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植物精油的生物学功能及其在禽生产中的应用

     研究表明,植物精油除具有传统香料类饲料添加剂的调味作用以外,还具有抗菌、促生长、增强免疫力、抗氧化、改善畜禽产品品质等潜在作用(Viuda-Martos等,2011;白乌日汉和孙海州,2009)。本文就植物精油的生物学功能及其在禽生产中的应用作一综述。

1植物精油的理化特性

     植物精油是植物的次生代谢产物,由大量挥发性芳香油状混合物组成。具有特殊气味,可溶于有机溶剂;大多数比重比水轻,相对密度一般在0.8~1.17;对加热和光照敏感,需贮存于深色容器和阴凉处。常见的植物精油有大蒜、牛至、肉桂、百里香精油等。不同来源的植物精油的化学成分和浓度存在差异,大多由碳水化合物和烃类含氧衍生物组成,基本上包括萜烯和苯丙烯类两类,还含有少量非挥发性残留物(如石蜡等)。植物精油可以采用发酵、萃取等方法获取,但在商业化生产和科学研究中常采用水蒸汽蒸馏法和超临界流体萃取法提取(刘猛和李绍钰,2011;Viuda-Martos等,2011;白乌日汉和孙海州,2009)。影响植物精油品质的因素包括土壤类型、气候、使用化学物质(化肥)、遗传、收获植物的时间,以及提取的方法等(Viuda-Martos等,2011)。

2植物精油的生物学功能

     2.1抗微生物作用

     植物精油的抗微生物活性是其所含不同物质对微生物的不同作用累积的结果。植物精油抗微生物的作用机制包括:萜类化合物和酚类物质对细胞膜破坏作用;酚类和黄酮类化合物的金属螯合作用;香豆素和生物碱对遗传物质的作用等(Viuda-Martos等,2011)。Seow等(2014)研究表明,植物精油对革兰氏阳性菌作用效果更好,原因是革兰氏阴性菌细胞壁外膜中脂多糖可以防止脂溶性物质的侵入。植物精油不仅可以抑制病原微生物的繁殖,还可以刺激有益微生物的生长;可明显抑制酵母菌和真菌的生长。王改琴等(2014)体外试验研究表明,香芹酚、肉桂醛、百里香酚和丁香酚对常见动物消化道内的大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等有害菌具有较好的抑菌效果。朱晓磊等(2013)研究表明,饲料添加百里香精油22d后可显著降低麻花鸡回肠中的大肠杆菌、沙门氏菌的数量。

     2.2抗寄生虫作用

     许多植物及从其精油具有抗寄生虫作用。例如大蒜、洋葱和薄荷及其提取物对胃肠道寄生虫有良好的驱杀效果。研究表明,牛至精油和百里香精油具有显著的抗球虫作用,对禽类肠道柔嫩艾美耳球虫具有显著杀灭作用(Gi-annenas等,2003)。这两种精油的主要活性成分都含有酚类化合物,而这些酚类化合物在体内、体外试验的研究中均具有较好的抗球虫作用。

     2.3抗氧化作用

     植物精油的抗氧化作用是基于可以为自由基提供氢或电子。此外,部分植物精油的芳香结构具有修饰未配对电子的能力,可以保护其他生物活性分子免于被氧化。与维生素E、维生素C和类胡萝卜素相比,植物精油中酚醛类物质具有更有效的抗氧化作用。研究表明,日粮添加香芹酚、肉桂醛和辣椒油的复合物可以显著改善肉鸡肝脏类胡萝卜素和辅酶Q10的浓度(Karadas,2014)。

     2.4抗炎作用

     植物精油所含的酚类物质具有较强的抗炎活性。其中具有抗炎作用的主要是萜类和黄酮类化合物,这些化合物能够抑制炎性介质前列腺素的代谢。研究表明万寿菊、茴香、甘草提取物均存在抗炎潜力(Srinivasan,2005)。

     2.5免疫调节作用

     研究表明,日粮添加牛至精油和大蒜精油能促进雏鸡对沙门氏菌和巴氏杆菌的抗体的产生,大蒜精油的免疫调节作用可能与其可以促进白介素、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、干扰素-γ(INF-γ)的产生有关(Hanieh等,2010)。

     此外,大蒜精油还能增强腹膜巨噬细胞的吞噬功能,促进抗原呈递细胞(APC)的代谢。研究报道,肉鸡日粮添加大蒜素可以显著提高新城疫抗体水平,增加脾和法氏囊的器官指数,增强皮下组织嗜碱性细胞的反应性(Rahimi等,2011)。朱晓磊等研究(2014)表明,百里香精油可以显著提高肉鸡血液ANAE阳性淋巴细胞百分率、新城疫抗体水平和血清IgM、IgA以及IgG的水平。

     2.6促消化作用

     植物精油的促消化作用与刺激消化液的分泌,增强肠道消化酶的活性有关。研究显示,植物精油可以提高胰蛋白酶、淀粉酶活性,减少病原微生物对肠壁的黏附作用(Jang等,2014;Jamroz等,2006)。

3植物精油在禽生产中的应用

     3.1植物精油在肉鸡生产中的应用

     在肉鸡生产中,单一或混合的植物精油均可用作生长促进剂。许多研究表明,日粮添加植物精油可促进肉鸡日增重,提高生长性能。Khattak等(2014)和Bozkurt等(2009)研究报道,日粮中添加月桂、牛至、鼠尾草、柑橘和茴香提取物可显著提高肉鸡的饲料转化率;添加香菜、月桂、柠檬、牛至、鼠尾草、茶叶和百里香的植物精油显著提高肉鸡日增重。毛红霞等(2011)报道,饲料中添加植物精油丁香油酚、胡椒碱和橙花叔醇等组成的混合物,饲喂21d后可以刺激肉鸡肠道乳酸杆菌的生长、抑制回肠和盲肠大肠杆菌和金黄色葡萄球菌增殖,并且可以改善肠黏膜结构,提高肉鸡的生产性能。朱建平等(2010)研究表明,日粮添加止痢草植物提取物,试验组樱桃谷鸭水便率与软便率显著降低,饲料转化效率显著提高,肉鸭的生产性能明显改善。姜维等(2011)研究报道,日粮中添加薰衣草精油和抗生素(那西肽硫酸粘杆菌素),两组肉仔鸡的平均日增重、料重比、死淘率和胴体品质等生产性能指标差异均不显著,结果提示用植物精油替代抗生素作饲料添加剂是可行的。

     3.2植物精油在蛋鸡生产中的应用

     研究表明,植物精油对蛋禽的产蛋量和蛋的品质有明显改善作用。日粮添加植物精油混合物可显著提高产蛋量和摄食量,减少蛋破损率(Bozkurt等,2009)。夏季热应激会导致蛋鸡产蛋量下降,蛋破损率增加,甚至导致蛋鸡死亡。Ozek等(2011)研究发现,日粮中添加植物精油和有机酸的混合物可以显著提高热应激环境下蛋鸡的产蛋量和免疫功能。

4小结

     植物精油具有抗微生物、抗氧化、免疫调节、抗炎等作用,但植物精油直接用作饲料添加剂在禽生产中的效果还受其他很多因素的影响,这需要进一步研究植物精油的活性成分,阐明其作用机制,并确定饲料中适宜的添加水平。

(信阳农林学院动物科学系,何敏,吴海港)

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