牛至（Origanum vulgare L.）为唇形科牛至属多年生草本植物，常用于治疗感冒发热、腹痛呕吐、腹泻痢疾等，具有解表、清暑、化湿等功效。牛至油是提取自牛至的淡黄色液体，有芳香味。牛至油属于混合物，主要成分是香芹酚和百里香酚，是牛至油抗菌和抗氧化活性的主要来源[1-2]。牛至油中的活性成分具有很多药理作用，如抗氧化、抗菌、抗炎、抗病毒、抗肿瘤、抗寄生虫和免疫调节[3]。研究表明，与传统抗生素相比，牛至油作为一种植物源抗生素具有作用迅速、无残留、不良反应小、不易产生耐药性等特点，发展前景十分广阔。本文综述牛至油的提取工艺、药理作用机制及在畜牧领域的应用进展，以期为后续相关研究及临床应用提供参考。1牛至油的提取工艺牛至油是一种有芳香味的挥发油状液体性植物精油。目前植物精油的提取方法有很多种，如水蒸气蒸馏法、溶剂回流法、超临界流体萃取法、微波辅助提取法等[4-5]。其中，水蒸气提取法辅助其他提取技术是最常用的提取方法，其操作简单，易于推广。水蒸气蒸馏提取法主要采用传统的煎煮形式，利用挥发油沸点较低这一特点，使加热过程中挥发油以气态形式随水蒸气流出，再经冷凝管冷却得到牛至油。Figiel等[6]通过水蒸气蒸馏法提取干燥后牛至中的挥发油，测得其主要成分为香芹酚、麝香草酚等。但此方法提取时间较长，热敏性有效物质容易被破坏。赵芸等[7]通过水蒸气蒸馏法，提取牛至油的得率为0.9%，再通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）测得甲基丁香酚占16.5%、香芹酚占15.0%、百里香酚占9.8%。溶剂回流提取法是用低沸点的有机溶剂，如乙醚、乙醇、石油醚、乙酸乙酯、丙酮等，通过连续回流、冷浸、热浸等方式提取出提取液，再将提取液通过蒸馏等方式去除有机溶剂，得到粗制精油[8]。该方法虽有效避免了植物精油的有效成分被热降解，但其所获得的产物并不是牛至的全部精油，且杂质含量较高，溶剂不易分离去除，对牛至油成分的分析会产生一定影响，需再通过柱分离等技术对粗制经油进行纯化[9]。超临界流体萃取法主要以超临界条件下的液体做萃取剂，其在一定条件下有较好的穿透力和溶解力，可以选择性地萃取出某些物质，以达到分离的目的，主要用于天然热敏性物质的提取。Diaz-Reinoso等[10]对比传统溶剂提取与超临界CO2萃取植物中酚类性质化合物，发现超临界萃取可以提取出更多挥发性低和易受热降解的化合物。刘军海等[11]对比了水蒸气蒸馏法、超声波提取法与超临界CO2萃取法提取牛至油的效果，结果发现，超临界CO2萃取法较水蒸气蒸馏法提取时间短、杂质少，较超声波提取法工艺简单，牛至油提取率可达5.82%，体现了超临界萃取法提取牛至油的优越性。微波提取法主要是根据样品中不同成分，在微波场中吸收的能量不同，利用微波能对样品和溶剂进行加热，产生能量差使细胞结构破裂，从而分离样品。亓淑芬等[12]对微波提取法与水蒸气蒸馏法提取腺毛牛至挥发油中麝香草酚和香芹酚含量进行了比较，结果发现，非溶剂微波辅助提取法在提取率、提取时间等方面更具优势。Drinić等[13]对比微波辅助蒸馏法和普通蒸馏法提取牛至油，结果发现，在600 W的功率下，微波辅助蒸馏法提取时间为24 min，比普通蒸馏法（136 min）时间短，且精油提取率可达7.10%，比普通蒸馏法（5.81%）提取率高，其提取物主要成分为酚类化合物，以迷迭香酸最多。不同牛至油提取工艺的步骤及优缺点见表1。XX.XXXX/j.issn.1672-9692.2022.12.016.T001表1牛至油提取工艺步骤优缺点对比Tab.1Comparison of advantages and disadvantages of origanum oil extraction process steps方法步骤主要成分优缺点水蒸气蒸馏提取法煎煮、加热、挥发、冷凝香芹酚、麝香草酚操作简单、提取时间长、易破坏有效物质溶剂回流提取法利用有机溶剂提取，再进行连续回流、冷浸、热浸提取，最后蒸馏香芹酚、百里香酚设备简单、提取率高，杂质较多，溶剂不易去除，需进一步纯化超临界流体萃取法利用超临界流体在超临界状态下萃取，再减压升温分离提纯香芹酚、百里香酚、松油烯萃取率高、无残留、工序少，但成本高微波辅助法微波加热，有机溶剂提取麝香草酚、γ-萜品烯、对伞花烃、香芹酚提取速度快、耗能少、效率高，但只是辅助手段2牛至油的药理作用机制牛至油是一种混合物，其活性成分主要有香芹酚、百里香酚、异丙醛基甲苯、迷迭香酸、对聚伞花素、石竹烯等。牛至油作为一种在某些方面可替代传统抗生素的新型植源性抗生素，其活性成分具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗寄生虫和免疫调节等作用。研究牛至油的药理作用机制可以更深层次地对其进行开发利用。2.1抗菌作用牛至油对多种细菌和真菌均具有很强的抑菌活性。牛至油主要由酚类和萜烯类化合物组成，其中含量最多的是香芹酚、百里香酚和异丙醛基甲苯[14]。牛至油的抗菌活性主要与百里香酚和香芹酚的含量和比例有关，其次与迷迭香酸及其衍生物的含量和比例有关[15-16]。牛至油中的抗菌成分可以从改变或破坏细菌细胞壁或细胞膜的通透性、影响细菌蛋白质的合成等方面发挥其抗菌作用[17-18]。De Souza等[19]研究发现，0.30 和0.15 mL/L的牛至油能够抑制肠毒素的合成并导致细胞代谢失调，还可以通过破坏细胞质膜完整性杀灭细菌，最小抑菌浓度和最小杀菌浓度分别为0.6和1.2 mL/L。Valliammai等[20]研究发现，牛至油成分中的百里香酚可以与脱氢角鲨烯合成酶（CRTM）相互作用，抑制葡萄黄素合成，增加耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）细胞膜的流动性，使其更容易被靶向抗生素杀死；同时显著降低了MRSA对活性氧和中性粒细胞杀伤作用的抵抗力。Di Pasqua等[21]采用蛋白质组学方法，对比了沙门氏菌在亚致死浓度（0.01%）百里香酚存在下的生长情况，并测定其蛋白质表达变化。凝胶分析发现，许多蛋白质的表达由于百里酚的存在而上调或下调，并且在百里香酚存在环境下生长的沙门氏菌未表达硫氧还蛋白-1，不同功能的蛋白质也发生了显著变化，影响了沙门氏菌的应激保护机制、耐药能力，并损害了许多ATP合成过程参与反应的酶，从而发挥其抗菌活性。Barbosa等[22]改进了蛋白质组学法的试验方法，研究了牛至油对沙门氏菌生长情况的影响，结果表明，牛至油的抗菌活性与百里香酚的存在有关，并且牛至油可通过干扰部分蛋白质合成，进而影响DNA合成，产生抗菌效果。Lima等[23]发现，牛至油中活性成分香芹酚可以与真菌细胞膜中的麦角甾醇结合，从而改变细胞膜的通透性，进而改变其完整性，造成白色念珠菌细胞膜缺损，以达到抗菌的效果。Jung等[24]采用反向遗传法，发现百里酚能够通过抑制参与钙转运蛋白的基因表达，影响细胞内钙稳态，还能够降低N-糖基化所需基因的表达水平，从而降低蛋白质糖基化，发挥其抗真菌作用。还有研究表明，牛至油中的百里香酚可以抑制脂多糖释放，进而破坏细胞壁结构，或抑制H+-ATP酶破坏细胞膜的正常结构，以此达到抗菌效果[25-26]。侯辉宇等[27]采用菌丝生长法和孢子萌发法，对16种真菌进行活性抑制试验，结果发现，牛至油及其两种主要化学成分均具有很强的抑菌活性，且抗菌谱广毒性低，可作为植源性杀菌剂。研究发现，牛至油可以引起细胞内活性氧含量升高，引发细胞膜脂质过氧化，破坏细胞膜的通透性和完整性，进而改变细菌形态，细胞膜的超极化和细胞内ATP浓度降低，使细胞丙二醛（MDA）浓度升高，但对DNA暂无明显损伤[28]。已有大量研究表明，牛至油对多种细菌和真菌均具有很强的抗菌、杀菌效果，可通过多种途径发挥其抗菌作用，也可作为一种植源性抗生素使用。2.2牛至油的抗炎作用脂多糖（LPS）等毒素物质可刺激机体免疫细胞释放促炎因子，产生炎症反应；而当炎症反应过度时，会造成机体损伤。研究表明，牛至油具有一定的抗炎作用，可作用于炎症反应的发展阶段，控制多种类型炎症感染的过程。Cheng等[29]研究发现，牛至油可抑制核转录因子、蛋白激酶B的激活，抑制巨噬细胞中炎症介质的表达，进而抑制炎症反应。Nagoor等[30]研究发现，百里香酚能够通过抑制溶酶体酶的释放和炎性细胞因子的表达，进而减轻炎症反应。Liang等[31]研究发现，百里香酚通过介导AKT和NF-κB的下调抑制脂多糖处理的小鼠乳腺细胞TNF-α、白细胞介素-6（IL-6）以及一氧化氮合酶的产生。Avola等[32]研究发现，牛至油用于治疗皮肤伤口所致的炎性疾病时，可以显著减弱促炎介质活性氧（ROS）、细胞间黏附分子-1（ICAM-1）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶-2（COX-2）的表达，减轻炎症反应，并可以促进炎症恢复。由此可知，牛至油的活性成分在多种原因所引起的炎症反应过程中均具有一定的抗炎作用。2.3牛至油的抗氧化作用氧化应激反应是一种由于机体氧化和抗氧化系统失衡，最终导致机体损伤的反应。氧化应激反应会导致细胞损伤、衰老和死亡，与许多疾病的发病机制有关。牛至油具有很强的抗氧化能力，能够减少自由基对细胞的损害[33]。牛至油中所含的酚酸类和萜类化合物是其抗氧化性的来源所在[34-35]。酚酸类化合物中的酚羟基能够在清除烷氧自由基时，通过化学反应变成苯氧自由基终止反应。萜类化合物化学性质比较活泼，具有很强的还原性，易与氧化物质反应，因而具有抗氧化的能力[36]。李娜等[37]通过对比试验发现，与化学合成的抗氧化剂相比，牛至油具有更强大的抗氧化能力，对ABTS自由基和DPPH自由基均表现出很强的清除能力，具有很强的抗氧化能力。Leyva-López等[38]认为，牛至油抗氧化活性的机制是清除自由基、调节超氧化物歧化酶的活性和抑制促氧化反应的发生。Oniga等[39]通过铜离子还原能力测定法、血浆铁还原能力测定法、抑制细胞色素C催化的脂质过氧化反应和超氧化物清除测定法，结果发现，牛至油具有非常强的抗氧化活性，且迷迭香酸是最重要的抗氧化物。牛至油的多种成分均有一定的抗氧化活性，其效果甚至比人工合成的抗氧化剂强，具有很好的开发前景。2.4牛至油的其他作用牛至油除了有抗菌、抗炎、抗氧化的作用外，还有抗寄生虫、增强机体免疫力、促进生长等作用。纪经良等[40]对雏鸡进行感染和预防、治疗试验，结果显示，牛至油对感染组织病变具有改善作用，可缓解肠道损伤，降低肉鸡凋落物和pH值，并且对鸡球虫病具有一定的防治作用。Youssefi等[41]通过对比试验，评价了百里香酚和香芹酚对内脏利什曼虫病的治疗效果。结果显示，百里酚治疗组肝脏中利什曼原虫数量有所减少，显著减少坏死肝细胞数量，对婴儿利什曼虫病具有较好的治疗效果。研究表明，牛至油可促进机体免疫器官的生长发育，机体免疫器官的发育状况决定了机体的免疫力，还可以提高吞噬细胞的吞噬能力。Gholijani等[42]试验发现，百里香酚和香芹酚可降低小鼠体内的白细胞介素-2（IL-2）和干扰素-γ（IFN-γ）、白细胞介素-4（IL-4）的水平，即百里香酚和香芹酚可通过调节TH细胞相关细胞因子或转录因子调节T细胞活性，从而影响机体免疫力。牛至油还可以发挥其抗炎作用，缓解炎症反应，增强机体免疫力[43]。牛至油促进生长的作用机制主要是发挥抗菌作用，抑制有害细菌生长，保证正常微生物菌群的生长繁殖。此外，牛至油的芳香气味可刺激食欲，提高消化酶的活性，促进消化吸收，从而发挥促进生长的作用[44-45]。3牛至油在畜牧兽医领域中的应用牛至油及其主要化学物质百里香酚和香芹酚等具有抗菌、抗炎等药理作用，并具有植源性抗生素所具有的不易产生耐药性等优点，被批准作为饲料添加剂在畜牧养殖中使用，能够增强畜禽的抗病能力，调节体内微生物菌群，促进畜禽生长，提高畜禽生长、生产性能。Zhang等[46]研究发现，在肉鸡日粮中添加牛至油可减少肠道中的大肠杆菌和沙门氏菌数量，提高鸡的免疫能力；当添加的牛至油剂量为200 mg/kg时，牛至油表现出更好的抗氧化和促生长能力。Ruan等[47]对比了牛至油和普通抗生素作为饲料添加剂对雏鸡的影响，结果发现，饲料中添加牛至油可提高鸡胃肠道乳酸菌含量，提高分泌性免疫球蛋白A和β-防御素的含量；当牛至油添加剂量为150~300 mg/kg时，可增加平均日采食量和平均日增重。黄金昌等[48]研究发现，饲料中添加植物复合精油能够提高日增重，降低料重比和腹泻指数，还能够提高碱性磷酸酶活性以及机体抗氧化能力，促进肠道绒毛生长以及损伤后修复。Forte等[49]研究发现，日粮中添加牛至油可以提高猪肉的氧化稳定性，保证猪肉的品质，同时可以减少户外饲养造成的生长性能损失。Zhang等[50]试验发现，牛至油添加组牛的瘤胃乳头长度大于未添加牛至油组，表明牛至油可以提高牛的瘤胃乳头上皮细胞发育；添加牛至油后，牛瘤胃拟杆菌门水平和β-葡萄糖苷酶水平升高，促进纤维素分解，表明牛至油可提高牛的消化能力。由于“限抗令”的推出，寻找绿色安全高效的传统抗生素的替代技术和产品已经成为亟待解决的问题。牛至油作为一种植源性抗生素，在兽医临床养殖中进行了很多尝试。廖义潇等[51]制备了牛至油-青蒿素复方纳米乳，并进行了对照试验，结果发现，中、高剂量给药时，抗球虫指数可达到170以上，具有很好的抗球虫效果。周守开等[52]对比了中药牛至注射液和恩诺沙星注射液对仔猪白痢病的治疗效果，结果表明，中药牛至注射液对仔猪白痢的治疗率可达96%，比恩诺沙星注射液80%的治疗率更高。王治元[53]也通过试验验证了中药牛至注射液较恩诺沙星注射液对仔猪白痢的治疗具有更显著的效果。张文娟等[54]研究发现，乳房灌注高、中剂量的复方牛至油纳米乳可有效治疗牛临床性乳房炎，治愈率可以达到90%以上。4结论牛至油作为一种植源性抗生素，具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗寄生虫、增强机体免疫力和促进生长发育等作用。牛至油药理作用的发挥是多种活性成分共同作用的结果，但其作用机制有待进一步研究。目前，牛至油最常用作饲料添加剂，而作为治疗用药的情况相对较少。牛至油作为治疗用药的研究还停留在试验阶段，并无牛至油为主成分的新兽药产品问世。因此，牛至油在治疗体内感染所致疾病或机体局部炎症等方面具有广阔的应用前景。但牛至油的抗菌抗炎机制仍需进行更深层次的研究，使其在动物的养殖领域得到更广泛的应用。XX.XXXX/j.issn.1672-9692.2022.12.016.F001