植物精油在家禽生产中的应用及相关机制

李红英，储玉双，黄恩福

（江西生物科技职业学院，江西 南昌 330200）

早前研究发现，抗生素对畜禽生长有一定的促进作用，且对幼龄动物作用更为显著［1］。因此，为了经济效益，养殖过程中出现大量抗生素类饲料添加剂滥用现象。而抗生素滥用带来很多危害，包括畜产品出现抗生素残留、病原菌耐药性加剧、畜禽抗病能力下降、土壤和水资源环境污染等［2］。造成这一系列的后果的原因主要是抗生素清除了敏感菌，使得一部分耐药菌株生存下来。而致病菌的毒力基因与抗生素的耐药菌存在很大关联［3～5］。 此外，宏基因组研究也证实了，在环境中存在的微生物耐药机制和临床上微生物耐药机制相互联系［6］。虽然部分动物来源的细菌对人类无致病作用，但它们可能会携带并传播抗生素耐药基因［7］。这样会对人类治疗疾病上关于抗生素的选择带来很大难题。因此，寻找既能保证养殖户利益，又能保证畜禽与人的健康，还能保证人与环境可持续发展的抗生素替代物迫在眉睫。目前，抗生素替代物研发主要包括微生态制剂、抗菌肽、功能性寡糖和植物提取物等产品上［8］。而植物精油在后抗生素时代的背景下备受关注，因为它不仅具有抗菌杀菌、促进家禽生产、维持消化道菌群平衡和提高机体免疫的功能，而且天然、安全高效且无残留［9～10］。本文阐述植物精油对家禽生产性能、消化酶活性、抗氧化性能、肠道菌群和机体免疫的影响和作用机制。为植物精油在家禽生产中合理应用提供理论依据。

1 植物精油概述

植物精油为植物提取物的核心，属于植物源次生代谢物。经植物器官合成后储存在腺体、油室、分泌细胞等部位。因其相对分子质量较小，可通过蒸馏、脂吸、浸渍、榨取、浸泡和压缩等方法从植物中提炼［11］。常见植物精油包括牛至油、丁香油、茶树油、肉桂油、百里香精油等。根据其主要成分可分为四类：萜烯类、芳香族、脂肪族和含氮含硫类化合物［12］。早期研究发现，它具有抗菌、杀菌、防腐和抗虫等作用，主要用于水果蔬菜保鲜、护肤品和杀虫剂等产品中［13～14］。 因其药理活性强且安全稳定，在畜牧业上也做了一系列研究。研究发现，植物精油能一定程度提高家禽生产性能，降低腹泻率，维持胃肠道菌群平衡、并能提高机体免疫，且在猪和反刍动物上也有相应的效果［11，15～18］。

2 植物精油对家禽生产的影响及相关机制

2.1 植物精油对家禽生产性能影响

研究发现，在肉仔鸡饲粮中添加植物精油，可显著提高肉仔鸡平均日采食量（ADFI）和平均日增重（ADG），但对料重比（F/G）无明显影响［19］。 而添加牛至油能显著改善肉仔鸡全期料重比，并降低肉鸡腹脂率［20］。此外，在饲粮中添加百里香酚和肉桂醛能降低42日龄肉鸡死亡率［21］。这可能是由于植物精油中活性成分具有较强的脂溶性，能够穿过病原微生物细胞膜，阻止线粒体的呼吸氧化过程，使病原微生物死亡。因此降低了畜禽的发病率和死亡率。植物精油的芳香具有一定的诱食作用［22］。研究发现，植物精油中胡椒碱、麝香草粉、肉桂醛均可刺激消化酶的分泌，还可刺激畜禽消化道黏膜，激活消化酶活性［23～24］。 William 等［25］研究发现，植物精油促进了肉鸡肠道淀粉酶分泌，还能改变饲料在肠道中的形态，降低食糜粘度，从而促进了营养物质的消化吸收。但也有研究发现，添加百里香酚和肉桂醛对鸡肠道和胰腺消化酶活性无显著影响［26］，这可能与添加剂类型和添加水平有一定的关系。综上所述，植物精油可能通过提高畜禽的采食量，刺激胃肠道分泌消化液，促进消化道对营养物质的消化吸收，从而提高畜禽的生产性能。

2.2 植物精油对家禽抗氧化性能的影响

饲粮中添加牛至油可降低鸡肉丙二醛含量［27］。添加复合植物精油，还能提高肉鸡肝脏抗氧性能［28］。Botsoglou等［29］研究发现，在火鸡饲粮中添加200mg/kg牛至油能延迟脂类氧化，其效果与在饲粮中添加α-生育酚醋酸盐效果类似。这可能是由于植物精油中含有的抗氧化成分香芹酚和百里香酚有关。

2.3 植物精油对家禽肠道微生物的影响

畜禽肠道中定值着大量微生物菌群。肠道菌群结构一般趋于动态平衡状态，但肠道菌群结构易受饲粮、环境等因素影响，而畜禽肠道健康状况可直接影响畜禽生产。在肉鸡饲粮中添加植物精油，显著提高肉鸡回肠末端干物质、粗蛋白表观消化率。还能一定程度上抑制肠道有害菌的生长，显著降低断奶仔猪粪便中大肠杆菌数量和仔猪腹泻指数［30］。饲粮中添加百里香精油能显著增加鹌鹑回肠乳酸杆菌数量，并能显著降低大肠杆菌的数量［31］。Mitsch等［32］在肉仔鸡饲粮中添加丁香酚、姜黄和胡椒碱能减少肠道产气荚膜梭菌的增值。体外试验发现，植物精油对革兰氏阳性菌抑制作用强于革兰氏阴性菌。但茴香精油可显著抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的生长，阿魏精油只能显著抑制革兰氏阳性菌的生长［33］，芫荽植物精油只对革兰氏阴性菌存在抑制作用［34］。当肠道中大肠杆菌、产气荚膜梭菌等有害菌减少时，一定程度降低了畜禽腹泻率和肠道疾病的发生。同时，肠道中乳酸杆菌等有益菌数量相对增多，畜禽肠道内环境得以改善，有利于畜禽健康。

2.4 植物精油对家禽血清免疫系统的影响

动物机体的免疫器官、免疫组织和免疫细胞组成机体的免疫系统。研究表明，植物精油能通过提高血清细胞因子和免疫球蛋白含量，以及促进抗体和补体生成来提高免疫机能。在肉鸡饲粮中添加植物精油（主要含有成分为肉桂醛、辣椒素和香芹酚）能显著提高血凝抑制效价水平，减缓抗体衰退速度［35］。在断奶仔猪上研究发现，植物精油能提高仔猪血清免疫球蛋白IgG、IgA和IgM含量，对C3、C4也有一定的调节作用，还能调节仔猪淋巴细胞增值［30］。在肉鸡上也存在改善血清免疫球蛋白的效果［36］。因此，植物精油通过提高机体血清免疫球蛋白和细胞因子的含量，从而改善畜禽免疫能力，促进畜禽健康生长。

2.5 植物精油对霉菌的影响

饲料中常见的霉菌包括青霉、曲霉和串珠镰刀菌等［37］。当饲料发生霉变时，不仅会影响畜禽生产，损害畜禽健康，畜产品中毒素残留还会影响人的健康。植物精油作为一种安全、稳定、无污染的饲料添加剂，其可在17 000种植物中提取获得［38］。在生物防霉技术上，植物精油因具有抗菌抑菌的功效，其在霉菌防治以及霉菌毒素控制方面存在一定的优势［39］。研究发现，复合植物精油（主要含有肉桂醛和香芹酚）可显著抑制青霉和黑曲霉的生长［40］。这可能是由于植物精油破坏菌丝体、孢子细胞壁和质膜，霉菌细胞膜通透性发生改变，导致细胞内容物外泄，使得霉菌生长受到抑制甚至死亡［41］。

3 小结

植物精油作为一种来源广、安全、稳定、无污染的饲料添加剂，是一种理想的抗生素替代产品之一。大量研究结果证实植物精油对家禽生产有积极影响，此外，植物精油还能用于霉菌防治以及霉菌毒素控制，可作为一种天然的防霉剂。但是，植物精油的特性与来源、提取工艺和精油浓度等都有着不可分割的联系。不同产品单独添加和有效联用需进一步研究，以确定适宜的添加产品和添加量。而在细胞分子水平上，还要加强其作用机理的相应研究，为其在畜禽生产应用中提供更透彻的理论依据。