牛彪,劉宇,金艮
(1.瀘縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,四川 瀘縣 646100;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所/農(nóng)業(yè)部獸用藥物創(chuàng)制重點實驗室/甘肅省新獸藥工程重點實驗室,甘肅 蘭州 730050;3.定西市安定區(qū)畜牧獸醫(yī)局白碌畜牧獸醫(yī)站,甘肅 定西 743026)
近幾年,食品安全越來越受到人們重視,而飼用抗生素暴露出的耐藥性和殘留問題嚴(yán)重威脅人類的健康,我國于2020 年7 月1 日起禁止在飼料中添加促生長類藥物(中藥除外)。因此,尋找抗生素替代品來改善家禽生產(chǎn)性能迫在眉睫。植物精油(Essential oils,EO)是一種存在于植物體內(nèi)運用蒸餾法提取的具有芳香氣味的油狀液體的總稱,是一種相對分子質(zhì)量較小的植物次生代謝產(chǎn)物[1]。植物精油組分較為復(fù)雜,主要由萜類、芳香族化合物和脂肪族化合物組成[2],易揮發(fā),具有抑菌、殺蟲、抗炎、鎮(zhèn)痛、抗氧化、抗腫瘤等活性[3-8]。當(dāng)前,全世界共提取出3 000 余種植物精油,但被商業(yè)化利用的僅有300 余種[9]。在家禽生產(chǎn)中,植物精油已得到廣泛應(yīng)用以提高家禽的生產(chǎn)性能和腸道健康[10]。
植物精油在家禽體內(nèi)的作用機理主要有以下幾點:一是其中的芳香族物質(zhì)可改變飼料適口性,增加采食量;二是其中的酚類物質(zhì)可提高機體抗氧化能力及抗菌活性,增加機體免疫功能[11];三是可促進消化道黏液的分泌,保護腸黏膜,提高消化酶的活性,促進腸道上皮細胞發(fā)育,提高家禽對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力[12];四是可使機體內(nèi)有害病原菌裂解死亡,促進有益菌繁殖,從而改善腸道微生物菌群;五是可使機體對鈣、磷的吸收增加,增強蛋殼的厚度[13]。因此,植物精油在家禽生產(chǎn)上具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的推廣前景[14]。
與化學(xué)藥物相比,天然植物精油具有更加安全、有效和環(huán)保等特點,因此越來越多的研究集中在植物精油在食品、化妝品、制藥、畜牧獸醫(yī)等領(lǐng)域的應(yīng)用。目前,在畜牧獸醫(yī)領(lǐng)域上常見的植物精油主要有薄荷精油、桉樹精油、牛至精油、百里香精油、丁香精油、肉桂精油、茶樹精油、歐薄荷精油等,在市場上以獸藥文號或飼料添加劑文號推廣[15],如牛至香酚、香芹酚、諸痢停等。Gulluce 等[16]研究發(fā)現(xiàn)歐薄荷精油可作為一種天然防腐劑應(yīng)用于食品,用于防治沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、芽孢桿菌、念珠菌、青霉等食源性疾病和食品腐敗。植物精油與抗菌劑苯甲酸鈉聯(lián)合殺滅李斯特菌和大腸桿菌的結(jié)果表明,植物精油不僅能降低化學(xué)抗菌劑的副作用,抗菌效果還明顯強于單獨使用[17]?;谝讚]發(fā)、不穩(wěn)定、溶解性差、具有刺激性氣味等原因,植物精油在獸藥上的應(yīng)用也受到一定限制。但隨著科研人員對藥物遞送系統(tǒng)的深入研究,植物精油處理工藝取得突破性進展,如β-環(huán)糊精包合物、納米乳劑、微囊等技術(shù)。尤其以精油納米乳劑最受科研人員的青睞,制備成納米乳劑后,植物精油產(chǎn)品可用水進行稀釋而不破乳,解決了植物精油不溶于水、難利用的問題,具有廣闊的應(yīng)用前景。
植物精油在家禽生產(chǎn)上的研究報道較多,但結(jié)果并不統(tǒng)一。韓旭[18]研究飼糧中添加不同劑量的牛至精油對蛋雞生產(chǎn)性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)牛至精油能提高蛋雞的產(chǎn)蛋率、料蛋比及營養(yǎng)物質(zhì)代謝率,其中100 mg/kg牛至油效果最佳。徐靜等[19]在飲水中添加不同劑量的大蒜精油來探究其對蛋雞生長性能的影響,結(jié)果顯示各濃度的大蒜精油均可降低料重比,其中濃度為0.06 mL/L 的大蒜精油在提高生產(chǎn)性能、延長產(chǎn)蛋期方面尤為明顯。但也有相關(guān)研究表明,植物精油對家禽生產(chǎn)性能影響不顯著。王光富等[20]發(fā)現(xiàn),在基礎(chǔ)飼糧中添加300 mg/kg 植物精油對蛋雞生產(chǎn)性能的影響不顯著,僅增加蛋雞的蛋黃顏色深度。導(dǎo)致研究結(jié)果不一致的因素較多,包括精油的種類、家禽品種、飼料組成及飼養(yǎng)環(huán)境等。
植物精油可調(diào)節(jié)家禽腸道微生物菌群,優(yōu)化腸道微生物環(huán)境,改變腸道結(jié)構(gòu)。司建河等[21]探究飼糧中添加百里香精油對肉雞腸道菌群的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)百里香精油可顯著降低肉雞腸道中大腸桿菌及乳酸菌數(shù)量。劉洋等[22]研究以肉桂醛為主要成分的肉桂精油對肉雞腸道菌群的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)高劑量的肉桂醛可顯著降低盲腸中大腸桿菌的數(shù)量,顯著提高盲腸中雙歧桿菌和乳酸菌的數(shù)量;此外,高劑量的肉桂醛還顯著提高十二指腸和空腸的絨毛高度,降低隱窩深度,提高腸道消化和吸收營養(yǎng)物質(zhì)的能力。周洪彬等[23]研究植物精油(有效成分為肉桂醛與百里香酚)對肉雞生長性能和腸道發(fā)育的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)植物精油組能顯著提高空腸絨毛高度,降低隱窩深度,促進腸道對養(yǎng)分的消化和吸收,降低料重比。綜上所述,植物精油可調(diào)節(jié)家禽腸道菌群平衡,改善腸道結(jié)構(gòu),保持腸道內(nèi)環(huán)境平衡,進而提高生產(chǎn)性能。
反映雞蛋蛋品質(zhì)的指標(biāo)主要包括蛋殼顏色、硬度、強度、蛋白高度、哈氏單位等,而提高肉、蛋的抗氧化能力對改善其品質(zhì)至關(guān)重要。植物精油能提高肉、蛋的抗氧化能力,改善家禽蛋、肉品質(zhì)。于彩云[13]研究八角茴香精油對蛋雞抗氧化能力的影響,發(fā)現(xiàn)八角茴香精油可增加蛋殼的厚度和強度,提高雞蛋中營養(yǎng)成分含量,增強蛋黃的抗氧化能力,延長雞蛋的存放時間。Luna 等[24]研究飼糧中添加百里香精油對雞肉脂類氧化的影響,結(jié)果顯示百里香精油可抑制腿肌和胸肌中脂質(zhì)的氧化,提高抗氧化能力。Govaris 等[25]在火雞飼糧中添加止痢草精油,發(fā)現(xiàn)止痢草精油可以明顯延緩?fù)燃『托丶≈兄|(zhì)的氧化。由此可見,植物精油可改善家禽肉、蛋品質(zhì)。
植物精油成分復(fù)雜、多樣,作為替抗物質(zhì)應(yīng)用于家禽獸藥臨床和新型飼料添加劑還存在以下問題,如當(dāng)前對植物精油的研究只是停留在精油整體部分,缺少精油中單體之間相互作用的研究,導(dǎo)致應(yīng)用于獸用藥物研發(fā)時質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)很難確定,有待進一步深入研究;植物精油提取率較低,價格昂貴,應(yīng)用于實際生產(chǎn)中會大幅增加養(yǎng)殖成本,市場前景有待進一步考證;相對于單一精油,復(fù)方精油在藥效上的研究相對較少。
植物精油成分復(fù)雜,具有抗菌、抗病毒、抗氧化等多種活性,在替抗獸藥和新型飼料添加劑研發(fā)中扮演著重要的角色,應(yīng)用前景廣闊。隨著系統(tǒng)生物學(xué)以及計算機模擬的天然產(chǎn)物靶標(biāo)預(yù)測技術(shù)的飛速發(fā)展,可通過基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組和代謝組學(xué)等技術(shù)研究植物精油藥理活性的作用機制,同時結(jié)合計算機模擬的天然產(chǎn)物靶標(biāo)預(yù)測技術(shù)和生物信息學(xué)等方法,揭示植物精油對于微生物某個靶點的作用乃至整個蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的影響,推動高質(zhì)量植物精油產(chǎn)品的開發(fā)。