复方植物提取精油（奥来可）在养猪临床应用初探

王 迈，宋凯杰，王春江，王满楼，曹克飞

1.石家庄市动物卫生监督所，河北石家庄 050000；2.河北威远动物药业有限公司，河北石家庄050000

自从抗生素在20世纪20年代被发现以来，在促进动物生产的经济效益方面发挥了关键作用。作为亚治疗剂量的饲料补充剂，抗生素可以促进动物生长，提高饲料的营养价值，防止疾病感染。目前，动物养殖业面临着各种应激、病原微生物等不良因素的影响，在养殖环节中添加抗生素等传统解决方法会导致肠道菌群失衡、药物残留和耐药性等多方面负效应，同时也存在着威胁食品安全等诸多问题和潜在风险。虽然关于抗生素耐药性基因从动物病原体转移到人类的问题仍然存在着不同的观点，但研究表明，使用亚治疗剂量的抗生素与微生物群之间产生的耐药性存在潜在的联系。因此，寻找高效、安全、绿色的饲料添加剂来替代抗生素成为国内外畜牧工作者的研究重点。在现有的商业条件下，可用于提高动物生产力和帮助家禽和猪发挥其遗传潜力的抗生素替代品包括益生元、有机酸、植物精油、益生菌、合生菌、酶制剂、抗菌肽、高免卵黄抗体、噬菌体、粘土和金属等。随着养殖业的迅猛发展，传统中医学在养殖领域的应用逐渐为广大从业者所接受，其中植物提取精油作为一类发展较快的饲料添加剂，目前在畜牧业市场上替抗促生长类产品中备受关注。虽然所开发的许多替抗方案的效益已得到很好的证明，但对它们的作用机制、效率以及它们在现场应用方面的优点和缺点却缺乏资料。此外，普遍的共识是，这些产品缺乏一致性，其功效因农场和地区而异。因此本文主要从以下几个方面进行探讨：对肠道菌群结构作用、促生长特性、抗氧化特性、提升机体免疫力以及抗炎特性等。

1 植物精油对肠道菌群结构影响分析

胃肠道功能的优化对猪生长发育各阶段的整体代谢、生理、疾病状态和性能具有重要意义。肠道健康包含了大量的生理和功能特性，包括营养消化吸收、宿主代谢和能量生成、稳定和适当的微生物群，以及屏障功能和黏膜免疫等防御机制，以及这些组分之间的相互作用。肠道微生物群和宿主的相互作用有利于肠道屏障功能构建和黏膜免疫系统的发育。肠道在吸收营养物质同时，还必须保持对饮食和不同环境中微生物抗原做出适当反应的能力。由于肠道中抗原成分的多样性，一个复杂的黏膜免疫系统的进化依赖于先天免疫和适应性免疫之间的协作。黏膜免疫一方面免受有害病原体侵害肠道，同时也能够对饮食抗原和正常微生物群产生耐受。在仔猪断奶时饲料或饮水水中添加抗生素会引起肠道微生物群的差异，它们具有广谱的活性，因此它们具有杀死或阻止致病微生物和有益微生物生长的潜在能力。近几年随着限抗禁抗的呼声越来越高以及耐药性的产生，植物精油作为天然抗菌剂顺势登上了历史舞台。通常由于植物精油是多种活性成分，各成分间产生的协同增效作用，可以有效提高植物精油的广谱抗菌性，并增强对微生物的抑制杀菌效果。植物精油对微生物杀菌抑菌的作用机理可归纳为其活性组分破坏细胞膜脂和膜蛋白，影响细胞膜的正常生物学功能。精油中活性成分如酚类、醇类物质，可破坏细菌的细胞膜或细胞壁，影响细胞膜脂质层的流动性，改变细胞膜通透性，引发细胞内容物外泄，最终引起细菌生长受到抑制甚至死亡。植物精油促使细菌细胞膜中的蛋白质变性，或与细胞膜上的磷脂发生反应，破坏膜的通透性，干扰蛋白质和细胞壁的合成，从而抑制微生物的生长。植物精油特殊的物理杀菌方式，不会产生耐药性。Li等发现荔枝精油与大肠杆菌作用2 h后，可以通过穿透或者破环细菌细胞内外膜而杀死大肠杆菌，电镜结果显示荔枝精油在细胞膜上“打洞”，从而导致细胞内液外漏，水平衡失调而死亡。Zou等研究发现仔猪补充牛至油后，虽然肠道细菌总数、乳酸菌和粪肠球菌没有明显差异，但是回肠、空肠和结肠中大肠杆菌数量显著降低，同时小肠中紧密连接蛋白表达量增高，稳固了肠黏膜的完整性。大肠杆菌过多可能会影响肠黏膜，因为它们会释放毒素，宿主肠细胞与微生物群密切接触会产生损伤。在构成动物胃肠道微生物群的微生物中，所谓的有益菌或益生菌，如乳酸菌、双歧杆菌等，其有益作用是通过竞争性排斥作用来侵噬病原菌。正因为如此，很是期望植物精油具有选择性，对动物胃肠道的致病菌有抗菌作用，而对有益菌无抗菌作用。推测可能机制之一是肠道有益菌对植物精油的敏感性比较低。Du等发现乳酸菌对商业化精油、百里香酚和香芹酚的耐受度高，而大肠杆菌、产气荚膜梭菌、沙门氏菌等有害菌对精油及其主要组分比较敏感，其中精油对乳酸菌的MIC为3 000 μg/mL，而对有害菌的MIC为750 μg/mL。同样地，橙油和柑橘萜对有益菌植物乳杆菌和乳酸杆菌抑菌活性非常弱，说明这些柑橘精油对这些有益菌的抑菌效果较差。总之，植物精油改善了肠道微生态，使有害菌减少，有益菌增多，进而占优势的有益菌帮助消化部分营养物质，饲料利用率提高，同时形成的占位优势使有害菌处于弱势，减少了有害菌内毒素产生和对肠道黏膜的侵袭，维护了肠道的黏膜屏障功能。

2 植物精油促生长研究

当气味和食物中某些刺激物刺激神经中枢时，唾液和胃的分泌物就会增加。当通过饮食香料（提取物）时，还能显著刺激胰脏脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶的活性。其中一些对小肠黏膜末端消化酶也有有益作用。与此同时，这香料（提取物）证明能够刺激胆汁或消化酶的分泌，加速消化，减少食物在胃肠道的运输时间。植物精油特殊气味经嗅觉神经进入脑部后，可刺激大脑前叶分泌出内啡汰、脑啡汰两种荷尔蒙，使大脑处于一种采食兴奋状态，促进动物采食。

Yan等研究发现添加了荞麦、黑胡椒、姜黄、生姜和百里香混合提取物的饲料的猪比正常日粮的猪有更高的平均日增重（ADG）和平均日采食量（ADFI），然而料肉比没有明显差异。而且添加精油降低了育肥猪粪便中有害气体NH3和H2S含量，但是饲料消化率没有明显变化，推测原因可能是肠道益生菌起了作用，提高可见植物提取精油可以提升猪的生长性能。Zou等研究发现饲喂含牛至油的饲料后，仔猪空肠绒毛高度和完整度显著提高，无分散和脱落现象发生。Cheng等研究发现全程饲喂含牛至油的低蛋白饲料后，猪ADG和ADFI均提高，瘦肉率高，干物质和粗蛋白表观消化率均有不同程度提高，推测由于唾液、胆汁分泌增加和肠道消化酶活性提高所致，而且比饲喂正常日粮组的猪早15 d出栏，料肉比却无显著变化。Xu等研究发现断奶仔猪添加植物精油（百里香酚25%和香芹酚25%）后，空肠中胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶活性均有提高(p＜0.05)，与对照组相比，精油组平均日增重(ADG)明显高于对照组(p＜0.05)，精油组提高了干物质、钙、磷、粗蛋白和总能量的表观消化率(p＜0.05)，增加空肠绒毛高度(p＜0.05)，有增加盲肠异丁酸浓度的趋势(p＜0.10)，同时提高了粪便中乳酸菌的数量(p＜0.05)，这体现了精油对仔猪肠道健康和消化酶有正向调节作用。

3 植物精油的抗氧化功能

精油的抗氧化活性是一个非常有趣的生物学特性，因为它们可以保护食物免受氧化剂的危害，从而可以提高饲料的营养价值和饲料氧化稳定性，同时延长动物油、肉、蛋的货架寿命，更重要的是精油还具有清除自由基的功能。动物机体生理状态下自由基的产生和清除处于一个动态平衡。一旦平衡被外界环境或内在因素打乱，炎症、疾病或者血液中抗氧化物质（如硒、维生素C、维生素E、SOD、GSH、MPO）减少，这些由线粒体产生的O2-和H2O2等过多的自由基会造成细胞损伤，损害细胞DNA、酶和细胞膜，并引起免疫系统活性和生物聚合物结构的变化，而这些变化反过来又可能导致细胞衰老和疾病发生。植物精油组分中的酚类化合物具有最高的抗氧化活性，包括萜烯类和苯丙烯类，主要有百里香酚、香芹酚、丁香酚等。顾仁勇等研究发现，牛至精油、丁香精油、山苍子精油、肉桂精油、连翘精油对冷鲜猪肉的保鲜效果好，结合真空包装贮期达18 d。同样地研究发现，猪日粮中添加牛至油后，提高了猪胸长肌的氧化稳定性、总抗氧化能力和过氧化氢酶含量，降低了肉滴灌损失。Zeng等研究发现猪日粮中添加植物精油，显著提高了血浆中总抗氧化能力，提高了超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶含量，降低了断奶仔猪的应激反应，维护肠道黏膜的完整性和稳态。Guo等研究发现断奶仔猪饲喂植物精油（主要成分香芹酚和肉桂醛）后，仔猪血清、十二指肠黏膜和回肠黏膜中谷胱甘肽(GSH)含量均呈显著升高，此外，随着植物精油添加量增加，脾脏谷胱甘肽转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶1 (GPX1)和肝脏GST等抗氧化相关基因表达水平显著上调，提升了断奶仔猪的肠道和肝脾器官功能，降低了断奶仔猪应激反应。

4 植物精油提升机体的免疫应答

提升畜禽的免疫力是预防疾病感染的首要任务。抗生素滥用、免疫失败和免疫抑制性疾病等常常导致免疫缺陷的发生。为提高畜禽的免疫应答，降低疾病感染的可能性，一些免疫调节剂常常应用于畜禽生产中。Zeng等发现与未添加精油组相比，日粮中添加植物精油组的猪血液中白蛋白、IgG和IgA含量显著升高。Li等研究发现猪日粮中添加植物精油后，淋巴细胞转化率显著升高，白细胞吞噬率显著上升反映机体非特异性细胞免疫水平提高。精油可以改变淋巴细胞在肠道中的分布。肠道微生物群和粘膜免疫系统之间的交流有利于相互生长和生存。Veronika等研究认为在不影响断奶仔猪生长性能的前提下，添加精油可提高断奶仔猪的非特异性免疫功能，淋巴细胞转化率显著提高。有报道称在肉鸡中添加5.0 g/kg 紫锥菊提取物可以提高绵羊红细胞(SRBCs) 和新城疫病毒(NDV)的抗体效价。体外实验表明，与对照组相比，肉桂醛(25～400 ng/mL)处理鸡脾脏淋巴细胞后具有明显的促增殖作用。Annalucia等体外研究证实，桉树精油可以激活人的单核巨噬细胞，增强其吞噬活性，提升先天性细胞介导的免疫应答。与这些结果相反，Hermann等报道了紫锥菊提取物对接种了PRRSV的仔猪的抗体滴度没有任何作用。血液中嗜异细胞数目上升，淋巴细胞数目下降，代表天然免疫对抗炎症反应的启动。动物饲料中添加植物提取精油后，血液中中性粒细胞等非特异性免疫细胞的水平降低，但吞噬功能增强，促进淋巴细胞和抗体的产生，这意味着机体炎性反应降低，特异性免疫提高，以抵御入侵病原体，减轻疾病带来的副反应。从本质上说，鸡和猪在非特异性免疫系统中消耗的能量越少，就有越多的能量用于生长和生产。

5 植物精油的抗炎作用

Zou等报道牛至精油（含量81.92%香芹酚）可以降低MAPKs和NFκB蛋白水平，进而降低猪空肠细胞因子IL-1β、IL-6、IFN-γ、TNF-α和单核细胞趋化因子-1，证实了植物精油的抗炎作用。同样地，饲喂精油（含有81.89%香芹酚）的肉鸡，接种艾美球虫卵囊后，也观察到IL-6和TNF-α细胞因子表达的减少。Pannee等在体外研究证实肉桂醛和肉桂油作用于J774A.1细胞系后，在mRNA水平上抑制了IL-1β、IL-6、TNF-α的表达，增强了抗炎因子IL-10的表达。Lubbad等报道姜黄素能通过减少TLR4 、MyD88、NFκB的蛋白水平，来抑制炎性反应。TLR4激活后MyD88通常是被招募更多的下游分子，来激活NFκB通路。Liu等实验表明辣椒油、大蒜植物油和姜黄油通过降低猪血清炎症介质，减少了大肠杆菌感染的腹泻和不良反应。Liu等研究发现猪补充姜黄素等提取物后，显著降低了血清中IL-1β和TNF-α的水平，提升了抗炎因子IL-10含量，改善了猪的免疫反应，降低了PRRSV引起的炎性反应。与这些作用相反，Lee等体内测试结果表明，肉鸡饲喂补充低剂量（14.4 mg/Kg）肉桂醛后，细胞因子IL-1β、IL 6、IL-15 、IFN-γ在mRNA水平的表达增加。然而，肉桂醛对禽类是否具有剂量依赖性的免疫调节作用还需要进一步的实验来证明。推测植物精油可能通过调节MAPKs和NFκB两种信号通路，来增强或减弱机体的炎性反应，然而这仍需更多研究来阐明其机制的细节。

天然、绿色、安全的植物提取精油（奥来可）是养殖业高效、高品质发展的需要。植物提取精油有效改善饲料中的不良气味，促进动物采食，减少营养物质氧化，从而降低饲喂环节营养物质的流失；植物提取精油抑制或杀灭肠道内包括大肠杆菌、沙门氏菌等在内的有害微生物，减少营养物质的非正常流失，维护肠道微生态平衡；提高胆汁和消化酶的分泌，清除肠道黏膜上皮细胞产生的自由基，降低肠道炎症和损伤的发生，肠黏膜免疫能力增强，提高了机体健康水平，最终促使饲喂植物精油的动物健康、生长速度快、料肉比低。因此，植物提取精油在畜牧养殖中的应用值得开发与研究，这也是达到健康养殖目标的重要方法和有效手段。