牛至油的生物学功能及其在畜牧生产中的应用研究进展

胡 益，张云露，宋泽和，张海涵，田文奎,2，贺 喜*

（1.湖南农业大学动物科学技术学院，饲料安全与高效利用教育部工程研究中心，湖南家禽安全生产工程技术研究中心，湖南畜禽安全生产协同创新中心，湖南长沙 410128；2.瓮安县永和镇扶贫工作站，贵州黔南州 550400）

牛至（Origanum Vulgare Linn）是唇形科牛至属多年生草本植物，最高可达90 cm，茎多毛直立，叶片为卵形呈暗绿色[1]。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，约占全株重量的0.5%～7%，主要成分是香芹酚和百里香酚[2]，这些化学成分具有多种生物学功能，使得牛至油在畜禽饲料领域具有一定的研究价值。因此，本文主要综述了牛至油在机体内的吸收代谢、生物学功能及其在畜禽生产领域的应用，为牛至油作为畜禽饲粮添加剂进行合理开发和研究提供参考。

1 牛至油的吸收代谢

为使牛至油在畜禽体内最大程度地发挥作用，同时保证牛至油的安全性，研究牛至油在体内的吸收、转运、代谢和排出的过程十分必要。研究发现，百里香酚和香芹酚在大鼠体内主要以还原状态和葡萄糖苷酸盐、硫酸盐等形式排出体外[3]；而百里香酚在人体内的代谢产物则为硫酸百里酚、百里香葡糖苷和百里香酚氢醌硫酸盐[4]。Varel[5]研究发现，香芹酚和百里香酚在缺氧的猪粪中不会被微生物代谢，并且对厌氧菌有显著抑制作用。Michiels 等[6]同样发现，香芹酚和百里香酚在猪空肠模拟中没有降解，但在猪盲肠模拟中有29% 降解，与之对应的丁香酚和反式肉桂醛在空肠和盲肠模拟消化中显示出更明显的降解。Michiels 等[6]研究发现，给仔猪口服香芹酚和百里香酚可在胃和近端小肠中几乎完全吸收，血浆浓度（游离和结合的化合物的总和）分别在1.39、1.35 h 到达峰值，并且二者在尿液中的浓度也随之升高。用添加百里香酚饲喂肉鸡28 d 后，其肾脏和血浆中百里香酚的浓度高于胸肌和肝脏[7]。Avila 等[8]研究也发现，在肉鸡日粮中添加牛至油可以增加胸肌中香芹酚和百里香酚含量。由此可见，牛至油在畜禽消化道中比较稳定，微生物无法将其分解，主要吸收部位是胃和小肠，除了少量牛至油能沉积在畜禽的内脏和肌肉中，大部分牛至油通过肾脏以降解物或原始形态随尿液排出。

2 牛至油的生物学功能

2.1 抑菌作用 畜禽生产过程中细菌感染性疾病较为常见，细菌感染可导致畜禽生长性能下降甚至死亡，给畜牧业带来了巨大的经济损失。研究发现，牛至油对革兰氏阴性和阳性菌均有较强的抑菌效果，这与牛至油的主要成分香芹酚和百里香酚的活性有关[9]。香芹酚和百里香酚的抗菌机制主要是使细胞质膜通透和去极化[10-11]、抑制细菌生物膜的形成[12]、影响细菌蛋白质的合成[13]、影响细菌的交流系统-群体感应等[14-16]。Xu 等[10]试验发现，香芹酚和百里香酚的处理可以破坏大肠杆菌的膜完整性，增加了膜通透性，并导致了钾离子的泄露，最终导致膜电位的失衡。Cui 等[11]研究发现，牛至油可以通过破坏耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）细胞膜、抑制三羧酸循环关键酶活性以及PVL 毒力基因的表达，从而显著抑制MRSA 的生长和毒性。Ahmad 等[17]研究发现，百里香酚能通过抑制念珠菌麦角固醇的合成抑制生物膜活性。Sharifi 等[18]研究发现，香芹酚和百里香酚可通过抑制肺炎链球菌中LuxS和pfs基因（调节群体感应的基因）的表达，从而抑制肺炎链球菌生物膜的形成。

2.2 抗氧化作用 氧化应激是引起细胞DNA 损伤、衰老和死亡的重要原因[19]。研究发现牛至油的抗氧化活性与α-生育酚和丁基化羟基甲苯（BHT）相近[20]。Wei 等[21]试验发现，口服20 mg/kg 牛至油能显著降低腹腔注射敌草快诱导的大鼠模型肠道黏膜活性氧（ROS）的积累，同时降低了空肠黏膜中肿瘤坏死因子α（TNF-α）和白介素6（IL-6）的表达，并增加了肠道紧密连接蛋白的表达，从而对大鼠肠道氧化损伤起到了保护作用。Zou 等[22]试验发现，牛至油能通过核因子E2 相关因子2（Nrf2）诱导细胞中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽（GSH）基因的表达，从而缓解过氧化氢诱导的猪小肠上皮细胞的氧化损伤。但由于机体的氧化应激是一个动态平衡，高剂量的抗氧化剂会对细胞产生负面影响。比如，在高浓度的香芹酚和百里香酚混合物作用下，会引起人结直肠腺癌细胞的氧化应激，增加ROS 含量，降低GSH 含量[23]。因此，在牛至油应用于畜牧生产中时要注意摸索不同畜禽的最适添加剂量。

2.3 抗炎作用 炎症反应是导致畜禽疾病损伤的主要因素之一。脂多糖（LPS）等外来的毒素物质会刺激机体免疫细胞释放多种促炎因子，这通常是有益的；但当炎症反应过度时，可能会导致广泛的组织损伤和病理变化[24]。牛至油对动物细胞有明显的抗炎作用。Cheng 等[25]研究发现，牛至油可以通过降低核转录因子（NF-κB）、蛋白激酶B（AKT）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）的激活，进而有效抑制LPS 诱导的巨噬细胞中炎症介质的表达。同样，Liang 等[26]报道，百里香酚（40 μg/mL）通过介导AKT 和NF-κB 的下调来抑制LPS 处理的小鼠乳腺细胞中TNF-α、IL-6 以及一氧化氮合酶（iNOS）的产生。Wang 等[27]研究发现，百里香酚可通过抑制Toll 样受体4（TLR4）介导的NF-κB 信号通路，来缓解人腹膜间皮细胞系细胞炎症。Nagoor 等[28]研究发现，百里香酚（7.5 mg/kg）能通过抑制溶酶体酶的释放和炎性细胞因子的表达，来减轻异丙肾上腺素诱导的大鼠炎症。综上可见，牛至油能抑制细胞中多种炎症因子的表达，有降低畜禽过度炎症反应的潜力。

2.4 调节糖脂代谢作用 牛至油对畜禽的脂质代谢和糖代谢有调节作用。Cho 等[29]研究发现，香芹酚能通过调节高脂饮食模型小鼠的脂肪形成和炎症相关基因的表达，来预防饮食诱导的肥胖。Spalletta 等[30]研究发现，香芹酚可以降低小鼠胚胎成纤维细胞中脂肪的形成，这种减少与自噬和碳水化合物反应元件结合蛋白（ChREBP）活性的减少有关。Haque 等[31]研究发现，百里香酚同样能通过减少小鼠内脏脂肪积累，改善胰岛素和瘦素的敏感性以及增强机体抗氧化能力等，来预防高脂饮食诱导的小鼠肥胖。Li 等[32]研究发现，香芹酚可通过增强小鼠肝酶（HK）、磷酸果糖激酶（PFK）和柠檬酸合成酶（CS）的活性来调节葡萄糖代谢，有效降低糖尿病模型小鼠的血糖浓度。Liu 等[33]研究发现，香芹酚能激活PI3K/Akt 途径，防止糖尿病引起的小鼠主动脉过度收缩，同时降低糖尿病小鼠的血糖水平。综上所述，百里香酚和香芹酚可有效调节动物机体的脂质代谢和葡萄糖代谢，有改善畜禽过度肥胖和腹脂率过高的潜力。

3 牛至油在畜牧生产中的应用

3.1 牛至油在猪生产中的应用 Tan 等[34]研究发现，在母猪饲粮中添加15 mg/kg 牛至油能显著降低母猪哺乳期血清中的ROS、8-羟基-脱氧鸟苷（8-OHdG）和硫代巴比妥酸反应性物质（TBARS）含量，并显著提高母猪粪便中乳酸菌数量和仔猪的平均日增重。Ariza 等[35]研究发现，在妊娠期和哺乳期母猪饲粮中添加250 mg/kg牛至油能显著提高母猪泌乳期乳汁中T 淋巴细胞数量，但对其仔猪生长性能和免疫性能没有影响。Zeng 等[36]研究发现，在断奶仔猪饲粮中加入250 mg/kg 牛至油能显著提高空肠绒毛高度、绒隐比、平均日增重和营养物质消化率，且能显著降低盲肠中大肠杆菌和结肠中厌氧微生物数量。Zou 等[37]研究发现，在72 kg 育肥猪饲粮中加入25 mg/kg 牛至油可以降低其血清内毒素和肠道中大肠杆菌的比例，并提高其肠道绒毛高度和空肠中紧密黏连蛋白的表达。Alarcon 等[38]表示，在育肥猪日粮中添加1 000 mg/kg 牛至油可以提高屠宰后猪肉的贮藏时间。Zou 等[39]试验发现，在育肥猪中加入25 mg/kg 牛至油可以显著降低其肌肉pH45min、滴水损失、血清肌酸激酶（CK）和皮质醇水平。综上所述，饲粮中添加牛至油可有效降低猪的氧化应激，并改善其肉品质和肠道健康。

3.2 牛至油在家禽生产中的应用 牛至油具有提高家禽的生长性能、降低耗料增重比、改善肉品质、增强免疫能力和减少病菌感染疾病的能力。乔利敏等[40]试验表明，在饲粮中添加50 mg/kg 和100 mg/kg 牛至油能显著提高罗曼粉种鸡的产蛋率、种蛋合格率、受精率及孵化率，降低料蛋比并提高新城疫HI 抗体水平。Peng 等[41]试验发现，添加600 mg/kg 牛至油制剂能显著提高AA肉鸡全期的平均日增重和21、42 d 末重，并降低1～21 d的饲料转化率。郝丹丹等[42]研究发现，在饲粮中添加50 mg/kg 牛至油对海兰灰成年蛋鸡的采食量无影响，但能显著提高其产蛋率、血清中免疫球蛋白G 含量、新城疫抗体滴度和脾脏中抗炎因子的表达量，并显著降低料蛋比。Mohiti 等[43]研究表明，添加500 mg/kg 牛至油能显著改善肉鸡的生长性能和耗料增重比，并且能缓解球虫病引起的肠道损伤。彭青云等[44]试验发现，在AA 肉仔鸡饲粮中加入300 mg/kg 牛至油，能显著提高其平均日采食量、屠宰率、半净膛率、全净膛率、胸腺指数和法氏囊指数，并显著降低耗料增重比和腹脂率。周明等[45]研究发现，与添加抗生素的对照组相比，添加50、100 mg/kg 牛至油能显著提高肉仔鸡的生长性能、免疫指标、肉品质指标。Mohiti 等[46]试验发现，添加300 mg/kg 牛至油可以显著提高罗斯308 肉鸡的肠道绒毛高度和绒隐比。Hashemipour 等[47]研究发现，添加百里香酚和香芹酚的混合物可以提高肉鸡的生产性能和抗氧化酶活性，延缓脂质氧化，增强消化酶活性，提高免疫应答。Zhu 等[48]表明，添加牛至油可以增加十二指肠和回肠菌群中厚壁细菌门的相对丰度，增强了盲肠肠道菌群中几种代谢途径（如蛋白质消化/吸收和氨基酸代谢）。杜恩存[49]研究发现，在产气荚膜菌感染的肉仔鸡中，牛至油可以通过影响肠道微生物数量、抑制Toll 样受体2（TLR2）介导的炎症反应来缓解产气荚膜菌感染对肉仔鸡造成的肠道损伤。综上可知，家禽饲粮中添加50～600 mg/kg 牛至油可改善家禽的抗氧化性能、免疫性能和肠道健康，从而提高家禽的生长性能和降低家禽的死亡率和疾病率。

3.3 牛至油在反刍动物生产中的应用 饲粮中添加牛至油能改善反刍动物耗料增重比、生长性能、抗氧化机能和免疫功能。研究发现，在荷斯坦犊牛的精料中加入4 g/kg 牛至油，能显著改善犊牛对饲料中各营养物质的消化率，并明显提高其平均日增重和血清中总蛋白、免疫球蛋白M（IgM）、免疫球蛋白G（IgG）、免疫球蛋白A（IgA）的浓度[50]。张然[51]研究发现，饲喂150～450 mg/kg 牛至油对绵羊的瘤胃干物质和纤维降解率没有影响，但能显著提高绵羊的干物质采食量、平均日增重和饲料转化率。初汉平等[52]研究发现，在济宁青山羊饲粮中添加500 mg/kg 牛至油可以显著提高其对各营养物质的消化率，并显著改善其血清抗氧化指标。姜辉[53]发现，添加牛至油能改善河西绒山羊的平均日增重、胴体性状、屠宰性能、肉品质和肌内脂肪酸营养价值。张凯祥等[54]在奶牛饲粮中加入10、13、16 g/（头·d）牛至油，可显著提高其瘤胃微生物蛋白产量、产奶量，且能显著降低其总氮排出量，其中13 g/（头·d）组效果最好。综上所述，反刍动物饲粮中添加牛至油是提高其消化率、抗氧化性能和生长性能的一种有效方法。

4 小 结

牛至油是一种具有抑菌、抗氧化、抗炎和调节糖脂代谢等多种生物学功能的天然植物提取物，在畜禽饲粮中添加牛至油可改善其生长性能、抗氧化功能和免疫机能等。目前，由于市面上的牛至油成分都各不相同，同种牛至油在不同动物生产中的表现也不一样。因此，需要进一步探索牛至油中不同活性成分的生物学功能、不同组分的互作，及其在畜禽不同品种、不同生长阶段的使用剂量，为畜牧无抗养殖提供可行方案。