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金银花及其副产物在畜禽生产中的应用研究进展

2022-02-20万发春沈维军

中国畜牧杂志 2022年2期
关键词:副产物绿原黄酮类

苗 舒,万发春,沈维军,陈 东

(湖南农业大学动物科学技术学院,湖南长沙 410128)

金银花(Lonicera Japonica Flos)是忍冬科忍冬属植物忍冬的干燥花蕾,金银花商品药材主要来源于山东与河南的栽培品种。金银花全株皆可药用,特别是茎和叶在传统中药中被用于清热解毒和祛风凉血。根据2015年版《中国药典》,金银花茎为药用,又称忍冬藤(Lonicera Japonica Caulis),而金银花叶(Lonicera Japonica Leaves)作为非药用部分尚未得到充分利用。现代研究证实,金银花的花、茎和叶含有相似的生物活性成分,具有抗菌、抗炎和抗氧化等多种生理功能。金银花叶和忍冬藤较金银花价格低廉且易获取,其中金银花叶四季皆可剪裁,其产量约为花的10倍。我国金银花资源丰富,不论是金银花还是其副产物叶和藤,作为饲料资源开发均具有一定潜力。本文就金银花及其副产物的生理功能、在畜禽养殖中的应用进行阐述,为其作为饲料资源的合理开发利用提供科学参考。

1 金银花及其副产物的化学成分

金银花、叶和忍冬藤源于金银花植株的不同部位,三者所含的生物活性成分具有相似性,仅含量有所差异,主要的生物活性成分为黄酮类化合物、环烯醚萜类化合物、有机酸类化合物、挥发油类化合物等。黄酮类化合物是具有2-苯基色原酮结构的化合物,存在于金银花中的黄酮类物质主要有槲皮素、芦丁、木犀草素、木犀草苷;环烯醚萜类主要以糖苷形式存在于金银花中,是主要的水溶性化合物,目前已从金银花中分离鉴定了92个环烯醚萜类化合物,如马钱素、马钱酸、8-表马钱酸等;有机酸类化合物是金银花发挥抗菌、抗病毒重要的活性成分,已从金银花中分离鉴定出超过40种有机酸类化合物,主要有绿原酸和咖啡酸等;挥发油类化合物是金银花独特香味的来源,主要由酸类、醛类、醇类、酮类和脂类组成,如十六烷、十九烷、十六烷酸甲酯。金银花、叶及藤中主要活性成分的含量见表1。

表1 金银花、叶、忍冬藤中主要活性成分的含量[9] mg/g

2 金银花及其副产物的生理功能

2.1 抗菌作用 金银花提取物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌、沙门氏菌、产气肠杆菌等都具有显著的抗菌作用。绿原酸作为金银花主要的抗菌活性成分,通过增强对细菌的免疫抵抗能力并刺激溶菌酶活性,从而抑制细菌的正常生长,且金银花的抗菌活性与绿原酸含量存在高度正相关。金银花叶的水提物没有抑菌作用,常采用乙醇提取叶中黄酮类物质。金银花叶中的黄酮类物质具有较好的抑菌效果。研究表明,金银花叶的黄酮粗提物抑制大肠杆菌的活性是绿原酸粗提物抑菌效果的2倍,抑制金黄色葡萄球菌的活性是绿原酸粗提物的4倍。

忍冬藤所含黄酮类化合物的抗菌效果强于其他活性成分。体外试验发现忍冬藤醇提液不能抑制金黄色葡萄球菌的生长,而体内试验发现其能够降低小鼠金黄色葡萄球菌肺炎的致死率,减轻金黄色葡萄球菌肺炎小鼠肺脏病变,降低炎性因子的分泌,对肺炎小鼠有显著的保护作用。

2.2 抗炎作用 金银花能够表现出较强的抗炎作用。众所周知,肿瘤坏死因子(TNF-)、核转录因子-B(NF-B)、白细胞介素-1、6、8(IL-1、6、8)和一氧化氮(NO)是炎症反应所必需的炎性细胞因子,而金银花在体内外均可显著抑制TNF-、NF-B和IL-1、6、8的分泌及NO的产生,并在低于0.4 mg/kg时增强IL-10的表达,从而显示出抗炎活性;金银花多糖(Lonicera Japonica Polysaccharide,LJP)是金银花发挥抗菌作用的重要活性成分之一。Jing等给予过敏性接触性皮炎(Allergic Contact Dermatitis,ACD)小鼠不同浓度(20、40、80 mg/kg)的LJP,小鼠耳廓厚度、血清IgE和组胺水平显著降低,表明LJP可以有效阻止苦基氯诱导的过敏性接触性皮炎,证明金银花具有抗炎作用。

忍冬藤的主要活性成分是绿原酸,能够抑制JAK/STAT和NF-B信号通路中关键因子的表达,并通过诱导细胞凋亡来抑制IL-6介导的RSC 364细胞的炎性增殖,从而抑制炎症反应。忍冬藤对炎症小鼠释放的IL-1、NF-B和TNF-具有抑制作用,同时也使炎症小鼠体重、IL-10的释放增加,足肿胀症状减轻。

金银花叶中木犀草素的含量高于金银花和忍冬藤,而木犀草素作为有效的抗炎剂,能够抑制NF-B活性、一氧化氮合酶(iNOs)和环氧化酶-2(Cox-2)的产生,后两者是产生NO加重炎症的重要因素,且木犀草素能抑制酵母多糖所致大鼠腹腔巨噬细胞释放HO,这些都有助于金银花叶发挥抗炎作用。

2.3 抗氧化作用 目前,各种药理研究已经证实金银花具有较强的抗氧化活性。有机酸类化合物(如绿原酸和咖啡酸)在体内外都是强抗氧化剂。黄酮类化合物,特别是木犀草苷,可清除体内超氧离子自由基,提高免疫力,延缓衰老,从而发挥其抗氧化活性。Seo等对70%甲醇提取物金银花(25、50、100、250、500、1 000 mg/L)在以丁羟基甲苯(BHT,25、50、100、250、500、1 000 mg/L)作为阳性对照进行自由基还原力测定,结果表明金银花较BHT具有更强的抗氧化活性。

金银花叶黄酮和忍冬藤多糖分别为金银花叶和忍冬藤的抗氧化活性成分,在一定条件下抗氧化效果优于维生素C,二者均具有清除DPPH、ABTS自由基的能力,且能够有效提高小鼠血清及各器官中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力,并降低有害物质丙二醛(MDA)含量,从而发挥抗氧化功能。

2.4 抗病毒作用 金银花是治疗严重急性呼吸综合征(SARS)和甲型流感最常用的中草药之一,而有机酸类化合物被认为是金银花抗病毒的主要活性成分。Wang等研究发现,绿原酸对乙肝表面抗原(HBsAg)和乙肝病毒e抗原(HBeAg)具有显著的抑制作用;Lee对带有登革热病毒的乳鼠饲喂金银花水提取物,乳鼠疾病症状减轻,病毒载量减少且乳鼠存活时间延长,这表明金银花具有良好的抗病毒作用。此外,金银花叶抗禽流感病毒能力强于金银花,其所含黄酮类、咖啡酰奎宁酸类化合物具有非常好的抗禽流感病毒活性。忍冬藤中的木犀草素对肝炎、扁桃体炎、腮腺炎等病毒性疾病具有良好作用。

2.5 增强免疫力 金银花对细胞免疫应答的辅助性T细胞1(Helper T Cell 1,TH1)有明显促进作用,进而增强机体细胞免疫功能和抗胞内菌感染能力。用金银花水煎剂对大鼠灌胃2周后,大鼠体内巨噬细胞吞噬率及吞噬指数显著提高;此外,金银花可抑制大鼠胶原性关节炎(Collagen-Induced Arthritis,CIA),显著降低CIA大鼠血清和关节组织裂解液中IL-17,同时也使大鼠脾细胞中TH17的比例下降,抑制CIA大鼠脾细胞增殖,显著降低血清IgG抗体水平,说明金银花具有良好的免疫调节功能。

金银花叶的免疫活性效果优于金银花,给予小鼠相同浓度的金银花和金银花叶挥发油提取物,两者都可促进小鼠淋巴细胞转化增殖,且金银花叶增强免疫活性更显著。忍冬藤可作为饲料添加剂用于调节畜禽的免疫功能。当机体的免疫系统受到攻击时,忍冬藤可抑制机体TNF-浓度和血红细胞总数(The Total Haemocyte Count,HTC)的降低、增加mRNA表达水平,从而提升机体HTC的数量、巨噬细胞吞噬指数、溶菌酶和酚氧化酶及抗菌肽的活性,增强机体的免疫调节功能。

2.6 其他作用 除了上述几种作用,金银花、叶及忍冬藤还具有其他的一些药理作用。三者共含的绿原酸可有效防止高血压、高血脂、动脉粥样硬化等心血管疾病,异绿原酸则具有抑制血小板凝聚和抗心血管疾病的作用。给予肝损伤小鼠金银花提取物,发现该物质对肝有明显的保护作用,表明金银花具有保肝利胆之功效。此外,金银花还有轻微的溶血效应、抗早孕、止血、抑制内毒素等作用。临床上常用忍冬藤与部分中药配伍治疗多种疾病,与川牛膝、生甘草等合用可以治疗各种风湿病、关节肌肉酸痛。金银花叶在临床上也常用于治疗急性腹泻。

3 金银花及其副产物的畜禽上的应用

3.1 金银花及其副产物在生猪上的应用 在生猪养殖上,金银花常用于病毒型疾病的防治和改善猪的健康状况。金银花提取物绿原酸对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)具有较强的抵抗作用,在500 μg/mL的浓度下可使Marc-145细胞免受PRRSV侵染,同时细胞的凋亡数量明显低于未添加药物的病毒对照组;金银花枝叶60%乙醇/水洗脱部位也具有较好的体外抗PRRSV活性,6.25 μg/mL的浓度下可使病毒感染滴度从10TCID50降低至10TCID50左右,显示出极显著的抗病毒效果;仔猪日粮中添加1 000 mg/kg金银花提取物绿原酸,耗料增重比显著降低8.86%,血清IgG含量显著提高11.78%,免疫功能增强,小肠结构形态和生长性能得到改善。金银花能抑制肠道有害菌的繁殖增生,其低毒的特性对乳猪及仔猪具有积极意义,可作为替抗保健型饲料添加剂在生猪养殖中应用。

3.2 金银花及其副产物在家禽上的应用 金银花对多种革兰氏阴性和阳性菌有明显的抑制作用,在日粮中添加金银花可以改善家禽的免疫力,提高生产性能。日粮中添加0.3%金银花可使7~21日龄肉鸡的平均日增重(ADG)提高3.98%,21~42日龄ADG提高1.33%,体重较未饲喂金银花的对照组提高了1.91%,表明日粮中添加金银花对肉鸡增重有促进作用;同样在日粮中添加1.5%金银花复合饲料添加剂(金银花含量为50%)也具有促进肉鸡生长发育、增强免疫力和提高饲料利用率等作用。

金银花可显著改善蛋鸡的脂质代谢,绿原酸作为金银花的有效活性成分,通过抑制胆固醇合成过程中的限速酶HMG-CoA还原酶,并促进胆固醇转化为胆汁酸的限速酶(胆固醇7-羟化酶)的表达,使胆固醇合成受到显著抑制,降低蛋黄中胆固醇含量。因此,金银花可作为鸡饲料添加剂开发应用。

3.3 金银花及其副产物在反刍动物上的应用 在反刍动物生产中,金银花主要用于缓解应激和调节瘤胃发酵等方面。在围产期奶牛日粮中添加金银花提取物(添加量1~2 g/kg,其中绿原酸含10%)可降低血液中 IL-1和IL-6 浓度,有效缓解围产期奶牛炎症和氧化应激,提高奶牛干物质采食量,缓解能量负平衡,并提高奶牛泌乳性能。-酪蛋白常作为检测山羊泌乳功能的一个指标。任妮等研究了不同浓度金银花水提取物培养山羊乳腺上皮细胞72 h后-酪蛋白的表达量,结果表明1 000 mg/L组蛋白表达量显著高于对照组,可见金银花能促进山羊乳腺上皮细胞增殖并提高泌乳能力;此外,Lee等研究发现,9%的金银花甲醇提取液可通过抑制产甲烷菌的生长和活性来抑制CH的产气量,而对瘤胃营养物质消化吸收的影响较弱,这表明金银花有潜力作为一种抑制CH产量的瘤胃发酵调节剂。

4 小 结

综上所述,金银花及其副产物的生理功能相似,具有解热、抗炎、抗菌、抗病毒和抗氧化等作用,在饲料禁抗的大背景下,金银花及其副产物可以作为很好的抗生素替代品,不仅具有药物残留少、耐药性低和副作用小的特点,也能提高动物生产性能,增强动物的抗氧化能力和免疫能力。金银花及其副产物生理功能研究存在的主要问题:①大多数研究集中于金银花在畜禽生产中的应用,其叶和藤的应用报道则较少;②金银花叶并未收入药典,尽管在某些方面优于金银花和忍冬藤,但缺少系统和深入的研究;③金银花及其副产物的多种功能性成分以及药理作用还有待开发挖掘。未来对于金银花及其副产物在畜禽应用中的添加形式和添加量还需完善,进一步研究来明确其对畜禽的影响机制,充分发挥出金银花及其副产物的作用和价值。

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