植物精油提取及畜牧养殖应用研究进展

乌日汗，黄显晔，刘雪松，王 爽，张鹏宇

1.杜尔伯特蒙古族自治县畜牧技术服务中心，黑龙江大庆 166200；2.黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院，黑龙江齐齐哈尔 161005

植物精油（PEO）是植物在生长发育过程中一类油状次生代谢产物的总称[1]。其中含有多种活性物质，可有效发挥抗菌、抗氧化、提高动物生产性能等功能。随着抗生素的使用不当，细菌的耐药性逐渐增强，并且出现了一些“超级细菌”。这些“超级细菌”对多种抗生素皆产生了强烈的耐药性，导致了对其治疗极为困难。这些“超级细菌”中，耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）较为著名，这种细菌严重危害了动物健康安全及公共卫生安全[2]。我国农业农村部发布的194 号公告表明，2020 年7 月1 日饲料生产企业停止生产含有促生长类药物饲料添加剂的商品饲料。而后发布的246号公告是继194 号公告进一步用于指导饲料“禁抗”工作的细化规则[3]。面对这种大环境，需要寻找抗生素的有效替代物来保证动物的健康以及动物的生产性能。植物精油作为一种自然产物，因具有多种有益的生物功能，在替抗方面发挥了重要的作用。本文就植物精油的提取方式及在畜牧养殖行业的应用进行综述。

1 植物精油的提取方式

1.1 压榨法

压榨法是提取植物精油最简单的方法。压榨法是通过压力将植物组织器官中的有效成分充分挤压出来[4]。由于压榨法对温度要求较低，避免了精油在制备过程中受热、受冻导致了精油功能的变化。压榨法对植物的针对性较强，主要是对柑橘类植物精油进行提取。谢练武对比了压榨法和蒸馏法提取的精油，发现压榨法生产的柑橘精油具有较佳的气味，更加接近于天然的鲜橘果的香味，发现压榨法适用于工业大规模连续生产柑橘香精油[5]。

1.2 水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法是商业中最常用来提取精油的方法[6]。水蒸气蒸馏法是通过在蒸馏作用过程中植物体内的精油和热水透过植物组织薄壁的扩散作用，将植物中的提取成分从植物组织中渗透出来，再经过冷凝后通过油水分离的方法获得纯度较高的精油。该方法适用于提取与水不发生反应或者不溶于水的有效成分[7]。严汉彬等利用单因素试验和正交试验优化了水蒸气蒸馏法提取山苍子精油的工艺，发现利用优化后的提取工艺可有效利用水蒸馏法提取山苍子精油[8]。

1.3 有机溶剂萃取法

有机溶剂萃取法也是最常用的提取精油方式之一。有机溶剂萃取法主要是利用有机溶剂，通过连续回流提取、蒸馏去除有机溶剂等方式获得植物精油。一般通过有机溶剂萃取法提取的精油多为粗制品，需要进一步的进行优化。向阳通过响应面法对有机溶剂萃取黑枣精油的工艺进行了优化，并试验提取出来的精油抗菌活性及抗氧化活性，发现利用有机溶剂萃取法可有效提取出黑枣精油，并且提取出来的精油可有效去除自由基并且具有一定的抗菌活性[9]。

1.4 超临界二氧化碳萃取

超临界二氧化碳萃取法是一种新兴的精油提取方法。其原理在于将超临界流体控制在超过临界压力和临界温度状态下，从植物中提取出精油，当超临界流体恢复到正常的条件时，精油就会与流体分离，从而获得高纯度的精油。但是这种提取方法花费较高[10]。张杨波等利用响应面法优化了超临界二氧化碳萃取茉莉花蕾精油的提取工艺，并研究了提取精油的抗氧化活性，发现利用超临界二氧化碳萃取法提取的茉莉花蕾精油品质高，具有较好的抗氧化活性[11]。

1.5 生物酶辅助提取法

生物酶法是利用生物酶破坏植物的细胞壁结构，使有效成分有效暴露出来，是一种新型的植物精油提取方式。生物酶辅助提取法使用的酶主要针对植物的细胞壁结构，常用的酶包括了纤维素酶、半纤维素酶以及果胶酶等[12]。目前，许多研究都利用生物酶进行精油的提取。卓浩廉等利用响应面法优化了生物酶提取烟叶精油的提取工艺，得出生物酶提取法可有效提取烟叶精油[13]。

1.6 其他方法

除了以上提到的方法以外，还有多种方法可用于植物精油的提取，包括吸附法、同时蒸馏-萃取法、超声波辅助萃取法以及微波辅助萃取法等。这些方法都可有效进行植物精油的提取。不同的方法针对不同的植物，并且提取率也有所不同。

2 植物精油在畜牧养殖行业的应用

2.1 植物精油在禽类养殖上的应用

植物精油可有效提高禽类的免疫力、抗氧化力。在饲料中添加植物精油可有效提升动物的生产性能，维持禽类动物肠道健康。植物精油除了单独应用以外，也可以与益生菌等生物制品联合在禽类养殖上应用。陈志永等探究了植物精油与枯草芽孢杆菌组合应用对黄羽肉鸡生长性能与肠道健康的影响，发现枯草芽孢杆菌与植物精油联合应用能显著提高黄羽肉鸡各个生长阶段及全期的日增重，并能有效降低肉料比，可有效提高肉鸡的肠道健康[14]。林厦菁等探究了饲料中添加植物精油对黄羽肉鸡产蛋性能、鸡蛋品质、孵化性能等指标的影响，发现在饲料中添加植物精油可有效改善蛋的品质，提高受精蛋的孵化率和生殖器官系数，降低血浆低密度脂蛋白胆固醇含量和肝脏甘油三酯含量，有效提高黄羽肉鸡的产蛋性能[15]。邓雨英等探究了饲料中添加枯草芽孢杆菌和植物精油复合制剂对雪峰乌骨鸡产蛋性能、蛋品质、血清生化指标和粪便菌群的影响，发现饲料中添加益生菌植物精油复合制剂可有效提高血清碱性磷酸酶活性，降低血清甘油三酯含量，增加肠道枯草芽孢杆菌含量，从而有效改善乌骨鸡产蛋性能[16]。窦晓利等探究了黄芪精油对良凤花鸡生长性能、免疫机能及抗氧化能力的影响，发现0.3%的精油添加量组可有效提高良凤花鸡的平均采食量和平均日增重，该试验组耗料增重比显著低于对照组，血清中IgG、IgA、新城疫抗体含量显著高于对照组，总抗氧化能力显著高于对照组，表明在饲料中添加精油可有效提高良凤鸡的生长性能、免疫机能以及抗氧化能力[17]。

2.2 植物精油在养猪上的应用

许多研究都已表明，在母猪上，植物精油可以有效缓解母猪的氧化应激、减少母猪的炎症反应，增强母猪的泌乳能力。在仔猪上，植物精油可有效增加肠道菌群，有效减少仔猪腹泻的发生率。在育肥猪上，植物精油可有效提高其采食量，减少其料重比，降低其患病率，提高其氧化自由基清除能力，提高其所产肉的品质[18]。贾淋雁探究了饲料中添加植物精油对感染猪流行性腹泻病毒的仔猪生长性能和免疫功能的影响，发现在低铜饲料中添加植物精油可通过调节介导的免疫应答反应，有效抑制猪流行性腹泻病毒的发生，从而维持仔猪的肠道健康[19]。袁瑶应用体外法评价了植物精油的体外抑菌能力和对猪回肠菌群结构与发酵参数的影响，发现多重耐药的猪源沙门氏菌、大肠杆菌、猪链球菌对肉桂醛、香芹酚和百里香酚均表现出了高敏感性，并且适宜剂量的植物精油添加剂能够抑制部分微生物代谢活性，在发酵体系中可有效抑制大肠杆菌丰度，提高有益益生菌的丰度，从而达到优化菌群的作用[20]。周选武对比了饲料中添加抗生素和植物精油对母猪生长性能的影响，发现相比较于对照组，饲料中添加植物精油组死胎率下降了53.33%，断奶存活率提高了1.6%，木乃伊率降低了50%，并且母猪血清中免疫蛋白含量显著增加[21]。邬本成等探究了祛痰止咳复方植物精油对生长猪性能及呼吸道疾病的效果，发现在日粮中添加祛痰止咳复方植物精油可有效提高咳嗽猪只的治愈率，可有效提高猪的免疫能力[22]。

2.3 植物精油在反刍动物上的应用

在反刍动物上，植物精油可有效改善其产品的品质，减少乳腺炎的发生，有效增强其对寄生虫防治能力以及有效减少子宫内膜炎的发病率。王孝武探究了植物精油对主要导致奶牛子宫内膜炎致病菌的抑制效果，发现百里香精油和薰衣草精油对导致奶牛子宫内膜炎的大肠杆菌及隐秘芽孢杆菌具有良好的抗菌效果，可有效治疗细菌性奶牛子宫内膜炎[23]。林杰通过建立LPS 诱导的bMEC 炎症模型，探索了植物精油对LPS 诱导的奶牛乳腺上皮细胞损伤的保护作用，发现一定浓度的百里香精油、茶树油、香樟油和桉树油能够有效降低LPS 对奶牛乳腺上皮细胞的损伤[24]。徐珊珊探究了沙葱精油对肉羊肉品质、抗氧化性能和免疫机能的影响，发现沙葱精油可有效改善肉羊屠宰性能和肉品质，提高其抗氧化性和免疫活性[25]。乔亚杰探究了饲料中添加沙葱精油对肉羊生长性能等指标的影响，发现添加植物精油的试验组在45 ～60 d 平均日采食量高于对照组，30 ～60 d 平均日增重高于对照组，30 ～45 d 平均料肉比高于对照组，并且发现添加植物精油组肉羊的十二指肠、空肠以及回肠的绒毛高度增高，隐窝深度降低，绒毛长度/隐窝深度比值显著增高，表明沙葱精油可有效提高肉羊的生长性能并且提高营养物质的消化率[26]。许多研究表明，在反刍动物饲料中添加复合植物精油的效果要优于添加单一植物精油。在饲料中添加复合植物精油可有效改善动物瘤胃微生物的发酵模式，提高反刍动物的饲料消化率。除此之外，还可有效减低乳腺炎的发生[27]。陈昊等在奶牛饲料中添加了一种含有香芹酚、百里香素及麝香草酚的复合植物精油，探究这种复合植物精油对奶牛乳腺炎以及腹泻发病率的影响，通过试验发现在日粮中添加这种复合植物精油可使乳腺炎发病率下降2%，让腹泻发病率下降10%。朱永刚探究了复合精油LZ307 的安全性和对奶牛胎衣不下的治疗效果，发现该种复合精油无毒性，具有良好的安全性和胎衣不下治疗效果。

3 小结与展望

植物精油在畜牧养殖中已研究多年，通过大量研究表明植物精油可有效增加动物的生产性能，增强动物对疾病的防治能力及抗氧化能力。植物精油在禽类养殖、猪养殖以及反刍动物养殖上应用较为广泛，并且有着优良的效果。现阶段，对于植物精油的作用研究仅停留在临床试验阶段，对其具体产生作用的机制研究较少。未来可通过代谢组学以及信号转导通路探究植物精油的机制研究。在这个逐渐全面“禁抗”的时代，植物精油会发挥重要的作用。