牛至油的生物学功能及其在猪、禽生产中的应用进展

何荣香，欧阳富龙，袁旭鹏，贺建华

（1.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.祁阳广安农牧有限公司，湖南 永州 425000）

牛至（Oregano oil）是唇形科牛至属多年生草本植物，俗称止痢草、披萨草、小叶薄荷等，在我国分布在河南、江苏、浙江、安徽、江西、福建、台湾、湖北、湖南等地区；欧、亚两洲及北非也有分布，北美亦有引入[1]。牛至无毒，全草可提取芳香油，具有清热解表、利尿消肿等作用。近年来大量的研究报道表明，牛至油具有抗菌、杀菌、抗氧化、增强机体免疫力等功效，可作为一种新型的天然植物抗生素[2]。与传统药物及抗生素相比，牛至油具有来源广泛、抗菌效果显著、不易产生耐药性、不良反应小、适用范围广等特点，其市场需求强烈，发展前景广阔。文章主要从牛至油的主要成分、抗炎、抑菌、抗氧化及其在猪禽生产中的应用方面进行论述，为牛至油的进一步开发利用提供参考。

1 牛至油的理化性质及成分

牛至油是从植物牛至中提取的一种淡黄色澄清油状液体，它在牛至全草中的大致含量为1%～10%（mL/100 g固重），具有百里香油似的辛辣气味，不溶于水与甘油。但在乙醇、丙酮和二乙醚中溶解度很高[3]。其4 ℃和20 ℃时贮存24个月后，有效成分并未损失；在80 ℃以上时，在饲料、制剂、产品中有效成分损失0.79%；而在后热化阶段105 ℃时，仅损失2.01%有效成分。由此可见，牛至油具有较为稳定的理化性质。

根据美国农业部的“植物化学和植物生态学”数据库记载，牛至油中包括50种不同的化合物。Bayramoglu等[4]采用水蒸气蒸馏法来提取牛至油，经鉴定分析可知牛至油中化学成分大部分为酚类化合物，主要为香芹酚和麝香草酚，这两者共占牛至油的78%～82%，它们的前体化合物为γ-萜品烯和P-异丙基甲苯，占总油的5%～7%。昝俊峰等[5]对不同产地牛至挥发性成分进行分析时发现，产地不同的牛至挥发性的成分、种类及相对含量均具有一定的差异，但都具有香芹酚、麝香草酚、3-辛酮、月桂烯、P-聚伞花素、γ-松油烯、石竹烯及其氧化物等8种主要成分，相对含量均超过70%。这表明牛至的产地以及提取方法不同，最终得到的牛至油的成分、种类及相对含量均具有一定的差异。

牛至油的提取方法很多，如水蒸气蒸馏法、共水蒸馏法、乙醚法、乙酸乙酯法等，不同的提取方法所得到的牛至油成分不完全相同[6]。但其主要成分为酚类化合物结构，主要包括香芹酚（Carvacrol，2-甲基-5-异丙基苯酚）、百里香酚（Thymol，5-甲基-2-异丙基苯酚）、伞花烃（P-Cymene，对异丙基苯甲烷）、萜品烯（γ-TerPinene）。其中，香芹酚和百里香酚占主导地位[7]。

2 牛至油的生理功能及其机理

分子结构决定其生物学功能，牛至油主要为酚类化合物。因此决定了其有着特殊的生理功能。牛至油具有多种生物学活性抗氧化作用，抗炎作用、抗菌等。且其作用主要是通过香芹酚和百里香酚来实现的。

2.1 抗氧化作用

生物体因代谢会在机体产生一些自由基，自由基是破环细胞膜，引起机体或组织发生损失的关键因素。牛至油中含有多种化合物，起氧化作用的主要为酚酸类和萜类化合物。酚酸类化合物含有酚羟基，为抗氧化活性的基团，此类抗氧化剂在清除烷氧自由基过程中，主要是通过脱氢反应产生比较稳定的苯氧自由基来终止链式反应，所产生的苯氧自由基的稳定性与其清除自由基活性密切相关[8]。Marino等[9]对比多种天然药物抗氧化活性发现，牛至精油具有很高的抗氧化活性。Kintzios等[10]将牛至油添加于食用香油中可防止油脂被氧化，说明牛至油具有较好的抗氧化作用。Skan等[11]将牛至油添加于肉糜中可有效抑制微生物的生长，防止食物腐败。牛至油主要通过以下3个途径来清除氢质子，达到抗氧化效果[12-16]。其一，通过脱氢反应产生比较稳定的苯氧自由基来终止链式反应，所产生的苯氧自由基的稳定性与其清除自由基活性密切相关。酚羟基脱氢反应产生氢质子可以通过电子转移同氧化基团反应，结合形成稳定的物质，达到直接清除自由基抵抗诱变因素的效果。其二，牛至油有脂溶性，可镶嵌在含不饱和脂肪酸生物膜的磷脂层，清除自由基对生物膜不饱和脂肪酸的损伤，防止脂质过氧化的发生，形成细胞膜抗氧化的第一道防线。其三，牛至油中的萜类化合物通常含有1个至多个烯键，烯键化学性质活泼，易发生加成反应，具有较强的还原性。

2.2 抗菌作用

多酚类和萜类物质是牛至油抗菌作用的有效成分。多酚类物质能作用于细菌细胞膜，使膜蛋白变性，其一可通过减少三磷酸腺苷（ATP）合成和增加ATP消耗，抑制细菌生长；其二，其可通过改变K+和H+的渗透性，导致细胞内渗透压失衡，促使细菌死亡。其三可阻碍细菌DNA的自我复制，抑制细菌的繁殖和生长过程[16]。

Sivropoulou等[17]研究表明，牛至油对8种革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有强烈的抑制作用，将其稀释4 000～5 000倍，仍具有杀菌活性，并在试验过程中发现其还具有抗疟原虫活性。Marino等[9]用牛至油作用于多种单一的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌，结果发现，革兰氏阴性菌中以大肠杆菌O157∶H7最敏感，革兰氏阳性菌中以李斯特杆菌最敏感。Mexis等[18]用两种合成的化合物香芹基乙酸酯和香芹基甲醚对几种细菌（大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等）进行抑菌试验，结果显示这两种物质没有抑菌效果。这也验证了香芹酚分子存在游离酚羟基的特殊结构和疏水性特征是其抗菌活性的关键。牛至油使用后具有无抗药性、无残留等特点，且其抗菌谱广，对大量的革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抗菌作用，同时对多种真菌也有抑制或杀灭的功效。但牛至油在动物肠道中的抗菌性具有特异性，其中的机理尚不明确，有待进一步地研究。

2.3 增强机体免疫作用

牛至油可以促进机体免疫器官的生长发育，提高吞噬细胞的吞噬能力，促进机体免疫器官的生长发育，提高脏器指数从而增强机体的免疫力。同时牛至油具有独特的香味，可刺激动物消化道黏膜上的感受器，同时抑制动物消化道系统病原微生物的生长繁育，激活消化酶活性，从而促进营养物质的消化吸收，提高机体的免疫力。

Manzanilla等[19]研究表明，牛至油可抑制有害菌的生长繁殖，有利于正常微生物菌群的形成，增加了胃内容物的含量，并延长了营养物质在消化道的停留时间，促进了蛋白质等物质的吸收利用，这就为免疫器官的发育提供了充足的营养。王芬等[20]挑选168只大小相近体格健壮、公母各半的1日龄东北白鹅雏，空白组不添加牛至油预混剂，1、2和3组在对照组饲粮中分别添加50、100和150 mg/kg的10%牛至油预混剂，结果发现免疫球蛋白IgG、IgM和IgA含量试验组均比对照组高，2、3组IgG、IgM含量显著高于对照组和1组（P＜0.05），表明饲粮中添加牛至油不同程度地提高了东北白鹅的免疫器官指数，促进了免疫器官的发育，增强了机体的免疫机能，提高了机体抵抗各种病原微生物感染的能力和抗各种应激的能力。

2.4 促生长作用

韩旭[21]研究表明，在饲粮中添加适量牛至油能显著上调十二指肠和空肠的SGLT1、GLUT2和Pep T1 mRNA的表达，促进葡萄糖和小肽的吸收，从而提高蛋鸡对营养物质的吸收功能。曷于明[22]在鸡饲料中分别添加牛至油和维吉尼霉素进行对比研究发现，添加牛至油组小肠蛋白酶的活性比添加维吉尼霉素组高50%，牛至油组饲料转化率优于维吉尼霉素组。刁慧[23]研究发现，牛至油可有效调节肠道微生物区系平衡，提高胰蛋白酶、淀粉酶以及脂肪酶等的酶活性，通过对绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度的改变来改善肠道形态，进而改善动物的肠道消化吸收功能。以上研究均表明牛至油因其大部分为酚类化合物，具有浓郁的芳香味，且其成分中的百里香酚和香芹酚能够增强肠道的屏障功能，抑制有害微生物增殖，维持肠道菌落平衡，从而通过诱食性提高动物采食量，以及促进动物对营养物质的吸收能力以提高生长性能。

3 牛至油在猪禽上的应用

牛至油所具有的抗氧化、抗菌、促进生长和提高免疫力的生理特性，在养殖行业具有较高的经济效益，且牛至油作为一种纯天然新型广谱抗菌药物添加剂，属于植物源性杀菌剂，对畜禽肠道细菌（大肠杆菌、沙门氏菌、猪密螺旋体）引起的腹泻、下痢有特效，同时具有显著的促生长效果和提高饲料利用率的作用，已成为在畜禽饲粮中不可缺少饲料添加剂。

3.1 牛至油在猪生产上的应用

牛至油因生理特性较多，因此在猪生产应用上比较广。汪莉等[24]在断奶仔猪饲粮中添加20 mg/kg牛至油。结果表明，牛至油能提高饲粮蛋白质和干物质的消化率、提高仔猪日增重、降低腹泻率，还有缓解应激的作用。李兰海等[25]研究酸化剂和牛至油替代硫酸黏杆菌素对断奶仔猪生长性能、腹泻率和盲肠微生物数量的影响中发现，饲粮中添加酸化剂和牛至油可以替代硫酸黏杆菌素在断奶仔猪饲粮中使用。周晓容等[26]在生长猪饲粮中添加100 g/t的牛至油发现，牛至油具有改善猪生产性能、提高养分表观消化率的趋势。Allan等[27]在繁殖母猪分娩前和哺乳期的基础饲粮中添加牛至油1 000 mg/kg，结果表明，试验组母猪年死亡率极显著低于对照组。谭成全等[28]在妊娠和泌乳母猪基础饲粮中添加300 mg/kg止痢草油（牛至油）发现，止痢草油组显著提高母猪在泌乳期第3周采食量；并相应地提高了仔猪第3周的平均日增重及第3周仔猪窝增重。

综上所述，牛至油在猪生产中应用较为广泛。在生长肥育猪中，主要集中在提高生产性能、增强机体免疫力；在仔猪应用中，主要集中在预防和控制仔猪断奶应激、提高日增重、提高饲料转化率、减少仔猪腹泻；在母猪中则主要集中在提高采食量和改善泌乳性能。但根据其具有抗氧化的特性，其在怀孕母猪或待配母猪方面是否有提高母猪受胎率或产仔数的效果值得探讨。

3.2 牛至油在禽生产上的应用

张利[29]在研究复方牛至油对肉鸡生长过程的作用中发现，添加复方牛至油可以提高肉鸡日增重，降低料肉比，提高成活率，促进疾病康复，降低淘汰率，提高机体抵抗力。而杜云良等[30]用牛至油、恩诺沙星、硫酸新霉素治疗不同致病型大肠杆菌引起的鸡大肠杆菌病及体外抑菌试验，结果表明使用牛至油比使用恩诺沙星和硫酸新霉素的治愈率提高15%～20%，死亡率降低19%～25%。陈立华等[31]将150只1日龄健康艾维茵肉仔鸡随机分为5组，在其基础饲粮中分别添加75、100、125、150 mg/kg的10%牛至油预混剂，饲喂6周。结果表明，牛至油可提高肉仔鸡全期的增重速度（P＜0.01），改善料肉比（P＜0.01）；42日龄试验组平均屠宰率、胸肌率和腿肌率分别比对照组高2.51%（P＞0.05）、8.93%（P＜0.05）、9.60%（P＜0.05）。

以上均表明牛至油在肉鸡及肉仔鸡生产方面能有效提高生长性能及抗病力。郝丹丹等[32]研究不同水平的牛至油添加对蛋鸡生产性能及免疫功能的影响。对照组饲喂基础饲粮，3个试验组饲喂分别添加50、100、150 mg/kg牛至油的饲粮，抗生素组饲喂添加100 mg/kg硫酸抗敌素的试验饲粮，试验期60 d，结果发现，整个试验期各组间蛋鸡日采食量无显著差异，但50 mg/kg牛至油组、100 mg/kg牛至油组蛋鸡产蛋率显著高于对照组（P＜0.05），料蛋比显著降低（P＜0.05）。

在禽类方面，暂未看到牛至油明显提高采食量的报告，可能是因为相对于猪，禽的嗅觉不敏感而且因其肠道结构短小以及个体采食量相对较小，所以影响不明显。但其在提高禽的生产性能和抗病方面仍是有一定的效果。

4 小结

牛至油具有的抗氧化、抗菌、促进生长和提高免疫的生理特性，在动物小肠的前端极易被吸收，因而到达微生物丰富的后肠道发挥作用量非常有限。有研究显示用海藻酸钠对牛至油进行包被，可以减少牛至油在小肠前端的吸收量，且不影响其抑菌效果。但是不同的动物食物在肠道中的停留时间有很大差别，因而海藻酸钠的剂型浓度等还有待进一步研究。而且牛至的种类不同、提取工艺的不同导致所提取到的牛至油中生物活性的含量有很大的差别。因此，选育出一种挥发油含量高的品种，找到更适合的提取工艺，对牛至油的应用和推广具有重大意义。