王 邁，宋凱杰，王春江，王滿(mǎn)樓，曹克飛

1.石家莊市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，河北石家莊 050000；2.河北威遠(yuǎn)動(dòng)物藥業(yè)有限公司，河北石家莊050000

自從抗生素在20世紀(jì)20年代被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，在促進(jìn)動(dòng)物生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。作為亞治療劑量的飼料補(bǔ)充劑，抗生素可以促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)，提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，防止疾病感染。目前，動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)面臨著各種應(yīng)激、病原微生物等不良因素的影響，在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中添加抗生素等傳統(tǒng)解決方法會(huì)導(dǎo)致腸道菌群失衡、藥物殘留和耐藥性等多方面負(fù)效應(yīng)，同時(shí)也存在著威脅食品安全等諸多問(wèn)題和潛在風(fēng)險(xiǎn)。雖然關(guān)于抗生素耐藥性基因從動(dòng)物病原體轉(zhuǎn)移到人類(lèi)的問(wèn)題仍然存在著不同的觀(guān)點(diǎn)，但研究表明，使用亞治療劑量的抗生素與微生物群之間產(chǎn)生的耐藥性存在潛在的聯(lián)系。因此，尋找高效、安全、綠色的飼料添加劑來(lái)替代抗生素成為國(guó)內(nèi)外畜牧工作者的研究重點(diǎn)。在現(xiàn)有的商業(yè)條件下，可用于提高動(dòng)物生產(chǎn)力和幫助家禽和豬發(fā)揮其遺傳潛力的抗生素替代品包括益生元、有機(jī)酸、植物精油、益生菌、合生菌、酶制劑、抗菌肽、高免卵黃抗體、噬菌體、粘土和金屬等。隨著養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)在養(yǎng)殖領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸為廣大從業(yè)者所接受，其中植物提取精油作為一類(lèi)發(fā)展較快的飼料添加劑，目前在畜牧業(yè)市場(chǎng)上替抗促生長(zhǎng)類(lèi)產(chǎn)品中備受關(guān)注。雖然所開(kāi)發(fā)的許多替抗方案的效益已得到很好的證明，但對(duì)它們的作用機(jī)制、效率以及它們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方面的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)卻缺乏資料。此外，普遍的共識(shí)是，這些產(chǎn)品缺乏一致性，其功效因農(nóng)場(chǎng)和地區(qū)而異。因此本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探討：對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)作用、促生長(zhǎng)特性、抗氧化特性、提升機(jī)體免疫力以及抗炎特性等。

1 植物精油對(duì)腸道菌群結(jié)構(gòu)影響分析

胃腸道功能的優(yōu)化對(duì)豬生長(zhǎng)發(fā)育各階段的整體代謝、生理、疾病狀態(tài)和性能具有重要意義。腸道健康包含了大量的生理和功能特性，包括營(yíng)養(yǎng)消化吸收、宿主代謝和能量生成、穩(wěn)定和適當(dāng)?shù)奈⑸锶?，以及屏障功能和黏膜免疫等防御機(jī)制，以及這些組分之間的相互作用。腸道微生物群和宿主的相互作用有利于腸道屏障功能構(gòu)建和黏膜免疫系統(tǒng)的發(fā)育。腸道在吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)同時(shí)，還必須保持對(duì)飲食和不同環(huán)境中微生物抗原做出適當(dāng)反應(yīng)的能力。由于腸道中抗原成分的多樣性，一個(gè)復(fù)雜的黏膜免疫系統(tǒng)的進(jìn)化依賴(lài)于先天免疫和適應(yīng)性免疫之間的協(xié)作。黏膜免疫一方面免受有害病原體侵害腸道，同時(shí)也能夠?qū)︼嬍晨乖驼Ｎ⑸锶寒a(chǎn)生耐受。在仔豬斷奶時(shí)飼料或飲水水中添加抗生素會(huì)引起腸道微生物群的差異，它們具有廣譜的活性，因此它們具有殺死或阻止致病微生物和有益微生物生長(zhǎng)的潛在能力。近幾年隨著限抗禁抗的呼聲越來(lái)越高以及耐藥性的產(chǎn)生，植物精油作為天然抗菌劑順勢(shì)登上了歷史舞臺(tái)。通常由于植物精油是多種活性成分，各成分間產(chǎn)生的協(xié)同增效作用，可以有效提高植物精油的廣譜抗菌性，并增強(qiáng)對(duì)微生物的抑制殺菌效果。植物精油對(duì)微生物殺菌抑菌的作用機(jī)理可歸納為其活性組分破壞細(xì)胞膜脂和膜蛋白，影響細(xì)胞膜的正常生物學(xué)功能。精油中活性成分如酚類(lèi)、醇類(lèi)物質(zhì)，可破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜或細(xì)胞壁，影響細(xì)胞膜脂質(zhì)層的流動(dòng)性，改變細(xì)胞膜通透性，引發(fā)細(xì)胞內(nèi)容物外泄，最終引起細(xì)菌生長(zhǎng)受到抑制甚至死亡。植物精油促使細(xì)菌細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)變性，或與細(xì)胞膜上的磷脂發(fā)生反應(yīng)，破壞膜的通透性，干擾蛋白質(zhì)和細(xì)胞壁的合成，從而抑制微生物的生長(zhǎng)。植物精油特殊的物理殺菌方式，不會(huì)產(chǎn)生耐藥性。Li等發(fā)現(xiàn)荔枝精油與大腸桿菌作用2 h后，可以通過(guò)穿透或者破環(huán)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)外膜而殺死大腸桿菌，電鏡結(jié)果顯示荔枝精油在細(xì)胞膜上“打洞”，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)液外漏，水平衡失調(diào)而死亡。Zou等研究發(fā)現(xiàn)仔豬補(bǔ)充牛至油后，雖然腸道細(xì)菌總數(shù)、乳酸菌和糞腸球菌沒(méi)有明顯差異，但是回腸、空腸和結(jié)腸中大腸桿菌數(shù)量顯著降低，同時(shí)小腸中緊密連接蛋白表達(dá)量增高，穩(wěn)固了腸黏膜的完整性。大腸桿菌過(guò)多可能會(huì)影響腸黏膜，因?yàn)樗鼈儠?huì)釋放毒素，宿主腸細(xì)胞與微生物群密切接觸會(huì)產(chǎn)生損傷。在構(gòu)成動(dòng)物胃腸道微生物群的微生物中，所謂的有益菌或益生菌，如乳酸菌、雙歧桿菌等，其有益作用是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性排斥作用來(lái)侵噬病原菌。正因?yàn)槿绱耍苁瞧谕参锞途哂羞x擇性，對(duì)動(dòng)物胃腸道的致病菌有抗菌作用，而對(duì)有益菌無(wú)抗菌作用。推測(cè)可能機(jī)制之一是腸道有益菌對(duì)植物精油的敏感性比較低。Du等發(fā)現(xiàn)乳酸菌對(duì)商業(yè)化精油、百里香酚和香芹酚的耐受度高，而大腸桿菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、沙門(mén)氏菌等有害菌對(duì)精油及其主要組分比較敏感，其中精油對(duì)乳酸菌的MIC為3 000 μg/mL，而對(duì)有害菌的MIC為750 μg/mL。同樣地，橙油和柑橘萜對(duì)有益菌植物乳桿菌和乳酸桿菌抑菌活性非常弱，說(shuō)明這些柑橘精油對(duì)這些有益菌的抑菌效果較差?？傊?，植物精油改善了腸道微生態(tài)，使有害菌減少，有益菌增多，進(jìn)而占優(yōu)勢(shì)的有益菌幫助消化部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，飼料利用率提高，同時(shí)形成的占位優(yōu)勢(shì)使有害菌處于弱勢(shì)，減少了有害菌內(nèi)毒素產(chǎn)生和對(duì)腸道黏膜的侵襲，維護(hù)了腸道的黏膜屏障功能。

2 植物精油促生長(zhǎng)研究

當(dāng)氣味和食物中某些刺激物刺激神經(jīng)中樞時(shí)，唾液和胃的分泌物就會(huì)增加。當(dāng)通過(guò)飲食香料（提取物）時(shí)，還能顯著刺激胰臟脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶的活性。其中一些對(duì)小腸黏膜末端消化酶也有有益作用。與此同時(shí)，這香料（提取物）證明能夠刺激膽汁或消化酶的分泌，加速消化，減少食物在胃腸道的運(yùn)輸時(shí)間。植物精油特殊氣味經(jīng)嗅覺(jué)神經(jīng)進(jìn)入腦部后，可刺激大腦前葉分泌出內(nèi)啡汰、腦啡汰兩種荷爾蒙，使大腦處于一種采食興奮狀態(tài)，促進(jìn)動(dòng)物采食。

Yan等研究發(fā)現(xiàn)添加了蕎麥、黑胡椒、姜黃、生姜和百里香混合提取物的飼料的豬比正常日糧的豬有更高的平均日增重（ADG）和平均日采食量（ADFI），然而料肉比沒(méi)有明顯差異。而且添加精油降低了育肥豬糞便中有害氣體NH3和H2S含量，但是飼料消化率沒(méi)有明顯變化，推測(cè)原因可能是腸道益生菌起了作用，提高可見(jiàn)植物提取精油可以提升豬的生長(zhǎng)性能。Zou等研究發(fā)現(xiàn)飼喂含牛至油的飼料后，仔豬空腸絨毛高度和完整度顯著提高，無(wú)分散和脫落現(xiàn)象發(fā)生。Cheng等研究發(fā)現(xiàn)全程飼喂含牛至油的低蛋白飼料后，豬ADG和ADFI均提高，瘦肉率高，干物質(zhì)和粗蛋白表觀(guān)消化率均有不同程度提高，推測(cè)由于唾液、膽汁分泌增加和腸道消化酶活性提高所致，而且比飼喂正常日糧組的豬早15 d出欄，料肉比卻無(wú)顯著變化。Xu等研究發(fā)現(xiàn)斷奶仔豬添加植物精油（百里香酚25%和香芹酚25%）后，空腸中胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶活性均有提高(p＜0.05)，與對(duì)照組相比，精油組平均日增重(ADG)明顯高于對(duì)照組(p＜0.05)，精油組提高了干物質(zhì)、鈣、磷、粗蛋白和總能量的表觀(guān)消化率(p＜0.05)，增加空腸絨毛高度(p＜0.05)，有增加盲腸異丁酸濃度的趨勢(shì)(p＜0.10)，同時(shí)提高了糞便中乳酸菌的數(shù)量(p＜0.05)，這體現(xiàn)了精油對(duì)仔豬腸道健康和消化酶有正向調(diào)節(jié)作用。

3 植物精油的抗氧化功能

精油的抗氧化活性是一個(gè)非常有趣的生物學(xué)特性，因?yàn)樗鼈兛梢员Ｗo(hù)食物免受氧化劑的危害，從而可以提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和飼料氧化穩(wěn)定性，同時(shí)延長(zhǎng)動(dòng)物油、肉、蛋的貨架壽命，更重要的是精油還具有清除自由基的功能。動(dòng)物機(jī)體生理狀態(tài)下自由基的產(chǎn)生和清除處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。一旦平衡被外界環(huán)境或內(nèi)在因素打亂，炎癥、疾病或者血液中抗氧化物質(zhì)（如硒、維生素C、維生素E、SOD、GSH、MPO）減少，這些由線(xiàn)粒體產(chǎn)生的O2-和H2O2等過(guò)多的自由基會(huì)造成細(xì)胞損傷，損害細(xì)胞DNA、酶和細(xì)胞膜，并引起免疫系統(tǒng)活性和生物聚合物結(jié)構(gòu)的變化，而這些變化反過(guò)來(lái)又可能導(dǎo)致細(xì)胞衰老和疾病發(fā)生。植物精油組分中的酚類(lèi)化合物具有最高的抗氧化活性，包括萜烯類(lèi)和苯丙烯類(lèi)，主要有百里香酚、香芹酚、丁香酚等。顧仁勇等研究發(fā)現(xiàn)，牛至精油、丁香精油、山蒼子精油、肉桂精油、連翹精油對(duì)冷鮮豬肉的保鮮效果好，結(jié)合真空包裝貯期達(dá)18 d。同樣地研究發(fā)現(xiàn)，豬日糧中添加牛至油后，提高了豬胸長(zhǎng)肌的氧化穩(wěn)定性、總抗氧化能力和過(guò)氧化氫酶含量，降低了肉滴灌損失。Zeng等研究發(fā)現(xiàn)豬日糧中添加植物精油，顯著提高了血漿中總抗氧化能力，提高了超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶含量，降低了斷奶仔豬的應(yīng)激反應(yīng)，維護(hù)腸道黏膜的完整性和穩(wěn)態(tài)。Guo等研究發(fā)現(xiàn)斷奶仔豬飼喂植物精油（主要成分香芹酚和肉桂醛）后，仔豬血清、十二指腸黏膜和回腸黏膜中谷胱甘肽(GSH)含量均呈顯著升高，此外，隨著植物精油添加量增加，脾臟谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶1 (GPX1)和肝臟GST等抗氧化相關(guān)基因表達(dá)水平顯著上調(diào)，提升了斷奶仔豬的腸道和肝脾器官功能，降低了斷奶仔豬應(yīng)激反應(yīng)。

4 植物精油提升機(jī)體的免疫應(yīng)答

提升畜禽的免疫力是預(yù)防疾病感染的首要任務(wù)?？股貫E用、免疫失敗和免疫抑制性疾病等常常導(dǎo)致免疫缺陷的發(fā)生。為提高畜禽的免疫應(yīng)答，降低疾病感染的可能性，一些免疫調(diào)節(jié)劑常常應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中。Zeng等發(fā)現(xiàn)與未添加精油組相比，日糧中添加植物精油組的豬血液中白蛋白、IgG和IgA含量顯著升高。Li等研究發(fā)現(xiàn)豬日糧中添加植物精油后，淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率顯著升高，白細(xì)胞吞噬率顯著上升反映機(jī)體非特異性細(xì)胞免疫水平提高。精油可以改變淋巴細(xì)胞在腸道中的分布。腸道微生物群和粘膜免疫系統(tǒng)之間的交流有利于相互生長(zhǎng)和生存。Veronika等研究認(rèn)為在不影響斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的前提下，添加精油可提高斷奶仔豬的非特異性免疫功能，淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率顯著提高。有報(bào)道稱(chēng)在肉雞中添加5.0 g/kg 紫錐菊提取物可以提高綿羊紅細(xì)胞(SRBCs) 和新城疫病毒(NDV)的抗體效價(jià)。體外實(shí)驗(yàn)表明，與對(duì)照組相比，肉桂醛(25～400 ng/mL)處理雞脾臟淋巴細(xì)胞后具有明顯的促增殖作用。Annalucia等體外研究證實(shí)，桉樹(shù)精油可以激活人的單核巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)其吞噬活性，提升先天性細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。與這些結(jié)果相反，Hermann等報(bào)道了紫錐菊提取物對(duì)接種了PRRSV的仔豬的抗體滴度沒(méi)有任何作用。血液中嗜異細(xì)胞數(shù)目上升，淋巴細(xì)胞數(shù)目下降，代表天然免疫對(duì)抗炎癥反應(yīng)的啟動(dòng)。動(dòng)物飼料中添加植物提取精油后，血液中中性粒細(xì)胞等非特異性免疫細(xì)胞的水平降低，但吞噬功能增強(qiáng)，促進(jìn)淋巴細(xì)胞和抗體的產(chǎn)生，這意味著機(jī)體炎性反應(yīng)降低，特異性免疫提高，以抵御入侵病原體，減輕疾病帶來(lái)的副反應(yīng)。從本質(zhì)上說(shuō)，雞和豬在非特異性免疫系統(tǒng)中消耗的能量越少，就有越多的能量用于生長(zhǎng)和生產(chǎn)。

5 植物精油的抗炎作用

Zou等報(bào)道牛至精油（含量81.92%香芹酚）可以降低MAPKs和NFκB蛋白水平，進(jìn)而降低豬空腸細(xì)胞因子IL-1β、IL-6、IFN-γ、TNF-α和單核細(xì)胞趨化因子-1，證實(shí)了植物精油的抗炎作用。同樣地，飼喂精油（含有81.89%香芹酚）的肉雞，接種艾美球蟲(chóng)卵囊后，也觀(guān)察到IL-6和TNF-α細(xì)胞因子表達(dá)的減少。Pannee等在體外研究證實(shí)肉桂醛和肉桂油作用于J774A.1細(xì)胞系后，在mRNA水平上抑制了IL-1β、IL-6、TNF-α的表達(dá)，增強(qiáng)了抗炎因子IL-10的表達(dá)。Lubbad等報(bào)道姜黃素能通過(guò)減少TLR4 、MyD88、NFκB的蛋白水平，來(lái)抑制炎性反應(yīng)。TLR4激活后MyD88通常是被招募更多的下游分子，來(lái)激活NFκB通路。Liu等實(shí)驗(yàn)表明辣椒油、大蒜植物油和姜黃油通過(guò)降低豬血清炎癥介質(zhì)，減少了大腸桿菌感染的腹瀉和不良反應(yīng)。Liu等研究發(fā)現(xiàn)豬補(bǔ)充姜黃素等提取物后，顯著降低了血清中IL-1β和TNF-α的水平，提升了抗炎因子IL-10含量，改善了豬的免疫反應(yīng)，降低了PRRSV引起的炎性反應(yīng)。與這些作用相反，Lee等體內(nèi)測(cè)試結(jié)果表明，肉雞飼喂補(bǔ)充低劑量（14.4 mg/Kg）肉桂醛后，細(xì)胞因子IL-1β、IL 6、IL-15 、IFN-γ在mRNA水平的表達(dá)增加。然而，肉桂醛對(duì)禽類(lèi)是否具有劑量依賴(lài)性的免疫調(diào)節(jié)作用還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。推測(cè)植物精油可能通過(guò)調(diào)節(jié)MAPKs和NFκB兩種信號(hào)通路，來(lái)增強(qiáng)或減弱機(jī)體的炎性反應(yīng)，然而這仍需更多研究來(lái)闡明其機(jī)制的細(xì)節(jié)。

天然、綠色、安全的植物提取精油（奧來(lái)可）是養(yǎng)殖業(yè)高效、高品質(zhì)發(fā)展的需要。植物提取精油有效改善飼料中的不良?xì)馕叮龠M(jìn)動(dòng)物采食，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化，從而降低飼喂環(huán)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失；植物提取精油抑制或殺滅腸道內(nèi)包括大腸桿菌、沙門(mén)氏菌等在內(nèi)的有害微生物，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的非正常流失，維護(hù)腸道微生態(tài)平衡；提高膽汁和消化酶的分泌，清除腸道黏膜上皮細(xì)胞產(chǎn)生的自由基，降低腸道炎癥和損傷的發(fā)生，腸黏膜免疫能力增強(qiáng)，提高了機(jī)體健康水平，最終促使飼喂植物精油的動(dòng)物健康、生長(zhǎng)速度快、料肉比低。因此，植物提取精油在畜牧養(yǎng)殖中的應(yīng)用值得開(kāi)發(fā)與研究，這也是達(dá)到健康養(yǎng)殖目標(biāo)的重要方法和有效手段。