植物精油對飼料中霉菌抗菌效果的研究進展

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　　在飼料原料以及飼料的生產、運輸、儲存過程中，飼料霉變的防控問題一直是研究熱點。一方面霉變會導致飼料原料的浪費，造成巨大的經濟損失； 另一方面飼料霉變的過程中產生的多種有害毒素會影響動物生長，甚至導致畜禽中毒死亡，并且能通過食物鏈危害人類健康。根據美國FAO 調查顯示，每年有數十億噸畜禽及糧食會受到霉菌的感染，這種情況在熱帶和亞熱帶地區尤為嚴重。目前， 控制飼料霉菌污染的化學物質只有人工合成的殺菌劑、防霉劑等，而人工合成殺菌劑的廣泛使用會導致環境污染， 對人類也會有致癌的作用。一些控制飼料霉菌毒素的方法如物理吸附法、生物降解法等雖然在實驗室階段取得了良好的效果， 但是由于成本等原因很難應用于飼料霉菌的大規模處理。

　　生物防治霉菌是利用提取天然的植物抑菌物質達到防治霉菌的效果， 一般不會帶來環境問題。植物精油具有強揮發性、無殘留等特點，其在霉菌防治以及霉菌毒素控制方面的優勢已得到證實。作為天然產物，植物精油可以在17000 種植物中提取得到。表1 所列為具有抗霉菌作用的常見精油及其活性成分。

　　1植物精油抗霉菌作用機理

　　植物精油是存在于植物體內的一種具有芳香氣味、易揮發的油狀液體，主要含有脂類、醛類、酮類和萜烯類等物質。植物精油具有抗菌抑菌的功效， 但植物精油的抗菌機制是非常復雜和多樣化的。現階段相關試驗研究對于植物精油抑制細菌、真菌等微生物的生長和真菌毒素的積累取得了一定的進展， 認為植物精油對微生物產生抑制作用機理主要有以下三個方面：

　　（1）影響微生物脂質層的穩定，溶解細胞體內的脂質體。植物精油中的活性物質對脂肪有一定的溶解作用， 可抑制微生物的生長。
　　（2）影響微生物細胞膜的正常功能。研究表明， 植物精油中的酚類物質影響細胞膜或細胞壁的功能， 使細胞內容物外泄， 最終導致細胞死亡。例如， 植物精油中的香葉醇可以破壞細胞膜脂質層的雙層膜結構。
　　（3）影響微生物能量代謝和還原酶系統。植物精油所含的揮發性物質可以抑制微生物的丁二酸脫氫酶以及還原酶的活性，從而影響微生物的初生能量代謝。植物精油的揮發性物質可以通過抑制微生物呼吸過程中電子的傳遞及氧化磷酸過程， 破壞微生物的呼吸作用及細胞膜功能實現抑菌的目的。

　　王關林等（2006）試驗結果表明，苦參提取物對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌均有顯著的抑制作用，苦參通過抑制大腸桿菌功能蛋白的表達，使菌體內DNA 合成前期得以抑制，細菌難以越過Ⅰ期進入DNA 合成的R 期， 破壞了其正常的生長周期，從而抑制了菌體分裂。張慧蕓等（2009）研究表明， 丁香精油能通過破壞大腸桿菌細胞膜的方式快速殺死大腸桿菌。羅曼等（2006）通過透射電鏡對黃曲霉細胞進行觀察， 發現檸檬醛使線粒體DNA 復制系統發生損傷，受檸檬醛損傷后線粒體形態會發生畸變。Dubey 等（2000）發現，丁香羅勒精油含有高水平的肉桂酸乙酯， 具有廣泛的抗菌特性。Pasqua 等（2007）研究香芹酚、檸檬烯、肉桂醛、丁香酚和百里香酚等植物精油提取物對細胞膜的作用機理時發現， 植物精油可以顯著降低細胞膜中不飽和脂肪酸的含量， 并且能夠導致細胞膜的結構發生改變。Martin 等（1988）研究表明，香葉醇可以通過降低磷脂細胞的活性， 抑制微生物細胞膜的疏水性。微生物細胞生長的抑制可能與細胞膜中的鉀離子的損失有關， 試驗最終評估香葉醇作為動物以及植物的抗菌劑是有效的。

　　2幾種常見植物精油對飼料中霉菌的抑制作用

　　2.1 百里香精油對霉菌的抑制作用

　　百里香檬醛含量較高，為60% ～ 90%。經大量山蒼子的殺菌作用試驗研究證實，山蒼子精油中檸檬醛的抗菌作用是一種廣譜抗真菌物質。Larrry 等（1975）對山蒼子精油中三種主要物質（檸檬醛、桉油酚、香葉醇）進行試驗研究，發現檸檬醛是最有效的真菌抑制成分。相關資料研究表明，山蒼子精油對黃曲霉、米根霉等多種霉菌有較強的抑制作用， 山蒼子精油在飼料中的防霉效果也較為突出（李沛濤等，1994）。

　　馬萱等（2015）研究了法國百里香、蘇格蘭薄荷、甜薰衣草、闊葉迷迭香四種植物精油對黑曲霉菌的抑制作用，試驗結果表明，法國百里香精油的抑菌作用最強。Solimana 等（2002）將萬壽菊、留蘭香、羅勒、百里香、茴香、肉桂等精油在培養基中進行試驗研究，發現茴香、百里香精油對赭曲霉抑菌效果顯著高于百里香、茴香和肉桂精油。Rasooli等（2006、2005）研究表明，百里香精油對寄生霉菌具有抑制作用， 并且在低pH 時可以增強百里香精油的殺菌能力。

　　2.2 丁香精油對霉菌的抑制作用

　　丁香（Syzygiumaromaticum）為雙子葉、桃金娘科植物，主要分布于坦桑利亞、馬來西亞、印度尼西亞等國，在我國廣東、廣西也有種植。丁香花蕾中丁香精油的含量為15% ～ 20%，丁香精油的主要成分為丁香酚、乙酰丁香酚、β-石竹烯等，其中丁香酚的含量最高，廣東產的丁香精油丁香酚的含量達到80.33%， 印度尼西亞產的丁香酚含量達到82.01%， 產地的不同會導致丁香酚的含量差異顯著（Pathak 等，2004）。

　　尚繼峰等（2007）研究表明，丁香精油對灰綠曲霉、黃曲霉和青霉均有一定抑制作用，三者抑菌圈直徑均達到90 mm，對灰綠曲霉的MIC 值最低，為0.391 mg/mL。Marial 等（1995）研究證實，丁香精油及其提取物丁香酚對青霉菌有一定的抑制作用。

　　2.3 山蒼子精油對霉菌的抑制作用

　　山蒼子（Litsea cubeba）是被子植物門，木姜子屬中的一個種。在我國江蘇、安徽南部、福建、江西臺灣等地均有種植生產， 我國是全球最大的山蒼子精油生產國、出口國，約占全球產量的70%。與國外山蒼子精油中檸檬醛含量相比， 我國山蒼子精油中檸檬醛含量較高，為60% ～ 90%。

　　經大量山蒼子的殺菌作用試驗研究證實，山蒼子精油中檸檬醛的抗菌作用是一種廣譜抗真菌物質。Larrry 等（1975）對山蒼子精油中三種主要物質（檸檬醛、桉油酚、香葉醇）進行試驗研究，發現檸檬醛是最有效的真菌抑制成分。相關資料研究表明，山蒼子精油對黃曲霉、米根霉等多種霉菌有較強的抑制作用， 山蒼子精油在飼料中的防霉效果也較為突出。

　　2.4 茴香精油對霉菌的抑制作用

　　茴香（Foeniculum vulgare Mill） 屬于傘形科茴香屬植物。茴香作為一種用途廣泛的芳香植物在世界各地廣泛種植，印度是第一出口大國。茴香植株各部分均含有精油，其中以果實中含量最高，茴香精油主要成分為單萜類化合物和苯丙烷類化合物。

　　張赟彬等（2012）研究表明，八角茴香精油對微生物抑菌效果為黃青霉＞黑曲霉＞枯草桿菌＞芽孢桿菌＞啤酒酵母＞金黃色葡萄球菌，對大腸桿菌的抑制效果較差。但不同濃度的大腸桿菌對微生物的抑制作用也不相同， 八角茴香的濃度越高對大腸桿菌、芽孢桿菌、枯草桿菌、黑曲霉的抑制作用越顯著， 對黃曲霉的影響并不明顯。MimicaDukic 等（2003）認為，八角茴香精油有較強的抗真菌活性，可能與八角茴香精油中的茴香腦、茴香醛有關。

　　2.5 紫蘇精油對霉菌的抑制作用

　　紫蘇[Perillafrutescens（L.）Britt.]為唇形科一年生草本植物，具有特殊的芳香氣味。紫蘇精油是紫蘇香氣成分經過蒸餾冷凝后的混合物， 多見于紫蘇莖、葉和花中，含量為0.55% ～ 0.58%，主要成分是紫蘇醛、檸檬烯等成分。

　　李國清等（2003）研究表明，10%紫蘇精油對產黃青霉菌有明顯的抑制作用，MIC 值為6.3%。

　　Chiaki 等（2003）研究發現，紫蘇提取物中的紫蘇醛與蓼二醛對多種細菌有協同抑制作用。但黃丹等（2007）研究認為，一定濃度的紫蘇精油對黑曲霉的最低抑菌濃度＞10%，沒有表現出抑制作用。孫子文（2014）研究的9 個不同品種紫蘇葉精油抑菌性差異顯著， 其中紫蘇品種ZY-10-1 對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球有較強的抑菌能力，紫蘇品種ZY-10-1 和ZB-1 對黑曲霉有一定抑制作用，其他幾個品種紫蘇精油的抑菌性較差。

　　2.6 薄荷精油對霉菌的抑制作用

　　薄荷（Mentha haplocalyx Britq）為唇形科薄荷屬植物。薄荷植株具有濃烈的清涼香味，是一種分布較廣、適應性極強的植物資源。一般來說，新鮮薄荷葉中揮發油含量為0.3% ～ 1%，干莖中含量達1.3% ～ 2%。薄荷精油中主要成分是薄荷酮，含量達77% ～ 87%。

　　Singh（1982）研究發現，日本薄荷精油在200mg/kg 的濃度下對稻長蠕孢等真菌的抑制作用達到100%。李瓊芳等（2008）試驗研究表明，不同濃度的3 種薄荷精油，對根霉、黑曲霉等6 種細菌及真菌都有比較明顯的抑制作用， 但對紅曲霉的抑制效果較差。

　　2.7 大蒜精油對霉菌的抑制作用

　　大蒜（Allium satium）是百合科蔥屬多年生草本植物，在我國廣泛種植。大蒜精油是大蒜中重要的活性物質，大蒜精油中起殺菌、抑菌作用的主要成分是大蒜素等硫化物。

　　楊光等（2011）研究指出，大蒜精油對4 種常見腐敗菌和空氣中微生物有較強的抑制作用，但抑菌效果有明顯差異，以最大抑菌圈比較，黑曲霉（29.3 mm）＞ 青霉（24.8 mm）＞ 金黃色葡萄球菌（23.8 mm）＞大腸桿菌（20.5 mm）。Kshemkalyani 等（1990）研究認為，大蒜乙酸乙酯精油對黃曲霉兩種產毒素菌有很好的抑制作用。

　　2.8 肉桂精油對霉菌的抑制作用

　　肉桂樹（Cinnamonumcassia Prel.）為樟科樟屬植物。在我國，云南是肉桂最理想的種植基地之一。肉桂精油為肉桂干燥枝葉經水蒸氣蒸餾所得的揮發性油，其主要成分是肉桂醛。

　　Lopez 等（2005）研究發現，肉桂精油作為一種抗微生物添加劑， 對金黃色葡萄球菌、腸道球菌、黃曲霉菌、大腸桿菌、沙門氏菌有很強的抑制作用。研究發現，相比于飼料防霉劑雙乙酸鈉，肉桂精油對供試霉菌具有較強的抑制作用， 抑菌效果優于雙乙酸鈉， 且肉桂精油的氣態抑制作用比固相抑菌作用強， 其中對黃曲霉菌的氣相抑制作用最顯著。將肉桂精油應用于大米的儲藏試驗表明，肉桂精油濃度在150 mg/L 以上對大米中霉菌孢子有較強的抑制作用（劉曉麗等，2012）。王步江等（2011）發現，肉桂精油對試驗中的細菌、酵母菌和霉菌均有較強的抑菌活性， 其中抑菌圈青霉菌＞啤酒酵母菌＞大腸桿菌＞枯草芽孢桿菌， 對霉菌抑菌活性最明顯， 且氣相肉桂精油對以上微生物的抑菌活性大小順序相同。肉桂精油通過熱處理后， 對以上微生物的抑菌效果與未經過熱處理肉桂精油沒有顯著差異。

　　3小結

　　綜上所述，國內外有關百里香、丁香、山蒼子、肉桂等8 種植物精油對霉菌防治的研究結果一致表明，植物精油對飼料中部分霉菌有一定的抑制作用，并且每種植物精油對不同種霉菌的抑制效果不同。芳香精油品種繁多，需要篩選價廉而又抑菌性好，同時對畜禽有保健、促生長等作用的成分用作飼料添加劑。因此，要對植物精油的抑制霉菌效果進行深入研究，為工業合成價廉、抑菌性好的精油有效成分或類似物提供科學依據，以篩選出對飼料中常見霉菌抑制效果明顯且經濟成本低的植物精油，從而研制抑菌效果最好的復配精油。

　　來源：中國飼料