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芦笋的保健功能及其在畜牧业中的应用

2014-04-15余新武王清兰唐艳强肖海红李思明刘三凤

家畜生态学报 2014年9期
关键词:芦笋芦丁槲皮素

余新武,王清兰,唐艳强,肖海红,李思明*,刘三凤

(1.江西农业大学动物科技学院,江西南昌330045;2.江西省农业科学院畜牧兽医研究所,江西南昌330200)

芦笋(Asparagusofficinalis)为百合科天门冬属多年生草本植物,学名石刁柏、又名龙须菜、文山竹、索罗罗、细百叶部等[1]。芦笋嫩茎味美鲜嫩,营养丰富,富含蛋白质、碳水化合物、维生素等成分,在西方被视为珍贵上品,是药食兼用的蔬菜,在国际市场上也享有“蔬菜之王”的美称。芦笋根和茎含有人体不可缺少的氨基酸、矿物质等多种营养元素及皂苷、多糖和黄酮类等生物活性成分,具有抗肿瘤、抗突变、抗衰老、降血脂、增强免疫调节功能等多种特殊的生物学功能[2]。但是,目前关于芦笋在畜牧业应用的研究报道较少,本文就芦笋各种成分的生物学作用及其在畜牧业的应用做一综述,对芦笋应用领域的拓展具有重要的实际意义。

1 芦笋功能成分的生物学作用

芦笋化学成分丰富,主要包含人体不可缺少的氨基酸、矿物质等多种营养元素及皂苷,多糖和黄酮类等生物活性成分,这些成分奠定了芦笋具有多种生物学功能的物质基础。

1.1 黄酮类化合物

1.1.1 槲皮素 槲皮素(Quercetin)及其衍生物是最常见的黄酮类化合物,属于黄酮醇类,化学名为3,3′,4′,5,7-五羟基黄酮,药理作用非常广泛。Iwase[3]在以槲皮素和桑黄素分别合成的10种衍生物对EB病毒活性和皮肤肿瘤两阶段致癌的抑制作用研究中,得出槲皮素五丙烯基醚对EB 病毒早期抗原(EBV-EA)活性的抑制作用最强,而在体内诱导小鼠皮肤肿瘤两阶段致癌实验中,槲皮素五丙烯醚明显抑制小鼠皮肤肿瘤。李世正等[4]将人乳腺癌细胞系MDA-MB-435S细胞移植入雌性小鼠体内诱发肿瘤,同时在体外进行细胞培养,再分别给予不同浓度的槲皮素作用后,发现槲皮素有抑制乳腺癌细胞增殖的作用,且与药物的剂量和时间相关。据报道,槲皮素可以抑制磷酸激酶c的活性及转运,强烈拮抗Na+内流,从而抑制组胺、前列腺素D2等炎症介质的释放达到能够缓解炎症的作用,可通过抑制髓过氧化酶活性的增加,从而起到保护肾脏组织的作用[5]。槲皮素能降低脂变人肝L-02细胞总胆固醇及胆固醇酯含量,增加游离胆固醇的外流且其作用效果呈现一定的剂量依赖性和时间变化规律[6]。根据张秀云等[7]对短序醉鱼草的化学成分研究,显示槲皮素对血管紧张素转化酶具有一定的抑制活性作用。

1.1.2 芦丁和山奈酚 芦丁具有清除脂质过氧化物,提高动物体的免疫能力,保护生物膜及亚细胞结构的完整性功能[8]。脾脏和胸腺是动物体内主要的免疫器官,郭旭东等[9]研究证明,芦丁能够促进雌性青春期大鼠和泌乳大鼠免疫器官胸腺和脾脏的发育,提高动物体的免疫能力。芦丁还具有强抗氧化和治疗溃疡的作用。朱建林等[10]通过对大鼠超氧化物歧化酶(SOD)活性、自由基脂质过氧化产物丙二醛含量及大鼠肝脏脂褐素含量的测定及分析发现,芦丁对去势大鼠脂质过氧化有抑制作用,可抑制去势后大鼠抗氧化系统抗氧化能力下降的趋势,具有抗氧化作用。汶希等[11]在对耐力训练大鼠免疫和抗氧化功能的影响实验中指出,补充芦丁可以使大鼠耐力训练后血清丙二醛(MDA)含量明显降低,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH)含量升高,血清SOD活力显著升高。由此推断芦丁可以提高体内抗自由基能力,通过酚羟基和羰基的转换,可提供氢原子而终止自由基连锁反应,保护细胞完整性,表明芦笋具有抗运动疲劳的功能。王宇翎等[12]采用芦丁和银杏叶提取液治疗醋酸烧灼型大鼠胃溃疡,显示溃疡体积明显减少和组织病理学的变化有效减轻,表明芦丁对大鼠胃溃疡有明显的治疗作用。

山奈酚具有抗癌功能。仇炜等[13]发现,山奈酚可抑制人小细胞肺癌H446 细胞增殖,促进H446细胞阻滞于s期及G/M 期,诱导该细胞株凋亡,上调p53、bax的表达水平,降低be1-2的表达水平,表明山奈酚对H446细胞有明显抑制作用,该作用与山奈酚诱导的细胞周期阻滞和细胞凋亡有关。

1.2 芦笋多糖

芦笋多糖作为一种免疫调节剂,能增强机体的免疫功能,具抗癌、抗衰老作用。大量研究表明,红细胞作为一种辅助免疫细胞,与肿瘤的发生发展及机体的免疫反应密切相关。芦笋多糖可以通过逆转肿瘤引起的红细胞膜表面负电荷减少,增强红细胞膜cl3的转化功能,以及促进红细胞表面的带3 蛋白和血型糖蛋白A 的相互作用,进而调节红细胞的抗肿瘤作用[14]。以甲醇提取法制得的20%芦笋粗多糖水溶液,连续给小鼠灌胃给药6d,考察其对巨噬细胞吞噬功能的影响,结果发现其能激活小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力,且效果强于芦笋原汁[15]。用芦笋茎叶粗多糖以400 mg/kg的剂量给小鼠灌胃给药7d,发现其能明显升高正常小鼠的碳粒廓清能力,增强2,4,6-硝基氯苯所致小鼠耳廓迟发型超敏反应,能增强机体的抗应激能力[16]。芦笋粗多糖均可提高正常小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能,促进溶血素、溶血空斑的形成,提高淋巴细胞的转化率[17]。申梅淑等[18]通过研究芦笋多糖对衰老小鼠胸腺组织中B细胞淋巴瘤(BcI-2)、跨膜蛋白(Fas)蛋白表达,表明芦笋多糖具有一定的抗衰老作用。

此外芦笋中还含有微量的果糖寡聚体,具有促进肠道有益菌的繁殖、降血脂、降低胆固醇等功能[19],同时还具有促进矿物元素吸收,抑制病原微生物的生长等特性[20]。Mabel[21]的研究表明,果糖寡聚体还可作为一种非营养类的增甜剂,对链霉素诱导的糖尿病小鼠的组织代谢不会产生不良反应,也不会加重糖尿病小鼠的高血糖和尿糖症状。另一方面由于果糖寡聚体具有可溶性纤维的特性,在一定程度上可减缓糖尿病相关的代谢综合症。

1.3 其他

芦笋甾体皂苷类化合物,是一类具有环戊烷多氢菲母核结构的皂苷,主要有原薯蓣皂苷和菝葜皂苷。廖子君等[22]通过不同浓度菝葜皂苷元对体外培养胃癌BGC-823细胞增殖凋亡的研究,发现随菝葜皂苷元浓度的增加,胃癌BGC-823细胞增殖抑制率、凋亡率亦升高,表明菝葜皂苷元对胃癌BGC-823细胞的增殖有抑制作用,并可诱导细胞凋亡。芦笋中含有多种对人体有益的氨基酸和微量元素,芦笋的氨基酸含量高、种类齐全,大约有17种,其中必需氨基酸有8 种,占总量的26.4%~36.4%,天门冬氨酸的含量占氨基酸总量的13.5%。其中,天冬氨酸是一种很好的抗疲劳、恢复体力和增强体质的营养物质,且精氨酸与赖氨酸的比值接近1,具有降血脂作用。芦笋中硒的含量很高,能有效消除人体生理代谢过程中产生的有害自由基,减少因自由基的积累造成的细胞生物膜的过氧化,从而提高人体的免疫力。

2 芦笋在畜牧生产中的作用

芦笋茎叶能改善动物生长性能,提高泌乳量和产蛋率。马玉胜等[23]对芦笋茎叶青贮料饲喂绵羔羊增重情况的研究发现,在同等试验条件下,比对照组提高了平均日增重。张照喜等[24]在研究芦笋茎叶粉部分取代麸皮饲喂生长肥育猪试验中,发现试验组头均毛利增加7.6%。韩光亮等[25]研究发现,芦笋茎叶青贮料饲喂奶牛泌乳量比对照组产乳量提高了10%。马玉胜等[26]用芦笋下脚料饲喂泌乳奶山羊,发现试验组较对照组日增重高10.7%,产乳量高13.1%,经济效益高30.6%。马玉胜等[26]研究表明,饲喂芦笋粉可提高产蛋率和饲料转化利用率。李思明[27]将芦笋秆提取物添加饲喂产蛋期余干乌鸡,添加组产蛋率、免疫球蛋白G 及免疫球蛋白M 水平得到提高。Manatsanun等[28]研究发现,日粮补饲芦笋下脚料能提高产蛋鸡蛋重、蛋黄重、蛋清重,当添加量达到3%时,纤维消化率极显著提高。Kumari等[29]报道,在基础日粮添加芦笋粉能提高肉仔鸡抵抗新城疫能力及体内效应B、T 细胞抗体水平。王琳琳等[30]发现,芦笋老茎经固态发酵后能转化为良好的高蛋白反刍动物饲料。研究表明,青贮后的芦笋茎叶不仅各种营养成分高,适口性好,能满足泌乳动物产乳营养需要,而且与等量青贮玉米相比,增奶效果更明显。

3 芦笋在畜牧业中的应用前景

综上所述,芦笋所含有的多种活性成分,具有的抗肿瘤、抗衰老、增强免疫功能、降血脂等生物学功能,使得芦笋被广泛应用于食品、医药等领域。在畜牧业中应用甚少,仅见芦笋茎叶、植株以及下脚料等动物饲喂试验,但从这些很少的试验研究结果中反映出其对动物增重、动物泌乳量的提高、提高蛋鸡的产蛋率等有明显的效果,表明芦笋应用在畜牧业中具有巨大的潜在价值。

近年来,由于高度集约化及生态环境的恶化,使得畜禽对传染病的抵抗大为降低,导致许多全球性疫病的发生。因此,亟需开发一些绿色功能性饲料资源来增强畜禽免疫性能以及提高产品品质,其中,芦笋就可以做为选择之一。从芦笋生产过程看,除了商品嫩笋外,将产生40%左右的下脚料(老茎和笋皮)被作为垃圾处理,大量的秸秆无法利用,大量的种子更是无人问津。经初步分析,这些副产品中仍然含有丰富的粗蛋白、膳食纤维、免疫及抗应激等功能性营养物质与活性成分,有些成分的含量甚至高于商品笋。因此,利用芦笋这些副产品开发出相应的功能性饲料产品,增强动物免疫力,对提高畜产品安全具有重要的科学意义和应用价值。

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