植物精油的抗菌活性 研究發現植物精油能降解細菌細胞壁,破壞細胞膜蛋白質結構,導致細胞質凝聚,減弱質子運動力[12],從而抑制殺滅細菌。Hammer等[13]和Ambrosio等[14]認為植物精油具有抗菌活性,主要是因為精油中存在酚類物質。也有研究指出植物精油萜類化學結構中羰基官能團的存在能增強植物精油的抗菌活性[9]。Wang等[15]則發現菟絲子精油能通過破壞細胞結構和抵抗生物膜的機制發揮抗菌活性,對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的生長有明顯抑制作用。孫琦[16]研究發現,肉桂醛對黃曲霉菌生長和產毒有抑制作用,其中包括短時脅迫效應和長時脅迫效應。肉桂醛短時脅迫作用后,可使黃曲霉菌中菌絲細胞活性氧(ROS)含量減少和氧化應激反應程度下降,從而導致其生理代謝速率減緩;肉桂醛長時脅迫作用于黃曲霉菌后,可使細胞中ROS含量的增加,引起的細胞氧化損傷,從而導致絲狀真菌生理代謝活動受阻。Huang等[17]在植物精油化學成分分析及其對大腸桿菌體外抑菌試驗中則發現,百里香酚、對甲基異丙基苯和萜烯對大腸桿菌的細胞質膜有破壞作用,能使其質子泵功能失調,致使細胞死亡。鑒于已發表的抗菌作用數據顯示,植物精油抗菌活性的強弱順序為:牛至>丁香酚>肉桂>百里香>薄荷>迷迭香>芥末>香菜/鼠尾草。Kalemba等[18]根據體外抑菌試驗結果,發現植物精油活性成分的抗真菌活性強弱順序為:苯酚>肉桂醛>醇類>醛類>酮類>醚類>烴類,其中酚類成分的植物精油抗真菌活性隨分子間空間位阻增大而增加。
植物精油的抗氧化活性 研究中發現植物精油中含有多種抗氧化活性成分,如百里香酚、對傘花烴、黃酮類物質苯丙酯等。植物精油發揮抗氧化活性的作用機制包括以下幾點:1)酚類成分與過氧自由基結合,使自由基活性降低或將其清除;2)酚羥基與過渡金屬離子(Fe2+、Cu2+)發生螯合,生成相對穩定的配合物,阻斷動物機體生物氧化過程,減少金屬離子誘導的自由基生成;3)植物精油的萜烯成分可以上調體內抗氧化酶的活性[19]。Si等[20]研究發現,6%姜烯酚和10%姜辣素在60
℃時表現出比6%姜辣素和8%姜辣素更高的抗氧化活性。據研究顯示,多種植物精油均有抗氧化活性。例如,麝香草香精油能抑制動物機體脂氧合酶和乙酰膽堿酯酶活性[21],橄欖精油能刺激大鼠機體產生超氧化物歧化酶(SOD),保護細胞免受氧化應激的影響[22],牡丹花瓣精油其芳香成分對1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和2, 2-聯氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)自由基有很強的清除能力[23]。Han等[24]通過氣相色譜-質譜(GC-MS)分析技術在牛至開花期對其不同部位精油化學成分分析和抗氧化活性研究中發現,牛至花葉中香芹酚和百里酚含量接近50%,當濃度為1.25
mg/mL時,抗氧化活性最高。王麗雪等[25]研究發現,植物源性提取物中含有多酚、多糖、生物堿和皂苷等多種活性成分,能作用于上述不同途徑,對動物表現出不同程度的抗氧化活性。可見,植物精油因含有的活性成分不同,抗氧化活性的作用也不相同。
植物精油的免疫學活性 自然情況下,動物機體自身通過體液免疫和細胞免疫途徑來維持機體的健康。研究報道,植物精油中活性成分能通過調節體內抗氧化酶水平,降低細胞促炎因子,來提高動物免疫力[26]。目前植物精油免疫學活性調節機制還不明確,有研究發現蔥科植物精油中因含有硫化合物,而具有抗炎和抗氧化特性[27]。柳葉精油中反式-2-己烯醛活性成分能抑制Ca2+流入血管平滑肌,而有抗炎、抗支氣管痙攣作用[28]。賈聰慧等[29]研究則指出,植物精油抗炎活性與它的抗氧化作用有關,其能參與調控細胞因子與轉錄因子的信號轉導通路,從分子水平上抑制促炎基因的表達。Zhang等[30]研究發現,蕨麻植物精油能通過線粒體介導的內在途徑抑制腫瘤細胞生長,誘導細胞凋亡。然而,Bellassoued等[31]用502
mg/kg的薄荷胡椒精油對四氯化碳(CCl4)誘導應激中的大鼠進行飼喂7 d的試驗,發現其對大鼠體內血清丙氨酸轉氨酶(ALT)、天冬氨酸轉氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)、乳酸脫氫酶(LDH)和γ-谷氨酰轉肽酶(γ-GT)活性及尿素、肌酸酐含量沒有顯著影響;而對CCl4誘導前狀態的大鼠以15和4 002 mg/kg的劑量預處理,發現其能顯著降低應激參數(ALT、AST、ALP、LDH、γ-GT活性及尿素、肌酸酐含量)。也有研究報道,茴香、肉桂醛和芳香醇能顯著降低小鼠體內白細胞介素-1β(IL-1β)、白細胞介素-18(IL-18)[32]、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、干擾素-γ(IFN-γ)含量[33]。Xu等[34]和He等[35]通過飼養試驗發現,植物精油能顯著提高動物的生長性能、血清免疫學指標,緩解腸道炎癥,減少腹瀉發生率。由此可見,植物精油具有抗炎、免疫學活性作用,而其發揮抗炎、免疫學活性機制方面還需進一步研究。
植物精油的誘食、提高營養物質消化率的作用 采食是動物獲取營養物質的必要方式,而植物精油能通過刺激腦神經(三叉神經)誘發動物產生采食行為,刺激食欲,促進消化道蠕動,從而促進消化液和消化酶,如唾液、胃液、膽汁腸液及一系列酶的分泌,通過這些機制提高營養物質消化率。陳方龍等[36]研究發現,植物精油之所以能增加動物采食量是因為其在使用過程中表現出較好的抗氧化和抗微生物功能,抑制了腸道有害菌,提高了胃腸道消化酶的活性。王晶[37]研究則認為,一些植物提取物中含有甜味劑,改善了飼料的適口性,增加了斷奶仔豬的偏食性,提高了仔豬平均日采食量。甘麗平等[38]研究指出,植物精油能提高飼料營養物質和能量的作用效率,調控與生長相關激素的分泌,從而促進動物生長性能的提高。然而,Plg等[39]在斷奶仔豬飼糧中添加1.5
g/kg辣椒精油發現其并沒有改善動物生長性能和器官增重,但是添加4.0 g/kg的辣椒精油卻可以降低仔豬腹瀉率,提高動物生長性能。Yu等[40]研究發現,在低能量(13.37 MJ/kg)情況下,添加600 mg/kg植物精油與對照組(14.27 MJ/kg)相比,能顯著降低料重比,提高經濟效益。綜上得出,植物精油作為一種天然的新型飼料添加劑,可以提高動物采食量,對動物的生長性能產生積極的作用。
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