植物精油在养猪生产中的应用

王改琴，邬本成，刘春雪，赵 艳，洪 平

（1.安佑生物科技集团有限公司研究院，江苏太仓215437；2.武汉索尔生物科技有限公司，湖北武汉430206）

目前，动物养殖业面临着疾病，应激等各种不良因素的影响，添加抗生素等传统解决方法会导致肠道菌群失衡、药物残留和抗药性等多方面负效应，存在着威胁食品安全等诸多问题和潜在风险。因此，寻找高效、安全、绿色的饲料添加剂来替代抗生素成为国内外畜牧工作者的研究重点。植物提取物便是一种发展较快的添加剂，植物精油隶属植物提取物，是目前研发的重点和热点之一。

1 植物精油

植物精油是植物体内的次生代谢物质，一般以植物的花、叶、枝、根、皮、树胶、全草和果实等为原料，通过蒸汽蒸馏、压榨等方法萃取出的植物挥发性油样芳香物质。美国的食品香料与萃取物制造者协会认定，天然植物精油为安全无公害物质。植物精油的化学组成十分复杂，且受收获时节、采摘部位、地域、品种等因素的影响，同一种精油的化学组成差异较大。目前发现构成精油的化合物高达22000多种，但可以归纳为萜烯类衍生物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫类化合物4大类。

植物精油具有以下理化特性：（1）精油在常温下很不稳定，易挥发；（2）精油一般有特殊而强烈的香气，如肉桂精油具有强烈的辛辣香气；（3）精油常温下多为油状液体，且不同精油的色泽也不同，如丁香和肉桂精油的颜色为黄色；（4）大多数精油区别于植物油脂，具有较高的折光率和一定的旋光度；（5）精油的密度同油脂相似，一般比水轻，密度在0.850～1.065克/毫升之间；（6）精油属于油类物质，易溶于石油醚等有机溶剂，也可溶于乙醇，但不溶于水；（7）精油对空气、日光及温度敏感，易氧化分解变质。

2 植物精油的生物学功能

植物精油通常具有浓郁的特殊香气，具有很强的杀菌抑菌功能，常用于制备香水、化妆品、食品添加剂、害虫防治、杀菌抗菌和防腐等方面。此外，植物精油具有抗菌、促进动物采食、提高生产性能、抗氧化和增强机体免疫等生物功能，可作为抗生素的替代品应用于动物生产中。

2.1 植物精油的杀菌抑菌功能

2.1.1 植物精油的杀菌抑菌效果研究

大多数香辛植物精油都具有抗真菌、细菌及其他微生物的活性，例如牛至油、百里香油和肉桂油的抗菌作用非常强，其主要成分为香芹酚、百里香酚、肉桂醛等，这些精油多作为安全高效的抑菌剂、应用在食品、化妆品等领域。通常，精油起抑菌作用的是其所含成分中的一种或几种，且抑菌活性与其成分的化学结构有关，一般醛类的抗真菌活性最高，其次为酚。此外，醇类、醚类和烃类物质也具有一定的抑菌活性。由于各种精油含有的有效成分有所差异，所以对不同微生物的抑菌杀菌效果也不同。因此，不同精油配合使用，其产生的协同增效作用可以有效提高植物精油的广谱抗菌性，并增强对微生物的抑制杀菌效果。

安佑生物科技集团有限公司研究院对天然绿色精油产品复方精油优康酸进行了相关的验证试验。该产品主要由肉桂醛、香芹酚等精油混合而成。抑菌实验证实，优康酸对常见的霉菌（如青霉菌和曲霉菌）有很好的抑菌效果，同时对肠道常见的有害微生物也有很强的杀菌效果，特别对大肠杆菌和沙门氏菌，对金黄色葡萄球菌也有一定的作用效果，且其热稳定性较好。因此，该产品可一定程度上控制饲料保存过程中霉菌的滋生，减少饲料养分的损耗和霉菌毒素的产生，同时可抑制大肠杆菌、沙门氏菌等有害菌的增殖，有效调控肠道微生物菌群。

2.1.2 精油杀菌抑菌作用机理

植物精油对微生物杀菌抑菌的作用机理可归纳为其活性组分破坏细胞膜脂和膜蛋白，影响细胞膜的正常生物学功能。精油中活性成分如酚类、醇类物质，可进攻细菌的细胞膜或细胞壁，影响细胞膜脂质层的流动性，改变细胞膜通透性，引发细胞内容物外泄，最终引起细菌生长受到抑制甚至死亡。如肉桂醛可与膜蛋白反应，造成蛋白质的凝结从而抑制产气肠杆菌的氨基酸代谢，丁香酚则是通过使细胞膜中的蛋白质变性，或与细胞膜上的磷脂发生反应，破坏膜的通透性，干扰蛋白质和细胞壁的合成，从而抑制微生物的生长。吕飞等用扫描电镜观察发现，在复方精油的作用下各受试菌种菌体细胞膜结构完整性被破坏，细胞形态发生明显改变。

2.2 植物精油的调味诱食和促生长功能

2.2.1 植物精油的诱食及促生长研究

植物精油特别是香辛类的精油，作为调味剂现已广泛应用于人类食品中，如香芹酚可用在无醇饮料和烤制食品中，肉桂醛可用在冰激淋和口香糖中，百里香酚作为调味品经常用于食品加工。基于同样的作用机理，植物精油也可作为香味剂添加到动物日粮中起诱食作用，增加采食量，提高动物生产性能，这种调味诱食功能在猪上表现得较为明显，而家禽因味蕾不发达，诱食效果不明显。安佑集团研究院在安徽省宣城试验猪场进行的大量动物实验证实，与对照组相比，饲料中添加精油产品优康酸对动物具有较好的诱食效果。

此外，日粮中添加植物精油还可增加断奶仔猪和生长小猪阶段的生产性能，降低料肉比，同时改善机体健康水平，有效降低呼吸道疾病、腹泻的发生率，见表1和表2。当日粮中复方精油优康酸的添加量为300毫克/千克时，断奶仔猪的呼吸道疾病、腹泻等发生率在整个试验期都明显低于对照组。生长小猪上的实验结果显示，复方精油优康酸的添加为100毫克/千克、200毫克/千克和300毫克/千克时，生长小猪全期的日增重分别比对照组提高6.03%、7.24%和4.50%，其适宜添加量为100～200毫克/千克。且同样证实，复方精油优康酸可降低呼吸道疾病和腹泻的发病率，在改善动物健康状况方面有很好的效果。

2.2.2 植物精油诱食、促生长作用机理

植物精油的诱食和促生长作用的机理在于植物精油气味芬芳，香味经嗅觉神经进入脑部后，可刺激大脑前叶分泌出内啡汰、脑啡汰两种荷尔蒙，调节机体机能，增强动物的体液免疫和细胞免疫功能，帮助抵抗各种病菌、病毒的攻击。此外，香辛植物精油一方面能刺激肠道绒毛发育，增加消化吸收面积；另一方面能使胃肠道兴奋，促进肠道各种消化酶的分泌，改善动物的消化吸收功能，从而提高对饲料的消化利用率。

表1 复方精油优康酸对断奶仔猪生产性能的影响

表2 复方精油优康酸对生长小猪生产性能的影响

2.3 植物精油的抗氧化功能及作用机理

植物精油组分中的醛、酚类及其衍生物具有抗氧化功能。顾仁勇等研究发现，肉桂精油、丁香油和牛至精油可以有效降低猪油的POV值。百里香精油主要成分中的百里香酚有高度抗氧化活性，其抗氧化机理在于分子结构中苯酚羟基基团的存在，该基团可作为氢供体中和脂肪氧化第一阶段产生的过氧化物自由基，进而阻止氢过氧化物的形成，中断油脂氧化反应链，延缓油脂氧化。丁香精油中的丁香酚可捕获羟自由基，抑制化学产生的超氧化物，因此也认为丁香酚可直接捕获超氧化物。

2.4 植物精油的其他生物学功能

部分植物精油还可提高母猪的生长及繁殖性能。国外研究发现，在母猪日粮中添加有效成分为香芹酚和百里香酚的精油后，泌乳期母猪的死淘率显著降低，分娩率和活仔数增加，产死胎数降低。其原因在于植物精油的抗菌消炎作用可以有效降低母猪病理性泌乳综合征和猪泌尿生殖道疾病的发生率，激活机体免疫系统，加快子宫复原、缩短母猪断奶后的发情间隔和提高下一胎的分娩率。

3 植物精油在畜牧养殖中的应用前景

动物产品处于整个食物链的中端，其安全性问题直接关系到人类的健康。丹麦为保证食品的安全，严格规定饲料生产中禁止使用抗生素。鉴于大量使用抗生素会产生肠道菌群失衡、药物残留、抗药性等多方面的负效应，欧盟也于2006年禁止在饲料中添加促生长类抗生素，因此使用绿色饲料添加剂是历史发展的必然趋势。特别是近年来，国内由饲料安全引发的各种动物性食品安全问题的事件此起彼伏，畜牧工作者更加充分认识到饲料安全的重要性，牢固树立了饲料安全即食品安全的意识，也促使广大科研工作者多方探索与研制安全、高效的抗生素替代品。植物精油具备绿色、高效、无残留等优点，将成为替代抗生素产品的有效选择之一。从长远来看，植物精油可逐渐应用到动物生产中来，其必然经历一个减少抗生素用量，部分取代抗生素到完全取代抗生素的无抗养殖过程，如此才能保证畜牧养殖的健康可持续发展。因此，植物精油作为抗生素的潜在替代产品，具有很好的开发价值和应用前景。

4 小结

天然、绿色、高效的植物精油可有效抑制饲料中的不良气味，增加日粮的适口性。同时也可减缓饲料中霉菌的生长，抑制或杀灭肠道内包括大肠杆菌、沙门氏菌等在内的有害菌，维持肠道内有益菌群，降低肠道细菌性腹泻的发生，提高机体健康水平，从而促进猪的快速生长。因此，植物精油在畜牧养殖中的应用值得开发与研究，是达到健康养殖目标的重要方法和有效手段。