牛至油研究进展

■武 瑞

（黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆163000）

健康养殖是指根据养殖对象的生物学特性，运用生态学和营养学原理来指导养殖生产实践，确保动物养殖个体健康、福利保障、环境友好和食品安全。在饲用抗生素全球禁用的大背景下，微生态制剂、酸化剂、植物精油、寡糖、抗菌肽、酶制剂、免疫激活物、功能性氨基酸、中草药制剂及植物提取物、发酵中药等饲用抗生素替代品成为了高等学校、科研院所和饲料企业研发的热点和养殖企业备选的重点。本文以牛至油为代表，从其理化性质、生物学功能、作用机制以及在动物健康养殖中的应用进行综述。

1 牛至油的理化性质

牛至（Origanum Vulgare Linn）是唇形科牛至属多年生草本植物，又称止痢草、牛膝草、马郁兰、土香薷、野荆芥、白花茵陈、小叶薄荷等，世界各地有20 多个品种，主要生长在欧洲、亚洲和非洲北部等地区，在我国主要分布在西北、华北及长江流域以南等地区。牛至味辛，微苦，性凉，在传统医学中，全草入药，可预防和治疗多种疾病。牛至油（Oregano oil）是从牛至中提取的具有特殊芳香气味的挥发油，约占全草1% ～10%。牛至油颜色呈淡黄色且透明，是一种混合物，大约有50多种不同的化合物，主要化学成分是酚类、萜烯类及其衍生物、脂肪酸类、黄酮、甾醇等，例如抗微生物活性最强的百里香酚（Thymol）和香芹酚（Carvacrol），百里香酚和香芹酚的前体物质γ-萜品烯和ρ-异丙甲苯也具有一定的抗微生物活性。牛至随种属分类、生长地域、收获时期、提取部位、提取工艺的不同，所含牛至油的含量和组分差别较大，牛至草收割的最佳时期是牛至现蕾期到初花期，此时牛至草中牛至油的含量最高，牛至所含化学成分的种类和数量在花和叶中最多，其次是牛至根，牛至茎最少。在饲料、制剂和产品中牛至油具有较稳定的理化性质，研究证明，其有效成分在4 ℃和20 ℃时贮存24 个月后没有任何损失，在80 ℃以上时有效成分损失仅0.79%，在105 ℃时有效成分损失为2.01%。牛至油的提取方法包括水蒸气蒸馏提取法、溶剂回流提取法、微波辅助法、同时蒸馏萃取法、超临界流体萃取法等，其中水蒸汽蒸馏提取法是最常用的方法之一。但在实际生产中，需要尽快研究制定适合于工业化大生产的可行方法和统一标准。

2 牛至油的生物学功能及作用机制

牛至油具有抗菌、抗氧化、增强机体免疫力、促进消化和改善动物产品品质等功效，是一种具有广阔应用前景的饲料药物添加剂。深入揭示牛至油的药理作用机制，对其开发利用具有重要意义。

2.1 抗微生物作用及机制

牛至油是一种天然的绿色抗生素，其中抗菌活性最强的是百里香酚和香芹酚，其对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、李氏杆菌和白色念珠菌的抗菌抑菌能力最强，研究还发现牛至油有抗病毒、真菌和抗寄生虫的作用。尽管牛至油的抗菌作用机制进行了很多研究，但是其详尽作用机制仍没有完全阐明，百里香酚和香芹酚的具体作用机制包括：增强细胞膜通透性，抑制细菌内毒素的分泌，多成分协同叠加作用等，上述几种作用机制并非都是独立的，可能会相互影响。萜烯类物质也能阻碍细菌DNA自我复制过程，从而抑制细菌的繁殖和生长过程。牛至油全成分抗菌效果比百里香酚和香芹酚要好，这说明牛至油的非主要活性成分可能与主要活性成分有叠加效应。因此天然提取的牛至油抗微生物效果要好于人工合成的百里香酚和香芹酚。

2.2 抗氧化作用及机制

正常情况下，动物体内自由基的产量很少，但动物在患病、应激和特殊生理条件下，机体内会产生大量自由基，自由基引发的连锁反应会对动物机体造成严重伤害。牛至油具有较强的抗氧化作用，发挥抗氧化作用的有效成分主要为酚酸类和萜烯类化合物。酚酸类化合物苯环上的酚羟基为其抗氧化活性基团，主要是通过脱氢反应清除烷氧自由基。萜烯类化合物含有1 个或多个异戊二烯骨架，具有较强的还原性，通过参与氧化还原反应，防止细胞膜和线粒体中的不饱和脂肪酸被氧化，进而维持细胞的正常功能。此外，牛至油还能激活机体的内源性抗氧化剂，通过提高血清中超氧化物歧化酶等防御酶系的活性，增强动物机体清除氧自由基的能力，防止机体受脂质过氧化的损伤。牛至油抗氧化作用的主要机制包括：直接淬灭自由基，与脂类、蛋白质、维生素等螯合，调节机体内氧化酶活性，与金属离子络合。在实际应用中，影响牛至油抗氧化作用的因素有饲养管理与环境的差异、生物活性成分的来源和加工方法的差异、生物活性成分的作用方式等。未来要加强动物营养与氧化应激的基础研究。

2.3 提高机体免疫力作用及机制

牛至油可以促进机体免疫器官的生长发育，增加吞噬细胞数量，提高吞噬细胞的吞噬能力，通过体液及细胞免疫增强机体的特异性和非特异性免疫力。有研究表明，牛至油可抑制有害菌的生长繁殖，维持微生态平衡，进而增加胃内容物的含量，延长营养物质在消化道的停留时间，促进了蛋白质等营养物质的吸收利用，这就为免疫器官的发育提供了充足的营养。

2.4 促生长作用及机制

牛至油的促生长作用已经被诸多学者的动物体外实验所证实，具体机制包括以下三个方面：牛至油中乙酸桧萜烯脂特有的芳香味可激发动物的食欲，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消化吸收；百里香酚和香芹酚通过增强肠道的屏障功能，减少病原微生物对肠道上皮细胞的损伤，保障了肠道正常的消化吸收功能；牛至油通过特有的抗菌作用维持肠道菌群平衡，提高了动物对营养物质的吸收能力，提高了饲料利用率，促进了动物生长发育。

3 牛至油在动物生产中的应用

近年来，由于抗生素不规范使用导致出现了大量动物源耐药菌株，一些动物细菌性疾病现有抗生素逐渐失效，而且存在产生“超级细菌”的风险。1973 年欧共体规定人畜共用抗生素不宜在饲料中用作促生长剂；1986 年瑞典全面禁止在动物饲料中使用抗生素；2006 年1 月1 日起欧盟全面禁止在食品动物中使用任何抗生素；中国农业农村部第194 号公告要求从2020 年1 月1 日起将退出除中药外的所有促生长类药物饲料添加剂品种。联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）以及世界动物卫生组织（OIE）对饲用抗生素的限制，推动了世界上许多国家开始选择使用天然产品来替代抗生素，所以其市场需求强烈，发展前景广阔。牛至油良好的生物学功能决定了它的可利用价值，1985～1999 年英国对牛至进行了大量研究，培育出活性物质含量丰富的牛至新亚种，该新亚种植物提取物的活性成分及产品可以用于动物和人类，是世界公认的天然饲料添加剂。牛至油作为一种新型的天然植物抗生素，与传统抗生素相比，具有来源广泛、抗菌效果显著、不易产生耐药性、不良反应小、适用范围广、体内无残留、没有停药期等特点。但是，因为牛至油具有挥发性强、适口性差、易氧化等缺点，在动物养殖实际应用时，常以二氧化硅、氢化脂肪为主要辅料，采用微胶囊包被工艺生产包被牛至油，如此可以显著降低其成分的挥发性、易氧化性，提高其适口性，乳化增溶技术还可以促进其在动物肠道内的吸收利用。我国农业部2001 年(农牧发[2001]20 号)批准牛至油预混剂为饲料药物添加剂，国内市场有多种牛至油的产品。

3.1 牛至油在猪生产中的应用

牛至油在猪生产中应用研究较多。在仔猪方面，主要研究结果体现在缓解仔猪断奶应激、提高采食量、日增重和饲料转化率、减少仔猪腹泻。在育肥猪方面，主要研究结果体现在提高生产性能、增强机体免疫、缓解运输应激和替代饲用抗生素。在母猪方面，主要研究结果体现在提高繁殖性能、缓解产后氧化应激、改善泌乳性能和减少母猪便秘。总体而言，牛至油在猪生产中降低饲养成本、提高经济效益、维持肠道健康、改善肉品品质、粪便除臭应用效果明显，在仔猪和育肥猪的应用上，适宜浓度牛至油可以替代抗生素使用。但是，牛至油的适宜添加量有待于深入研究。

3.2 牛至油在牛羊生产中的应用

牛至油在牛羊生产中的应用研究较少，主要功效是能显著增加反刍动物的瘤胃微生物蛋白产量、提高奶牛产奶性能和肉羊屠宰率、降低氮排泄的作用；能有效降低牛奶中体细胞数；增强机体抗氧化功能。

3.3 牛至油在家禽生产中的应用

牛至油在家禽生产中应用研究相对较多且结果比较一致，主要是通过维持肠道正常形态结构、增强肠道消化酶活性、提高肠黏膜组织中营养转运载体蛋白表达量等方式，提高饲料转化率和生产性能、改善产品品质；通过调节细胞免疫和体液免疫，增强机体免疫功能、预防家禽疾病。特别是通过优化肠道微生物菌群，对消化道细菌性疾病预防效果显著，对球虫病和禽流感也有较好效果。

3.4 牛至油在水产动物中的应用

牛至和牛至油在水产动物养殖中也被广泛应用。主要集中在诱食作用，降低饵料系数、提高生产性能，增色作用，提高产品品质，防病保健作用等，可以作为水产动物养殖的诱食剂、生长促进剂、增色剂、免疫增强剂。

3.5 牛至油在家兔生产中的应用

牛至油在家兔生产中也有应用研究，其功效主要表现在提高生长性能，提高机体氮沉积；通过刺激免疫器官发育、提高免疫器官指数、改善微生物区系，使肠道保持健康状态，增强机体免疫力和抗氧化能力。

3.6 牛至油在动物生产中应用存在的问题

当前，关于牛至油作为饲料添加剂的应用研究文献很多，但是结果并不完全一致。分析其主要影响因素有，不同的牛至种类、品种、来源，其有效成分含量及比例等功效不同；植物提取物添加剂与化工合成纯品功效不同；试验动物生长阶段、日粮组成和饲养环境不同功效不同；产品生产和监测不规范，产品质量不稳定，使用效果不同。因此，建立牛至GAP 大面积推广种植以及牛至油产品的质量标准，具有非常重要的现实意义。另外，牛至油与益生素或低聚糖的作用原理相反，存在相互拮抗作用，故在饲料中不能混合使用。

4 牛至油在其他方面的应用

牛至油还可以作为食品防腐剂、食品调味香料、护肤美容化妆品的原料。在传统医学中被广泛用作碎石剂、利尿剂、镇痉剂、兴奋剂、祛痰剂，还有抗肿瘤作用。早在东汉时期，先人们就把牛至作为一种中草药使用，具有解表、理气、化湿的功效，主治中暑、感冒、急慢性胃肠炎、腹痛吐泻等症。当前，随着对牛至的深入广泛研究，将牛至油开发为抗菌药物已成定局，牛至在医药方面的综合利用具有广阔前景。

世界上从来没有绝对完美的医药保健产品。人类和动物最好的医生是免疫，营养是免疫的基础。动物健康养殖领域存在太多的未知和变化。如何在保障健康的前提下进一步发挥动物的生产潜力？当前基于动物生理和病理基础上的营养免疫学存在的最大问题是研究的局限性和不深入，饲料添加剂新产品开发的急功近利，以及缺乏全产业链上各链条的命运联合和共同利益思维。当研究人员发现某一种饲料添加剂的正向功能后，殊不知它可能还存在着负向作用，这需要时间和实践的检验。为什么食源性疾病和药源性疾病频发？如何在健康养殖目标要求下，满足养殖企业利益需求和消费者品质需求，实现精准营养调控和食品安全，科学评估每一种抗生素替代新产品的生产标准、作用功效和潜在风险意义重大。