姜黄素作为饲料添加剂的研究进展

赵春萍，荀文娟，曹 婷，侯冠彧*，张立岭

（1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海南 儋州 571737；2.海南大学农学院，海口 570228）

姜黄素作为饲料添加剂的研究进展

赵春萍1,2，荀文娟1，曹 婷1，侯冠彧1*，张立岭2

（1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海南 儋州 571737；2.海南大学农学院，海口 570228）

姜黄素是从姜科植物中提取的一种天然活性物质，具有保护肠黏膜、抗氧化、调节代谢、抑菌抗炎等功能。姜黄素作为一种多效的天然活性物质，已逐渐取代抗生素在饲料中得到广泛应用。文章主要从姜黄素的理化性质、生理功能及其在饲料中的应用等方面作以综述。

姜黄素；功能；饲料添加剂

姜黄素是从姜科姜黄属植物姜黄、莪术、郁金香等根茎中提取的黄色酸性酚类物质，是姜黄发挥药理作用的主要活性成分，主产于日本、印度、中国等热带、亚热带国家，其应用历史已超过6 000年。姜黄素具有保护肠黏膜、抗氧化、抗炎、抑菌、降脂及免疫调节等多种生理功能，同时由于其色泽稳定、毒性小等特点，因此，被广泛用于食品添加剂、化妆品、医药和纺织染色领域。近年来，姜黄素作为天然饲料添加剂已取得了一定的效果。本文主要对姜黄素的理化性质、生理功能及其在动物饲料中的应用作以综述。

1 姜黄素的理化性质

姜黄素是姜黄色素中一种黄色略带酸性的二苯基庚烃物质的统称，是姜黄素、脱甲氧基姜黄素、双脱甲氧基姜黄素等的混合物。其中姜黄素约70%，脱甲氧基姜黄素约10%～20%，双脱甲氧基姜黄素约10%[1]。姜黄素是橙黄色结晶粉末，味稍苦。分子式为C21H20O6，相对分子质量为368.39，熔点180～183℃。不溶于水，溶于乙醇、丙二醇，易溶于冰醋酸和碱溶液，在碱性条件下呈红褐色，在中性和酸性条件下呈黄色。其化学结构包含两个邻甲基化的酚，还有一个β-二酮功能基团，这种结构特性与其多种生物活性甚至毒性作用都高度相关[2]。

2 姜黄素的生理功能

2.1 对肠黏膜屏障的保护作用

肠黏膜屏障由机械屏障、生物屏障、化学屏障和免疫屏障组成，完整的肠黏膜屏障能有效阻止病原入侵，使机体内环境保持相对稳定[3]。损害原因主要包括肠黏膜支持能力下降、肠黏膜组织结构破坏（应激、炎症、严重创伤、感染、损伤等）和通透性增加。姜黄素作为一种天然活性物质，可以有效改善肠黏膜屏障。

王改研究表明，姜黄素可改善H2O2介导的紧密连接和肠黏膜屏障功能的受损情况，降低Occlu⁃din和ZO-1蛋白表达[4]。另外，研究还发现，姜黄素通过抑制促炎因子TNF-α及炎性介质COX-2的表达，增加IL-10的表达，对新生大鼠坏死性小肠结肠炎具有保护作用[5-6]。侯洪涛发现，姜黄素通过抑制NF-κB及TNF-α的表达，从而减少梗阻性黄疸时炎症介质TNF-α、IL-6、ICAM-1表达，对大鼠小肠黏膜屏障具有保护作用[7]。目前关于姜黄素对肠黏膜屏障的保护作用多侧重于对鼠的药理学基础研究，所以姜黄素作为饲料添加剂应用于畜牧生产中，尤其是应用于早期断奶仔猪综合征具有现实和长远的意义。

2.2 抗氧化作用

姜黄素作为一个重要的氢供体，有酚羟基单元和β-二酮单元两个活性部位，这两个单元可以阻断自由基反应。姜黄素抗氧化活性的发生部位与反应介质有密切关系[8]。王舒然等研究发现，姜黄素可降低高脂模型大鼠血液及肝脏过氧化脂质化合物含量，同时能够提高肝脏匀浆总抗氧化力、超氧化物歧化酶及谷胱甘肽过氧化物酶的活性，进而减轻脂质过氧化物对心血管系统的伤害[9]。现已报道，姜黄素在体内可以直接清除自由基，还能抑制脂质过氧化反应，维持抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化酶（GSH-Px）的活性。姜黄素抑制脂质过氧化反应是通过清除参与过氧化反应的活性自由基实现的[10]。目前已有大量试验证明，在饲料中添加适量姜黄素可以有效提高动物的抗氧化性能。

2.3 调节代谢作用

姜黄素主要是通过降低血脂和肝脂来发挥其调节代谢的作用。研究发现，姜黄素可以抑制脂肪酸合成酶（FAS）基因的表达量，从而调控组织中脂肪的分布及减少脂肪沉积。瘦素可以刺激热休克蛋白（HSP）表达，提高腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）活性，从而诱导脂肪沉积相关基因的表达，增加血管内脂肪的水平，而姜黄素可通过消除这种刺激降低血脂及脂肪沉积[11]。同时还具有保肝利胆的作用。胡忠泽等研究认为，姜黄素是通过改变皖江黄鸡体内脂肪代谢相关酶的活性来调节脂类代谢，从而降低脂肪沉积[12]。

2.4 抑菌、抗炎作用

姜黄素对多数细菌均有较好的抑制效果，尤其是对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用。与非甾体抗炎药类似，姜黄素可以通过减轻炎性组织中中性粒子细胞的浸润而抑制炎性细胞及前炎性细胞因子的产生，从而达到对急性、亚急性、慢性炎症的抑制效果[13]。Yarru等在含黄曲霉毒素1.0 mg·kg-1肉鸡日粮中添加姜黄0.5%（即姜黄素的添加量为74 mg·kg-1），可显著改善黄曲霉毒素对肉鸡生产性能所带来的负效应（P＜0.05）[14]。

3 姜黄素在饲料中的应用

3.1 在水产饲料中的应用

根据姜黄素的生理功能，已将其作为一种饲料添加剂应用于水产养殖业，并得到了良好的经济效益。大量试验证明，姜黄素对促进鱼类生长、提高鱼类抗氧化能力和消化酶活性、增强免疫力及改善鱼体色泽，尤其是对鱼类肝病预防等方面都有较好的效果。胡忠泽等在草鱼基础饲粮中分别添加姜黄素0.02%、0.04%和0.06%，可显著促进草鱼生长（P＜0.05），同时显著提高了饲料利用率及肠道蛋白酶和淀粉酶的活性（P＜0.05）[15]。王进波等以同样的方法对大黄鱼进行试验发现，添加姜黄素0.04%可显著提高大黄鱼的平均鱼体终重、平均鱼体增重率和成活率（P＜0.05）；同时还发现，随着姜黄素添加量的逐渐增加，对改善大黄鱼体色泽的效果就越好[16]。目前鱼类肝病的防治主要还是应用抗生素，但是抗生素作为饲料添加剂长期使用，不仅可以杀死致病菌，而且还会杀死肠道有益菌，并且抗生素的滥用也严重威胁到食品安全问题，我国也在逐步禁止抗生素的使用。向朝林建立TAA肝损伤草鱼模型，在饲料中分别添加酵母、姜黄素、水飞蓟素作为保护剂，结果表明，3组饲料对草鱼的肝胰脏均具有一定修复作用，但尚不能完全恢复到对照组草鱼的生理状态[17]。近几年，姜黄素作为抗生素替代品应用于饲料添加剂已得到广泛应用，并已申请多项专利。

3.2 在鸡饲料中的应用

近年来，随着人们对食品安全和生态环境要求的不断提高，抗生素的使用受到严格限制，所以姜黄素作为一种抗生素替代品的出现给绿色安全的生产鸡肉产品带来了希望。研究发现，在肉鸡饲料中添加适量的姜黄素不仅可以提高肉鸡的生产性能、免疫力、抗氧化能力，还能起到改善脂代谢、提高鸡肉品质的作用。李婉雁等分别在快大型岭南黄肉鸡基础日粮中添加姜黄粉1.00、2.00、5.00 g·kg-1，结果发现，姜黄粉5.00 g·kg-1能显著提高岭南黄鸡的全期增重和降低料肉比及死亡率（P＜0.05），且试验鸡的免疫器官指数和血清中SOD、CAT、GSH-Px的活力也有提高，血清中丙二醛（MDA）含量下降[18]。崔岩等在艾维茵肉鸡基础日粮中添加姜黄素，同样得到提高肉鸡生产性能的结果，并且发现姜黄素可以显著降低肉鸡血清总脂肪、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）含量（P＜0.05），同时降低肌肉和肝脏中TC、TG含量，姜黄素最适添加量为200 mg·kg-1[19]。韩刚等以聚乙烯吡咯烷酮为载体制备了姜黄素固体分散体，发现相同剂量的姜黄素固体分散体可以起到更好的效果[20]。刘兆金等将姜黄素应用于蛋鸡上，发现其对蛋鸡采食量无显著影响（P＞0.05），但可以显著提高产蛋量（P＜0.05），并且发现150 mg·kg-1能获得较好的经济效益[21]。

3.3 在猪饲料中的应用

脂质氧化是猪肉变质和变味的主要原因。饲料中添加人工合成的抗氧化剂可以提高肉的抗氧化能力，但是随着人们保健意识的增强，这些合成化合物添加剂逐渐被禁止，而一些具有抗氧化性质的天然药剂（如姜黄素）得到越来越多的应用。王斌等分别以添加姜黄素200、300、400 mg·kg-1试验饲粮饲喂育肥猪5周，结果表明，400 mg·kg-1组育肥阶段平均日增重显著提高（P＜0.05），料重比下降，各组采食量无显著差异（P＞0.05），胴体性状也有显著提高（P＜0.05），姜黄素降低了脂肪率和背膘厚度，提高了瘦肉率和眼肌面积，同时背最长肌蛋白质含量显著提高（P＜0.05），脂肪含量显著降低（P＜0.05）[22]。祝国强等研究表明，姜黄素不仅可以提高猪的生长、屠宰性能，而且还可以通过降低肌肉中胴体GP的累积，提高肌肉pH，从而降低屠宰后肌肉的滴水损失，改善肉质[23]。此外，张靖等用姜黄素替代育肥猪饲料中的喹烯酮，发现姜黄素对猪体健康无不良影响，而且对育肥猪生长性能有正面的影响，并且发现，育肥猪后期饲粮中姜黄素的适宜添加量为300 mg·kg-1[24]。Ilsley等报道，在29日龄断奶仔猪基础日粮中添加姜黄素200 mg·kg-1，饲喂3周，结果表明，姜黄素对仔猪的生产性能和免疫功能无显著影响（P＞0.05）[25]。这与猪的年龄和添加量等有关，还需要进一步研究。

4 小结

姜黄素作为一种天然色素，已经在食品工业得到了广泛的应用。然而在病害不断和抗生素禁令呼声不断高涨的今天，姜黄素在饲料添加剂方面扮演着重要的角色，其对动物生产性能、肉质、疾病预防等方面的特性也逐渐被养殖户认可。因此，姜黄素的开发应用对食品安全、人类健康和集约化养殖业的可持续发展具有非常重要的意义。姜黄素还可以预防水产养殖中脂肪肝、机体免疫下降等问题，然而由于其水溶性差导致其在水产生物体内的使用效率不高，这是其作为饲料添加剂在水产养殖业的最大限制因素，也是今后研究者需要重点解决的问题。

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Research Progress of Curcumin Application as Feed Additive

ZHAO Chunping1,2,XUN Wenjuan1,CAO Ting1,HOU Guanyu1*,ZHANG Liling2

（1.Tropical Cropos Genetic Resource Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Danzhou 571737,Hainan China; 2.College of Agriculture,Hainan University,Haikou 570228,China）

Curcumin is a kind of natural active substance which extracted from plants of Zingiberaceae.It has some specific functions on protection the mucosal barrier of intestine,antioxidant,regulating metabolism,antibacte⁃rial and anti-inflammatory,etc.As a kind of natural substance with multiple effects,curcumin has been widely used in feed additive and gradually replaced the antibiotics.Therefore,the physical and chemical properties,physiologi⁃cal function of curcumin and its application in feed were described briefly.

curcumin;function;feed additive

S816.7；S831.5

A

1001-0084（2014）12-0020-04

2014-10-05

国家自然科学基金资助（31301990）

赵春萍（1989-），男，吉林延边人，硕士研究生，研究方向为家畜遗传资源研究。

*通讯作者：博士，副研究员，E-mail:guanyuhou@126.com