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植物精油在家禽生产中的应用及相关机制

返回列表 来源: 发布日期: 2020.01.03
摘要:阐述植物精油对家禽生产性能、消化酶活性、抗氧化性能、肠道菌群和机体免疫的影响和作用机制。
关键词:植物精油;家禽;生产应用;作用机制
作者:李红英,储玉双,黄恩福(江西生物科技职业学院)

早前研究发现,抗生素对畜禽生长有一定的促进作用,且对幼龄动物作用更为显著[1]。因此,为了经济效益,养殖过程中出现大量抗生素类饲料添加剂滥用现象。 而抗生素滥用带来很多危害,包括畜产品出现抗生素残留、病原菌耐药性加剧、畜禽抗病能力下降、土壤和水资源环境污染等[ 2 ]。 造成这一系列的后果的原因主要是抗生素清除了敏感菌,使得一部分耐药菌株生存下来。 而致病菌的毒力基因与抗生素的耐药菌存在很大关联[ 3~5 ]。 此外,宏基因组研究也证实了,在环境中存在的微生物耐药机制和临床上微生物耐药机制相互联系[ 6 ]。 虽然部分动物来源的细菌对人类无致病作用,但它们可能会携带并传播抗生素耐药基因[ 7 ]。 这样会对人类治疗疾病上关于抗生素的选择带来很大难题。 因此,寻找既能保证养殖户利益, 又能保证畜禽与人的健康,还能保证人与环境可持续发展的抗生素替代物迫在眉睫。 目前,抗生素替代物研发主要包括微生态制剂、抗菌肽、功能性寡糖和植物提取物等产品上 [ 8 ] 。而植物精油在后抗生素时代的背景下备受关注,因为它不仅具有抗菌杀菌、促进家禽生产、维持消化道菌群平衡和提高机体免疫的功能, 而且天然、安全高效且无残留 [ 9~10 ] 。 本文阐述植物精油对家禽生产性能、消化酶活性、抗氧化性能、肠道菌群和机体
免疫的影响和作用机制。 为植物精油在家禽生产中合理应用提供理论依据。

1 植物精油概述
植物精油为植物提取物的核心,属于植物源次生代谢物。经植物器官合成后储存在腺体、油室、分泌细胞等部位。 因其相对分子质量较小,可通过蒸馏、脂吸、浸渍、榨取、浸泡和压缩等方法从植物中提炼[ 11 ]。 常见植物精油包括牛至油、丁香油、茶树油、肉桂油、百里香精油等。 根据其主要成分可分为四类:萜烯类、芳香族、脂肪族和含氮含硫类化合物[ 12 ] 。 早期研究发现,它具有抗菌、杀菌、防腐和抗虫等作用,主要用于水果蔬菜保鲜、护肤品和杀虫剂等产品中 [ 13~14 ] 。 因其药理活性强且安全稳定,在畜牧业上也做了一系列研究。 研究发现,植物精油能一定程度提高家禽生产性能,降低腹泻率,维持胃肠道菌群平衡、并能提高机体免疫,且在猪和反刍动物上也有相应的效果 [ 11 , 15~18 ] 。

2 植物精油对家禽生产的影响及相关机制
2.1 植物精油对家禽生产性能影响
研究发现, 在肉仔鸡饲粮中添加植物精油,可显著提高肉仔鸡平均日采食量( ADFI )和平均日增重( ADG ),但对料重比( F/G )无明显影响 [ 19 ] 。 而添加牛至油能显著改善肉仔鸡全期料重比,并降低肉鸡腹脂率 [ 20 ] 。 此外,在饲粮中添加百里香酚和肉桂醛能降低 42 日龄肉鸡死亡率 [ 21 ] 。 这可能是由于植物精油中活性成分具有较强的脂溶性,能够穿过病原微生物细胞膜,阻止线粒体的呼吸氧化过程,使病原微生物死亡。 因此降低了畜禽的发病率和死亡率。 植物精油的芳香具有一定的诱食作用 [ 22 ] 。 研究发现,植物精油中胡椒碱、麝香草粉、肉桂醛均可刺激消化酶的分泌,还可刺激畜禽消化道黏膜,激活消化酶活性 [ 23~24 ] 。 William 等 [ 25 ] 研究发现,植物精油促进了肉鸡肠道淀粉酶分泌,还能改变饲料在肠道中的形态,降低食糜粘度,从而促进了营养物质的消化吸收。 但也有研究发现,添加百里香酚和肉桂醛对鸡肠道和胰腺消化酶活性无显著影响 [ 26 ] ,这可能与添加剂类型和添加水平有一定的关系。 综上所述,植物精油可能通过提高畜禽的采食量,刺激胃肠道分泌消化液,促进消化道对营养物质的消化吸收,从而提高畜禽的生产性能。
2.2 植物精油对家禽抗氧化性能的影响
饲粮中添加牛至油可降低鸡肉丙二醛含量 [ 27 ] 。添加复合植物精油,还能提高肉鸡肝脏抗氧性能 [ 28 ] 。Botsoglou 等 [ 29 ] 研究发现,在火鸡饲粮中添加 200mg/kg 牛至油能延迟脂类氧化,其效果与在饲粮中添加α- 生育酚醋酸盐效果类似。 这可能是由于植物精油中含有的抗氧化成分香芹酚和百里香酚有关。
2.3 植物精油对家禽肠道微生物的影响
畜禽肠道中定值着大量微生物菌群。 肠道菌群结构一般趋于动态平衡状态,但肠道菌群结构易受饲粮、环境等因素影响,而畜禽肠道健康状况可直接影响畜禽生产。 在肉鸡饲粮中添加植物精油,显著提高肉鸡回肠末端干物质、 粗蛋白表观消化率。还能一定程度上抑制肠道有害菌的生长,显著降低断奶仔猪粪便中大肠杆菌数量和仔猪腹泻指数 [ 30 ] 。饲粮中添加百里香精油能显著增加鹌鹑回肠乳酸杆菌数量,并能显著降低大肠杆菌的数量 [ 31 ] 。 Mitsch等 [ 32 ] 在肉仔鸡饲粮中添加丁香酚、姜黄和胡椒碱能减少肠道产气荚膜梭菌的增值。 体外试验发现,植物精油对革兰氏阳性菌抑制作用强于革兰氏阴性菌。 但茴香精油可显著抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的生长,阿魏精油只能显著抑制革兰氏阳性菌的生长 [ 33 ] ,芫荽植物精油只对革兰氏阴性菌存在抑制作用 [ 34 ] 。 当肠道中大肠杆菌、产气荚膜梭菌等有害菌减少时,一定程度降低了畜禽腹泻率和肠道疾病的发生。 同时,肠道中乳酸杆菌等有益菌数量相对增多,畜禽肠道内环境得以改善,有利于畜禽健康。
2.4 植物精油对家禽血清免疫系统的影响
动物机体的免疫器官、免疫组织和免疫细胞组成机体的免疫系统。 研究表明,植物精油能通过提高血清细胞因子和免疫球蛋白含量,以及促进抗体和补体生成来提高免疫机能。 在肉鸡饲粮中添加植物精油(主要含有成分为肉桂醛、辣椒素和香芹酚)能显著提高血凝抑制效价水平, 减缓抗体衰退速度 [ 35 ] 。在断奶仔猪上研究发现,植物精油能提高仔猪血清免疫球蛋白 IgG 、 IgA 和 IgM 含量,对 C3 、 C4 也有一定的调节作用,还能调节仔猪淋巴细胞增值 [ 30 ] 。 在肉鸡上也存在改善血清免疫球蛋白的效果 [ 36 ] 。 因此,植物精油通过提高机体血清免疫球蛋白和细胞因子的含量,从而改善畜禽免疫能力,促进畜禽健康生长。
2.5 植物精油对霉菌的影响

饲料中常见的霉菌包括青霉、曲霉和串珠镰刀菌等[ 37 ]。当饲料发生霉变时,不仅会影响畜禽生产,损害畜禽健康,畜产品中毒素残留还会影响人的健康。 植物精油作为一种安全、稳定、无污染的饲料添加剂,其可在 17 000 种植物中提取获得 [ 38 ] 。 在生物防霉技术上, 植物精油因具有抗菌抑菌的功效,其在霉菌防治以及霉菌毒素控制方面存在一定的优势 [ 39 ] 。 研究发现,复合植物精油(主要含有肉桂醛和香芹酚)可显著抑制青霉和黑曲霉的生长 [ 40 ] 。 这可能是由于植物精油破坏菌丝体、 孢子细胞壁和质膜,霉菌细胞膜通透性发生改变,导致细胞内容物外泄,使得霉菌生长受到抑制甚至死亡 [ 41 ] 。


3 小结
植物精油作为一种来源广、安全、稳定、无污染的饲料添加剂, 是一种理想的抗生素替代产品之一。 大量研究结果证实植物精油对家禽生产有积极影响,此外,植物精油还能用于霉菌防治以及霉菌毒素控制,可作为一种天然的防霉剂。 但是,植物精油的特性与来源、提取工艺和精油浓度等都有着不可分割的联系。 不同产品单独添加和有效联用需进一步研究,以确定适宜的添加产品和添加量。 而在细胞分子水平上, 还要加强其作用机理的相应研究,为其在畜禽生产应用中提供更透彻的理论依据。

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