植物多酚的生物学功能及其在动物生产中的应用
2017-04-04南楠
南楠
(黑龙江兽药饲料监察所,哈尔滨 150069)
植物多酚的生物学功能及其在动物生产中的应用
南楠
(黑龙江兽药饲料监察所,哈尔滨 150069)
植物多酚作为饲料添加剂,不仅能改善动物生产性能和预防疾病,还是一类纯天然、无污染、无残留、无耐药性的抗生素替代物,应用前景十分广阔。文章对植物多酚的生物学功能及其在动物生产中的应用作以论述。
植物多酚;动物生产;生物学功能;应用
植物多酚又称植物单宁,是植物体内的复杂酚类次生代谢产物,具有多元酚结构,主要存在于植物体的皮、根、叶、壳和果肉中,在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素。随着天然产物开发的逐渐兴起,植物多酚以其在植物界分布的广泛性、生理功能的多样性以及来源丰富性等特点,逐渐成为当前研究的热点。近年来,随着对植物多酚研究的深入,其已经开始广泛应用于动物生产中。研究表明,植物多酚具有提高动物生产性能,改善胃肠道功能,还可以抑制脂质过氧化,改善肉质,并具有抗菌消炎和抗病毒的作用。为此,本文对植物多酚的生物学功能及其在动物生产中的应用作以论述,以期为生产实践提供理论依据。
1 植物多酚的生物学功能
1.1 抗氧化作用
植物多酚具有较强的抗氧化能力,能有效清除体内过剩的自由基,抑制脂质过氧化,对自由基诱发的生物大分子损伤起到保护作用,能够缓解器官的衰老。研究表明,植物多酚具有良好的抗低密度脂蛋白氧化作用,还能够提高血液超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低丙二醛(MDA)含量[1-2]。植物多酚还可作为增效剂与维生素C和维生素E等协同作用应用在饲料中。
1.2 抑菌消炎,抗病毒
植物多酚对多种细菌、真菌、酵母菌都有明显的抑制作用,尤其对霍乱菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等常见致病细菌有很强的抑制能力,而且在相应的抑制浓度下不影响动植物体细胞的正常生长。植物多酚可与病毒体的蛋白质外壳或寄主的细胞膜相结合,使病毒不能附着在寄主细胞上,从而使病毒失去侵袭力。其中茶多酚对流感病毒、腺病毒、HIV等多种病毒都有较好的灭活作用。
1.3 抗癌作用
大量研究表明,植物多酚能诱导肿瘤细胞凋亡,抑制肿瘤细胞增殖,能够阻止和抑制癌症的发病。多酚的抗肿瘤作用是多方面的,其不仅可以对癌变的不同阶段进行多方面的抑制,还是有效的抗诱变剂,能减少诱变剂的致癌作用,提高染色体精确修复能力,进而提高体细胞的免疫力,抑制肿瘤细胞的生长。许多研究表明,绿茶中含有的多酚类物质——茶多酚对胃癌、肝癌、肺癌、皮肤癌、小肠癌、结肠癌、乳腺癌和食道癌等多种癌症有预防作用[3-5]。
2 植物多酚在动物生产中的应用
2.1 禽类
植物多酚可以提高蛋鸡的产蛋性能,改善蛋品质。张旭等在罗曼褐蛋鸡饲粮中分别添加茶多酚100、150和200 mg·kg-1,结果表明,与对照组相比,添加茶多酚100 mg·kg-1显著提高了平均蛋重(P<0.05),添加茶多酚100~200 mg·kg-1对平均日采食量、产蛋率、合格蛋率、料蛋比、死淘率、蛋黄和蛋白比率、蛋壳厚度、蛋形指数、蛋黄颜色及哈夫单位均无显著影响(P>0.05),但可以显著延缓蛋在贮藏过程中哈夫单位的下降(P<0.05),能够显著降低蛋黄中的胆固醇(P<0.01)和MDA含量(P< 0.05),表明茶多酚能提高蛋重,延长保鲜期,并能提高蛋品质[6]。苹果渣中的主要多酚为儿茶素、原花青素及绿原酸类物质,李龙等研究表明,蛋鸡日粮中添加苹果渣2%、4%可提高蛋重,降低料蛋比,提高经济效益[7]。
植物多酚还能提高肉鸡的生产性能,提高其抗氧化能力,改善肉品质,提高免疫力。李红等在爱拔益加肉仔鸡日粮中分别添加板栗总苞多酚提取物0.2%、0.3%和0.4%,结果表明,在热应激条件下,添加板栗总苞多酚提取物0.3%和0.4%能显著提高肉仔鸡体重、平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI)(P<0.05),显著降低料重比(F/G)(P< 0.05);添加板栗总苞多酚提取物0.3%,血清的总超氧化物歧化酶(T-SOD)活力显著高于对照组(P< 0.05),添加板栗总苞多酚提取物0.2%、0.3%和0.4%显著降低MDA含量(P<0.05),显著提高谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力(P<0.05)。表明板栗总苞多酚能够改善热应激条件下肉鸡的生产性能,提高抗氧化能力,缓解热应激带来的不利影响[8]。王占彬等在肉仔鸡日粮中分别添加松科植物松树皮提取物0.02%和0.04%,结果表明,试验组平均日增重、平均日采食量及饲料转化率均显著高于对照组(P<0.05),肉仔鸡死亡率分别下降40%和60%,腿肌率和胸肌pH显著高于对照组(P<0.05)[9]。Hiko⁃saka等给肉鸡灌服甘蔗提取物500 mg·kg-1·d-13 d,结果提高了肉鸡外周血单核细胞的吞噬能力,显著升高了血清抗绵羊红细胞和抗布氏杆菌抗体水平(P<0.05),且外周血和肠道淋巴细胞、脾细胞中的IgM和IgG空斑形成细胞数目显著增多[10]。
2.2 猪
研究表明,植物多酚能提高猪的抗氧化能力,抑制脂质过氧化,改善生产性能。蔡海莹等在杜×长×大三元杂交生长猪基础日粮中分别添加茶多酚300和400 mg·kg-1,结果表明,试验组SOD、GSHPx与对照组差异显著(P<0.05)[11]。晁娅梅等在育肥猪基础饲粮中添加茶多酚400 mg·kg-1,结果表明,茶多酚能显著提高育肥猪的净增重和平均日增重(P<0.05),显著降低育肥猪血清中GSH-Px的活性(P=0.05),极显著提高肝脏GSH-Px活性(P<0.01),显著提高肝脏总抗氧化能力(T-AOC)(P=0.05),并且茶多酚组肝脏中MDA含量较对照组降低了26.24%(P=0.09);茶多酚组显著降低了育肥猪肝脏中GSH-Px、过氧化氢酶(CAT)和醌氧化还原酶1(NQO1)基因的表达量(P≤0.05),但对育肥猪的胴体品质和肉品质无显著的影响[12]。松树皮提取物中所含有的天然多元酚类抗氧化物质是绿茶提取物、银杏提取物和葡萄籽提取物中共同含有的生物类黄酮。崔莲花等研究表明,育成期和育肥期育肥猪日粮中添加松树皮提取物0.2%对育成期、育肥期育肥猪日增重、料重比无显著影响(P>0.05),但有提高日增重、改善料重比的趋势,可以改善血液蛋白质和脂质代谢,对改善背膘厚度也有一定效果[13]。
2.3 反刍动物
日粮中添加植物多酚除可提高反刍动物生产性能和抗氧化功能外,还可以缓解奶牛乳腺损伤和亚急性瘤胃酸中毒。王峰等在奶水牛日粮中添加板栗总苞多酚0.1%、0.2%、0.3%和0.4%,结果表明,日粮中添加添加板栗总苞多酚0.3%可以显著提高奶水牛机体T-AOC、T-SOD、GSH-Px的活力(P<0.05),并可以显著降低血液中MDA的含量(P<0.05),同时,添加板栗总苞多酚0.3%奶水牛的产奶量显著高于对照组(P<0.05),体细胞数量显著低于对照组(P<0.05)[14]。洪兴华等研究表明,在日粮中茶多酚添加80 mg·只-1·d-1,第30天时能够显著提高波尔山羊血清中SOD、GSH-PX活力(P<0.05);第60天时显著降低波尔山羊血清中MDA含量(P<0.05)[15]。樟子松是松科松属裸子植物,其含有大量的多酚类化合物,统称为松多酚。刘荣等研究结果表明,松多酚可降低BPAECs MDA含量和蛋白质羰基含量,表明松多酚可在一定程度上阻止生物膜的脂质过氧化作用,保护细胞的脂质膜,阻止蛋白质的氧化损伤[16]。其作用机制可能与松多酚提高抗氧化酶CAT、SOD和GSHPx的活性,降低MDA与蛋白质羰基的含量有关。王振云等研究表明,与H2O2损伤模型组相比,添加茶多酚20~100 μg·mL-1组的奶牛乳腺上皮细胞存活率、SOD活性升高,而MDA含量、LDH与Caspase-3相对活性与细胞凋亡率均下降,表明一定质量浓度的茶多酚可以缓解氧化应激所致的奶牛乳腺上皮细胞的损伤,提高细胞存活率,抑制乳腺细胞凋亡[17]。反刍动物过食以淀粉为主的易发酵碳水化合物易发生亚急性瘤胃酸中毒,杜宇等研究表明,石榴皮多酚提取物有助于缓解亚急性瘤胃酸中毒,且以4.5%的添加量效果较好[18]。Ishi⁃hara等研究表明,在怀孕7个月妊娠奶牛饲粮中添加绿茶提取物35 g·d-1,饲喂1年,结果胃中双歧杆菌、乳酸菌菌群增加,细菌数量未见明显变化;育成期缩短,产奶量增加;胃肠道中硫化物、氨化物等显著减少[19]。
2.4 其他
植物多酚在其他动物中的研究并不多,但也有研究表明,植物多酚对于多种动物的生产性能和抗氧化功能都有改善作用。涂杜等研究表明,不同浓度的丁酸梭菌-荔枝多酚混合液能够不同程度地降低腹泻小鼠体内的氧化产物MDA含量,提高还原酶SOD活性,促进还原性物质GSH生成,同时可以减轻炎症反应[20]。龙萌等研究表明,饲料中添加茶多酚显著提高了团头鲂幼鱼的增重率、特定生长率以及肌肉中粗蛋白质含量,降低了饵料系数(P<0.05),茶多酚通过上调脑垂体MaGHR2基因而显著下调肝脏MaIGF-I基因的mRNA表达来提高生长性能(P<0.05)[21]。
3 小结
植物多酚是植物最主要的次生代谢产物,具有多种生物活性,对畜禽的生产性能、抗氧化功能、免疫功能以及畜产品品质都有改善作用。其来源广泛、成本低,应用前景十分广阔,已经成为当前开发研究的热点。研究人员应进一步探明植物多酚在畜禽体内的作用机制,开发简单、有效、成本低廉的提取方法,使植物多酚可以大规模用于饲料生产。
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The Biological Function of Plant Polyphenol and Application in Animal Production
NAN Nan
(Heilongjiang Provincial Veterinary Medicine Feed Monitoring Institute,Harbin 150069,China)
As feed additive,plant polyphenol can improve animal production and prevent diseases.It's also an antibiotic substitutes in feed.It is pure natural,no pollution,no residual and no drug resistance.The application pros⁃pect is very broad.This paper reviewed the biological function and application of plant polyphenol in animal produc⁃tion.
plant polyphenol;animal production;biological function;application
S816. 7;S814
A
1001-0084(2017)05-0037-04
2017-03-13
南楠(1981-),黑龙江双城人,硕士,兽医师,主要从事兽药饲料畜产品检验辅助工作。