目前,动物(wù)生产面临的来自食品安全和环境保护等方面的压力越来越大。寻求安全**的饲料添加剂已成為(wèi)不可(kě)逆转的趋势。植物(wù)精油作為(wèi)新(xīn)一代绿色安全型饲料添加剂的代表,國(guó)内外对其生物(wù)活性的研究日趋活跃。國(guó)外对植物(wù)精油生物(wù)活性的研究起步较早,已取得一定成果,并逐步深入到作用(yòng)机理(lǐ)的细胞、分(fēn)子层面,國(guó)内相关的研究也有(yǒu)序跟进,关于植物(wù)精油对动物(wù)生产性能(néng)、免疫调控、氧化应激、肠道功能(néng)等影响方面的报道越来越多(duō)。本文(wén)将综述植物(wù)精油的组分(fēn)及特性,植物(wù)精油对猪、鸡生产性能(néng)和健康的影响,并对其调控肠道健康的抑菌和抗炎机理(lǐ)进行阐述。
精油是芳香植物(wù)中一类重要的活性物(wù)质,可(kě)被植物(wù)的所有(yǒu)器官合成,并存储在腺體(tǐ)、油室、分(fēn)泌细胞或溶于树脂中,经蒸馏、压榨等方式提炼而得。植物(wù)精油的化學(xué)组成非常复杂,目前发现构成精油的化合物(wù)高达22 000多(duō)种,可(kě)归纳為(wèi)四大类:萜烯类衍生物(wù)、芳香族化合物(wù)、脂肪族化合物(wù)和含氮含硫类化合物(wù)。多(duō)年来,研究的重点都集中探讨如何识别、分(fēn)离和纯化精油中的主要活性物(wù)质,但很(hěn)多(duō)的例子证明植物(wù)精油是一个天然存在的混合物(wù),其整體(tǐ)可(kě)能(néng)**它的每一种组成物(wù)质,如果将这些化合物(wù)以化學(xué)的方式合成后再重组,可(kě)能(néng)得不到原来精油的效果 。因此,有(yǒu)必要重新(xīn)建立符合精油等天然混合产物(wù)自身特点,能(néng)够科(kē)學(xué)表征其整體(tǐ)疗效的评价體(tǐ)系,来揭示其多(duō)组分(fēn)、多(duō)靶点协同整合的作用(yòng)机制。
研究表明,精油组分(fēn)间具有(yǒu)协同性,主要體(tǐ)现在两方面:一是多(duō)靶点效应。精油等植物(wù)提取物(wù)通过其所包含的众多(duō)组分(fēn),发挥多(duō)途径、多(duō)靶点的协同,一定程度上,整體(tǐ)的作用(yòng)效果显现出强于单成分(fēn)、单靶点的化學(xué)合成物(wù)的疗效优势。例如,野蔷薇精油的主要活性物(wù)质是香芹酚和百里香酚,Bassol6等 研究表明,野蔷薇精油的抑菌作用(yòng)比香芹酚或百里香酚都强,原因是野蔷薇不仅综合了这2种主要活性物(wù)质的抑菌效果(香芹酚能(néng)够瓦解细菌外膜,百里香酚主要与菌體(tǐ)蛋白结合),且次要组分(fēn)如香芹酮、1,8一桉树脑、薄荷酮等也在强化整體(tǐ)的抑菌作用(yòng)。与单纯的化學(xué)合成物(wù)相比,精油等天然产物(wù)的另一个突出优点是,其对机體(tǐ)的毒副作用(yòng)因為(wèi)组分(fēn)间的互作效应而得到减弱或中和。Imming等 列出了精油进人人體(tǐ)后其所有(yǒu)可(kě)能(néng)的作用(yòng)对象,包括代謝(xiè)酶、基质、转运载體(tǐ)、蛋白质、受體(tǐ)、细胞因子、DNA/RNA等,甚至包括信号通路。二是“药代动力學(xué)效应”。精油成分(fēn)复杂,组分(fēn)间的互补与互作,使其形成一个运作有(yǒu)序的统一有(yǒu)机體(tǐ),有(yǒu)助于提高精油在生物(wù)體(tǐ)内的溶解度、吸收率和生物(wù)利用(yòng)度。例如,精油组分(fēn)中的多(duō)酚或皂苷类物(wù)质,其本身往往不具备特定的药理(lǐ)作用(yòng),却能(néng)增强其他(tā)主要活性物(wù)质的溶解度和吸收率,从而改善了整个混合物(wù)的生物(wù)利用(yòng)度。颠茄提取物(wù)具有(yǒu)较强的药物(wù)疗效,在于其次要组分(fēn)黄酮类物(wù)质是很(hěn)好的吸收催化剂。阿密茴香油(主要成分(fēn)是呋喃并色酮)完全发挥生物(wù)作用(yòng)仅需10 min,而在同等条件下,等摩尔的纯的呋喃并色酮,充分(fēn)被机體(tǐ)吸收至少需要60 min。
Li等研究表明,精油产品(主要成分(fēn)是百里香酚和香芹酚)能(néng)够显著提高断奶仔猪的日增重和平均日采食量。纪少丽等 研究在妊娠一哺乳期母猪和仔猪断奶一育肥阶段饲粮中添加止痢草(cǎo)精油(OE)对仔猪全期生产性能(néng)的影响,结果显示:在妊娠一哺乳期母猪饲粮中添加OE,显著提高了哺乳仔猪的断奶體(tǐ)重和生長(cháng)速度;饲喂OE饲粮的母猪,血清中胰岛素样生長(cháng)因子I(IGF-I)水平均较高。IGF-I是一种促蛋白质合成类生長(cháng)因子,能(néng)够刺激肌肉蛋白质的合成,母猪可(kě)能(néng)是通过IGF-I的传递促进断奶仔猪的生長(cháng)。许多(duō)植物(wù)精油或其活性成分(fēn)通过调节影响胃肠道功能(néng)的相关变量,如增加消化道黏液、胆汁酸的分(fēn)泌量,增强胰酶(脂肪酶、淀粉酶和蛋白酶)的活性,提高营养物(wù)质的消化率,通过降低病原毒素及生物(wù)胺的水平、稳定肠道微生态系统、完善肠道组织结构等来促进动物(wù)生長(cháng)。Bozkurt等 发现,精油混合物(wù)(主要活性物(wù)质為(wèi)香芹酚、百里酚、l,8一桉树脑、对异丙基甲苯和柠檬烯)能(néng)够有(yǒu)效缓解高温应激对蛋鸡增重造成的不利影响,降低蛋鸡死亡率,精油组的蛋壳重量显著增加,相对蛋白重量显著下降。
Hong等。研究精油制剂(主要成分(fēn)是香芹酚)与抗生素对肉鸡胴體(tǐ)品质的影响,结果显示,精油组肉鸡的胸肌嫩度和大腿肌肉的多(duō)汁性均显著高于抗生素组和对照组,这可(kě)能(néng)与精油混合物(wù)显著提高了肉鸡血清中总多(duō)酚类化合物(wù)和总黄酮类化合物(wù)的水平有(yǒu)关,这2类化合物(wù)的分(fēn)子中都含有(yǒu)羟基团,能(néng)够直接淬灭自由基,降低蛋白质和脂质被氧化的程度,改善肉鸡的胴體(tǐ)品质。
3.1 肠道茵群
Fang等 报道,21日龄断奶仔猪饲粮中添加l kg的刺五加精油提取物(wù),能(néng)增加肠道中食淀粉杆菌、唾液乳杆菌、枯草(cǎo)芽孢杆菌和梭状芽孢杆菌的菌群密度,降低金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌O157:H7的数量。Rahimi等发现,1%的百里香酚、紫锥菊和大蒜提取物(wù)显著减少了肉鸡回肠和盲肠食糜中大肠杆菌的数量,乳酸杆菌的数量显著增加。Michiels等llu进行的體(tǐ)外试验表明,100 mg/L的百里香酚显著降低了空肠和盲肠总厌氧菌、梭菌和链球菌的数量,显著提高了空肠中乳酸杆菌的含量。综合上述研究结果看出,植物(wù)精油在动物(wù)肠道内的抑菌作用(yòng)比抗生素类促生長(cháng)剂(AGPs)更具有(yǒu)选择性。由于精油选择性地抑制了某些特定的微生物(wù)菌群,从而使全肠道微生物(wù)种群向着有(yǒu)利动物(wù)健康的方向发展。
3.2 动物(wù)疾病
植物(wù)精油通过抑制病原菌的过度繁殖、拮抗热敏肠毒素的致泻作用(yòng)、减少炎性渗出等方式达到防治仔猪腹泻病的目的。Li等 报道,精油产品(主要成分(fēn)是肉桂醛和百里香酚)不仅能(néng)够显著降低断奶仔猪的腹泻率,同时显著提高了血清中淋巴细胞的转化率、白细胞的吞噬率及免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、补體(tǐ)3(C3)、补體(tǐ)4(C4)的水平。这说明植物(wù)精油还可(kě)通过完善仔猪的肠道黏膜免疫系统,改善肠道的健康状况来控制腹泻病的发生。A1fajaro等 利用(yòng)甘草(cǎo)精油治疗仔猪轮状病毒腹泻的研究结果表明,400 mg/mL的精油组治愈了受轮状病毒攻毒小(xiǎo)猪的腹泻,显著改善了小(xiǎo)肠组织损伤情况;对照组仔猪小(xiǎo)肠和脾脏中与炎症相关的细胞因子、信号分(fēn)子、转录因子的mRNA表达量在轮状病毒感染后显著增加,饲喂精油提取物(wù)后上述因子的mRNA表达量显著下降。
香精油对防治鸡球虫病也有(yǒu)一定的积极作用(yòng)。牛至油的主要成分(fēn)香芹酚和百里香酚能(néng)够抵抗柔嫩艾美尔球虫和堆型艾美尔球虫及混合型感染。一些體(tǐ)内外试验证实,精油中的酚类物(wù)质可(kě)作為(wèi)一种抗鸡球虫病的专用(yòng)制剂。Arczewska—Wtosek等报道,含大蒜、百里香酚、牛至等成分(fēn)的精油提取物(wù)能(néng)够缓解肉鸡感染艾美尔球虫的病情。但Giannenas等指出,牛至油的主要成分(fēn)香芹酚,其疏水特性可(kě)能(néng)对成熟的肠黏膜上皮细胞有(yǒu)一定的毒性。所以,植物(wù)精油在向畜禽生产做大规模推广之前,其用(yòng)量水平、作用(yòng)机制及临床效果还有(yǒu)待进一步探究。对于抵抗球虫病的混合感染,饲粮中添加植物(wù)精油与接种疫苗结合使用(yòng)能(néng)更有(yǒu)效地控制卵囊脱离,这可(kě)能(néng)是预防肉鸡感染球虫病的一条新(xīn)途径。
4.1 抑菌
健康的肠道环境是提高畜禽生产性能(néng)的基础,而抑菌作用(yòng)是植物(wù)精油保护动物(wù)肠道健康的基础。众多(duō)研究证实,以酚或醛,如百里香酚、香芹酚、丁子香酚、肉桂醛或柠檬醛為(wèi)主要成分(fēn)的精油表现出**强的抗菌活性,其次是含有(yǒu)萜烯类化合物(wù)的精油。这些物(wù)质的作用(yòng)靶点虽然都集中在细菌细胞膜上,但由于化學(xué)结构的不同,抑菌机理(lǐ)存在差异。
酚类物(wù)质的抑菌活性**强,其疏水性成分(fēn)能(néng)够直接作用(yòng)于细胞膜,并在细菌的双分(fēn)子脂膜上积聚,占用(yòng)脂肪酸链间的空间。这种互作引起细菌细胞膜结构构象的改变,导致细胞膜的液化和扩张,膜的稳定性丧失,渗透性增强,胞内重要的离子和内容物(wù)渗出,**终导致细菌细胞死亡。
百里香精油的主要成分(fēn)百里香酚和香芹酚可(kě)以改变大肠杆菌O157:H7、金黄色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌等细胞膜上脂肪酸的结构和比例,使不饱和脂肪酸的含量(尤其是trans-C18:2和cis-C18:3含量)明显下降,饱和脂肪酸的含量(尤其是C17:0含量)增加,这种改变降低了膜的流动性,进而影响细胞膜的重要生理(lǐ)功能(néng) 。活性组分(fēn)肉桂醛的抗菌活性仅次于酚类物(wù)质。细菌细胞膜不是它**的作用(yòng)靶点,它还能(néng)穿透细胞膜进入细胞质甚至更深的部位,通过羰基与蛋白质结合,抑制胞内关键酶的活性,如氨基脱羧酶。FtsZ是一种广泛存在于细菌中的结构保守的蛋白质,它在细菌细胞***过程中起关键作用(yòng),是研制新(xīn)型抗菌剂的靶目标。通过干扰FtsZ的功能(néng),可(kě)以影响细菌细胞***,达到抗菌目的。研究发现,肉桂醛的H2、H3可(kě)分(fēn)别与FtsZ的G295和V208结合,抑制它的鸟苷三磷酸腺苷酶(GTPase)活性和聚合特性,从而阻止细菌细胞*** 。其他(tā)醛类物(wù)质可(kě)能(néng)是通过交联键或烷基化与DNA和蛋白质相互作用(yòng),导致它们失活与酚类和醛类物(wù)质相比,萜烯类物(wù)质的抗菌活性要弱很(hěn)多(duō),该类物(wù)质主要是抑制膜上呼吸酶,造成局部H +浓度梯度和電(diàn)化學(xué)势的损耗,从而实现抑菌功效。
**新(xīn)的研究表明,植物(wù)精油及其有(yǒu)效成分(fēn)还能(néng)从分(fēn)子水平上,通过抑制细菌毒力因子的表达来减少致病菌对宿主细胞的黏附。Qiu等研究表明,亚抑菌浓度的紫苏精油可(kě)以抑制金黄色葡萄球菌的毒力因子肠毒素A型、B型和 α毒素的基因表达。
Amalarajou等研究表明,一定浓度的反式肉桂醛(肉桂精油的主要成分(fēn))可(kě)显著降低尿路致病性大肠杆菌对尿道上皮细胞的黏附和侵袭,显著降低参与尿道致病性大肠杆菌黏附和入侵宿主组织的主效基因fimA,fimH focA、sfaA、sfaS和papG的表达。这种对基因表达的下调作用(yòng)潜在地降低了致病性大肠杆菌对膀胱细胞的黏附和入侵能(néng)力。Brackman等发现,低浓度的肉桂醛还可(kě)通过抑制大肠杆菌的群體(tǐ)感应系统来抑制其对黏膜细胞的侵附,降低其毒力水平。
4.2 抗炎
研究证实,植物(wù)精油的抗炎作用(yòng)会影响动物(wù)的免疫系统。这种抗炎活动不仅与它们的抗氧化作用(yòng)有(yǒu)关,而且它们还参与调控细胞因子与转录因子的信号转导通路,从分(fēn)子水平上抑制促炎基因的表达。
4.2.1 影响细胞因子的产生
Chao等 报道,从土肉桂精油分(fēn)离出的肉桂醛可(kě)以抑制脂多(duō)糖(LPS)或脂磷壁酸(LTA)诱导的小(xiǎo)鼠巨噬细胞对肿瘤坏死因子一α(TNF.α)和白细胞介素一lβ(IL-lβ)的分(fēn)泌。肉桂醛也可(kě)抑制LPS诱导的人原代巨噬细胞和单核细胞产生细胞因子,而迷迭香精油仅能(néng)够减少由2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)诱导的结肠炎模型小(xiǎo)鼠促炎因子白细胞介素一6(IL一6)的产生,不抑制IL—lβ的生成 。柳杉精油和滨艾精油虽然主要成分(fēn)不同,但都可(kě)以抑制LPS诱导的小(xiǎo)鼠单核巨噬细胞产生TNF一 α、IL—lβ和IL-6 。许多(duō)植物(wù)精油尤其是柠檬草(cǎo)、天竺葵、薄荷及它们的主要成分(fēn)(柠檬醛、香叶醇、香茅醇和香芹酮)不仅能(néng)够抑制如TNF.α等细胞因子的产生,而且能(néng)够抑制TNF-α 诱导的中性粒细胞的黏附反应,抑制其黏附在与炎症反应相关的靶标上 。
一氧化氮(NO)、前列腺素和细胞因子都参与炎症反应。一氧化氮合酶和环氧合酶分(fēn)别指导NO和前列腺素的合成,而环氧合酶2(COX-2)和诱导型一氧化氮合酶(iNOS)能(néng)够诱导这些酶的产生。核因子一KB(NF—KB)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)通过触发及调控COX-2和iNOS的信号转导途径,实现对这2种酶活性或表达的调节。
因此,NF—KB和MAPKs被认為(wèi)是很(hěn)好的治疗炎症的靶标。Dung等发现,从朝鲜冷杉叶提取的精油能(néng)够减少iNOS和COX-2的mRNA和蛋白质的表达;蒿亭的主要成分(fēn)α-蓰草(cǎo)烯和反式一丁香烯抑制了试验大鼠足由LPS诱导的NF—KB的活化和中性粒细胞的迁移 ;山(shān)肉桂的活性成分(fēn)柠檬醛对LPS诱导的iNOS表达产生显著的抑制作用(yòng),而对COX-2没有(yǒu)影响,其原因可(kě)能(néng)是柠檬醛阻止了LPS诱导的炎症反应中NF—KB 的抑制蛋白(IKBα)的降解,降低了核内p50 NF—KB 的水平。
Amad等用(yòng)人巨噬细胞U937為(wèi)研究对象,发现柠檬醛对细胞U937的COX-2的mRNA和蛋白质表达均表现出强的抑制作用(yòng),且存在剂量依赖关系。分(fēn)析认為(wèi),柠檬醛促进了过氧化物(wù)增殖激活受體(tǐ)α【(PPARα)和过氧化物(wù)增殖激活受體(tǐ)γ (PPARγ)的mRNA的表达,激活了PPARα和PPARγ,从而实现对COX-2的调控。同理(lǐ),因為(wèi)香精油从转录水平上抑制了TNF-α ,IL-1β和IL-6mRNA和蛋白质的表达,从而也实现了对这些细胞因子的调控。
近年来,关于植物(wù)精油在动物(wù)营养方面的研究有(yǒu)了较大的进展,但是,真正把植物(wù)精油应用(yòng)于生产实践中仍面临着许多(duō)挑战。首先是精油产品的稳定性问题。植物(wù)精油易挥发易氧化,活性物(wù)质在数量上的可(kě)变性以及相互作用(yòng)间的复杂性导致其饲用(yòng)效果差异大,需要通过制剂化的工艺如真空冻干技术和微胶囊技术来提高其稳定性。其次,需要大量的动物(wù)试验去确定其在动物(wù)體(tǐ)内的作用(yòng)效果及适宜添加量。目前关于植物(wù)精油的报道虽然很(hěn)多(duō),但对其机理(lǐ)的探究却较少,因此还需要进一步的深入研究,从分(fēn)子及基因水平上阐述植物(wù)精油的作用(yòng)机理(lǐ)。
汉博精油新(xīn)品上市
[产品特点]
1、工艺独特,采用(yòng)**的工业化微胶囊缓释包被技术,使精油分(fēn)子活性保持持久,并可(kě)在肠道的特定阶段定点释放,持续发挥作用(yòng),**抑菌;
2、独有(yǒu)的均质分(fēn)散技术,保证了产品的任何一个颗粒中均含有(yǒu)相同含量的有(yǒu)效组分(fēn);产品颗粒大小(xiǎo)均匀,流动性好,不结块,保证良好的混合均匀度;
3、热稳定性好,减少有(yǒu)效成分(fēn)挥发,高温制粒损失少;抗氧化性强,防止被饲料中油脂、维生素等自由基破坏,拌料添加安全可(kě)靠;
4、有(yǒu)效成分(fēn)含量高,添加量少,表现稳定,效果更可(kě)靠。
[作用(yòng)功效]
1、抑菌杀菌,改善肠道环境。
较常规精油易扩散,有(yǒu)效阻止線(xiàn)粒體(tǐ)内的呼吸氧化过程,使病原微生物(wù)失能(néng)而亡;抑菌性好,修复受损肠细胞,维持肠道内有(yǒu)益菌群;有(yǒu)效预防乳仔猪腹泻,缓解断奶应激综合征。
2、增强自身免疫,提高动物(wù)抗病力。
防止和***动物(wù)消化道系统病原微生物(wù)的生長(cháng)繁殖,促进机體(tǐ)免疫器官的发育,增强机體(tǐ)细胞免疫和體(tǐ)液免疫机能(néng),提高动物(wù)自身抗病力。
3、刺激食欲,提高消化吸收率和动物(wù)生長(cháng)速度。
香味独特,刺激畜禽消化道黏膜上的感受器,有(yǒu)效激活消化酶活性,加强肠道消化酶分(fēn)泌,提高采食量、饲料转化率和产肉率,缩短出栏时间。
[临床表现]
1、有(yǒu)效预防肠道致病菌和寄生虫(球虫)造成的家禽水便,缓解蛋禽输卵管炎症;
2、提高肉鸡、猪只采食量,缩短出栏时间;减少仔猪黄白痢,提高母猪泌乳量,改善仔猪初生重,延長(cháng)母猪使用(yòng)年限;
3、有(yǒu)效预防水产动物(wù)致病菌造成的出血、烂鳃和肠炎。
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