入研究，為工業(yè)合成價廉、抑菌性好的精油有效成分或類似物提供科學(xué)依據(jù)，以篩選出對飼料中常見霉菌抑制效果明顯且經(jīng)濟(jì)成本低的植物精油，從而研制抑菌效果最好的復(fù)配精油。

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A mold and its toxic metabolites can contaminate livestock feed，in which the genus Aspergillus is the main pollutant of animal feed.It can make protein，fat，vitamins and other substances from the feed change，lead to feed nutritional value veducing greatly，and feed contaminated by mold can also cause animal performance to decrease.So it is very important to manage and control the mold contamination in feed and reduce the harmful effect.In the actual production，because of the type of feed materials，regional differences，weather and other factors，the mold species in feed were different，and single essential oils are extremely limited to prevent of mold in feed.Therefore，we need to develop a compound essential oil for the prevention and control of feed mold.In this paper，the effective components of essential oils from various plants were reviewed，in order to provide ideas for the development of specific functional，pollution-free，safe feed mildew proof compound essential oils.

feed；mildew；essential oil；mold

S816.3

A

1004-3314（2016）19-0005-04

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20161901