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茶及其提取物在养猪生产中的应用研究

2020-12-18卓伟伟陈金和许振华

养猪 2020年3期
关键词:氨酸茶多酚饲粮

孙 林,刘 平,卓伟伟,陈金和,许振华

(江西农业工程职业学院,江西 樟树 331200)

随着经济的发展和绿色、健康概念的普及,人们对绿色畜禽产品越来越热衷。利用绿色植物提取物替代各类抗生素成为畜禽养殖的必然趋势。茶叶是一种来源广泛、价格低廉、营养丰富的天然植物,我国茶叶的产量居世界首位,茶园总面积4 395余万亩,茶叶产量约261万t[1]。茶叶在中国的利用已有几千年的历史。茶叶中富含茶蛋白、维生素、矿物质以及茶多酚(TP)、咖啡碱(COF)和茶氨酸等具有特殊药用功能的物质,具有抗氧化、抗突变、抗菌及降血脂等多种功能[2],是天然的植物性饲料添加剂。茶叶及其产品在生产和加工过程中不可避免地会产生大量的废茶和茶渣,如果仅作为肥料和燃料则造成资源的浪费。茶叶提取物和茶叶渣等是畜禽业不可多得的绿色饲料添加剂,越来越多地引入到畜禽生产中。

1 茶叶主要营养成分

茶叶及茶叶渣富含丰富的功能性成分,其中蛋白质、粗纤维、多酚类、矿物质和维生素含量较高。

1.1 蛋白质

茶叶中的蛋白质含量丰富,叶中蛋白质含量与茶叶嫩度有关,原料越嫩,蛋白质含量越高,一般占干重的15%~30%。茶叶中水溶性蛋白质含量很低,约为2%,绝大部分蛋白质为不溶性蛋白,存在于茶叶渣内[3]。茶叶渣中氨基酸种类丰富,多达25种以上,其氨基酸组成与谷类、豆类植物的蛋白质氨基酸组成相似[4],因此茶叶渣可作为蛋白质饲料的来源。

1.2 矿物质

茶叶中含有20多种矿物质元素,主要有钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锰、铜、硫、磷、硒、氟、碘等,且铁、钙等大多数元素在水中的浸出率较低,多数保留在茶叶渣中。绿茶的茶叶渣中锌含量较高,可达160 μg/kg,这些元素对动物机体生理机能有着重要的作用。

1.3 维生素

茶叶中含有多种维生素,其中B族维生素、维生素C等水溶性维生素可随水浸出,脂溶性维生素难溶于水,很难被人们利用,在浸泡提取后仍大量存在于茶叶渣中。

1.4 糖类

茶叶中的糖类物质占茶叶干物质的20%~25%,可溶性糖的含量较少,在2%~4%之间,绝大部分的糖类为不溶性糖类,在深加工的过程中并未被利用而存留于茶叶渣中。纤维素在糖类物质含量最高,另外还有果胶、壳聚糖等膳食纤维类物质,具有增强肠胃蠕动、促进消化吸收的功能[5]。

1.5 具有活性的茶提取物

1.5.1 茶多酚 茶多酚是茶叶中所提取的多酚类物质及其衍生物的总称,茶叶和茶渣中茶多酚的含量分别约占干重的18%~36%和5%~15%[6],是一种基础结构为ɑ-苯基苯丙吡喃的类黄酮化合物,主要由儿茶素、黄酮类、花青素、花白素和酚酸等物质组成,其中以儿茶素类最为重要,约占茶多酚总量的60%~80%。绿茶中所包含的多酚类化合物主要包括黄烷醇类、黄烷双醇类、黄酮类及酚酸类等,其中黄烷醇类所占比例最大,红茶中主要包括的多酚物质为茶黄素、茶红素。近年来的研究表明,茶多酚具有抗氧化[7]、调节脂肪代谢[8]、抑菌抗病毒[9]、抗肿瘤抗突变[10]等作用。

1.5.2 L-茶氨酸 L-茶氨酸是茶叶中特有的氨基酸,在茶叶中呈现游离状态,占游离氨基酸总量的40%~70%,占茶叶干物质的1%~2%,其属于非必需氨基酸,不参与蛋白质的构成。L-茶氨酸可通过热水浸提茶叶,除去蛋白质和多酚后,使用碱式碳酸铜沉淀成盐获得,呈白色针状结晶,极易溶于水,有淡的鲜爽味,对于茶叶的品质和口感有重要影响。L-茶氨酸还具有多种有益生物学功能,如抗氧化[11]、抗炎[12]、降血压[13]及神经调节[14]等。我国卫生与计划生育委员会已于2014年将L-茶氨酸批准为新型食品添加剂。

1.5.3 咖啡碱 咖啡碱属于植物生物碱类,约占干茶的1%~5%,茶饮料等工业生产中萃取不够完全,仍有一定量咖啡碱残留在茶渣中。咖啡碱具备刺激心脏、刺激神经及利尿的作用,是西医很多药物的原料药,可用于治疗神经衰弱和昏迷复苏[15]。

2 茶叶及提取物在养猪生产中的应用

2.1 提高生产性能

茶叶中含有茶多酚、茶氨酸、茶多糖等多种活性成分,而大多数活性成分均有提高生产性能的作用,其中茶多酚具有与蛋白质结合的能力,对蛋白质有一定保护作用[16],对淀粉消化性有改善作用,可以促使动物生长,提高日增重。其中咖啡碱和茶氨酸都具有兴奋中枢神经系统的作用[17],提高肝脏对物质的代谢能力,刺激胃液的分泌,从而增进食欲、帮助消化、促进动物的生长。黄霞等[18]研究发现,生长肥育猪饲粮中添加0.04%茶多酚有助于提高平均日增重,降低料重比,从而提高经济效益。李永义等[19]在仔猪的饲粮中添加1%茶多酚可显著改善氧化应激,提高了仔猪的生长性能。李明元等[20]也有类似的研究结果。可见直接向饲粮中添加茶多酚可以提高肉猪的生产性能。茶氨酸在养猪生产中应用也较多。刘通等[21]研究发现,饲粮添加L-茶氨酸(1 000 mg/kg)饲喂21 d,对正常生理状态断奶仔猪的生长性能无显著影响,但显著提高仔猪的平均日增重(ADG)和平均日采食量(ADFI)。李宁等[22]在肥育猪饲粮中添加L-茶氨酸(1 000 mg/kg)饲喂37 d,其ADG和ADFI明显提高。茶制品直接添加进猪的饲粮中,也得到类似结论。杨红初等[23]研究结果表明,添加10~40 g/kg茶叶末可使试验猪日增重提高4.8%~15.3%,相对饲料报酬提高4.0%~10.1%。对于直接添加茶叶末对增重的效果,一些研究有不同的结论。Sarker等[24]在肥育猪饲粮中添加0.5%~2.0%的茶粉,结果表明茶粉的添加不同程度降低了猪的采食量和增重。研究[25]认为,因茶叶末中粗纤维含量较高,会降低饲料的适口性,导致采食量降低,从而影响生产性能。因此做饲料配方时,茶叶末的配比不宜过高。

2.2 改善产品品质

除提高肉猪生产性能效果外,茶及茶提取物对于猪肉的肉品质同样具有良好的调节作用。茶多酚通过抑制胰脂肪酶活性,减少机体对甘油三酯(TG)的吸收从而促进能量的排出,降低甘油三酯水平[26]。苟安平等[27]研究发现,茶粉能降低肉猪的背膘厚度,提高眼肌面积、胴体无脂瘦肉和大理石纹,且与添加量呈正相关,并改善肉色。饲粮中添加一定量的茶多酚可有效提高肌肉中水分的含量,使猪肉品质变得鲜嫩[28]。陈伟等[29]的研究认为饲喂茶叶的生猪,失水率、滴水损失、熟肉率显著降低,水分含量显著升高,硒、锌含量也极显著上升,pH、肉色、大理石纹有升高趋势。另外,茶及其副产物添加在畜禽饲粮中还有降低畜禽血脂和胆固醇的作用。Suzuki等[30]研究发现,茶多酚可显著增加猪肉中亚油酸与亚麻酸的含量,这两类必需脂肪酸可降低血液胆固醇水平,通过在去势猪的饲粮中添加绿茶末研究茶叶对猪肉胆固醇的影响,发现猪肉中胆固醇的含量明显降低。雷昕等[25]也有类似的结论,认为饲粮中饲喂1.5%的茶粉,可以显著提高猪肉肉色、猪肉的风味和嫩度。倪星虹[31]在猪饲粮中加5%的茶叶渣,肉中维生素E提高了3倍,且口感好,猪肉中的腥味大幅度下降。李璐洁等[32]研究认为,生长肥育猪饲料中添加2%绿茶加工副产物后,对于猪肉品质和生长性能的改善效果要优于乌龙茶组,可能与绿茶组中茶多酚含量高于乌龙茶组有关。从上述研究来看,在饲粮中直接添加茶粉可以提高瘦肉率、眼肌面积,降低胆固醇等,但一些研究[33]发现如果在饲粮中直接添加茶多酚仅能改善猪肉的系水力,提高猪肉嫩度,对提高瘦肉率和降低胆固醇并不明显,因此,可能是茶叶中其他成分起的作用。

2.3 增强机体免疫力

茶叶中的儿茶素类化合物对多种有害细菌、真菌、酵母菌及病毒都有明显的抑制能力,还能抑制细菌外毒素的活性。茶多酚可通过改变细菌细胞膜通透性和渗透性,导致其细胞膜严重破坏、代谢紊乱甚至死亡[34]。茶多酚对肉类、油脂类产品中常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等均具有抑制效果[35],除直接抗菌外,茶多酚与青霉素、庆大霉素、链霉素等多种抗生素之间存在协同抗菌作用[36]。马帮军研究表明,猪饲粮中添加2%茶粉可以显著提高血液低密度脂蛋白水平和γ-球蛋白含量,提高猪机体免疫力[37]。Sarker等[24]研究认为,在猪饲粮中添加1%的茶多酚具有一定的抗生素替代作用。茶叶中的L-茶氨酸也具有提高免疫力的作用。研究表明,饲粮添加L-茶氨酸(1 000 mg/kg)显著提高肥育猪血清中免疫球蛋白G(IgG)以及断奶仔猪血清中IgA、IgM和IgG水平,同时显著降低肥育猪和断奶仔猪血清中IL-10水平[22]。但有研究[38]发现低剂量的L-茶氨酸对畜禽免疫力的提高作用并不明显。

2.4 保鲜防腐,延长保质期

肉类产品和饲料中油脂、蛋白质等营养物质在生产和储存过程中易受温度和湿度等影响而氧化酸败,品质急剧下降,保质期缩短。而茶叶中茶多酚和茶氨酸等活性物质均具有较强的抗氧化作用,可以替代食品和饲料中的食品抗氧化剂和工业抗氧化剂,提升品质并延长保质期。茶多酚的抗氧化能力是乙氧基喹啉等工业抗氧化剂的4~6倍,是维生素C和维生素E的5~20倍。Mason等[39]试验结果表明,茶多酚在提高猪肉营养价值的基础上可降低猪肉在冷藏过程中的脂质氧化程度,延长保存时间。李成舰等[11]研究表明,连续灌胃 L-茶氨酸(400 mg/kg)14 d,可显著提高大鼠肝脏、脾脏和心脏中SOD(超氧化物歧化酶)和GSH-Px(谷胱甘肽过氧化物酶)基因mRNA表达水平,同时显著提高肝脏和心脏中CAT(过氧化氢酶)活性,表明L-茶氨酸也具有显著的抗氧化功能。因此茶多酚和L-茶氨酸对畜禽产品抗氧化功能具有调节效应,是一种潜在的抗氧化饲料添加剂和食品添加剂。

3 小结

使用天然、安全、绿色植物及其提取物、中草药替代目前的饲用抗生素等药品是畜禽行业可持续发展的必然要求。我国茶资源丰富,在茶叶加工过程中产生大量的废茶和茶渣,富含蛋白质、矿物质、茶多酚、茶氨酸等天然活性成分,把茶叶作为绿色饲料添加剂添加到畜禽饲料中可提高茶业资源的利用率,潜力巨大,前景广阔。但目前应用仍然需要进一步研究:不同种类、不同阶段的肉猪对茶叶及其提取物的最适添加量问题;不同种类茶叶中营养成分差异和使用中与其他药物的配伍问题;茶多酚、茶氨酸提取工艺待优化、价格依然偏高问题等。

实时汇总疫情信息

约翰斯·霍普金斯大学一举成名

【德国之声电台网站4月12日报道】哈佛和耶鲁大学举世闻名,被认为是美国一流的精英大学。但是在当下新冠病毒大流行时期,位于美国马里兰州的约翰斯·霍普金斯大学的专家,在及时公布疫情信息以及在对新冠病毒的研究方面走在最前列。要想了解某个特定国家或者地区死于新冠病毒疾病的人数以及由此推算出的病毒传播的速度,约翰斯·霍普金斯大学一直都在以最快的速度提供这些数据。

有益的信息

为了提供覆盖面庞大同时又包括具体地区概况的信息,约翰斯·霍普金斯大学的科学家从世界卫生组织、各地区和各国卫生部门以及当地媒体的报道中收集数据。该大学系统科学与工程中心于1月22日首次向公众公布了显示其调查结果的曲线图。

约翰斯·霍普金斯大学的其他研究人员在努力收集有关新冠病毒的更多信息。分子生物学家蒂伦和梅霍克正在致力于破解新冠病毒的基因组。这可以为他们提供有价值的信息。梅霍克说:“从我们(在马里兰州)所见的基因组中,我们可以得出该州大约有多少人实际感染病毒的数据。”“这可以使我们更好地了解疫情的发展情况。这一点特别重要,因为在某些地方测试的数量有限。”

一流的治疗与研究

约翰斯·霍普金斯大学的医学工作者现在正在试验对这种病毒的新疗法。

能够到约翰斯·霍普金斯大学附属医院接受治疗的人是幸运的。因为这家医院是美国最好的医院之一。在《美国新闻与世界报道》进行的2019/2020年全美医院排名中名列第三,并且已经是连续第四年获得这一排名。该医院的老年科甚至在目前的排名中名列第一,成为美国同类科室中最佳的专科。

此外,约翰斯·霍普金斯大学在医疗卫生研究领域也极其出色。近年来,该大学的公共卫生学院屡屡在《美国新闻与世界报道》的排名中排名第一。迄今为止,该大学已获得18个诺贝尔医学奖。

因此,约翰斯·霍普金斯大学的研究人员和专家站在抗击新冠疫情的最前沿也就不足为奇了。

(转自 参考消息[N],2020-04-14)

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