روغن‌هاي ضروري
روغن‌هاي ضروري بر خلاف نامشان، روغن‌هاي حقيقي نيستند (مثل ليپيدها) و معمولاً داراي ترکيبات معطر مي‌باشند. روغن‌هاي ضروري به طور قابل توجهي براي سلامت انسان و حيوان مصرف مي‌شوند. ويژگي‌هاي ضدميکروبي روغن‌هاي ضروري عليه دامنه وسيعي از ميکروارگانيسم‌ها (شامل باکتري‌ها، پروتوزآها و قارچ‌ها) و پاتوژن‌ها به کار برده مي‌شوند (چائو و همکاران، ۲۰۰۰). به طور مثال باکتري اشرشياکلي توسط روغن ارگانو (پونه کوهي) و همچنين ترکيبات اصلي کارواکرول (پونه کوهي و آويشن) و تيمول (آويشن) مهار مي‌شوند (الگاير و همکاران، ۲۰۰۱). محققان گزارش کردند روغن‌هاي ضروري اجزاي فرار و معطر موجود در برخي گونه‌هاي گياهي هستند که مي‌توانند با استفاده از روش‌هاي عصاره گيري بويژه عصاره گيري توسط بخار، از گياهان بدست آيند (بنچار و همکاران، ۲۰۰۷). اين ترکيبات سال‌هاي زيادي است که به عنوان عطردهنده، ايجاد کننده مزه و بو، ضدعفوني کننده و نگهدارنده استفاده مي‌شوند (بورت، ۲۰۰۴).
اثر روغن‌هاي ضروري بر متابوليسم پروتئين
همزيستي بين نشخوارکنندگان و ميکروفلور نشخوارکنندگان، سودمندي منحصر به فردي در توانايي استفاده از منابع نيتروژن غير پروتئيني دارد. پروتئين ميکروبي از شکمبه به روده باريک جريان پيدا مي‌کند و منبع خوبي از اسيدهاي آمينه براي سنتز پروتئين شير و گوشت فراهم مي‌کند. اگر چه پروتئين ميکروبي سنتز شده براي نيازهاي نشخوارکنندگان با توليد بالا کافي نيست. متعاقب آن جيره‌ها معمولاً با منابع پروتئيني خوراکي مکمل مي‌شوند که باعث افزايش قيمت جيره مي‌شود. به علاوه در نتيجه دفع نيتروژن از طريق مدفوع در محيط، بازدهي استفاده ازآن کم مي‌باشد. تخمين زده شده است که حدود ۰/۳ از نيتروژن مصرف شده توسط گاو شيري از طريق ادرار دفع مي‌شود (لاپي‌ير و همکاران، ۲۰۰۵). بنابراين بهبود استفاده از نيتروژن تأثير مثبتي بر بازده توليد فرآورده‌هاي دامي و محيط زيست دارد. چندين کار آزمايشگاهي براي تعيين اثر روغن‌هاي ضروري روي متابوليسم نيتروژن شکمبه‌اي صورت گرفته است. اولين کار بوسيله بروچرز (۱۹۶۵) انجام شد، که نشان داد اضافه کردن تيمول موجود در آويشن به مايع شکمبه همراه کازئين منجر به تجمع اسيدهاي آمينه و کاهش غلظت نيتروژن آمونياکي مي‌شود. وي پيشنهاد کرد که مهار دآميناسيون اسيدهاي آمينه توسط باکتري‌هاي شکمبه صورت مي‌گيرد. برودريك و بالتروپ (۱۹۷۹) نيز نشان دادند که مهار دآميناسيون اسيدهاي آمينه به نيتروژن آمونياکي توسط تيمول صورت مي‌گيرد. مك‌اينتاش و همکاران (۲۰۰۳) مشاهده کردند زماني که گاوها از جيره بر پايه سيلاژ و مکمل روغن‌هاي ضروري تجاري به ميزان ۱ گرم در روز استفاده مي‌كنند، ۹ درصد کاهش در دآميناسيون اسيدهاي آمينه مايع شکمبه وجود دارد. در مطالعاتي که توسط بنچار و همکاران (۲۰۰۶) انجام شده بود، هيچ تغييري در روند تخريب پروتئين کنجاله سويا در شکمبه گوسفند يا گاوهاي شيري که روزانه با ۱۱۰ ميلي‌گرم يا ۲ گرم روغن ضروري تزريق شده بود، مشاهده نشد. عدم وجود اثرات روغن‌هاي ضروري بر سوخت و ساز نيتروژن در بلند مدت در شرايط آزمايشگاهي و در مطالعات داخل بدن، ممکن است به مدت زماني که باکتري‌هاي شکمبه در معرض روغن‌هاي ضروري قرار مي‌گيرند، بستگي داشته باشد.
تعدادي از مطالعات نشان داده‌اند عواملي مانند ترکيبات شيميايي و مقدار روغن‌هاي ضروري مي‌تواند بر ميزان اثرات نيتروژن بر متابوليسم شکمبه تأثير گذارد. بوسکت و همکاران (۲۰۰۵) مشاهده کردند که اضافه کردن روغن ضروري ميخک به ميزان ۲/۲ ميلي‌گرم بر ليتر به محيط کشت تخميري، غلظت پپتيدهاي بزرگ را به ميزان ۸۰ درصد کاهش مي‌دهد اما اثري بر غلظت آمونياک ندارد. وي پيشنهاد کرد که روغن ضروري ميخک، فعاليت پپتيدوليتيکي باکتري‌هاي شکمبه را کاهش مي‌دهد. با اين حال اضافه کردن ميخک و ديگر روغن‌هاي ضروري، نيتروژن آمونياکي را تحت تأثير قرار نمي‌دهد و فعاليت ضد پپتيدوليتيکي ميخک ناشي از ترکيبات اصلي آن نيست، بلکه از ترکيبات ناشناخته بخش روغني آن منشاء مي‌گيرد. در مقابل، بوسکت و همکاران (۲۰۰۶) گزارش کردند زماني که از غلظت‌هاي مشابه پونه کوهي و کارواکرول استفاده مي‌شود غلظت آمونياک توليدي در شرايط آزمايشگاه کاهش مي‌يابد و بنابراين هم پونه کوهي و هم کارواکرول فعاليت ميکروبي را کاهش مي‌دهند. كاستلي جوس و همکاران (۲۰۰۶) مشاهده کردند که افزايش سطوح (۵، ۵۰، ۵۰۰، ۵۰۰۰ ميلي‌گرم در ليتر) روغن‌هاي ضروري مختلف بر محيط کشت در شرايط آزمايشگاه به مدت ۲۴ ساعت روي تخمير اثرات متفاوتي دارد. اين نتايج نشان مي‌دهد که اثر اجزاء روغن‌هاي ضروري بر متابوليسم نيتروژن با ساختار شيميايي، متفاوت است. به طور کلي ترکيبات فنلي فعاليت آنتي‌ميکروبي بالايي را به دليل گروه هيدروکسيل با ساختار فنلي نشان داده‌اند (بورت، ۲۰۰۴).
اثر روغن‌هاي ضروري روي توليد متان
علاقه به کاهش توليد متان در نشخوارکنندگان و حيوانات اهلي در سراسر جهان، روز به روز افزايش مي‌يابد. متان يک گاز گلخانه‌اي قوي است و انتشار آن به اتمسفر به طور مستقيم مرتبط با توليدات کشاورزي، دام و به ويژه نشخوارکنندگان مي‌باشد. فعاليت ضدميکروبي روغن‌هاي ضروري باعث بررسي اين موضوع شده است که آيا اين ترکيبات مي‌توانند متانوژنز در شکمبه را مهار کنند يا نه و در واقع به چالشي تبديل شده است که آيا شناسايي روغن‌هاي ضروري بدون اينکه روي قابليت هضم غذا تأثيري داشته باشد، مي‌تواند باعث کاهش توليد متان شود.
اوانز و مارتين (۲۰۰۰) مشاهده کردند در شرايط آزمايشگاهي، تيمول (۴۰۰ ميلي‌گرم در ليتر)، يک مهارکننده قوي متان است که باعث کاهش غلظت استات و پروپيونات نيز مي‌شود.كامرا و همکاران (۲۰۰۵) عصاره‌هاي گياهاني از جمله رازيانه، ميخک، سير، پياز و زنجبيل را در شرايط آزمايشگاهي بر توليد گاز متان مورد بررسي قرار دادند. نتايج نشان داد که عصاره سير تأثير مناسبي در کاهش توليد متان داشت و باعث کاهش ۶۴ درصدي توليد متان در شرايط آزمايشگاهي شد، بدون اينکه هيچ اثري روي قابليت هضم مواد مغذي داشته باشد. بوسكت و همکاران (۲۰۰۵) گزارش کردند که روغن سير (۳۱۲ ميلي‌گرم در ليتر)، نسبت استات و پرپيونات را موافق با کاهش توليد متان در شرايط آزمايشگاهي کاهش مي‌دهد. همچنين همين محققين مشاهده کردند که روغن سير و دي‌آليل‌دي‌سولفيد موجود در سير (۳۰۰ ميلي‌گرم در ليتر) به ترتيب ۷۴ و ۶۹ درصد توليد متان را در شرايط آزمايشگاهي کاهش داد، بدون اينکه بروي قابليت هضم تأثيري داشته باشد. جالب توجه است که موننسين توليد متان را به اندازه سير و ترکيباتش کاهش نمي‌دهد. بوسکت و همکاران (۲۰۰۵) پيشنهاد کردند که روغن سير و دي‌آليل‌دي‌سولفيد اثرات خود را مانند عمل موننسين اعمال نمي‌کنند، بلکه متان به طور مستقيم از شکمبه مهار مي‌شود. پاترا و همکاران (۲۰۰۵) گزارش کردند که عصاره ميخک و رازيانه، نيز باعث مهار توليد متان در شرايط آزمايشگاهي مي‌شوند اما هضم مواد مغذي نيز کاهش مي‌يابد.
ممکن است به دليل پتانسيل انتخابي ترکيبات روغن‌هاي ضروري، کاهش گاز متان توسط مهار انتخابي پروتوزوآها صورت گيرد. چون شکمبه يک زيستگاه براي تک ياخته‌هاي متانوژنز است، با اين حال اثرات آنتي‌پروتوزوايي در بين روغن‌هاي ضروري و اجزاي فعال آن‌ها متناقض و متفاوت است (هس و همکاران، ۲۰۰۱).