葡多酚生物学功能研究进展

金亚倩，马雪豪，白元生，赵俊星，苏　锐，项斌伟，任有蛇，张春香，张建新

（1.山西农业大学动物科技学院，太谷 030801；2.山西省畜牧技术推广站；3.山西省右玉县宏宇牧业有限责任公司）

专论与综述

葡多酚生物学功能研究进展

金亚倩1，马雪豪1，白元生2，赵俊星1，苏锐1，项斌伟3，任有蛇1，张春香1，张建新1

（1.山西农业大学动物科技学院，太谷 030801；2.山西省畜牧技术推广站；3.山西省右玉县宏宇牧业有限责任公司）

葡多酚是一类广泛存在于红葡萄果皮和种籽中的植物多酚类化合物。越来越多的研究表明，这类化合物具有抗氧化、抗病毒、抗炎症、抗癌、调节心血管系统以及预防老年痴呆等多种生物学功能，在医学、食品及化妆品等领域具有广泛应用前景。文章就葡多酚的生物学功能进行了综述，并对其在畜牧业中的应用前景进行了展望。

葡多酚；生物学功能；畜牧业

1　葡多酚的理化性质及组分

葡多酚（grape polyphenols，GP）是葡萄中的一类活性物质，能溶于水，易溶于甲醇、乙醇等有机溶剂，其颜色因各种成分含量差异而呈现深玫瑰色至浅棕红色不等。GP在自然界中有多种存在形式，从最简单的酚酸类到结构复杂的浓缩单宁，分子量及结构差异很大。根据其化学结构，可以将GP分为3类：酚酸类、黄酮类和茋类化合物［1］。GP的稳定性易受光和氧的影响。由于GP在提取、加工及处理过程中会发生一系列化学反应，包括聚合作用，解聚作用，酶促反应及辐色作用等［2］。因此，对GP中各成分含量的测定目前还较为困难。但是，最新研究表明，这些成分的转化几乎不会影响其总多酚含量及体外抗氧化活性［3］。

GP在葡萄不同部位含量不同，种类也有差异。例如，吴丹等［4］报道，红葡萄果皮中多酚含量达25%～50%，主要包括花色素类、白藜芦醇及黄酮类，其中，白藜芦醇含量高达120 μg/g。在葡萄籽中，多酚含量可达50%～70%，主要包括儿茶素、槲皮苷、原花青素、单宁等，而白藜芦醇仅有30 μg/g，原花青素含量最高，可达80%以上。

2　葡多酚的生物学功能

GP中含有白藜芦醇、原花青素、表儿茶素等有益成分，受到国内外学者的广泛关注。越来越多的研究表明，GP具有抗氧化、抗病毒、抗炎症、抗癌等多种生物学活性，同时还有调节心血管系统、抗辐射、预防老年痴呆、护齿明目以及减肥等功效，在医学、食品及化妆品领域具有广泛的应用前景。

2.1抗氧化作用

GP具有很强的抗氧化性，能够有效清除体内过剩自由基。GP含有的原花青素、白藜芦醇等抗氧化物质可以与超氧阴离子反应，阻止自由基反应的发生，或与金属离子螯合阻止羟基自由基的生成［5］，或与脂质过氧化基反应，阻止脂质过氧化过程［6］。临床研究表明，GP的抗氧化能力为VE的20倍，VC的50倍［7］，故GP被誉为体内超氧化物、羟自由基、过氧化物、过氧亚硝基的清道夫。

Simonetti等［8］研究了GP原花青素对人体抗氧化能力的影响。研究发现，当红细胞受到氧化应激时，GP会有效降低膜脂过氧化，回收膜上的VE，延迟溶血反应，减小DNA氧化损伤。GP还可以保护机体不受外界氧化应激的伤害。人们在进食，尤其在食用高脂肪食物之后，血脂浓度会升高，可能会带来氧化反应中有害化合物的升高，导致动脉粥样硬化［9］。Natella F等以8名食用含有较多被氧化油脂食物的志愿者为对象，研究了Leucoselect（一种葡萄籽提取物）对人体饭后血浆抗氧化能力的影响。结果发现，摄入Leucoselect的一组，其血浆脂质过氧化物没有增加［10］，而对照组结果相反，证明了Leucoselect可以通过减少氧化强化剂，提高血浆抗氧化水平来使人们餐后氧化应激降到最低。

香烟会导致氧化应激已得到公认。Vigna GB等［11］研究了标准葡萄籽提取物对长期吸烟者体内低密度脂蛋白氧化敏感性的影响，证明了摄入葡萄籽提取物的吸烟者低密度脂蛋白中胆固醇的抗氧化性显著提高，硫代巴比妥酸反应物质（一种脂质过氧化及氧化应激的标志物）显著减少。

2.2抗炎防癌作用

炎症是由转录因子NF-κB引起，当其被许多诱导物如细胞因子、活性氧、细菌脂多糖等激活后，就会从细胞质转移到细胞核，进而激活一系列促炎性蛋白，包括炎症反应中的细胞因子、趋化因子、粘附分子以及一些酶的表达［12-13］。这些在炎性过程中产生的因子，同活性氧一样会破坏机体上皮黏膜保护屏障，吸引其他免疫细胞转移到炎症发生处，加剧炎症反应［14］。Nrf2是NF-κB的配合体，可以加快诱导排毒期抗氧化酶和一些抗应激蛋白的表达［15］，保护细胞免受炎症反应的伤害。

Juliana F等［16］的研究表明，GP中的白芦藜醇在治疗慢性肾病中扮演着重要角色。白藜芦醇可以激活Nrf2，增加调节蛋白SIRT1的表达，减少mTOR通路信号传导，从而抑制NF-κB的激活，防止炎症的发生。Liang等［17］以小鼠为对象研究了白藜芦醇在侧输尿管障碍引起的肾纤维化治疗中的作用，结果表明白藜芦醇抑制了氧化应激和肾纤维化。临床研究也表明，在食物中添加GP会有效提高血液透析病人的抗氧化能力［18］。GP在治疗其他组织炎症方面也发挥着重要作用。用葡萄原花青素处理正常人上皮角质细胞会降低紫外线照射诱导的氧化应激以及由氧化应激调节的MAPK蛋白家族的磷酸化作用，抑制转录因子NF-κB及相关基因的活化。Sharma等［19］对SKH-1无毛小鼠皮肤紫外光致炎后，在其日粮中添加GP有效阻止了紫外光辐射破坏皮肤谷胱甘肽及其他抗氧化物和抗氧化酶，同时防止脂质过氧化及蛋白质氧化。此外，Denise KGessner等研究表明，在仔猪日粮中添加葡萄提取物会降低仔猪十二指肠粘膜转录因子NF-κB的表达，有效防止仔猪下痢［20］。

GP，尤其是原花青素，具有抗癌作用。JB6 C141细胞是研究角质细胞肿瘤发生的一种成熟的细胞培养模型，在用葡萄原花青素处理之后出现了细胞凋亡［21］。Vayalil等［22］研究表明，葡萄原花青素会抑制雄激素不敏感性前列腺癌细胞DU145和雄激素敏感性前列腺癌细胞LNCaP的增殖及金属蛋白酶MMP-2和MMP-9的表达。Katiyar等［23］研究发现，从肿瘤发生率、肿瘤多重性及肿瘤生长角度来说，在日粮中添加葡萄原花青素会抑制紫外线辐射对SKH-1无毛小鼠皮肤的光致癌现象。

2.3抗毒素作用

GP还具有抗毒素作用。霍乱是由霍乱弧菌产生的霍乱毒素所引起的大量水样腹泻疾病。研究表明，GP会阻止毒素结合到细胞表面，抑制毒素进入细胞环节中关键酶的活性，从而起到预防甚至治疗霍乱中毒疾病［24］。痢疾也是目前世界上发病率较高的传染病之一，它是由痢疾杆菌外毒素（shiga toxins，ST）所引起。研究表明，葡萄籽提取物可以在毒素与宿主细胞结合之前将其中和，阻止了毒素与靶细胞的相互作用，对ST破坏宿主细胞起到有效的抑制作用［25］。

2.4调节心血管系统作用

心血管疾病是目前世界上死亡率最高的疾病之一。心脏局部充血造成的抗氧化能力的减弱会导致充血后心脏对氧自由基的敏感性增强，造成细胞凋亡。一名爱尔兰医生于1819年提出“法国悖论”，认为酒精有利于健康，适量的红葡萄酒能保护心脏免生疾病。现有研究表明，红酒中含有低聚原花青素及白藜芦醇等是“法国悖论”中红葡萄酒保护心脏的根本原因［26-27］。

Zhao等［28］和Pataki等［29］的研究均表明，葡萄原花青素具有保护心血管系统的能力，可以提高心脏功能评价，包括减小心肌梗死面积，减少心室纤维性颤动及心速过快，降低氧自由基的积累及心脏缺血再灌注后脂质过氧化物的生成等。Facino等［30］研究发现，GP可减轻大鼠缺血后的心肌损伤，降低心脏对缺血再灌注损伤的敏感性，这种作用与其提高血浆抗氧化能力有关，也与其能调节相关基因的表达有关。此外，GP可以抑制心肌细胞凋亡，下调凋亡基因c-JUN及JNK-1的表达［31］。Sato等［32］用原位末端标记法结合抗体试验对心肌细胞凋亡进行了检测，结果表明，心脏局部缺血再灌注后其心肌与正常心脏相比较，心肌细胞凋亡数要高出23%；用GP处理之后，局部缺血再灌注心脏的心肌细胞凋亡数减少了69%。心脏局部缺血再灌注后，JNK-1和c-JUN蛋白表达水平显著提高，用GP处理后，JNK-1的表达降低了57%，c-JUN降低了54%。

高血压是目前常见的另一种心血管疾病，而GP可以降低血压。刘海珍等［33］报道SD大鼠静脉注射GP后能明显降低血压，并呈量效关系，其降压效应是由于GP非竞争性抑制血管紧张素转换酶ACE系统。血液LDL氧化与血清胆固醇含量过高是引起动脉硬化的因素，而GP有降血脂、抑制LDL氧化作用，对冠状动脉起到了很好的保护效果。研究表明，在仓鼠日粮中添加50 mg/kgBW和100 mg/kg BW葡萄原花青素，可以分别减少49%和63%的泡沫细胞（动脉粥样硬化早期标志性细胞）［34］。临床医学试验表明，GP可显著降低血液中氧化LDL的含量，有效降低动脉粥样硬化等心血管疾病的发生率。CD36具有调节心血管系统的功能，有研究发现，葡萄原花青素可有效抑制该基因的表达［35］。此外，GP还可以通过降低血清磷酸肌酸激酶（CK）活性，减少心肌组织的DNA损伤及其组织病理学变化，抑制阿霉素诱导的心脏中毒［36］。

3　GP在畜牧业中的应用

鉴于GP具有的诸多生物学活性，研究人员已经尝试将其应用在畜牧业中，以期利用GP的生物学活性提高畜牧业生产水平。诸多研究表明，在日粮中添加一定剂量的GP提取物或用葡萄渣代替部分日粮饲喂畜禽，可以取得良好的试验效果。

3.1GP在单胃动物上的应用

早在1979年，捷克就有研究人员将葡萄渣干燥压饼后添加到育肥猪的日粮中以改善其基础营养代谢。赵娇［37］在仔猪日粮中添加葡萄籽原花青素，仔猪血清及肝脏的抗氧化能力显著提高，有效防止了肝脏氧化受损而导致的生产性能下降。Denise KGessner等［20］研究发现，在日粮中添加葡萄籽（皮）提取物会调节仔猪肠道粘膜上因子NF-κB和Nrf2活性，抑制仔猪肠道炎症的发生，预防仔猪下痢。YingYC等［38］对母猪粪便微生物菌群进行了研究，结果发现，添加葡多酚原花青素后，粪便中乳酸杆菌、毛螺旋菌等显著增加，有利于维持母猪大肠健康。

张海军等［39］在肉仔鸡日粮中分别添加GP 0、7.5、 15.0和22.5 mg/kg，发现葡多酚对肉仔鸡免疫器官发育无显著影响，但添加量在7.5 mg/kg时，仔鸡生长速度最快，且一定程度上增加了肉仔鸡外周血中CD3+、CD8+、αβ和γδT细胞数量，有利于调节免疫机能。Chamorro等［40］研究了不同剂量GP（0.025、0.25、2.5、5.0 g/kg）对肉仔鸡生长性能、氨基酸消化、血脂及血液中矿物质含量的影响。结果发现，当添加量为5 g/kg时，肉仔鸡的饲料转化率最高，且随添加量的增加，血清中Cu、Fe、Zn含量显著下降，且呈线性关系。

3.2GP在反刍动物上的应用

Ce’cile Gladine等［41］研究了4种植物多酚提取物（其中包括葡萄原花青素）对羊抵抗脂质过氧化物能力的影响，结果发现，直接在羊瘤胃中添加葡萄原花青素显著提高了其血清总抗氧化水平，并且瘤胃发酵不会抑制多酚物质的生物学活性。Wischer等［42］通过体外瘤胃发酵试验发现，富含单宁的提取物（包括葡多酚）会在不影响总产气量的情况下减少甲烷的排放，并且不会影响养分的降解及菌体蛋白的合成。Moate等［43］通过体内法再次证明，在奶牛日粮中添加葡萄皮会降低甲烷的排放量。此外，葡多酚还会改变某些养分的代谢途径。Greenwood等［44］用干奶期多产母牛进行试验，发现在日粮中添加葡萄皮后，粪中的氮含量增多，而尿中的氮含量减少，证明了葡萄皮的添加改变了氮代谢途径。

4　小结

葡多酚具有多种生物学活性，在医学、食品等领域都得到了不同程度的应用，在畜牧业中的应用也越来越多。虽然有些作用机制目前尚未研究清楚，但随着研究的深入，葡多酚在实践中的应用有望越来越广泛。

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The Biological Functions of Grape Polyphenols

Jin Yaqian，Ma Xuehao，ZhangJianxin，et al
（College ofAnimal Science and VeterinaryMedicine，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Polyphenols are abundant in red grapes and in their derived products and have been widely used in food industry and healthy area.The growing evidences demonstrated that these compounds possessed the ability of antioxidant，antiviral，anti-inflammation，and were closely associated with the prevention of cancer and cardiovascular system diseases.The present review summarized the well-established role ofgrape polyphenol，and alsodiscussed their current usage in the husbandryindustry.

polyphenols；biological function；husbandryindustry

Q5

A

2095-3887（2015）03-0044-05

10.3969/j.issn.2095-3887.2015.03.015

2015-03-09

国家现代肉羊技术体系专项(CARS-39)；山西省畜牧技术推广站科技提升项目

金亚倩（1990-），女，硕士。

张建新，教授，硕士生导师。