黄酮类化合物对动物蛋白质吸收的影响

金 芳，李 垚，刘红南，张 琳，刘 莹，冯香安

（东北农业大学动物营养研究所，哈尔滨 150030）

蛋白质是生物体中广泛存在的一类生物大分子，是生命的主要物质基础。蛋白质的吸收在机体的生长发育中起关键作用，是机体营养吸收的关键物质。添加剂的作用不仅仅只是促进生长，一些添加剂已成为促进营养物质消化吸收或保证动物营养生理功能正常发挥所必需的物质，也是全价饲粮中必不可少的组成部分，而不单单只是看作饲料中额外添加的成分。天然的功能性饲料添加剂是目前动物营养学中研究的热点问题，其中一部分已在饲料工业和畜禽养殖中得到应用，并取得了初步效果，不同程度地提高了饲料利用率、动物的生长速度、机体免疫力，改善了畜禽的肉质并减少了对环境的污染。其中黄酮类化合物作为饲料添加剂越来越受到专家学者的重视。

1 黄酮类化合物的生理活性

黄酮类化合物是一类重要的天然有机化合物，泛指由两个芳环（A与B）通过三碳链相互联结而成的一系列化合物，其基本结构为C6-C3-C6，是植物在长期自然选择过程中产生的一类次生代谢产物。其广泛存在于羊齿植物及高等植物的根、茎、叶、花、果实中，不仅数量种类繁多，而且结构类型也复杂多样，到目前为止已发现8000多种，在植物体内大部分与糖结合成苷，部分以游离形式存在。天然黄酮类化合物是植物体多酚类的内信号分子及中间体或代谢物，包括黄酮、异黄酮、黄酮醇、异黄酮醇、黄烷酮、异黄烷酮、查耳酮等。从天然植物中提取的重要的黄酮类化合物有黄羊苷、芫花素、槲皮素、芦丁、葛根素、甘草苷等。

黄酮类化合物因其独特的化学结构而具有许多重要的生理、生化作用。黄酮类化合物具有高度的化学反应性，能清除生物体内的自由基，具有抗氧化作用。大豆黄酮是有效的过氧化氢清除剂，Wei等研究证明，大豆异黄酮既能在体内又能在体外显著抑制佛波醇酯等肿瘤促进剂诱导的H2O2的形成（P＜0.05）[1]。黄酮类化合物还具有抑制酶的活性、抗癌、抗病毒、抗菌、抗炎症、抗过敏、抗疲劳、抗糖尿病并发症等功能，且无毒无害，对人类的肿瘤、衰老、心血管病等退变性疾病的治疗和预防有重要意义。Mishra等使用两种不同剂量的大豆黄酮（0.5和50mg·kg-1）灌胃二甲基苯丙蒽诱导的致癌动物10 d，发现经大豆黄酮处理的处于青春期前的大鼠，与对照组相比，其癌症发生率为37.4%（P＜0.05），并且在50mg·kg-1剂量组中，一些抗氧化物酶的特异性活动显著增加（P＜0.05）[2]。

2 黄酮类化合物在饲料添加剂中的应用

作为饲料添加剂的黄酮类化合物主要有大豆异黄酮、沙棘黄酮、伊普异黄酮等[3]。黄酮类化合物应用于饲料添加剂，可以提高动物采食量、生产性能及营养物质的吸收利用率，并能够提高生长速度和免疫功能以及反刍动物乳腺的发育和泌乳[4-6]。

2.1 大豆异黄酮

大豆异黄酮类化合物作为饲料添加剂使用时，通常可作为生长促进剂，促进动物的生长发育；作为免疫增强剂，增强畜禽的抗病力，减少因疾病导致的经济效益下降；作为催情剂，增加排卵率和产仔数量，提高动物的繁殖性能[7-10]。因此，大豆异黄酮作为一种新型饲料添加剂具有较大研究价值和广阔的开发前景。当然，也可能有潜在的副作用，山羊长期采食含天然大豆异黄酮丰富的三叶草会患“三叶草病”，即繁殖障碍病。尚需进一步研究处于不同生理阶段的不同动物饲喂大豆异黄酮的适宜添加量，亦需深入研究大豆异黄酮在动物产品中残留及其对人类健康的影响。

2.2 沙棘黄酮

沙棘黄酮也属于植物黄酮类物质，沙棘中最主要的黄酮类化合物为槲皮素、异鼠李素、异鼠李素-3-β-D-芸香糖苷、异鼠李素-3-β-D-葡萄糖苷、山萘酚及其苷类、芦丁等。沙棘含丰富的抗氧化、防腐物质，从而非常有利于贮存；沙棘饲料有利于畜禽体质发育，尤其对畜禽产仔、产蛋等生殖生命活力具有促进作用；饲喂禽类时应控制沙棘饲料的比例，因其含有粗纤维禽类不能很好地消化；其内含的酚类物质有影响禽类消化的作用，故作禽类饲料时必须进行脱毒处理。有研究表明，沙棘是一种含营养物质种类多、含量丰富、营养价值高的优良畜禽饲料资源[11]。

2.3 伊普异黄酮

伊普异黄酮（7-异丙氧基异黄酮）与大豆黄酮有相似的苯环结构，是一种人工合成的异黄酮植物雌激素，其具有促进成骨细胞增殖、抑制成熟破骨细胞募集、促进胶原合成和基质分化、增加骨密度等作用。

3 黄酮类化合物促进蛋白质吸收的机制

皮雄娥等研究报道，微量的大豆异黄酮可显著促进动物的生长和蛋白质的沉积[12]。其直接作用于肌肉细胞的雌激素受体，使肌细胞增大，从而促进肌肉蛋白质的积累；促进肝脏蛋白质合成，使血浆蛋白水平发生变化，即血清白蛋白、球蛋白和纤维蛋白的含量升高；通过与下丘脑、垂体等雌二醇受体结合，降低生长抑素水平，从而提高胰岛素样生长因子（IGF-Ⅰ）和生长激素（GH）水平，促进动物生长；异黄酮植物雌激素在下丘脑与雌二醇竞争性结合雌二醇受体，发挥抗雌激素作用，并削弱了雌二醇的负反馈调节，引起内源性睾酮的增加，促进了雄性动物蛋白质合成。艾晓杰等报道，大豆黄酮通过减少机体尿素氮的产生而增加氮的保留，即体内蛋白质分解下降，而合成代谢加强，从而调节机体内的氮代谢水平，影响分娩后初产奶牛的糖、脂肪和蛋白质代谢，促进了营养物质的转化，加强了机体蛋白质的合成，以适应机体泌乳的生理变化[13]。

陶胜宏等研究报道，伊普异黄酮作用于下丘脑-垂体-甲状腺轴，促进促甲状腺激素（TSH）的分泌，继而引起血液中甲状腺激素的升高，并促进了脱碘酶的活性，使血清四碘甲状腺尿氨酸（T4）、游离型四碘甲状腺尿氨酸（FT4）向更具活性的三碘甲状腺尿氨酸（T3）、游离型三碘甲状腺尿氨酸（FT3）转化，从而影响了肉鸡体内各种代谢水平，并显著降低了公鸡和母鸡血清中尿酸的含量（P＜0.05），表明蛋白质在机体内沉积的加剧，促进了肉鸡的生长[14]。故伊普异黄酮对肉鸡的促生长作用是通过调节机体内甲状腺激素水平、促进蛋白质在体内的沉积来实现的，且没有显著的性别差异。刘红南等在研究沙棘叶总黄酮对肉鸡蛋白质利用的影响中，利用十二指肠组织差异蛋白质检测证实了沙棘叶总黄酮可以通过上调十二指肠核糖体蛋白S12（RPS12）、肠道脂肪酸结合蛋白（Ⅰ-FABP）和角蛋白10（CK10）的表达，提高21日龄AA肉鸡生长前期蛋白质表观消化率，促进胸肌和腿肌的生长发育[15]。

4 黄酮类化合物对机体蛋白质消化吸收的影响

4.1 家禽

李垚等研究表明，沙棘黄酮可以提高饲料中蛋白质和钙的吸收利用率以及影响肉鸡血清胰岛素（Ins）、胰高血糖素（GG）、IGF-Ⅰ等激素水平，为进一步研究沙棘的有效成分和对畜禽的作用及其应用提供了重要的理论依据[16]。朱建平等对AA肉鸡的试验表明，添加大豆黄酮3mg·kg-1，42日龄增重提高6%，料肉比降低4%，同活重情况下屠宰比较，胸肉重增加8%[17]。王利华等研究发现，肉鸡血清尿酸含量在添加大豆异黄酮的前期，试验组较对照组差异显著（P＜0.05），说明大豆异黄酮对蛋白质的积累有显著的效果（P＜0.05）[18]。刘红南等采用双向电泳和蛋白鉴定的方法测定沙棘黄酮的作用效果，结果表明，沙棘黄酮促进了肉鸡幼雏十二指肠的发育，从而提高了21日龄肉鸡对饲料中蛋白质的利用率，促进胸肌和腿肌的生长发育[15]。刘燕强等报道，大豆黄酮使罗曼蛋鸡的蛋重和饲料转化率提高，且血液中T3、T4显著升高（P＜0.05），提示大豆黄酮可促进甲状腺分泌、机体营养物质的代谢和利用[19]。对于处于生长期的动物来说，肠道的健康发育以及分化，对于其营养物质的吸收和生产性能的提高具有至关重要的作用。添加含有丰富黄酮类化合物的松科植物提取物可以显著提高肉鸡的腿肌率（P＜0.05）。邵淑丽等研究结果表明，沙棘嫩枝叶5%可使AA肉仔鸡对日粮中蛋白质利用率提高6.28%[20]。侯宗梅等报道，添加异黄酮植物雌激素使7～21日龄雏鸡的腿肌重及腿肌中的RNA含量有较显著的提高，同时血液中的甲状腺激素含量显著增加（P＜0.05）[21]。陶胜宏等研究表明，伊普异黄酮能够显著提高肉公鸡和肉母鸡血清中T3和FT3的水平（P＜0.05），TSH的水平也有所升高，而血清中T4和FT4的水平却有下降的趋势，还能够显著降低公鸡和母鸡血清中尿酸的含量（P＜0.05），表明蛋白质在机体内的沉积加强，促进了肉鸡的生长[14]。

4.2 反刍动物

马海田等研究认为，饲料中添加大豆黄酮能提高山羊瘤胃液的pH，增强总脱氢酶活性，总脱氢酶活性及NH3-N和瘤胃微生物总蛋白含量试验期分别较对照期显著提高（P＜0.05）[22]。陈杰等研究表明，水牛十二指肠灌注大豆黄酮，除升高血清睾酮水平外，同时还有效促进了瘤胃微生物蛋白质合成，并且挥发性脂肪酸、氨态氮浓度显著增加（P＜0.05）[23]。郝振荣等研究大豆异黄酮对泌乳后期的中国荷斯坦奶牛泌乳性能的影响，试验组泌乳牛血清和乳中白介素-4（IL-4）、免疫球蛋白（IgG）含量显著升高（P＜0.05），但仍在健康的水平内[24]。Sakai等研究表明，大豆异黄酮能够通过IL-4间接调节IgG的分泌，IL-4能够促进免疫球蛋白G1和免疫球蛋白E的增加而抑制免疫球蛋白G2a的产生，IL-4通过激活和上调辅助T淋巴细胞2（Th2）的分泌能力，从而增加了IgG的分泌量[25]。

4.3 其他动物

郑元林等试验表明，大豆异黄酮1×10-5mol·L-1可使大鼠离体肝脏灌流液中尿素氮浓度下降，抑制大鼠离体灌流的肝组织中谷丙转氨酶（GPT）的活性，提高3H-亮氨酸的掺入量，说明大豆异黄酮可通过增加对大鼠肝脏氮的存留，促进大鼠肝细胞蛋白质的合成[26]。马海田等报道，7-羟基异黄酮和伊普异黄酮均能提高大鼠的日增重，降低料重比，并有降低血清尿素氮和谷丙转氨酶活性的趋势，提出7-羟基异黄酮和伊普异黄酮对雄性和雌性大鼠均有促生长作用，且可能与蛋白质的代谢有关[19]。林成招等应用酶消化法分离培养了SD大鼠的小肠上皮细胞，用3H-TdR掺入法分别检测了大豆异黄酮（大豆黄酮和染料木素）对该细胞生长的影响，并测定了细胞碱性磷酸酶活性的变化，同时，利用翻转的小鼠离体小肠囊研究了大豆异黄酮0、0.1、0.5、1、5 μg·mL-1对小肠葡萄糖及氨基酸吸收的影响，并检测了小肠黏膜总ATP酶活性的变化，结果证明，大豆黄酮和染料木素对葡萄糖的吸收均有促进作用，但是对色氨酸和赖氨酸的吸收及黏膜ATP酶的活性并没有影响[27]。这些研究结果不完全一致可能是由于添加量的多少或者不同种类的氨基酸转运方式不同引起的。

5 小 结

饲料添加剂在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，也使现代动物饲养效果提高到一个新水平。作为一类最广泛分布于植物体内的多酚类物质，黄酮类化合物潜在的作用不断被人们发现和认知。与此同时，黄酮类化合物的广泛利用也为畜牧行业带来广阔的发展前景。

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