植物精油对生猪的影响研究

包涛涛，杨先富，吴通奎，彭彩丽，袁晓娟，王正文，莫兴虎，汪忠荣，杨胜红

（贵州省黔东南州农业农村局，贵州 黔东南苗族侗族自治州 556000）

19世纪后期，人类发现病原微生物是诱发多种疾病的重要原因，为解决实际问题，研究者们发明了抗生素。1950—1970年，抗生素迎来了高速发展期，但至那时起，人类就再未发现新的抗生素[1]。随着抗生素长期使用，各种不合理使用抗生素的问题日益凸显，诸如不同程度的耐药菌开始广泛出现，动物性食品安全问题屡见不鲜。因此，禁止将抗生素用作养殖环节动物的抗菌生长促进剂（AGP）便成为最为有效的解决方案之一，这也使得当前寻找新的抗生素替代品以提高当前动物生产效率势在必行。

“精油”一词的出现最早是因为人们主观地认为“油”是生命的“必需品”，并且在人类美容及医疗保健方面有着悠久的历史。植物精油可以通过物理方法从已知分类来源的植物中整个或部分分离出来[2]。作为抗生素替代品中的植物精油，与抗生素相比，植物精油通常被认为具有天然易得、毒性较小、抗菌且无残留等的优点[3]，这些优点使得植物精油的开发成为了研究者们重点关注的方向。据统计，到2022年，全球精油市场预计将达到116.7亿美元，精油具有较好的市场开发前景[4]。

本文对植物精油的基本特性以及其对生猪的影响（含生长表现、健康状态、免疫功能及肉质等方面）进行综合论述分析，旨在为进一步研究植物精油能否直接用于或最大化用于生猪养殖环节提供参考依据。

1 精油简介

植物精油是一类主要以草本植物的花、叶、根、皮、种子、果实及树胶等为原料，通过蒸馏、冷浸及压榨等提取法所萃取出的挥发性芳香类物质。通常可用于提取精油的植物主要包含大蒜科、伞形科、菊科、唇形科、桃金娘科、禾本科及芸香科植物等[5]。植物精油的大部分成分是萜类和苯丙烷，与萜类化合物相比，苯丙烷类化合物的出现频率及含量都较低[6]。

一般来说，植物精油仅占植物湿重的极少部分（通常低于1%），这使得通过某些新技术如基因工程或优化萃取方法不断发展来提高植物精油的产量成为了植物精油提取的长期发展趋势。与此同时，不同技术对植物精油的生物活性保存也提出了新的挑战。例如来自牛至的蒸汽蒸馏精油对具有中等抗氧化活性的参考菌株表现出很强的抗菌活性，而甲醇提取物则没有表现出抗菌活性，但具有很高的抗氧化活性，这也表明精油的生物活性确实与提取方法息息相关[7]。

精油具有很强的杀菌、抑菌功能[8]，对革兰氏阳性菌及阴性菌均具有较为强烈的抗菌作用[9]，常应用于食品添加剂、害虫防治、杀菌、防腐及防霉等方面[10]。也有研究表明，植物精油类产品可有效抑制饲料中有害菌的生长，延长饲料保质期，促进动物采食、提高生产性能以及抗氧化和增强机体免疫等生物学功能[11]。关于植物精油是否具有更多的其他功能，有待进一步探究。

2 植物精油对生猪的影响

2.1 生长表现

2.1.1 对采食的影响 植物精油通常具有刺鼻性气味，这使得养殖环节中饲料更加具有吸引力，从而也能激起生猪更大的探索兴趣，生猪会根据不同的气味自主选择不同类别的植物精油从而增加或减弱其摄食动力。Franz等[12]研究发现，在饲粮中添加一定比例的精油，与对照组相比，猪的采食量变化范围为-9%～12%不等。而Zeng等[13]也报道了-3%～9%的变化范围。使用植物精油用于仔猪饲喂偏好的试验结果显示，茴香油显著降低了仔猪的采食量，仔猪对添加125 mg/kg及500 mg/kg百里酚的饲粮并未表现出厌食现象，而当添加2 000 mg/kg的百里酚时，仔猪则拒绝采食[14]。牛至油具有抑制异常气味的优点，可用于增加饲料的适口性，从而促进动物采食[15]。Michiels等[16]也通过试验证实，不同种类的精油对猪采食量的影响有着明显的区别。

2.1.2 对饲料利用率的影响 补充植物精油可以显著改善机体能量及营养物质消化率，以250 mg/kg肉桂醛及百里酚拌入饲料中饲喂仔猪，可以显著提高仔猪对干物质、粗蛋白质及能量的表观消化率[17]。使用250 mg/kg的混合精油能够显著提高肥育猪对粗蛋白质和能量的表观消化率，以300 mg/kg薄荷醇为主要成分的精油混合物可以提高粗蛋白质和大多数氨基酸的表观消化率，但在与肉桂醛的精油混合物混合使用时，并未显示有明显的提高作用[18]。脂肪和营养物质表观消化率的提高可归因于胆汁和酶的分泌增强，这也是植物精油产生刺激作用的主要模式[19]。此外，精油也被证实可以参与调节肠道的松弛及收缩，从而影响机体内食糜的运输，也能由此引发饲料与肠道内源性酶之间的相互作用。巴豆精油具有松弛肌肉及解痉的作用，并且也能有效刺激肠道的转运功能，这极有可能是因肠内消化物对推进的管腔阻力降低所致[20]。

2.2 健康状态

2.2.1 抗菌作用 研究表明，香芹酚、百里酚及肉桂醛等在仔猪服用2 h内即可发现其几乎完全被吸收[16]。因此，为将精油输送到后肠以发挥其最大化的抗菌活性，实践当中尽量要保证精油避开前肠的吸收作用[21]。一些精油可以有选择性地对肠道菌群发生作用，如香芹酚、肉桂醛及辣椒油树脂的混合物可以增加断奶仔猪空肠及盲肠中乳杆菌的含量[22]，该结果与体外研究结果较为一致，即肉桂醛对大肠杆菌有很强的抑制作用，而对乳杆菌的生长几乎没有任何影响[16]。此外，植物精油的抗菌活性还能用作绿色防腐剂，用于防止饲料受到外界病原体的污染[4]。

2.2.2 免疫功能 香芹酚、肉桂醛及辣椒油树脂的混合物减少了空肠及回肠中上皮内淋巴细胞（IEL）的数量，但同时也增加了早期断奶仔猪固有层中淋巴细胞的数量[22]。辣椒素和肉桂醛可能是导致空肠IEL数量减少的重要原因，因为它们能够抑制T细胞的激活或增殖[23]。补充薄荷精油可改善仔猪血清中淋巴细胞的增殖率、吞噬率、IgG、IgA、IgM、C3及C4等的水平[24]。由牛至、丁香及肉桂组成的混合精油鸡尾酒能够诱导更多的淋巴细胞对抗非特异性有丝分裂原，但不会诱导更多淋巴细胞对抗特定的有丝分裂原，给断奶仔猪补充精油后，非特异性细胞及体液免疫反应都得到了明显的增强[25]。相反，精油不能提高仔猪血清中IgG水平[26]，并且精油对肥育猪血清中IgG水平没有明显的影响[18]。Ariza-Nieto等[27]研究发现，向妊娠及哺乳期母猪的饲粮中添加250 mg/kg 的牛至并不能改善哺乳仔猪的免疫反应。但Tan等[28]研究证实，在母猪饮食中添加15 mg/kg的牛至，通过平衡母猪在妊娠晚期和泌乳早期经历的氧化应激，则可以提高仔猪的生长性能。

2.3 肉质

使用精油来改善猪肉品质的前景较为广阔，与使用防腐剂相比，使用植物精油更容易被大众所接受。通过将精油添加到肉中以改变肉的脂肪酸或改变肉及肉制品的氧化稳定性，可以直接影响肉类品质[29]。同时，作为抗氧化剂的精油在某些浓度下可能呈现出细胞毒性，因为在渗透细胞后抗氧化剂被氧化并作为促氧化剂发生了系列化学反应，破坏了其DNA及蛋白质[30]。

在饲粮中添加500 mg/kg的迷迭香、大蒜、牛至或生姜的精油或油树脂，不能改变猪肉的脂肪酸组成及其品质属性，但在使用牛至饲喂生猪后，通过检测发现其猪肉呈现出较少的脂质氧化趋势[31]。向含有牛至精油及甜栗木提取物的饲粮中添加血液中的抗氧化剂物质，能够诱导更高水平的谷胱甘肽过氧化物酶及谷胱甘肽还原酶，有效地防止了猪肉的脂质氧化，同时也较好地保留了其中的水分，更重要的是对烹饪效果几乎不造成任何负面影响[32]。研究者们普遍认为，脂质氧化是肉类储存环节中腐败的重要原因，而氧气浓度高低及其利用率则是脂质氧化发展中较为关键的因素[33]。同时，蛋白质的氧化还会增加肉制品的韧性，其特点是蛋白质硫醇的氧化及由此产生的肌球蛋白重链二硫化物交联的形成[34]。迷迭香精油显著减少了硫代巴比妥酸反应性物质和己醛及羰基的生成，而较高水平（300及600 mg/kg）的迷迭香精油对脂质氧化影响较小，但能显著增强蛋白质的氧化反应，对于伊比利亚猪，在补充较高浓度的迷迭香精油作用下，其抑制效果更加明显[35]。Nieto等[34]研究还表明，牛至及迷迭香精油可以保护猪肉饼中的硫醇并减少肌球蛋白中重链的交联，而大蒜精油则刚好表现出与之相反的作用。

3 总结

植物精油能否直接用于或最大化用于生猪养殖环节，这取决于我们对其作用的了解是否具备坚实的科学基础，这也使得我们在推测其潜在的功能时难免会遇到各种各样的问题。因此，为了科学评价植物精油对生猪的影响，一方面，要善于对不同类型的植物精油有效成分进行分类总结，及时掌握科学可靠的萃取方式提炼出精油；其次，更好地理解植物精油的萃取方式，因为这可以阐明精油或其衍生物的代谢物在机体内的化学形式及位置，从而与它们可能发生的作用紧密联系起来；再次，开展多次不同的动物试验，验证精油在动物体内所发生的具体作用；最后，目前关于植物精油与动物健康之间是否存在紧密联系证据尚不充分，体外研究不能保证精油在体内也具有相同作用，应进一步探究它们之间的作用。相信在不久的将来，通过各位研究者的不断努力，植物精油是否能够替代抗生素用于生产养殖环节，定能得到一个满意的答案。