迷迭香的生物學功能及在動物生產中的應用

王琳燚，王 丁，李紹鈺，鄧 文

（河南省農業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，河南 鄭州 450002）

迷迭香（Rosmarinus officinalis L.），唇形科，迷迭香屬植物，又名海水之露。迷迭香是藥食同源的芳香常綠小灌木，高1~2 m，叢生線形葉片，多開淡藍色或淡紫色小花，葉片和花能分泌產生特殊強烈香氣的揮發(fā)性油類物質（賽春梅和梁曉原，2012）。迷迭香起源于地中海沿岸，在歐洲南部廣泛種植，曹魏時期引入我國，現(xiàn)主要在南方地區(qū)及山東栽種，近年，河南迷迭香種植發(fā)展迅速。迷迭香喜溫暖氣候和長日照，冬季無寒流氣候較適合其生長，較能耐旱。迷迭香作為天然香料，廣泛應用于化妝品和食品烹飪，而且迷迭香富含萜類、多酚、黃酮和有機酸等多種活性成分，被證實具有抑菌、抗氧化、消炎、抗腫瘤等多種生物學活性，有作為藥物開發(fā)的潛力（吳蒙和徐曉軍，2016）。迷迭香活性成分亦可開發(fā)成飼料添加劑，近年備受關注。全面、深入認識迷迭香的活性成分及生理功能對于開發(fā)和利用迷迭香資源有重要意義。因此，本文擬對迷迭香的主要活性物質、提取工藝、生理功能及其在畜禽生產中的相關研究進行綜述，以期為開發(fā)迷迭香活性物質以用于動物生產提供參考。

1 迷迭香的活性成分

迷迭香的主要活性成分可分為兩大類，一類是揮發(fā)性物質，主要是單帖類和倍半萜類，是迷迭香精油的主要組分；另一類是非揮發(fā)性成分，主要有多萜類、黃酮類和有機酸等，常被開發(fā)成天然抗氧化劑（劉勝男等，2019）。

1.1 萜類 迷迭香中的萜類化合物包括單萜類、倍半萜類、二萜類和三萜類，是迷迭香中含量最高，最為復雜的組分。

1.1.1 單萜類和倍半萜類 單萜類和倍半萜類這2類成分主要存在于迷迭香精油中，主要包括1，8-桉葉素、α-蒎烯、樟腦、莰烯、β-蒎烯、龍腦和馬鞭草烯酮等（Tadtong等，2015）。迷迭香有16種亞類，還有眾多的培育品系，不同品系的迷迭香所產精油化學成分變異較大。基于主要組分相對含量的差異，可對迷迭香精油進行化學分型，目前迷迭香精油有超過13種不同化學型（Satyal等，2017）。迷迭香精油成分還受樣品采集地域和時間、提取方法和部位及保存方式等的影響。北京產迷迭香精油提取率為4.04%，高于貴州的2.71%。夏季收獲的迷迭香精油提取率高于冬季，分別為3.13%和2.35%。迷迭香全株可用于提取精油，葉中精油成分以α-蒎烯為主，而莖中則為龍腦（Lemos等，2015；潘巖等，2013）。

1.1.2 二萜類 迷迭香所含二萜類物質有較高的熱穩(wěn)定性，不會在蒸餾過程中分解，熱穩(wěn)定性較高，主要有二萜酚類和二萜醌類。二萜酚類為迷迭香的主要抗氧化成分，主要有鼠尾草酚、鼠尾草酸、迷迭香酚等，在迷迭香干葉中的含量分別為4.21%、0.39%和0.12%（Zheng和Wang，2001；Okamura等，1994）。迷迭香中的二萜醌類主要為rosmariquione、royleanone等（何立威等，2020）。

1.1.3 三萜類 迷迭香中三萜類化合物主要為三萜酸類，有熊果酸、樺木醇、齊墩果酸、樺木酸等（Hanson，2016）。

1.2 黃酮類 迷迭香中的黃酮類物質有40余種，含量約為0.16%，也是迷迭香的主要抗氧化物質。黃酮類成分主要有薊黃素、柚皮苷、槲皮素、木犀草素等（任麗平等，2017）。

1.3 有機酸 迷迭香中的有機酸類成分大約占提取物的5.55%，主要有迷迭香酸、咖啡酸、對香豆酸等（Peng等，2005）。其中，迷迭香酸被認為是迷迭香的重要活性物質，含有多酚羥基，被證實具有抗氧化、抗菌和抗炎作用（王燕，2013）。迷迭香酸不僅可從植物中提取，也可通過生物法、酶法及化學法合成獲得（耿利君和趙淑娟，2018）。

1.4 其他成分 迷迭香中還含有糖類、糖苷類、烷酸、氨基酸和Zn、Fe、Cu、Mn等成分。

2 迷迭香活性成分的提取方法

2.1 迷迭香精油的提取方法 迷迭香精油主要包含單萜和倍半萜等強揮發(fā)性成分，可采取有機溶劑萃取、蒸餾、超臨界流體萃取等方法提取。以有機溶劑萃取法提取的精油產率高、穩(wěn)定性好，但易殘留有機溶劑，難去除雜質，費用高，時間長，工業(yè)化生產應用少。水蒸氣蒸餾提取法利用精油難溶于水，且不與水發(fā)生反應的特點，使精油成分與水蒸氣同時蒸發(fā)而出。水蒸氣蒸餾法提取精油簡單實用，投資較低，實際生產采用較多，但蒸餾時間較長，溫度高使精油成分分解。超臨界流體萃取法獲得的精油得率高，品質好，能很好保護其中的活性、熱不穩(wěn)定成分，但投資大，設備維護費用高，對工藝要求高（趙雪麗等，2020）。酶法和超聲波法常用于輔助迷迭香精油的提取，以提高提取效率（張琳等，2016）。

2.2 迷迭香抗氧化劑的提取方法 迷迭香另一個重要用途是由從迷迭香葉子中提取抗氧化劑，主要有鼠尾草酚、鼠尾草酸、迷迭香酚和迷迭香酸等。目前，提取迷迭香中抗氧化成分的方法主要為溶劑提取法和超臨界流體萃取法。超臨界流體萃取法無溶劑殘留，產品品質高，為藥品和食品企業(yè)的首選方法（Rosemary Cole等，2006）。

3 迷迭香活性成分的生物學功能

3.1 抗感染作用 很多植物能產生次級代謝產物來抑菌，這可能是植物應對病原體入侵的一種適應性反應。迷迭香現(xiàn)今廣泛用作食品防腐劑，這正是利用了其強大的抗菌活性（Wang等，2012）。相比單一化合物1，8-桉葉素、α-蒎烯，迷迭香精油的抗菌活性更高，可能精油中的抗菌化合物間存在協(xié)同效應。除了抗菌性能，迷迭香精油還具有殺蟲、抗寄生蟲和抗真菌活性（Swamy等，2016；Luqman等，2007）。體外抑菌試驗表明，鼠尾草酚、鼠尾草酸、迷迭香酸、齊墩果酸、熊果酸酸對表皮葡萄球菌、金黃色葡萄球菌及枯草芽孢桿菌等革蘭氏陽性菌，變形桿菌、銅綠假單胞菌和大腸桿菌等革蘭氏陰性菌及白色念珠菌和黑曲霉這兩株真菌有良好的抑菌活性。迷迭香酸可提高細菌細胞膜的通透性，使胞內營養(yǎng)物質外流影響細胞代謝，從而發(fā)揮抑菌作用（Jiang等，2011）。

3.2 抗炎活性 炎癥是機體針對外源異物的一種適應性反應，但過度的慢性炎癥反應會危害機體。迷迭香常被用于治呼吸道炎癥如支氣管哮喘（Zanella等，2012）。迷迭香鼠尾草酸和鼠尾草酚可以通過抑制一氧化氮合成酶（iNOS）和環(huán)氧化酶-2（COX-2）減少脂多糖（LPS）激活的巨噬細胞所產生的一氧化氮（NO）和α-腫瘤壞死因子（α-TNF）。此外，在小鼠RAW264.7巨噬細胞系中，還可通過阻斷IκBα的磷酸化和降解來抑制脂多糖誘導的核因子-κB p65（NF-κB）的核轉移。單一的鼠尾草酸和鼠尾草酚抗炎效果弱于迷迭香提取物，可能迷迭香中的酚酸組分在抗炎中有協(xié)同作用（Kuo等，2011）。

3.3 抗氧化活性 植物源抗氧化劑與合成抗氧化劑相比有無毒、無副作用等優(yōu)勢，既可用于肉類、油脂等食品的貯藏，還可用于預防和治療一些與氧化損傷相關的疾病，如癌癥、心血管疾病和神經衰退等。體外抗氧化測試表明，鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酸、迷迭香酚、齊墩果酸和熊果酸均有1，1-二苯基-2-吡啶酰肼（DPPH）自由基的清除活性（Beretta等，2011）。鼠尾草酚、迷迭香酚和表迷迭香酚還可通過清除脂質自由基來防止脂質過氧化（Zeng等，2001）。在小鼠日糧中添加鼠尾草和迷迭香精油可減少小鼠的氧化應激，降低小鼠心、腦中的脂質過氧化水平，提高組織谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化氫酶、超氧化物歧化酶的活性（Raěskoviác等，2014）。申婷婷等（2014）發(fā)現(xiàn)，迷迭香提取物可通過調控抗氧化關鍵元件核因子相關因子-2（Nrf-2）來提高抗氧化酶基因的表達。

3.4 其他 有研究表明迷迭香還具有抗癌、護肝、神經內分泌調節(jié)等活性（Kompelly等，2019）。

4 迷迭香在動物生產中的應用

4.1 家禽 在日糧中添加0.5%的迷迭香葉粉可改善愛拔益肉雞的日增重和料肉比，提高血漿中總蛋白、白蛋白及球蛋白的水平，而降低葡萄糖、總脂質和膽固醇水平；提高淋巴器官指數(shù)和抗綿羊紅細胞抗體水平。但添加量超過0.5%會降低生長性能和大部分養(yǎng)分的消化率（Ghazalah和Ali，2008）。Yesilbag等（2011）發(fā)現(xiàn)，日糧中添加迷迭香精油（100、150 mg/kg和200 mg/kg）和迷迭香葉粉（相當于上述精油含量）有改善Ross-308肉雞生產性能的趨勢，降低肉中丙二醛含量和大腸桿菌水平，降低肉質pH，改善風味。Mathlouthi等（2011）的研究表明，日糧中添加100 mg/kg的迷迭香精油可顯著改善愛拔益肉雞的日增重和飼料轉化效率。在京海黃雞日糧中添加150、200 mg/kg迷迭香精油能改善其生產性能和肉品質（李愛華，2014），提高抗氧化能力（劉大林等，2014）和胸腺指數(shù)（劉亞楠等，2016）。Tang等（2018）的研究表明，純化的迷迭香提取物（鼠尾草酸>95%）能改善熱應激肉雞的心肌損傷，誘導熱休克蛋白CRYAB和HSP70的高表達，降低肌酸激酶、乳酸脫氫酶和心肌肌酸激酶水平。Rostami等（2018）發(fā)現(xiàn)，日糧中添加0.5%和1%的迷迭香提取物可和維生素E互作調節(jié)肉雞的體液免疫。

Mahgoub等（2019）發(fā)現(xiàn)，日糧中添加1~2 mL/kg迷迭香冷榨精油（約含3.5 g/kg多酚）能改善鵪鶉的生產性能、胴體品質和抗氧化能力，降低回腸有害微生物的數(shù)量。日糧中添加迷迭香精油（150、250 mg/kg）可降低熱應激鵪鶉睪丸的脂質過氧化水平，緩解組織損傷，提高精原細胞數(shù)量，減少細胞凋亡（Türk等，2016）。

楊建生等（2016）研究表明，蛋雞日糧中添加0.3%迷迭香草粉能提高產蛋率和平均日總蛋重，改善蛋黃顏色，提高血清白蛋白水平。在蛋雞日糧中添加0.6%迷迭香草粉能顯著提高高溫季節(jié)雞蛋的抗氧化能力和蛋品質（安婷婷等，2017），并可降低卵巢、子宮、心、肺和腎中熱休克蛋白70（HSP70）基因的表達，提高卵巢、峽部、心、肝、脾、肺、小腸和腺胃中溶菌酶基因的表達量，緩解熱應激對蛋雞生產性能的損傷（王曉慧等，2019）。

4.2 豬 日糧中添加迷迭香精油（250 mg/kg）能夠提高斷奶仔豬平均日增重，降低料重比，提高粗蛋白質、鈣、磷表觀消化率（李方方等，2019）。馬紅等（2021）發(fā)現(xiàn)，日糧中添加包被迷迭香精油（300 mg/kg）能提高斷奶仔豬的飼料轉化效率，及粗脂肪和中性洗滌纖維的表觀消化率，并提高血清中谷胱甘肽過氧化物酶的活性。Liotta等（2015）發(fā)現(xiàn)，豬日糧中添加迷迭香提取物（1 g/kg）可提高豬肉中的不飽和脂肪酸含量，并改善肉色。Malo等（2011）的研究表明，迷迭香提取物可保護凍融對豬精子質量的影響，提高精子活力，降低脂質過氧化水平。

4.3反芻動物 在肉羊日糧中添加迷迭香二萜（鼠尾草酸和鼠尾草酚，600 mg/kg）可沉積到羊肉中，減少肉質氧化和微生物數(shù)量（Ortun~o等，2015）。母羊日糧中添加蒸餾過的迷迭香葉對產奶量和奶質無負面影響，能提高羊奶中黃酮類化合物（如：橙皮苷、柚皮苷、芫花素），沒食子酸和酚類二萜（鼠尾草酸和鼠尾草酚）的含量，一些多酚類物質如迷迭香酸、鼠尾草酸和鼠尾草酚等還可以轉移到幼羊血漿中（Jordán等，2010）。Chiofalo等（2010）在母羊日糧中添加迷迭香提取物（600、1200 mg/頭·d），發(fā)現(xiàn)高劑量組羊奶產量和奶中蛋白質、酪蛋白、脂肪和乳糖水平高于低劑量組及對照組；添加迷迭香提取物能降低凝乳時間，增加凝乳硬度。Boutoial等（2013）發(fā)現(xiàn)，奶山羊日糧中添加蒸餾過的迷迭香（20%）可降低巴氏奶的凝結時間、干物質和乳糖含量；10%的添加量降低了C14脂肪酸的百分比，增加了C18：2和多不飽和脂肪酸（PUFA）的含量，而20%添加降低了C10和C14的含量，增加了C17、C18：2和PUFA的百分比；20%添加能顯著影響奶酪蛋白質含量、pH和水活度。日糧中添加迷迭香提取物（2.14 g/kg）能提高奶山羊血清谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px），免疫球蛋白A（IgA）和免疫球蛋白M（IgM）水平（張紫陽等，2021）。

de Oliveira Monteschio（2017）發(fā)現(xiàn)，肉牛日糧添加迷迭香精油（4 g/頭·d）能減少牛肉的脂質氧化，改善肉質，提高貨架壽命。O'Grady等（2006）的研究也表明，肉牛日糧中添加迷迭香提取物（1000 mg/頭·d）能改善牛肉的脂質穩(wěn)定性和肉色。

5 小結

迷迭香富含萜類、黃酮和有機酸等多種活性成分，具有抗菌、抗炎和抗氧化等生物學活性，可改善畜禽的生產性能、腸道健康、抗氧化狀態(tài)和畜產品品質。迷迭香在動物生產中的應用效果受樣品來源、生產加工工藝和添加劑量等因素的影響，制定相應的產品標準對評價和應用迷迭香尤為重要。目前，對迷迭香在畜禽生產中的研究還不夠系統(tǒng)，如對腸道健康、抗氧化的分子機制仍不十分明確。