葡萄残渣及其提取物在草食家畜中的研究与应用

2019-12-04张相伦万发春刘晓牧

中国饲料 2019年21期

游伟，张相伦，魏晨，万发春，刘晓牧

（1.山东省农业科学院畜牧兽医研究所，山东济南250100；2.山东省畜禽疫病防治与繁育重点实验室，山东济南250100；3. 山东省肉牛生产性能测定中心，山东济南250100）

葡萄残渣是葡萄加工过程或葡萄酒生产过程产生的下脚料，主要为葡萄皮、葡萄梗、葡萄籽等。葡萄残渣营养价值丰富，并含有丰富的植物多酚类生物活性物质。将葡萄残渣及其提取物应用在畜牧生产中不仅可以适当缓解人畜争粮问题，而且还能够保护环境、节约资源、提高动物生产性能等。葡萄残渣及其提取物的应用大多数集中在猪、家禽、水产方面，本文就其在草食家畜中的应用进行综述，旨在为葡萄残渣及其提取物的开发应用提供一定的技术指导。

1 葡萄残渣的营养成分及其提取物

葡萄残渣含有丰富的蛋白质、粗脂肪、各种氨基酸、维生素、矿物质等。由于葡萄的品种、产地、来源、加工方式等不同，以及葡萄籽和果肉的比例不同，使葡萄残渣的营养价值存在差异（Guerra-Rivas 等，2017），葡萄残渣的营养成分详见表1（谢晓晖等，2014；冯昕炜等，2012；姚林杰等，2011；刘欣，2011；Baumgartel 等，2007；李银平，2007）。葡萄残渣含有丰富的植物多酚类生物活性物质，主要分布在葡萄皮和葡萄籽中，其中葡萄皮中主要含有白藜芦醇、花色素类及黄酮类，葡萄籽中主要含有儿茶素、槲皮苷、原花青素（缩合单宁）、单宁等（杨晓阳，2017）。葡萄残渣提取物（含白藜芦醇和原花青素），具有抗氧化、抗应激、抗肿瘤等功效，所以葡萄残渣提取物也常用做饲料添加剂以提高动物的免疫力、肉品品质和抗应激作用。

表1 葡萄残渣的营养成分%

2 葡萄残渣及其提取物在草食家畜中的研究与应用

2.1 生产性能葡萄残渣及其提取物白藜芦醇、原花青素、葡萄籽油和葡萄籽粕常应用在奶牛、肉牛、肉羊、肉兔等草食家畜中，因为动物品种、日粮类型等不同，添加比例和对生产性能的影响效果也有所不同。

2.1.1 牛吴建敏等（2007）利用葡萄籽残渣代替部分玉米、麸皮和豆粕进行奶牛的饲养试验发现，葡萄籽残渣在奶牛精饲料中适宜水平为10%左右。而Chedea 等（2017）认为，在奶牛日粮中含有15%的葡萄残渣有利于维持正常的血液成分代谢和奶牛的健康。杜道全等（2009）在饲粮中用葡萄籽粕替代等比例的苜蓿干草饲喂奶牛发现，在饲粮中添加2% ～4%的葡萄籽粕对奶牛生产性能及个体情况没有不良影响。Nielsen 等（2004）在奶牛的高蛋白日粮中少量添加葡萄残渣，即在每头奶牛TMR 日粮中每天加入4.5 g 葡萄残渣，不会提高乳产量和乳蛋白产量。刘自新等（2014）研究表明，葡萄残渣用复合酵母菌生物发酵后制成的颗粒饲料，可提高育肥牛日增重，降低料重比，提高经济效益。

2.1.2 羊张鹏等（2013）和孙占鹏等（2010）研究结果发现，添加7%葡萄籽粉或8%葡萄残渣对提高成年母羊增重效果最好。对育肥羊来说，从8%到20%比例不等（高新梅等，2018；古丽帕夏·吐尔逊等，2016；夏诚，2015；李会菊等，2010）。而Spanghero 等（2009）研究发现，过量食用葡萄残渣，会导致羊对营养物质的消化率降低，同时阻碍能量的利用。梅宁安等（2014）用发酵马铃薯渣、葡萄渣颗粒饲料饲喂滩寒杂交育肥肉羊发现，日增重提高，料重比降低，经济效益提高。金亚倩等（2017）认为，从瘤胃上皮组织发育来看，羔羊日粮中葡萄皮残渣添加量不宜超过10%，与Zhao 等（2018）和Calderón-Cortés 等（2018）的研究结果一致，这可能与葡萄残渣中天然含有的化合物（如酚类）的负缔合作用有关。而卢珍珍等（2015）则认为，羔羊饲粮中葡萄残渣的添加量以8% ～16%为最佳。赵栋等（2014）发现饲料中添加2.25 g/kg DM 含量的葡萄残渣提取物单宁，能够提高羯羊对饲料蛋白质的利用率。田华勤（2016）的研究结果表明，从生产性能和养分消化代谢方面综合考虑，建议添加0.36%葡萄渣提取物和不添加油脂，从生产高档羊肉出发，建议添加0.72%葡萄渣提取物和4%亚麻籽油。

2.1.3 兔汪水平等（2014a）用不同水平的葡萄籽提取物原花青素（56.5%缩合丹宁）饲喂肉兔发现，葡萄籽提取物原花青素可以提高肉兔的屠宰性能，改善兔肉的物理特性和抗氧化能力，降低肉中粗脂肪含量；并可改善肉兔盲肠发酵状况，日粮中添加400 mg/kg，可提高肉兔饲粮营养物质的利用效率（汪水平等，2014b）。于红霞等（2002）发现，葡萄籽提取物对家兔血脂升高有一定阻抑作用。

2.2 氧化应激葡萄残渣及其提取物含有丰富的多酚物质，可作为强大的抗氧化剂，提高抗氧化应激能力。 Zhao 等（2018、2017）发现，分别在公羊羔日粮中添加5% ～10%的葡萄残渣，公羊羔的总抗氧化能力、谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性升高，抗氧化应激能力增强；Kerasioti等（2017）研究表明，在公羔羊玉米青贮日粮中添加9%的葡萄残渣，同样能提高抗氧化应激能力和解毒酶的活性，减少病原菌的生长。于红霞等（2001）还发现，葡萄籽多羟基芪类提取物具有阻止高脂家兔体内脂质过氧化反应和增强抗氧化能力的作用；汪水平等（2014c）在肉兔饲粮中添加葡萄籽提取物原花青素200 mg/kg 和400 mg/kg，得出同样的结论。宿孝奇（2015）发现，在泌乳早期灌服20 mg/kg 体重的葡萄籽原花青素，可有效提高奶牛机体抗氧化能力，降低血浆氧化代谢产物和胴体水平。而涂军等（2018）发现，灌服40 mg/kg体重的葡萄籽原花青素不仅没有减轻奶牛血浆过氧化氢水平，反而在灌服后的前3 d，过氧化氢水平呈线性上升。不论如何，葡萄籽原花青素在产后奶牛上的应用需要谨慎，其抗氧化效果还需要进一步研究。阳坦（2014）发现，葡萄籽提取物可调节山羊肌肉细胞抗氧化酶基因或酶活力，从而增强细胞的抗氧化能力，减少氧化应激对肌肉细胞的损害。Jin 等（2016）的研究结果表明，白藜芦醇能够保护奶牛乳腺上皮细胞抵御H2O2诱导的氧化损伤，可能通过PI3K/AKT、ERK 通路影响Nrf2-ARE-抗氧化链，从而调控乳腺中的氧化还原平衡。

陈澄等（2014）和朱旺等（2014）研究葡萄籽提取物对肉牛热应激的作用发现，葡萄籽提取物能够通过促进营养物质的消化吸收，调节物质代谢减缓肉牛热应激的负面作用，促进肉牛生长，提高肉牛养殖效益。 Li 等（2014）研究白藜芦醇对体外培养的牛空肠上皮细胞的作用发现，其可抑制一定温度范围内高温引起的细胞氧化应激、炎症反应、激素受体丰度、热休克蛋白等方面的异常反应。

2.3 繁殖性能金亚倩等（2016）以杜泊×小尾寒羊杂一代公羔为研究对象，建立应激模型，饲喂添加水平5%～20%的葡萄皮渣日粮发现，单栏饲养方式下绵羊睾丸组织的抗氧化性和繁殖性能提高。 Zhao 等（2017）在公羊日粮中添加5% ～10%的葡萄残渣发现，睾丸重量、精子浓度、运动能力和顶体完整性显著提高，精子畸形率降低。李万宏等（2017）发现在初情期阶段湖羊公羔TMR 颗粒饲料中添加0.2%或0.4%的葡萄渣提取物，可以显著提高抗氧化相关基因表达及总抗氧化能力，促进睾丸生长和发育。 Longobardi 等（2017）报道，5×10-4mol/L 白藜芦醇通过提高水牛精子膜稳定性，降低获能相关变化和ROS 含量从而可以提高精子受精能力。李崇阳等（2018）发现，10-4mol/L白藜芦醇处理可显著提高性控冻精受精后的卵裂率和囊胚率，即可显著提高性控冻精受精能力。这与Silva 等（2012）在羊上的结果相一致。可能原因主要是白藜芦醇具有高效抗氧化能力，可清除过量ROS，从而抑制顶体损伤。

2.4 甲烷排放研究发现，葡萄残渣及其提取物白黎芦醇、原花青素等可影响反刍动物的瘤胃发酵，减少甲烷的排放与生成。 Moate 等（2014）研究表明，每天每头奶牛添加5.0 kg 的干葡萄残渣或葡萄残渣青贮（干物质计），可减少20%的甲烷排放量和甲烷产量。张力莉等（2017）发现，葡萄残渣添加量对于体外瘤胃发酵挥发酸模式、甲烷生成以及微生物蛋白合成效率均存在一定程度影响，以添加6%的葡萄残渣对于日粮体外瘤胃发酵利用效率和甲烷产量方面最好。米热古丽·伊马木等（2012）发现，在精料比例高的哈萨克公羊日粮中添加100 μL/L 和150 μL/L 葡萄籽精油可以改变瘤胃发酵模式，提高总产气量、乙酸摩尔比例，降低总甲烷、丙酸、丁酸、戊酸和支链挥发性脂肪酸摩尔比例。白藜芦醇（0.25 g/d）可显著减少10.64%的甲烷能排放，降低氮的沉积速率，增加能量的表观消化率，然而桑叶黄酮（2 g/d）却不具备这种作用（Chen 等2015；陈丹丹等，2014）。杨德莲等（2018）在奶牛瘤胃体外发酵液中添加0.2 g/kg 葡萄籽原花青素改善了瘤胃发酵模式，显著影响了瘤胃微生物区系，显著降低了甲烷产量。

2.5 肉类制品肉类制品在长期贮藏过程中常因脂肪的自动氧化而变黄，产生异臭味。将葡萄渣多酚添加到肉类食品中，可以延长保存期限，提高抗氧化活性，抑制脂质过氧化，从而有效的防止肉类食品腐败变质。Ahn 等（2007）研究表明，熟牛肉冷藏过程中，1%的葡萄籽提取物葡萄籽多酚能抑制大肠杆菌和沙门氏菌等病原微生物的生长，同时降低牛肉中脂肪的氧化产物，防止牛肉发生褐变反应，从而保证食品的质量和安全性。