新型饲料添加剂——牛至油的研究进展

蔡 杰，张文举

（石河子大学动物科技学院，新疆 石河子 832003）

为预防动物疾病，促进动物生长发育和提高饲料利用率，饲料添加剂中加入了大量的抗生素。但长期大量使用抗生素导致细菌产生抗药性，在产品和环境中造成了一定量的残留，引起动物内源感染和外源感染，导致动物机体免疫力下降。因此，欧盟已经开始全面禁止饲料中添加促生长类抗生素，只保留了4种动物抗生素类饲料添加剂。牛至油是从牛至中提取的一种抗菌药物，是我国农业部批准使用的饲料药物添加剂，是为数不多的不需要停药期的一种药物添加剂。其具有良好的抗菌和促生长作用，畜禽服用后无药物残留，是一种环保、安全的绿色添加剂，具有广阔的发展前景。

1 牛至

1.1 种类

牛至为唇形科牛至属多年生草本植物，俗称马郁兰、牛膝草、土香薰及小叶薄荷等，有浓郁香气，全草可提取芳香油，是一种常见野生植物。在汪纪武主编的《药用植物辞典》中记录了8种牛至（阿普牛至、白鲜牛至、奥尼牛至、欧牛至、锡山牛至、白花牛至、毛牛至和牛至）。在《中国植物志》中记载我国只有1个牛至品种，分布在西北、华北及长江流域以南等地。牛至可用作蜜源植物使用，也可用作香薰入药，具有解表、理气、化湿等功效[1]。由于牛至具有浓郁的辛香味道，还常被用于烹饪中去除肉类膻味和增添食品香气。西方人将其晾干后磨成粉末使用，在意大利、墨西哥和希腊菜中牛至是必不可少的香料。

1.2 生物学特征

牛至是一种多年生草本或半灌木，常为雌花、两性花异株。根茎斜生，其节上有纤细的须根，茎直立或近基部伏地，通常高25～60 cm，常带紫色，四菱形，具有倒向或微卷曲的短柔毛，多数从根茎发出，中上部各节有具花的分枝，下部各节有短枝，近基部常无叶。叶片呈卵圆形，长约1.0～4.0 cm、宽约0.4～1.5 cm，苞叶大多无柄，常带紫色。花序呈伞房状圆锥形，开张，多花密集，由多数长圆状小穗花序所组成。苞片长圆状倒卵形或倒披针形，锐尖，呈绿色或带紫晕，长约5 mm，花萼钟形，外面有被毛，里面在喉部有白色柔毛环；花冠白色或粉色至红色，钟状，冠筒稍伸出或甚伸出于花萼外。花期为7～9月，果期为10～12月。

1.3 在饲料中的应用

在畜禽饲料的生产中，牛至常以牛至油、牛至浸膏、牛至油粉、牛至草粉及牛至油微囊等多种添加剂的形式添加，对动物生长性能和免疫功能有促进作用。

2 牛至油的组成及理化性质

2.1 组成

牛至油是从植物牛至中提取的一种挥发油。有学者用牛至花和牛至药材作原料提取精油，从牛至药材中提取的精油中可鉴定出21种化合物，占总量的94%；从牛至花中提取的精油中可鉴定出30种化合物，占总量的96%，主要成分相同，均为百里香酚（麝香草酚）和香荆芥酚[2]。有研究采用GC-MS技术和NIST质谱库对牛至油的化学成分进行分析和鉴定，得到69种化合物，占牛至油总量的98.28%，其中麝香草酚、香荆芥酚、对聚伞花素、石竹稀、松油醇等为主要成分，占总含量的74.29%，有效抗菌成分主要有麝香草酚和香荆芥酚，分别占13.38%和37.80%[3]。刘刚等以牛至的干燥全草作为原料，用水蒸气蒸馏法提取，分离得出两种化合物，分别为百里香酚和香荆芥酚[4]。张玉玉等以GC-MS结合气相色谱-闻香器（GC-0）的方法，从牛至精油（水蒸气提取法所得）中共分离鉴定出35种挥发性化合物，其中含量较高的挥发性物质包括二甲氧基苯、D-柠檬烯和丁香烯氧化物等[5]。张治远等用水蒸气蒸馏法进行挥发油成分的提取，测得挥发油中含量较高的是麝香草酚（27.28%）、十五烷（6.44%）、十八烷（5.53%）、2-甲基-5-（异丙基）苯酚（5.49%）、1-甲氧基-4-甲基-2-（1-异丙基）苯（3.18%）、十六烷（2.77%）等[6]。Antuono等对地中海北部的牛至利用GC-MS鉴定挥发精油中的64种成分，其中含量较高的有香荆芥酚、百里香酚、吗啡酚等单萜类及各种不同的倍半萜成分[7]。刘红兵等从我国9个省18个县市采集标本与样品，并对采集样品中麝香草酚和香荆芥酚有效成分的含量进行分析，发现牛至油的化学成分主要是百里香酚、香荆芥酚、Y-萜品稀和β-聚伞花素等，其中发挥抗菌作用的成分主要有百里香酚（麝香草酚）和香荆芥酚，Y-萜品烯和β-聚伞花素是合成香荆芥酚和百里香酚的前体物质，含量随着地理位置、收获季节、提取方法和植株的部位不同而不同[8]。

2.2 理化性质

牛至油呈淡黄色的澄清油状液体，有特殊芳香气味，不溶于水但溶于乙醚、乙醇等有机溶剂。牛至油在4和20℃时贮存24个月后，有效成分没有损失，在＞80℃时制粒有效成分损失0.79%。在后熟化阶段105℃时，有效成分损失2.01%。

3 牛至油的作用机理

3.1 抗菌作用

牛至油有抗菌杀菌作用，研究发现，牛至油中的酚类化合物有较强的抗菌作用，其抗菌活性主要是通过使细菌细胞壁的结构蛋白变性和凝固来实现的。牛至油可以造成细胞壁疏松、膜密度降低通透性变大、干扰细胞壁的合成。当菌体细胞壁完整性被破坏后，胞内容物（如一些脂质大分子）外泄，细胞壁的防御功能丧失，从而致使菌体细胞失活；牛至油含有酚类物质，可以通过使细胞膜中的蛋白质变性、与细胞膜中的磷脂反应从而破坏蛋白质合成，改变细胞膜的通透性来抑制微生物细胞的生长；牛至油中的萜稀类和酚类化合物，能使细菌中的DNA自我复制过程受到影响，使得菌体的繁殖和生长过程受到抑制，最终使菌体生长受抑制。许多研究证明，牛至油对细菌和真菌有很强的抑制作用[9]。有研究报道，牛至油有杀菌和抑菌作用，其中对金黄色葡萄球菌的抑制作用最强，其次是伤寒杆菌，对绿脓杆菌的抑制作用最弱，且抑菌浓度和杀菌浓度之间无一定的线性关系。Koutsoumanis等报道，牛至油对埃希氏大肠杆菌、鼠沙门氏菌、白色念珠菌、大肠弧菌、金黄色葡萄球菌属等革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有高度杀菌活性[10]。

3.2 抗氧化作用

牛至油成分中起抗氧化作用的主要是酚酸类和萜类物质。酚酸类化合物主要是肉桂酸的衍生物，包括绿原酸、咖啡酸和阿魏酸等，其苯环上的酚羟基是抗氧化活性基团，该类抗氧化剂在清除烷氧自由基过程中主要是通过脱氢反应产生比较稳定的苯氧自由基来终止链式反应，所产生的苯氧自由基的稳定性与其清除自由基活性密切相关[11-12]。萜类是一种具有异戊二稀骨架的化合物，其中含有大量的烯键，易发生加成反应，具有较强的还原性，能与强氧化剂发生反应，保护细胞膜和线粒体膜中的不饱和脂肪酸，防止被氧化，维持了膜的完整性和功能。

3.3 促生长作用

牛至油特有的芳香气味可刺激动物的食欲，刺激消化道感受器，激活消化酶的活性，促进饲料中营养物质的吸收。牛至油的化学主要成分是百里香酚和香荆芥酚，百里香酚和香荆芥酚加速肠黏膜成熟腔上皮细胞的更新率，减少病原微生物对上皮细胞的感染率，而牛至油特有的杀菌和抑菌作用，抑制动物肠道有害菌的生长，维持肠道菌落平衡，提高动物对营养物质的吸收能力，从而提高饲料利用率，促进动物生长。

3.4 增强机体免疫力

有学者研究表明，按体重添加不同剂量的牛至油，低剂量（50 mg·kg-1）的牛至油能显著促进小鼠的体液免疫功能（P＜0.05），且该剂量能显著提高巨噬细胞的吞噬作用（P＜0.05），使小鼠的免疫器官（脾脏）重量显著增加（P＜0.05）；而高剂量（100 mg·kg-1）牛至油能显著抑制小鼠的特异性体液免疫和细胞免疫功能，并能使胸腺和脾脏显著萎缩（P＜0.05）。

4 牛至油在动物生产中的应用

4.1 家禽

4.1.1 对生产性能的影响

有研究发现，在肉仔鸡基础日粮中添加牛至油，试验结果表明，添加牛至油100 mg·kg-1组与对照组相比，日增重显著提高8.2%（P＜0.05）；添加牛至油75和100 mg·kg-1组与对照组相比，料肉比分别比对照组降低7.34%和11.93%，差异极显著（P＜0.01）[13]。在肉鸡生产日粮中添加不同剂量的牛至油以及金霉素、抗敌素、阿维拉霉素、黄霉素、弗吉尼亚霉素和林可霉素，试验结果显示，与其他抗菌素组相比，牛至油组日增重最高，比对照组高8.8%～11.4%，其中高剂量牛至油组料肉比最低，比对照组低9.8%[14]。有试验表明，在饲料中分别添加牛至油与速大肥（50%维吉尼亚霉素预混剂），由于牛至油可以激活小肠蛋白酶的活性，就消化率而言，牛至油组为83.24%，速大肥组为77.87%，牛至油组比速大肥组提高了5.37%；而且牛至油组的饲料转化率有提高的趋势。有研究表明，把牛至油添加到公鸡日粮中，能使公鸡的胸肌、腿肌、心脏和肝脏组织中的α-生育酚含量升高，并有剂量依赖效应[15]。

陈权军等研究牛至油和不同抗生素对肉鸭生长性能的影响，分别添加牛至油、喹烯酮和喹乙醇，试验结果表明，与喹乙醇组相比，牛至油组增重提高了7.1%，喹烯酮组提高了6.5%，差异显著（P＜0.05），牛至油组和喹烯酮组之间无显著差异（P＞0.05）；牛至油组、喹烯酮组和喹乙醇组的料肉比均显著低于对照组（P＜0.05），分别降低7.5%、8.9%和3.1%，采食量方面以牛至油组最高[16]。陈会良等在1日龄樱桃谷肉鸭基础日粮中添加牛至油预混剂（含10%）0.02%，结果表明，牛至油组与对照组相比，日增重显著增加（P＜0.05），腹脂率显著降低（P＜0.05）[17]。

4.1.2 对免疫功能的影响

杜云良在肉鸡日粮中添加牛至油预混剂100 mg·kg-1，试验结果表明，牛至油可以增加动物免疫器官的重量，其中牛至油组脾脏的重量提高了7.5%，法氏囊的重量提高了18.0%，在肉鸡的饲养前期，添加牛至油可显著提高机体抗体水平[18]。陈会良等在罗曼蛋鸡日粮中添加牛至油预混剂100 mg·kg-1，连续饲喂30 d，测定血清ND抗体效价和血清免疫指标，结果表明，牛至油组与对照组相比，血清ND抗体效价显著增高（P＜0.05），免疫球蛋白含量上升[19]。

4.1.3 防止疾病

牛至油作为一种抗生素的替代物，可以防止鸡腹泻。杜云良把牛至油作为一种药物与恩诺沙星、硫酸新霉素做对比，治疗鸡的大肠杆菌病，检测其治疗效果，结果发现，从治愈率来看，牛至油比恩诺沙星、硫酸新霉素提高15%～20%，同时，经过牛至油的治疗，死亡率比恩诺沙星、硫酸新霉素降低19%～20%[19]。在治疗过程中，还发现牛至油具有疗程短、见效快、成本低等特点。Guenther报道，把牛至油作为一种药物添加在仔鸡的日粮中，添加剂量为900 g·t-1，自由采食2 d，结果表明，牛至油可以有效防控由沙门氏杆菌和球虫病引起的血痢[18]。

4.2 猪

4.2.1 对仔猪生长性能的影响

汪莉等用牛至油和安来霉素做对比试验，分别在基础日粮中添加牛至油20 mg·kg-1、安来霉素10 mg·kg-1，结果表明，添加牛至油和安来霉素均能提高饲料利用率，促进仔猪生长，提高日增重[20]。孙鎏国等研究牛至油预混剂（含10%）和喹乙醇预混剂（含5%）的作用，在仔猪基础日粮中分别添加牛至油与喹乙醇，添加剂量分别为0.5和1 g·kg-1，试验结果表明，牛至油组与对照组相比，能够提高断奶仔猪日增重，降低料重比[21]。在仔猪的基础日粮中添加牛至油预混剂（含5%）250、500 g，对照组饲喂基础日粮，结果表明，牛至油组与对照组相比，日增重提高了6.5%～10.5%，饲料转化率提高了12%～17%[22]。

4.2.2 对仔猪疾病的影响

肖希龙等把牛至油作为治疗和预防仔猪大肠杆菌病的药剂，然后对仔猪人工接种大肠杆菌，试验结果表明，与对照组相比，试验进行5 d后，饲喂牛至油的仔猪临床症状基本消失，牛至油组死亡率比对照组显著降低（P＜0.05）[23]。邱楚武用牛至油和其他抗生素做对比试验，在仔猪的基础日粮中添加牛至油15 mg·kg-1、金霉素45 mg·kg-1、维吉尼霉素25 mg·kg-1，试验结果表明，就成活率来看，添加牛至油组比对照组提高10%，就腹泻率而言，添加牛至油组比对照组下降16.3%[24]。曹建国等研究牛至油的抗菌作用，把牛至油作为添加剂添加到仔猪日粮中，试验结果显示，饲喂日粮中添加牛至油的仔猪，与对照组相比，能显著降低由肠道细菌引起的腹泻病，降低饲养成本，增加经济效益[25]。Sads等研究表明，牛至油可显著降低仔猪的死亡率（P＜0.05）[26]。

4.2.3 对母猪的影响

Allan等在繁殖母猪的分娩前和哺乳期的基础日粮中添加牛至（干燥的牛至叶和花，含牛至油500 g·kg-1）1 000 mg·kg-1，对照组饲喂不含牛至的基础日粮，试验结果表明，试验组母猪年死亡率为4.02%，对照组为6.92%，差异极显著（P＜0.01），试验组母猪哺乳期的淘汰率显著低于对照组（P＜0.05）[27]。牛至油中的香荆芥酚和麝香草酚直接作用于母猪小肠绒毛，加速肠黏膜成熟腔上皮细胞的更新率，减少病原微生物对上皮细胞的感染率，有保护肠黏膜和促进营养物质吸收作用。

4.3 反刍动物

远立国等在奶牛饲料中添加牛至油和黄霉素联合应用剂（添加剂Ⅰ，牛至油25 mg·kg-1，黄霉素8 mg·kg-1），牛至油和莫能菌素联合应用剂（添加剂Ⅱ，牛至油25 mg·kg-1，莫能菌素50 mg·kg-1），结果表明，添加剂Ⅰ组和添加剂Ⅱ组乳脂率比对照组分别提高14.60%和14.20%；与对照组相比，添加剂Ⅰ组和添加剂Ⅱ组蛋白率分别提高12.50%和11.92%；添加剂Ⅰ组和添加剂Ⅱ组干物质含量分别提高了5.74%和5.84%[28]。陈会良等在奶牛的基础日粮中添加牛至油预混剂（含10%），试验结果表明，与对照组相比，试验组牛奶乳脂率提高7.57%，血清超氧化物歧化酶提高6.97%，谷胱氨肽过氧化物酶活性提高10.86%，血清丙二醛含量下降7.94%[29]。陈宁等报道，在荷斯坦杂交肉牛精料中添加牛至油150 g·t-1，结果表明，试验组平均日增重低于对照组，差异不显著（P＞0.05）[30]。张善芝研究牛至油对夏季肉牛生长性能的影响，在肉牛的基础日粮中添加牛至油，处理1组按精料的0.045%添加牛至油10%，处理2组按精料的0.06%添加牛至油10%，试验结果显示，试验组的增重、日增重显著高于对照组（P＜0.05），试验组牛的胸围比对照组大，且差异显著（P＜0.05），其他体尺差异不显著（P＞0.05），处理1组的采食量显著高于对照组（P＜0.05），试验组的腹泻指数显著低于对照组（P＜0.05）[31]。

4.4 牛至油在水产动物中的应用

孙克年在河蟹饲料中添加牛至油150 mg·kg-1，结果显示，试验组蟹的增重比对照组提高31.7%，个体平均增重率提高24.3%，商品蟹上市合格率提高21.3%，饵料系数下降9.6%[32]。有学者在虾的饵料中添加牛至油，结果显示，牛至油使青虾、沼虾的肌肉强度加强，虾原有的腥味有所降低，而且风味提高。在水质较差状况下，鱼饲料中适量添加牛至或牛至油，可有效预防鱼的细菌性烂鳃病、细菌性肠炎、白头白嘴病和赤皮病等。

5 小结

牛至在我国分布广泛，自然资源丰富，是一种可以替代抗生素的新型饲料添加剂，具有广谱抗菌、作用迅速、无残留及不易产生耐药性等特点。在饲料中使用牛至油作为添加剂，不但能提高饲料的品质，促进动物的生长，而且可以改善抗生素添加剂带来的的残留问题。因此，牛至油作为一种新型的绿色饲料添加剂，在饲料行业有广阔发展前景。

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