(黑龙江八一农垦大学动物科技学院,大庆 163319)
近年来,抗生素的不合理使用给畜禽、人类和环境带来了严重的危害。随着饲料中促生长类抗生素的禁用,迫切需要寻找替代品。牛至油因其具有抗微生物、抗氧化、提高免疫力以及促生长的作用,成为一种新型饲用抗生素替代备选品。因为牛至油在传统中医中药中被广泛应用于防治各种疾病[1],所以,将其应用在畜牧生产中具有理论基础和实际意义[2]。
牛至(Origanum)为唇形科牛至属多年生半灌木或草本植物,又名野薄荷、满山香、土香薷、滇香薷及小叶薄荷等[3]。牛至味辛辣、微苦、性凉,可全草提取出芳香挥发油,也可作为蜜源植物或芳香疗法药物使用,具有清热凉血止痢、祛暑解表理气等功能[4]。
牛至油(Oregano oil)是从牛至中提取的黄色透明油状液体,具有独特的香味,在牛至全草中含量约为1%~10%,不溶于水和甘油,溶于乙醇、大多数非挥发性油和丙二醇[5]。据美国农业部的“植物化学与植物生态学”资料记录,牛至油中的化合物大约有50种[6]。通过利用水蒸气蒸馏法、同时蒸馏萃取法和微波辅助萃取法3种方法提取牛至油,发现其醇类化合物的含量相对较高[6,7]。另有报道称,其成分的50%以上为酚类化合物,还含有约17.7%γ-松油醇、11.7%异丙基苯、3.7%右旋-α-松油醇以及其他化合物,如倍半萜烯类、松油烯、松油烯醇-4和黄酮、类黄酮[8,9]。牛至油的成分并不固定,因牛至所在的地理位置、生长环境、收获季节乃至提取部位与工艺的不同而发生变化[10]。
研究发现,牛至油促进动物生长的作用机制包括以下四个方面(见图1):
(1)牛至油成分中的乙酸桧萜烯脂具有特殊香气[11],能刺激动物的食欲,从而激发消化道感受器,通过信息反馈系统有效地激活消化酶的活性,提高胰蛋白酶、淀粉酶以及脂肪酶的酶活性,食糜的黏稠度发生变化,增加营养物质转运体的mRAN表达量,进一步提高饲料转化率,促进营养物质的消化吸收[12,13]。
(2)牛至油成分中的酚类化学物质具有抗菌作用,可减少病原微生物对肠道上皮细胞的损伤,保障肠道正常的消化吸收功能[14]。牛至油的成分与细菌接触,会使细菌细胞膜的结构和功能发生改变和破坏[15],还可以使细菌的物理状态发生改变,使细菌的膜变为水泡状。
牛至油成分中的麝香草酚和香芹酚,因极强的表面活性可使致病菌的细胞膜被迅速穿透,造成细胞膜的渗透性发生改变,导致细胞内关键过程受阻碍和细胞成分的泄漏,失去水分的平衡,从而杀死细胞,达到抗菌的效果[10]。百里酚和香芹酚对肠道上皮层有积极影响,可使死亡细胞及坏死组织脱离肠内腔,从而有利于炎症的治疗,使畜禽腹泻问题有所好转,促进畜禽的生长发育[16]。
(3)牛至油特有的抑菌杀菌作用可以有效抑制动物肠道内有害菌群的生长,从而使肠道内的菌群趋于均衡,更利于某些饲料营养成分的消化吸收,提高饲料转化率,最终提高动物生产性能[3]。有研究发现,在蛋鸡饲料中添加牛至油可以使肠道菌群中大肠杆菌、沙门氏菌的数量减少,使乳酸菌、双歧杆菌的数量增加,从而保持肠道健康,进而促进饲粮的消化吸收,蛋鸡产蛋性能由此提高[13]。
(4)牛至油对机体的免疫功能具有一定作用,可以提高吞噬细胞的能力,加强机体的免疫力,从而有利于减少畜禽疾病的发生,起到促进机体生长发育的作用。
图1 牛至油促生长作用机制示意图
牛至油在反刍动物上的应用研究广度和深度有限。姜辉等[17]试验结果显示,在基础日粮中添加牛至油可使河西绒山羊平均日增重显著增高。一方面,因牛至油具有的特殊香味使河西绒山羊的采食量增加;另一方面,牛至油可以有效抑制病原微生物在消化系统的繁殖发育,有利于河西绒山羊对日粮的消化吸收,提高了日粮中营养物质的转化利用率,进而促进生长。初汉平[18]在基础日粮中添加牛至油后测定济宁青山羊的生长性能、料重比及发病率的变化,结果显示牛至油能使青山羊日增重显著提高,料重比及腹泻率均降低,且在日粮中添加500mg/kg牛至油较为适宜。张然等[19]在基础日粮中加入不同浓度的牛至油后测定绵羊的生产性能,结果显示,0.015%牛至油可使绵羊干物质采食量、平均日增重和饲料转化率均显著上升。
在兽医临床上影响牛群生长发育的常见原因是新生犊牛腹泻和奶牛乳房炎等疾病。学者们通过在饲料中添加牛至油来降低犊牛腹泻率、预防奶牛疾病,进而促进动物的生长,提高产奶量。陈昊等[20]在犊牛精料中添加牛至油,结果随着犊牛的生长发育,试验组犊牛的体重、平均采食量以及免疫功能与对照组相比均极显著提高,腹泻频率与对照组相比极显著下降。据报道[21],在犊牛出生后的10d内每天饲喂牛至油,可有效降低在野外生存条件下犊牛腹泻的严重程度。另有通过复方牛至油纳米乳对奶牛临床型乳房炎的防治进行研究[22],结果表明,中等剂量即可用于临床治疗,根据病情的严重程度可适当调节用药剂量。在复方牛至油治疗奶牛子宫内膜炎的研究中[23],临床推荐使用复方牛至油5倍稀释液,每次100mL,隔天使用1次,连续使用3次。
牛至油在猪生产方面应用研究较多,研究发现其在防治仔猪断奶后腹泻、促进育肥猪生长、提高母猪繁殖性能等方面有显著作用。黄国清等[24]将牛至油与其他抗生素进行对比,结果显示,添加牛至油可使仔猪日增重显著提高,料肉比降低,腹泻率降低,死淘率减少,这与汪莉[25]、王萌[26]、杨世红[27]的结果相似。尚斌等[28]研究表明,牛至油在仔猪上应用利于经济效益提高。在育肥猪的应用上[29~31],牛至油主要可以增加猪的日采食量,促进养分表观消化率提高,降低饲料成本。在饲料中添加牛至油可提高母猪分娩率,使每窝产活仔猪数增加,提高初乳品质及仔猪断奶后的生长速度[32,33]。
牛至油在家禽上应用的研究文献中大多提出,在肉仔鸡的日粮中加入适量的牛至油,可以增加肉仔鸡食欲,使其日增重呈上升趋势[34~37]。但也有研究报道显示,在基础日粮中加入牛至油并不能改进肉仔鸡的生长机能[38],这说明牛至油对肉仔鸡的生长性能研究结果,可能因牛至油的成分、来源、添加量、日粮配方及饲养条件影响而不一致[39]。
牛至油在家兔上的应用,主要是通过其特有的抗菌作用改善肠道微生物组成,维持肠道菌群的平衡,来促进家兔对营养物质的吸收,促进生长发育。孙海涛等[40]的研究结果显示,在肉兔基础饲料中加入牛至油可显著增加日平均采食量和日增重,使盲肠中大肠杆菌和乳酸菌含量显著降低,在某种程度上改善了肉兔的肠道微生物菌群,保障了动物的肠道健康。
牛至油在促进水产动物生长方面也有报道,因其所含的氨基酸成分具有特殊香味,可刺激鱼虾的嗅觉让其主动进食,进而刺激胃肠道处于兴奋状态,激活消化酶的活性,使胆汁、消化道黏液等分泌增多,从而利于动物对营养物质的消化吸收[41],起到促进鱼虾生长的作用。这不但有利于提升鱼虾的生产性能,同时也能降低饲料的诱饵量,降低繁育的成本,促进经济效益的增长。李国富等[42]在饲喂鲤鱼的基础饲料中加入不同浓度的牛至油,结果显示,牛至油能降低饲料系数,提高机体对营养物质的利用率,促进鱼的体重增加。另有研究表明[43],在凡纳滨对虾的日粮中添加植物精油(主要为牛至油、柑橘油),可以改善肠绒毛的脱落情况,提高凡纳滨对虾的日增重。
综合文献报道发现,牛至油促进动物生长的试验结果并不都是一致的,有的差异显著,有的差异不显著。分析其中原因,可能与牛至的生长季节、地理位置、提取部位以及牛至油的加工工艺有关。牛至油不仅能促进动物的生长发育,还具有抗病原微生物、抗氧化及提高免疫力的作用[5],牛至油因其具有可靠的综合功能,且天然无毒副作用、无残留及不易发生耐药性等特点[3],在饲用抗生素禁用的新时代具有广阔的应用前景。但是必须指出的是,牛至油作为饲用抗生素的潜在替代品,还需要进一步研究其作用机制,还需要国家有关部门制定相应的法律法规,科学评价和严格监管牛至油原料产品及相关的饲料添加剂企业、养殖企业和畜禽食品的安全性。