植物多酚对反刍动物生长性能、瘤胃内环境及抗氧化功能的影响

吕 靳，周星石

黑龙江省哈尔滨市香坊区幸福镇政府乡村振兴服务中心，哈尔滨 150038

畜禽饲料中抗生素的全面禁用对养殖企业有非常大的影响，因此，抗生素替代品的研究迫在眉睫。大量研究发现，植物提取物——植物多酚作为一种绿色无残留的天然化合物，具有广泛的生物学活性，例如抗菌、抗炎、抗氧化、抗肿瘤等，作为饲用抗生素的替代品具有极大的开发潜力。同时植物多酚在自然界中含量丰富，是植物组织中四大主要成分之一，仅次于纤维素、半纤维素和木质素，在许多水果、蔬菜、谷类饲料原料、茶叶等物质中可以提取到大量的植物多酚[1]。为此，本文对植物多酚的组成、分类及其在反刍动物养殖中的应用效果进行介绍。

1 植物多酚的组成与分类

植物多酚在众多植物组织中含量丰富，早期学者根据植物多酚不同的结构特点将其分为水解多酚和缩合多酚，又称为水解单宁和缩合单宁。后来又根据细化多酚的分子结构特点，将植物多酚分为聚棓酸酯类多酚和聚黄烷醇类多酚。最终学者按照多酚类物质苯环组成结构的差异将植物多酚分为类黄酮型多酚和非类黄酮型多酚两大类别。这也是现阶段植物多酚研究中常见的分类类型，其中类黄酮型多酚所包含的亚类较多，包括异黄酮、花青素、黄烷醇类、黄烷酮类、黄酮醇类和黄酮类6 种[2]。异黄酮类主要包括大豆黄酮和染料木黄酮，在豆腐中含量丰富；花青素类主要包括花青素和花青素苷，在红酒、黑豆、树李、蓝莓中含量丰富；黄烷醇类主要包括儿茶素、没食子酸酯、原花青素，在树李、葡萄、红茶、绿茶、蓝莓中含量丰富；黄烷酮类主要包括柚皮素、橙皮苷，其在葡萄、西柚和橙子中含量丰富；黄酮醇类主要包括山奈酚、杨梅酮、槲皮素，在菠菜、葡萄、树李、红茶和核桃中含量丰富；黄酮类主要包括芹菜素和木犀草素，在牛至中含量丰富。非类黄酮型包括酚酸类和芪类2 种。酚酸类主要包括没食子酸、香草酸、阿魏酸、咖啡酸，在树李、亚麻籽、巧克力豆、咖啡中含量丰富；芪类主要包括白藜芦醇和白藜芦醇糖苷，在葡萄、葡萄酒和燕麦中含量丰富[3]。常见植物多酚化学结构见图1。

图1 常见植物多酚化学结构

2 植物多酚在反刍动物养殖中的应用及效果

2.1 对反刍动物生产性能的影响

在反刍动物养殖中，其生产性能的改善对提高养殖的经济效益起关键作用，而生产性能的改善主要通过提高反刍动物的采食量和饲料转化率等来实现。研究发现在反刍动物饲料中添加植物多酚可以有效降低反刍动物出现应激反应的几率，同时降低蛋白质在瘤胃中的降解率，提高后肠段对蛋白质的消化吸收，最终达到提高采食量和饲料消化率的效果。在羊养殖中，对植物多酚的添加量需要严格控制，当羊饲料中五倍子单宁酸这种植物多酚添加量在1%～2%时，羊只的平均日增重相比对照组显著提高，同时料肉比相比对照组显著降低，但当五倍子单宁酸的添加量超过3.5%后，对于羊的生长性能将带来负面影响。在羔羊养殖试验中同样发现，饲料中添加10～20 mg/kg 的葡萄籽原花青素可以有效改善羔羊的平均日增重和平均日采食量，促进羔羊的生产性能，但是当饲料中葡萄籽原花青素的添加量超过40 mg/kg 后，相比对照组，羔羊的采食量和日增重均出现下降的情况。后续的研究表明，40 mg/kg 葡萄籽原花青素的添加会导致瘤胃中微生物区系的变化，主要会导致大量的纤维分解菌生长受阻，使得纤维分解菌在瘤胃环境中的相对丰度下降，进而使得瘤胃对饲料中纤维类营养物质吸收不全，挥发性脂肪酸的分泌量下降，饲料转化率降低，生长性能受到抑制。犊牛养殖中，低浓度的植物多酚在饲料中的添加可以有效提高瘤胃中消化酶的活性，同时单宁类多酚具有良好的收敛作用，在幼龄动物饲料中低剂量的添加可以有效避免腹泻疾病的出现。消化酶活性的提高有助于犊牛对饲料营养物质的降解吸收，进而改善饲料转化率和犊牛的平均日增重[4]。

白藜芦醇是芪类植物多酚的一种，在动物机体中可以发挥类似雌激素的作用，犊牛饲料中添加白藜芦醇可以通过下丘脑影响垂体激素的分泌，例如生长激素、表皮生长因子及类胰岛素样生长因子等，对于犊牛的体组织发育和肌肉生长均有良好的促进作用，最终达到提高犊牛生长性能的效果。

综上说明，植物多酚在反刍动物机体中适量添加可以有效改善反刍动物的生产性能，但是在饲料中的添加量需要严格控制，不同的反刍动物种类及不同的日龄对于植物多酚最佳的使用剂量都有所不同，过量添加会打破瘤胃微生物平衡，对反刍动物的生长性能带来负面影响，因此实际养殖生产中，需要对植物多酚的种类、使用剂量等进行科学的选择，以获得改善反刍动物生产性能、提高养殖经济效益的效果[5]。

2.2 对反刍动物瘤胃内环境的影响

瘤胃是反刍动物最关键的消化器官，主要对饲料营养物质进行发酵，其发酵能力与饲料消化率有密切关联，进而影响到反刍动物的生产性能。研究发现在反刍动物养殖中适量植物多酚在饲料中的添加可以有效促进瘤胃的发酵功能，同时减少瘤胃中甲烷的生成，可降低瘤胃出现胀气的几率，最终获得改善机体健康和生产性能的效果。瘤胃中pH值通常在5～7，在酸度环境下，饲料中添加的植物多酚可以和原料中蛋白质相结合，主要是多酚的酚羟基与蛋白质的氨基及羧基相结合，使得蛋白质在瘤胃中的降解量减少，进而提高瘤胃中微生物的蛋白质合成量，最终使得机体中后消化道对蛋白质的吸收量提高，从而促进反刍动物的体蛋白沉积[6]。大豆异黄酮是一种饲料中常见的植物多酚，研究发现在山羊饲料中添加大豆异黄酮后，瘤胃中菌体蛋白的浓度相比对照组有显著的提高，同时挥发性脂肪酸的分泌量也获得显著改善，有效促进了瘤胃中微生物的氮代谢。羊养殖中苜蓿黄酮的添加也可以有效改善瘤胃内环境，促进瘤胃对于饲料中氮源的吸收利用，同时对于瘤胃微生物的发酵功能也有明显的改善作用，提高瘤胃中挥发性脂肪酸的分泌量[7]。部分植物多酚的添加可以对反刍动物瘤胃中的发酵功能进行调控，研究发现葡多酚在绵羊饲料中的添加可以提高瘤胃中pH，控制瘤胃中挥发性脂肪酸的分泌量，而且养殖试验中发现，葡多酚在绵羊饲料中以200 mg/kg 的添加量效果最佳。植物多酚在反刍动物中的应用还有降低瘤胃中甲烷排放量的效果，主要是由于大部分植物多酚均可以有效提高甲烷菌的活性，降低瘤胃中整体的甲烷产量[8]。由此可见，在反刍动物饲料中添加植物多酚可以促进瘤胃的发酵功能，改善饲料氮源的代谢过程，同时提高瘤胃中微生物菌体蛋白的合成量和挥发性脂肪酸的分泌量，有助于瘤胃内环境的稳定。

2.3 对反刍动物抗氧化能力的影响

在反刍动物养殖中，由于养殖密度和数量的不断提高，养殖中氧化应激反应出现的频率也越来越高，这将对反刍动物的生产性能和机体健康状况带来严重的负面影响。研究表明，植物多酚是一种天然的抗氧化剂，在反刍动物饲料中添加可以有效提高反刍动物机体中抗氧化酶的活性，改善机体抗氧化功能。在中国荷斯坦奶牛饲料中每天添加20 g杜仲素后，奶牛血液中抗氧化酶SOD、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶活性水平相比对照组有明显上升，同时血液中过氧化物MDA 的含量出现显著下降。桑叶黄酮在犊牛养殖中的应用也获得了类似的效果，在犊牛饲料中每天添加2 g 的桑叶黄酮后，犊牛血液中抗氧化酶活性均获得显著提高。葡萄籽原花青素在羔羊养殖中的应用也获得了良好的抗氧化效果，有效降低了羔羊养殖中出现氧化应激的几率，同时降低了羔羊饲料更替时出现的胃肠道应激反应[9]。

综上说明植物多酚可以作为一种抗氧化剂应用于反刍动物养殖中，尤其是幼龄动物养殖中，植物多酚的合理添加对于降低应激的几率、促进动物生长发育有重要作用。

3 结 语

植物多酚作为一种具有抗菌、抗炎、抗氧化等多种生物学活性功能的天然饲料添加剂，在反刍动物养殖中获得人们的广泛关注。研究中均发现，在反刍动物饲料中添加适宜剂量的植物多酚对其生产性能、瘤胃内环境及机体抗氧化功能均具有积极的影响。现阶段对于不同植物多酚的最佳使用剂量还需要进一步研究，而且不同反刍动物品种最适宜的植物多酚品种尚未明确，这也是未来的研究方向和重点。