目前,動物養殖業面臨著疾病、應激等各種不良因素的影響,飼料添加抗生素等傳統解決方法會導致腸道菌群失衡、藥物殘留和抗藥性等多方面負效應,存在著威脅食品安全等諸多問題和潛在風險。植物精油是一種“安全、高效、穩定、可控”的飼料添加劑,是減抗替抗時代的一柄利劍。下面就植物精油的相關內容進行綜述。
一、植物精油的定義
植物進行光合作用后,細胞會分泌芬香分子,并聚集成香囊,散布在花瓣、葉子或樹干上。將香囊提煉萃取后,即為“植物精油”,又稱為植物提取物。植物精油主要是從植物的花、葉、莖、根或果實中,通過水蒸氣蒸餾法、擠壓法、冷浸法或溶劑提取法提煉萃取的揮發性芳香物質。美國的食品香料與萃取物制造者協會認定,天然植物精油為安全無公害物質。
二、植物精油的理化性質
植物精油是植物的次生代謝產物,由大量揮發性芳香油狀混合物組成,是能被嗅感嗅出氣味或味感品出香味的天然化合物。植物精油具有以下理化特性:植物精油分子量較小,在常溫下很不穩定,易揮發,在紙片上不留永久的油跡;一般有特殊而強烈的香氣,如肉桂精油具有強烈的辛辣香氣;常溫下多為油狀液體,不同精油的色澤也不同;大多數精油具有較高的折光率和一定的旋光度;精油的密度一般比水輕,比重在0.85~1.065 間;精油易溶于石油醚等有機溶劑,也可溶于乙醇,但幾乎不溶于水;精油對空氣、日光及溫度敏感,易氧化分解變質,需貯存于深色容器和陰涼處;有些植物精油在常溫下可析出固體成分。
三、植物精油的成分及分類
植物精油的化學組成非常復雜,含有烴、醇、醚、酚、酸、酯、醛、酮、內酯等成分,目前發現構成精油的化合物高達22000多種,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。
萜烯類化合物為精油的主要成分,包括薰衣草稀、金合歡烯、油杉醇等,是自然界植物提取物中最常見的一類;芳香族化合物是僅此于萜烯類的第二大類化合物,包括萜源衍生物(如百里香酚、孜然芹烯)和苯甲烷類衍生物(如桂皮醛、八角茴香中的茴香腦),這一類常用作抗菌、促生長、辛香型香料等;脂肪族化合物主要是一些小分子化合物,含量較少,幾乎存在于所有的精油中,并且會有一些非精油的物質;含氮含硫化合物中含有氮、硫,一般具有強烈辛辣氣味,包括我們常見的大蒜素、洋蔥中的三硫化物等。
四、植物精油的生物學功能
植物精油通常具有濃郁的特殊香氣,具有很強的殺菌抑菌功能,并促進動物采食、提高生產性能、抗氧化和增強機體免疫等生物功能,可作為抗生素的替代品應用于動物生產中。
(1)植物精油的殺菌抑菌功能:大多數香辛植物精油都具有抗真菌、細菌及其他微生物的活性,例如含香芹酚、百里香酚、肉桂醛等的植物精油,抗菌作用非常強,多作為安全高效的抑菌劑,應用在食品、養殖、飼料等領域。不同精油配合使用,其產生的協同增效作用可以有效提高植物精油的廣譜抗菌性,并增強對微生物的抑制殺菌效果。植物精油對微生物殺菌抑菌的作用機理可歸納為其活性組分破壞細胞膜脂和膜蛋白,影響細胞膜的正常生物學功能,引起細菌生長受到抑制甚至死亡。
(2)植物精油誘食、促生長功能:植物精油可作為香味劑添加到動物日糧中起誘食作用,增加采食量,提高動物生產性能,這種調味誘食功能在豬上表現得更為明顯。植物精油可調節機體機能,增強動物的體液免疫和細胞免疫功能,幫助抵抗各種病菌、病毒的攻擊。植物精油可刺激腸道絨毛發育,促進腸道各種消化酶的分泌,改善動物的消化吸收功能,從而提高對飼料的消化利用率。
(3)植物精油的抗氧化功能:植物精油組分中的醛、酚類及其衍生物具有抗氧化功能。植物精油的抗氧化作用是基于可以為自由基提供氫或電子,部分植物精油的芳香結構具有修飾未配對電子的能力,可以保護其他生物活性分子免于被氧化。
五、常見植物精油舉例—牛至油
牛至油是從牛至草中提取的一種揮發性精油,2001年已經被我國農業部批準到動物體中使用,作為一種重要的飼料添加劑。牛至油中主要活性成分是其揮發油中所含的多酚類化合物--香芹酚和百里香酚,其抗微生物活性主要是通過對細菌細胞膜結構的變性和凝固來實現的,活性成分具有非常強的表面活性和脂溶性,能迅速穿透致病微生物細胞膜,使細胞成分滲漏,水分失去平衡,并且因此造成致病微生物水分失衡而死亡。鑒于長期濫用抗生素導致嚴重的負作用,我國逐步加強了對抗生素在飼料中應用的限制,由于牛至油具有獨特的抗菌機理,不產生抗藥性,與目前使用的抗生素和合成抗菌藥無交叉抗藥性等優點,是一種比較理想的飼用抗生素替代品,應特別重視其在畜禽養殖中的應用。
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