植物精油在畜禽生產中的應用研究進展

薛 萍 福建農業職業技術學院 福州 350119

植物精油是指從植物中提取而出的具有強烈氣味和香味的揮發性液體，誘食、抗菌、殺菌、抗病毒、抗氧化、抗蟲、抗腫瘤、解熱鎮痛、祛痰止咳、促進胃腸道健康、促消化、抗寄生蟲和提高免疫、促生長、改進飼料利用率、提高生產性能、改善畜禽肉質、凈化空氣等功能，可在畜禽生產中作為促生長劑、天然飼料抗氧化劑、防霉劑進行應用，是很好的新型安全、高效、無毒害的抗生素替代品，在畜禽生產領域應用價值較突出。 農業農村部已批準將多種類型植物精油應用于畜禽生產領域飼料作物添加物。基于此，對學術領域植物精油在畜禽生產中的應用進程進行適當分析，就具有較為突出的現實意義。

1 植物精油的提取工藝

提取植物精油的主要原料有植物的全草、果實、葉、花、根、皮以及樹皮、樹膠、等，可采取水蒸氣蒸餾法、溶劑提取法、壓縮法、冷凍壓縮法（壓榨法）、油脂分離法（脂吸法、吸附法）、冷浸法、超聲提取法、超臨界二氧化碳提取法、微波提取等方法進行提煉萃取。目前發現構成精油的化合物高達22 000 多種，主要可歸納為四大類：萜烯類衍生物、芳香族化合物、脂肪族化合物和含氮含硫類化合物。 目前研究較多的植物精油包括牛至油、肉桂醛、香芹酚、百里香酚、羅勒油、 大蒜油、山蒼籽油、藍桉油、安息香油、檸檬草油、丁香油、百里香油等。

1.1 水蒸氣蒸餾法 水蒸氣蒸餾法是植物精油提取主要用方法，即根據提取物沸點差異，將揮發性物質冷凝后分離的方法， 通過嚴格的溫度控制可以獲得高純度的精油。 水蒸氣蒸餾法提取植物精油具有成本低、操作簡單、蒸餾提取時間長、高溫下易分解等特征，大多需要與萃取法合用。如鄭紅富等（2019）以芳樟為研究對象，對傳統蒸餾裝置、蒸餾萃取揮發油裝置（蒸餾萃取重油裝置、蒸餾萃取輕油裝置）進行了研究，結果表明采用蒸餾萃取揮發油裝置，蒸餾2 min 左右可以觀察到明顯油層，出油率在1.42%左右，主要成分芳樟醇含量為89.58%[1]。

1.2 壓榨法 壓榨法是最傳統的方法，其原理是以強大壓力壓榨原料， 即利用機械器具施加壓力使植物汁液流出的方法，使其油胞破裂，導致油分流出。由于該法在室溫中操作，因此所得揮發油質量好,可保持精油原有的新鮮香味。 但是該方法所得產品不純，出油率低。

1.3 溶劑萃取法 根據植物中各種成分在溶劑中的溶解性質， 將有效成分從植物組織內溶解出來的方法。 工序復雜，產量少，與蒸餾法和擠壓法相比相對昂貴。改法多用在不喜歡熱源、細致脆弱的植物花瓣或樹脂的萃取上。常用有機溶劑有石油醚、二硫化碳、四氯化碳、苯等，提取方法有浸提法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、連續提取法等。

1.4 超聲提取 超聲提取主要是通過連續機械振動所產生的空化作用破碎原料結構促使精油進入溶劑內， 配合蒸發冷凝分離精油的方式， 提取效率較高。 如肖娟等（2018）采用超聲波輔助水蒸氣蒸餾法提取檸檬精油，在料液比為15.5 mL/g、超聲波功率為 320 W 時， 超聲處理時間 36 min、 蒸餾時間140 min，提取率可達1.97%，有效成分在96.16%左右[2]。

1.5 微波提取 微波提取是一種效率較高、新型的提取方法， 主要是利用微波輻射階段所產生的高頻率電磁波穿透萃取介質至細胞內部促使細胞壁高壓破裂后流出精油的方式，具有提取時間短、提取率高的特點。 如李占君等（2019）采用微波輔助提取工藝提取紫蘇籽精油，以70%乙醇/水混合溶液為提取溶劑， 微波功率為 523 W， 預浸提處理 45 min，在8 min 內提取率為38.02%， 且精油中不飽和脂肪酸含量較高[3]。

1.6 超臨界二氧化碳提取 超臨界二氧化碳提取主要是基于超臨界二氧化碳氣體擴散系數、 液體溶解度兼具性質， 將根據沸點差異有選擇的提取揮發性物質，在提取完畢后通過減壓升溫炒作，促使超臨界二氧化碳轉變為普通氣體釋放的一種工藝， 所獲得的植物精油純度較高。 如沈汝青等（2018）超臨界二氧化碳配合分子蒸餾技術提取沉香原料， 在萃取壓力為 35 MPa、 溫度為 40 ℃環境中， 經過 3 h 提取，高級沉香的收率達1.2%[4]。

2 植物精油的作用機理

綜合目前的研究結果， 植物精油的作用機理初步概括如下：第一，含有芳香族揮發性物質，能夠刺激畜禽的味覺感受器，提高飼料適口性；第二，含有類、醛類等芳香族化合物以及倍半萜、單萜等萜類化合物等多種物質， 其活性成分具有較為突出的脂溶性、 表面性， 可以在短時間內突破病原微生物細胞膜，可以通過改變細胞結構形態、影響細胞內部蛋白質活性、影響細胞內部酶活性、抑制細胞膜上呼吸酶活性、阻止線粒體內部呼吸氧化過程等，致使病原微生物喪失能量而死亡，可以促進有益菌增殖，優化腸道微生物菌群環境；第三，維持腸黏膜完整，通過對絨毛高度、隱窩深度及V/C 值的改變來改善腸道形態， 提高消化酶活性； 第四， 增加葡萄糖轉運載體（SGLT1、GLUT2）及小肽轉運載體（PepT1）的 mRNA表達量，進而改善畜禽腸道消化吸收功能，增強營養物質的吸收利用率， 顯著提高畜禽生產性能提高血清葡萄糖、總蛋白質和白蛋白含量，保證機體能量和蛋白質的供給，加強機體葡萄糖和蛋白質合成代謝，提高血清鈣離子濃度，滿足畜禽對鈣的需要，有利于機體的正常生長發育；第五，內部含有可顯著提高白細胞吞噬率的酚類物質，提高IgA、IgM、補體C4、補體C3 釋放量， 通過調節細胞因子的表達而提高血清中的抗體含量， 來達到增強免疫功能的效果；第六， 含有百里香酚等酚類物質， 可以在提高血清SOD、GSH-Px 等機體內源性抗氧化酶活性的同時消除機體內部自由基， 促使機體抗氧化能力提升；第七，在反芻動物可以抑制瘤胃產氨菌、產甲烷菌，降低反芻動物機體內部揮發性脂肪酸濃度， 提高反芻動物對飼料利用率；第八，提高血清孕酮含量，進而可以抑制血鈣含量的升高，促進鈣轉運至輸卵管，從而增加蛋殼厚度，增強蛋殼強度。由于植物精油有效成分分析和提取困難，復配方案多，其作用機理尚不明確，還有待進一步研究。

3 植物精油在畜禽生產中的應用

3.1 家畜 許多研究表明，家畜飼料中添加植物精油可以有效促進家畜對營養物質的消化吸收， 提高家畜生產性能，減少疾病發生。 李方方等（2019）在28 日齡斷乳大白仔豬基礎飼料內每千克添加250 mg 植物精油， 仔豬平均日增重出現了明顯提升[5]。 宋軍帥等（2019）通過研究畜禽飼料中添加復合植物精油對斷乳仔豬抗氧化性能的影響， 得出在每千克畜禽飼料中添加200 mg 復合植物精油，不僅可以顯著提高仔豬平均日增重， 而且可以促使仔豬血液內總抗氧化能力得到有效提升[6]。 在斷乳仔豬玉米-豆粕日糧中，每千克添加250 mg 植物精油提取物，可降低尿素氮、料肉比，提升超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶含量及血清中白蛋白、總蛋白、補體 C3、補體 C4、IgG、IgA、IgM 含量。在每千克斷乳仔豬日糧中添加35 g 左右牛至油，可降低因腸道有害細菌引起的腹瀉發生率。 周選武等（2017）研究妊娠后期母豬飼糧添加200 mg/kg 植物精油 （主要有效成分為4.5%百里香酚、13.5%肉桂醛） 的影響，試驗期為妊娠第96 d 至斷乳，試驗結果顯示，可改善母豬生產性能，死胎率降低了71.43%，斷乳存活率提高了1.17%，木乃伊率降低了50.00%，母豬分娩第1、14 和21 d 血清免疫球蛋白 (Ig)A 含量均顯著提高， 母豬分娩第14 d 乳清IgG、IgM 含量顯著提高，分娩第21 d 乳清IgG 含量、乳脂含量顯著提高，表明飼料中添加植物精油可改善母豬生產性能與免疫功能， 且具有替代酒石酸泰萬菌素在妊娠母豬上應用的潛力[7]。石寧等（2019 年）利用體外產氣法，研究了山蒼子油、桉葉油、茴香油、肉桂油等幾種天然植物精油對肉羊體外瘤胃發酵參數、 甲烷產量的影響，體外培養底物精度、粗度比為60/40，添加量為每升 0 mg、50 mg、100 mg、200 mg，體外模擬肉羊瘤胃發酵培養24 h，添加植物精油顯著影響了肉羊體外瘤胃發酵液酸堿度，降低了總揮發性脂肪酸濃度，且隨著植物精油添加濃度的增加呈現出先下降再升高趨勢，最佳添加量為每升100 mg[8]。 趙虎等（2011）研究顯示，乳牛日糧中添加100 mg/kg 植物精油（亞各靈），44 d 試驗期內， 試驗組乳牛產乳量提高1.45%。 使用亞各靈投入產出比約為1:2.45，每頭牛每日投喂1 g 亞各靈， 試驗組乳牛產乳量提高了4.05%，投入產出比為1:6.7[9]。

3.2 家禽 雖然研究結果不完全一致，但多數研究表明， 家禽飼料中添加植物精油可以有效促進提高家禽對營養物質的消化吸收，提高家禽生產性能，改善蛋品質，也可應用于蛋的保鮮。李敏瑩等（2015）研究復合植物精油(CEO)對10 日齡三水白鴨肉鴨生長性能、 屠宰性能及血清生化指標的影響， 試驗期35 d，添加 100 mg/kg、150 mg/kg CEO 顯著增加了肉鴨日均增重， 添加100 mg/kg CEO 顯著增加肉鴨胸肌率， 添加CEO 顯著降低了血清中丙二醛的含量，添加200 mg/kg CEO 顯著提高了血清總抗氧化能力、總蛋白與白蛋白濃度[10]。呂勇等（2019）在白羽肉雞日糧中添加兩種類型植物精油， 在0～21 日齡階段均具有提高平均日采食量和平均日增重的效果，在22～42 日齡階段均可顯著提高平均日增重和降低料肉比；從飼養全期看，添加300 g/t 植物精油Ⅱ（智然香Ⅱ）與添加500 g/t 植物精油Ⅰ（智然香Ⅰ）的效果相當[11]。 王蘭等（2019）研究在 1 日齡愛拔益加肉公雞基礎飼糧中添加 50、100、200、400 mg/kg植物精油（EO，主要成分包括百里香酚、香芹酚、肉桂醛和載體糊精粉等）的影響，試驗期共42 d，干物質、能量、粗脂肪及粗蛋白質的消化率均顯著提高，添加400 mg/kg 劑量組料重比降低了3.4%， 添加200 mg/kg 劑量時， 肉雞血清總超氧化物歧化酶活性、血清免疫球蛋白G 含提高，表明可提高部分養分消化率, 且顯著改善肉雞抗氧化能力和免疫機能[12]。張安等（2018）在25 周齡海蘭褐蛋雞基礎飼糧中添加150 mg/kg 植物精油混合物 （主要成分為18%肉桂醛、3%香芹酚、1%百里香酚，以二氧化硅為載體，由棕櫚油包被而成），蛋重、哈氏單位、蛋白高度、蛋殼比例提高；添加225 mg /kg 植物精油混合物血清孕酮含量顯著提高[13]。 王光富等（2018）研究在基礎飼糧的基礎上添加300 mg/kg 精油顯著提高了 27 周齡蛋雞的蛋黃顏色[14-15]。 梁賽賽等（2018）研究發現在基礎飼糧中添加450 mg/kg 精油和有機酸包被復合物及單獨添加300 mg/kg 精油可顯著增加30 周齡蛋雞的蛋黃顏色，有助于提高部分蛋雞腸道消化酶的表達水平，促進營養物質的消化吸收[16]。韓旭（2013）研究了在30 周齡蛋雞基礎日糧中分別添加 50、100、150 mg/kg 牛至油對蛋品質的影響，結果也顯示，試驗組全蛋重、蛋殼相對重、蛋黃指數、哈氏單位有一定的改善；蛋黃相對重、蛋形指數都有一定程度的升高；添加100 mg/kg 牛至油乳酸桿菌數、雙歧桿菌數提高，大腸桿菌數、沙門氏菌數降低，胰蛋白酶活性、淀粉酶活性提高，十二指腸隱窩深度顯著降低，十二指腸絨毛高度/隱窩深度（V/C）的比值提高，十二指腸、空腸 GLUT2、PepT1mRNA 表達量、十二指腸SGLT1mRNA 表達量、 空腸SGLT1mRNA 表達量顯著提高[17]。郝丹丹等（2017）在30 周齡海蘭灰商品蛋雞基礎飼糧中添加50 mg/kg 牛至油，血清中免疫球蛋白IgG 含量、 血清新城疫抗體滴度顯著提高、脾臟中的 CD4＋/CD8＋、IL-2 和 IL-4MRNA 的表達量顯著提高， 表明飼糧添加牛至油能提高蛋雞的免疫功能。此外，植物精油及其散發的含有多種物質的芳香性揮發氣體具有比較廣譜的抗菌防腐作用，這為其應用在雞蛋保鮮方面創造了條件[18]。 楊秀娟等（2014）研究發現丁香精油、肉桂精油、牛至精油、香薷精油及其復配的混合植物精油揮發物對新鮮雞蛋進行處理，在溫度30 ℃、相對濕度70%的條件下存放 20 d 后， 分析與評定雞蛋的主要新鮮度指標，均對雞蛋具有一定的保鮮效果， 其中牛至精油揮發物對雞蛋的保鮮效果最為顯著， 雞蛋無霉變， 濃蛋白稠、多，不流散，蛋黃近圓球型，系帶完整、粗白，蛋黃指數和哈夫單位值最高， 但植物精油處理會對雞蛋的食用口感和風味產生一定影響[19]。

4 結 語

綜上所述，在畜禽生產領域，植物精油的恰當應用不僅可以減少畜禽用飼料營養成分損失， 增強畜禽體內消化酶活性及機體免疫力， 而且可增強畜禽生產性能、抗應激能力，降低畜禽生產成本損耗。 基于此， 相關研究人員應從植物精油的有效成分提取入手，深入分析其作用機理，分析不同提取方法、不同添加劑量、不同復配方案在不同品種、不同時期、不同生理狀態、不同環境條件下的應用效果，為我國畜禽生產效益提升提供良好參考。