植物精油及其制剂技术的选择

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江西天佳生物科技有限公司董事长肖世平在“第二届饲用精油产业创新发展论坛”作了《植物精油及其制剂技术的选择》主题报告。

一、植物精油基本知识

植物精油是指从植物中提取，非常复杂的活性物质混合物，分子质量较低，呈疏水性，熔点低，易挥发，又称挥发油。

1、植物精油和植物提取物的联系

植物提取物分为四类：生物碱类、苷类、精油类、其他杂类。植物精油是植物提取物中最主要的成分，是包含与被包含的关系。

植物提取物添加剂按来源一般分为：天然植物提取物和化学合成植物提取物；

天然植物提取物添加剂：直接从植物中提取的混合物，活性成分种类繁多，易含杂质，比例不固定，易受植物品种和种植地等因素的影响，从而使其使用效果产生变异，使用成本高。长时间使用，理论上不会产生依赖性。但是天然的就一定无毒安全吗？

化学合成（欧洲也称为类天然提取物）是原本天然就存在的活性物质，成分和含量确切，且组成固定，活性成分含量更好控制，使用成本相对较低。长时间使用，是否会产生依赖性？

2、植物精油主要来源及其作用

植物精油一般具有抗氧化清除自由基、抑菌杀菌抗病毒、增强免疫力抑制炎症反应、

刺激消化酶的分泌和提高采食量、刺激肠道绒毛发育，调节肠道结构、促进动物生长等作用。

（1）植物精油成分对某些菌的抗菌效果

3、植物精油抗菌作用机制

二、植物精油的配比和剂型

1、植物精油类产品的主要成分及药理作用

（1）牛至香酚

牛至又名止痢草、土香薷、小叶薄荷，为唇形科牛至属多年生草本植物。

代表产品：佳乐芳和佳至芳（商品名）

（2）香芹酚

香芹酚目前可人工合成，中国产量最大。对大肠杆菌、沙门氏杆菌、产气荚膜杆菌、金黄色葡萄球菌有极强的抗菌效果，对真菌也有很强的抑制作用。可杀线虫、具有解痉作用、是良好的气管驰缓剂。同时具有抗氧化性，是天然的抗氧化剂，可以刺激促消化，同时又具有饲料防霉的特点，是植物精油-牛至油的主要成分。

现在香芹酚可人工合成，中国产量大。

（3）百里香酚

香芹酚的同分异构体，对大肠杆菌、沙门氏杆菌、产气荚膜杆菌、金黄色葡萄球菌有极强的抗菌效果，对真菌也有很强的抑制作用；驱虫、治疗气管炎、抑制溃疡；良好的抗氧化剂和防霉剂，能促进消化；也是早期植物精油-牛至油的主要成分。

（4）百里香酚+肉桂醛代表产品：佳丹芳（商品名）为18%微囊复合精油，肉桂醛4.5+百里香酚13.5。

2、天佳微囊精油产品比浊法体外抑菌效果

（1）不同精油组合对大肠杆菌的抑菌作用

通过一系列的实验验证，得知百里香酚：肉桂醛13.5:4.5，香芹酚：百里香酚1:1。

（2）香芹酚对大肠杆菌的最低抑菌浓度

香芹酚最低抑菌浓度为25-50μg/mL，百里香酚最低抑菌浓度50-100μg/mL，肉桂醛最低抑菌浓度50μg/mL；百里香酚最低抑菌浓度为25-50μg/mL。

（3）百里香酚对沙门氏菌的最低抑菌浓度

通过一系列的实验验证，百里香酚最低抑菌浓度为25-50μg/mL；

（4）肉桂醛对沙门氏菌的最低抑菌浓度

通过一系列的实验验证，证实肉桂醛最低抑菌浓度50μg/mL。

3、市场上植物精油的剂型

主要有粉剂：直接吸附

颗粒：普通颗粒：吸附后造粒或加颗粒载体；

冷喷微囊：芯材+囊材（氢化植物油等）；热喷微囊：芯材+囊材（淀粉、糊精等）。

（1）不同剂型精油产品外形

三、植物精油制剂技术的选择

精油本身具有独特的理化性质，易氧化、易挥发、遇热不稳定、储存不便的特点。浓度高时具有明显的刺激性气味影响适口性。未经处理的精油在胃和肠道前端被快速吸收，不能有效的到达后肠实现抑菌等效果。尤其是香芹酚、百里酚等易与白蛋白结合而失活。

同样对于养殖动物，精油产品的有效作用位置是小肠等后肠阶段。并且在动物的消化系统中，所分泌的消化酶只能针对于水溶性的成分，这就对精油产品的物理属性提出了更高的要求。尤其是未经处理的精油会在消化道前段快速吸收分解，直接口服普通精油的方式很难实现，精油在肠道后端的杀菌功能。精油产品要体现出明显的效果，添加量也是一个重要的限制因素。

Kim等1995研究发现，3%香芹酚才能抑制鱼肉中沙门氏菌的生长；

Smith-Palmer等, 2001年研究发现，1%肉桂油才能抑制产单核细胞李斯特菌在全脂奶酪中的生长；

张永刚2012年研究发现，鸡和猪的十二指肠和空肠食糜中，1000ppm香芹酚也没有表现出抗菌活性；

Veldhuizen等，2007年研究发现，香芹酚在食物中抗菌活性的降低是因为香芹酚与白蛋白结合。

在体内试验中Michiels 等（2008）研究发现几乎全部进食的香芹酚及其他精油主要在仔猪的胃及小肠前端被快速吸收；

Kohlert等 (2000, 2002)也发现大部分精油在口服，肺吸入以及皮下注射后被快速吸收掉。

1、植物精油成份的熔点和沸点

大多数精油类成份或物质在常温下呈液态；

无需加热，仅在常温下精油成份或物质就可以挥发，周围环境可以提供足够的能量来分解分子：因此精油还有一个特征就是能散发出芳香。

2、精油类产品的稳定性

天然植物精油中的活性成分大部分为酚、醛、萜类等物质，特点是稳定性差（熔点低、易挥发、易氧化），刺激性强，有异味，不易保存；

因此，稳定性是判断是否选对制剂技术重要而不可缺少的评价指标。

3、微囊制剂的作用及工艺要求

具有缓释或速释、可以掩味、液体成分固体化，增强成分的抗逆性、过胃（减少溶出）、肠道定位释放、流动性好，使交叉污染降到最低。因此，微囊制剂工艺正是解决植物精油应用瓶颈所需。也对微囊技术提出了很高的要求。既要包得住----提高精油稳定性的需要，又要放得出---提高动物生物利用度的需要。

目前天佳公司拥有冷喷和热喷两种生产技术，可以有效地对精油产品进行微囊化处理。市场证明这两种处理非常有效，客户普遍反馈效果很好。

不同微囊工艺产品实拍图

4、植物精油产品质量评估指标

精油产品的质量评估指标，分别是：主成分含量（基本指标）、水分检测、镜检：光学显微镜（观察内部结构）、实体镜（观察外形）、流散性、稳定性（制剂关键指标）、溶出率（制剂关键指标）、动物体内释放特性检测。在实践中天佳公司也进行了微囊精油产品比浊法体外抑菌效果的验证，实验数据表明有效成分近乎天然植物提取物的配比，抑菌的效果佳。

而公司的热喷微囊精油产品在热水、高温和制粒过程中避免了高温等因素的影响从而充分保留了精油产品的有效成分。