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辣椒碱的理化特性和生物学功能及其在畜禽生产中的应用研究进展

2023-11-07从光雷夏双双刘春雪李俊波

中国饲料 2023年21期
关键词:饲粮辣椒抗氧化

从光雷, 夏双双, 洪 平, 刘春雪, 李俊波

(安佑生物科技集团股份有限公司,江苏 苏州 215437)

辣椒碱又称辣椒素(Capsaicin,CAP),是从辣椒植物中提取的活性成分,其给辣椒带来特有的辛辣味道。 CAP(8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺)是一组生物碱的有机化合物,具有抗炎、抗菌、抗病毒、抗癌、抗氧化和促进肠道功能的作用(Liu 等,2021a;Reda 等,2020;Yang 等,2019)。 随着“饲料禁抗” 时代来临,CAP 在畜禽生产中的研究与应用也得到了广泛关注, 本文总结了CAP 的生物学功能及其在畜禽生产中的应用, 旨在为进一步研究CAP 在畜禽生产中的作用提供理论参考依据。

1 辣椒碱类物质的组成及其结构特性

辣椒碱(素)类物质(Capsaicinoids)由五种成分组成,均含有酰基亚胺和芳香基团,其中CAP和二氢辣椒碱 (Dihydrocapsaicin) 占比在90%左右。 CAP 主要存在于辣椒胎座(内含种子)、内膜和其他肉质部分。 尽管辣椒籽附着的白髓中CAP浓度很高,但辣椒籽不含CAP(Govindarajan 等,1991)。 CAP 是辣椒碱类物质中的主要成分,也是主要的功能成分,其分子式为C18H27NO3,相对分子质量为305.41 g/mol,具有高度挥发性、疏水性和稳定性, 呈白色的结晶粉末 (王欣和石汉平,2018)。 CAP 还具有顺和反式两种异构体,自然情况下主要是反式CAP 形式存在, 其结构更加稳定, 目前也已经能够人工合成CAP (Reyes-Escogido 等,2019)。

Capsaicinoid 时常易错译为辣椒素,也有将合成辣椒碱(Nonivamide,C17H27NO3,又称N-壬酸香草酰胺)和辣椒酰胺(Capsaicinamide,C17H35NO)称为辣椒碱(素),所以在辨别是何物质时应当看其化学结构式和相对分子质量, 另外区分其英文名称的差异,已在表1 中进行表述。

表1 辣椒碱(素)类物质的组成及成分结构特性

2 CAP 的生物学功能

2.1 调节氧化应激 CAP 是一种天然抗氧化剂,体外研究发现CAP 对1,1-二苯基-2-硝基苯肼(DPPH)和2,2-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺胺) 的清除能力分别是奎诺二甲基丙烯酸酯(Trolox)等效抗氧化能力值的0.138 和0.029。 表明1 μg CAP 与0.138 μg Trolox 和0.029 μg Trolox 对DPPH 和ABTS 的抗氧化活性相等,CAP 清除ABTS 的IC50为187.7 μmol, 清除DPPH 的IC50为1016 μmol(Lavorgna 等,2019)。并且CAP 对DPPH的清除能力要优于维生素C(VC),但对超氧阴离子和羟自由基的清除能力低于VC(袁杨斌等,2021a)。CAP 清除OH-和O2-的能力优于VE(王梦等,2019)。且在采购和使用时要注意不同品种辣椒中的CAP含量不同, 红辣椒比甜椒具有更强的抗氧化能力(Sahin 等,2020;Fukuta 等,2020),但生辣椒和烤辣椒的抗氧化活性并无不同(Hamed 等,2019)。

体外研究还发现,CAP 能够抑制铁、铜离子诱导的低密度脂蛋白(LDL) 氧化(Shang 等,2017;Ahuja 等,2006;Manjunatha 和Srinivasan,2006),其主要对脂质体起到抗氧化作用 (Okady 等,2001)。 CAP 通过清除膜内外的自由基, 来抑制ADP/Fe2+诱导的大鼠肝脏线粒体膜脂质过氧化。 并发现CAP 与DPPH 主要反应产物是香兰碱和8-甲基-6-壬烯酰胺,表明C7-苄基碳是CAP 清除自由基的关键位点 (Kogure 等,2002)。 Dairam 等(2008)也证明,CAP 的C7-苄基碳和酚环上的甲氧基是清除自由基的官能团,且CAP 与铁(Fe2+)结合并阻止铁的氧化还原循环,降低大鼠脑组织中氰化物产生的超氧阴离子自由基,从而保护脑组织免受氧化损伤。 通过密度泛函理论模拟研究也发现CAP 能与Cu(II)螯合,从而抑制Cu(II)向Cu(I)的还原。 其完全抑制Asc-对Cu(II)的还原,减缓了O2-对Cu(II)的还原。 因此,CAP 是一种阻碍金属离子还原(OIL-1),以及通过类芬顿反应生成OH-的清除剂(OIL-2), 从而防止氧化(Pérez-González等,2020)。 CAP 处理(10 μmol/L)也可以降低血液中丙二醛(MDA)和蛋白质羰基含量,从而保护红细胞的脂膜免受氧化损伤, 这与L-抗坏血酸的抗氧化机制一致(Luqman 等,2006)。 CAP 还能与氨基酸残基的疏水、氢键和电荷相互作用,结合α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶, 从而发挥抑制和抗氧化作用-Barajas 等,2021)。

体内试验验证了CAP 的抗氧化作用(Hosseini 等,2020)。 大鼠饲喂CAP 后能够降低肝脏MDA 含量,激活抗氧化系统,从而保护肝脏(Hassan 等,2012)。 其还能通过提高老龄蛋鸭血浆中的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,降低血浆MDA 含量,来提高老龄蛋鸭的采食量和产蛋性能(Liu 等,2021b)。 大鼠连续3 d 饲喂CAP 后,发现其肝、肺、肾和肌肉中MDA 含量降低,从而降低了机体氧化应激(Lee 等,2003)。CAP 也能通过提高大脑和心脏中的琥珀酸脱氢酶(SDH)和细胞色素C 氧化酶(COX)活性,清除活性氧(ROS),降低膜脂质氧化水平, 从而保护线粒体传递链不受顺铂 (抗癌药物) 造成的损伤 (Kursunluoglu 等,2018)。 低剂量CAP 能够提高肝和肺组织中的超氧化物酶(SOD)水平,降低MDA 含量,来抑制大鼠脓毒症引起的脂质过氧化 (Demirbilek 等,2004)。 肉鸡日粮中添加CAP 能显著降低肉鸡血浆中MDA 和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,表明CAP 清除肉鸡体内脂质过氧化物而提高机体的抗氧化功能(范秋丽等,2021)。 CAP 能够抑制细胞内氧化应激, 减少细胞和线粒体内的ROS,平衡GSH/GSSG,增加GSH-Px、过氧化氢酶和SOD活性,并降低MDA 含量,来减轻脂多糖(LPS)诱导的心肌损伤(Qiao 等,2021)。 CAP 能显著提高樱桃谷肉鸭腿肌和胸肌中总抗氧化能力 (TAOC)和抗氧化酶活性(SOD 和CAT),同时发现胸肌和腿肌的Nrf2 和NQO-1 mRNA 表达量显著提高(袁杨斌等,2021b)。 CAP 能够减少红细胞和肝脏中抗氧化酶的消耗,降低过氧化脂含量,来保护高血脂大鼠的红细胞与肝组织 (Kempaiah 等,2004a)。 Kempaiah 等(2004b)也验证了,饲粮中添加0.015%的CAP 通过恢复红细胞与肝组织中谷胱甘肽还原酶活性和肝总硫醇, 能够降低甘油三酯诱导的氧化应激。 Chen 等(2015)认为CAP 通过抑制静脉内皮细胞异常产生ROS、线粒体膜电位崩溃、细胞色素C 表达、染色体凝聚和细胞凋亡蛋白酶3(Caspase-3)激活,来保护RAW 264.7细胞免受LDL 氧化。

2.2 调节炎症反应 CAP 具有很高的辣度,从而有推测使用CAP 会引起炎症等不适反应。但安全性分析表明,CAP 并不会引起和加重炎症反应,反而能够降低高脂肪饮食(HFD)诱导的代谢应激及其血浆丙氨酸转氨酶和肌酐含量(Baskaran 等,2019)。Shang 等(2017)在LPS 诱导的肌肉细胞炎症模型中使用CAP 预处理后,也发现其能够降低炎症程度。游离和脂质体CAP 均显著降低人乳腺癌MDA-MB-231 和A549 细胞系白介素8(IL-8)的生成(Abdelnabi 等,2021)。 CAP 也能够减少食物致敏的小鼠空肠巨噬细胞浸润和白介素33(IL-33)的表达量,表明CAP 可能是通过抗炎来减轻食物过敏的影响(Antunes 等,2019)。 脓毒症大鼠模型中添加CAP 能够增加白介素10(IL-10)水平, 降低肿瘤坏死因子(TNF)、 白细胞介素6(IL-6)和总亚硝酸盐/硝酸盐(NOx)浓度(Demirbilek 等,2004)。 糖皮质激素水平会导致脓毒症患者海马神经发生减少和神经退行性变增加, 影响其预后效果。而CAP 可通过提高细胞内钙水平和激活瞬时受体电位阳离子通道亚家族V 成员1(TRPV1) 来抑制LPS 诱导的肾上腺类固醇生成(Ferreiral 等,2019)。CAP 对胃炎模型大鼠的胃黏膜有保护作用, 并显著下调胃黏膜中的促炎细胞因子和环氧合酶2(COX-2),减少胃黏膜的炎症浸润(Mendivil 等,2019)。 CAP 通过抑制I-κB 激酶、核转录因子κB(NF-κB)和IL-8 通路来抑制幽门螺杆菌诱导的胃上皮细胞 (MKN45 和AGS)产生IL-8, 且呈剂量和时间依赖性 (Lee 等,2010)。 腹腔注射CAP 能够降低刀豆蛋白A(Con A)诱导的肝炎小鼠血清和肝脏中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和干扰素-γ(IFN-γ)水平,显著降低转氨酶水平,还减弱了肝细胞凋亡和氧化应激,从而延长小鼠存活时间(Zhang 等,2019)。

在生殖毒性模型中, 免疫组化定位分析发现CAP 能够降低NF-κB, 上调睾丸组织中闭合蛋白mRNA 表达,减轻丙烯酰胺对大鼠的毒性(Abd Al Haleem 等,2021)。 CAP 通过下调LPS 诱导的NFκB,阻断TRPV1、TRPA 和TRPA1 的激活,从而发挥抗炎作用(Yang 等,2019)。 而Shin 等(2016)发现CAP 对唾液腺具有抗炎作用, 并表明其作用与TRPV1 相关通路无关,而是通过抑制NF-κB 通路介导的。 CAP 能够通过高迁移率族蛋白B1(HMGB1)、toll 样受体4(TLR4)和NF-κB 来下调促炎细胞因子(IL-6、IL-1β、TNF-α)的表达(Zhan等,2020)。 Zhao 等(2021)也发现CAP(100 μmol)能够通过TLR4/NF-κB 信号通路降低LPS 引起的促炎因子和相关基因表达量,增加紧密连接蛋白基因表达。 CAP 通过抑制NF-κB 和MAP-2K 信号通路减少炎症细胞因子(IL、TNF-α 和NO)的分泌,从而减轻LPS 诱导巨噬细胞的炎症反应 (Li 等,2021)。 CAP 能够降低心肌炎症模型IL-1β、TNFα、IL-6 和IL-10 的水平, 其是通过上调心肌细胞14-3-3γ 表达、 激活AMP 蛋白激酶 (AMPK)和UNC-51 样自噬活化激酶1(ULK1),抑制哺乳动物雷帕霉素靶标(mTOR)来增强自噬,从而达到抗炎的目的(Qiao 等,2021)。

另外CAP 能够刺激脾淋巴细胞的增殖,促进其分泌细胞因子IFN-γ、IL-6, 从而提高CAP 对小鼠淋巴细胞的免疫调节活性(王利明和李敬双,2019)。 并发现CAP 还可显著升高动物血液中免疫球蛋白含量(范秋丽等,2021)。 表明CAP 不仅具有抗炎作用,还能够提高机体免疫能力。

2.3 抗菌抗病毒作用

2.3.1 抗细菌作用 近年随着“禁抗”政策和细菌耐药性问题, 人们对天然抗菌物质的研究逐渐增加,以求找到抗生素替代物(Ayaz 等,2019)。CAP是一种天然绿色的提取物,具有抗菌作用(Füchtbauer 等,2021)。 体外研究证明CAP 对变形链球菌、黏性放线菌、乳杆菌和血链球菌的最小抑菌浓度(MIC)值较低,表明其具有抗菌活性(Gu 等,2019)。 CAP 对化脓性链球菌、幽门螺杆菌、大肠杆菌、炭疽菌、粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、单核细胞增生李斯特菌V7、蜡状芽孢杆菌和肠道沙门氏菌也具有抗菌性(Torres-Ventura等,2022;Baenas 等,2019;Bacon 等,2017;Stephen等,2014;Makobongo 等,2014;Lee 等,2007)。

CAP 对革兰氏阴性菌具有抗菌作用。 沙门氏菌是畜禽生产中最常见的致病菌之一。 感染后会造成畜禽腹泻和肠炎,影响其生长性能。 Orndorff等(2005)在鸡肠炎沙门氏菌攻毒模型中发现,饲粮中添加20 ppm 的CAP, 能够降低肉鸡肝和脾肠炎沙门氏菌阳性率, 增加对肠炎沙门氏菌定植和器官侵袭的抵抗力, 而不会对肉鸡的生长产生不利影响。 通过平板法测得CAP(有效含量90%)对大肠杆菌、 沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的MIC分别为1、2 g/L 和2 g/L(袁杨斌等,2021a)。 霍乱弧菌是霍乱传染病的病原菌。 近年研究发现CAP(200 μg/mL)能够抑制霍乱弧菌(ATCC 14035 和PTCC 1611) 的生长, 其能够通过抑制霍乱弧菌ctxA、ctxB(编码霍乱毒素)和ZOT(编码闭塞小带毒素)的基因表达,从而抑制霍乱弧菌生长和毒力(Erfanimanesh 等,2019)。 幽门螺旋杆菌会引起人胃炎。 有研究发现CAP 对幽门螺杆菌标准株(NCTC 11916)具有抗菌活性,且与甲硝唑联用后抗幽门螺杆菌的作用增强(Tayseer 等,2020)。

CAP 对革兰氏阳性菌具有抗菌作用。 有研究为了提高CAP 稳定性和生物可利用性,以及降低其刺激性,将辣椒油树脂(富含CAP)浸渍纳米孔二氧化硅, 发现其低浓度就具有抗革兰氏阳性致病菌(金黄色葡萄球菌和芽孢杆菌)和革兰氏阴性致病菌 (大肠杆菌和肠炎沙门氏菌) 作用(Techawinyutham 等,2019)。CAP 的抗菌作用与浓度密切相关,其作用机制包括产生渗透差、破坏细胞膜结构、 抑制细菌生长相关基因表达(Kurita等,2002)。 CAP 的酚基具有疏水性,通过降低膜稳定性来抑制细菌的生长(Akbas 等,2016)。

近年来细菌的耐药性越来越强,主要是因为细菌具有多药外排泵。 迄今为止,已经发现十多种金黄色葡萄球菌的外排泵 (Benrabia 等,2020)。 而CAP 对R6K、R7K 等耐药质粒具有抗质粒作用,能够抑制相关细菌外排泵NorA 、TetK 和MsrA 活性(Oyedemi 等,2019)。 CAP(1 ppm)已被证明可增加金黄色葡萄球菌对抗生素(如环丙沙星)的敏感性,显著降低细菌耐环丙沙星突变体的发生,并增强抗生素作用呈剂量依赖 (Sumano-López 等2007)。Wang 等(2020)将硝基噻吩引入辣椒素的骨架香草酰胺基序中,生成新的CAP 衍生物。并发现其对金黄色葡萄球菌的多重耐药菌株(NRS-1、NRS-70、NRS-100、NRS-108 和NRS-271)比万古霉素的抗菌活性更强(MIC 在0.20 ~0.78 μg/mL)。

2.3.2 抗真菌作用 CAP 具有抗真菌的作用,主要针对黄曲霉、寄生曲霉、花斑曲霉、膨化青霉菌和小木球菌。 已知在玉米原料中仅有黄曲霉与寄生曲霉两种真菌产生黄曲霉毒素, 其是一种致癌有毒物,会使饲粮营养价值降低,引起动物机体中毒, 造成生长性能下降, 甚至死亡 (程忠刚等,2001)。GC-EIMS 分析发现,CAP 具有很强的抑制寄生曲霉径向生长、 孢子萌发和黄曲霉毒素产生的能力。 CAP 的MIC50为39 μg/mL, 推测其可能是水解细胞壁成分,抑制其生物合成来抑制生长。抗黄曲霉毒素活性在较低浓度(150 μg/mL)时达到最大值,低于抑制径向生长,改变孢子与菌丝形态(200 μg/mL)所需的浓度(Buitimea-Cantúa 等,2020a)。aflD、aflM、aflR 和aflS 基因是黄曲霉毒素合成途径上的关键基因。定量分析发现CAP 能够下调关键基因表达, 从而抑制寄生曲霉和黄曲霉产生毒素, 且两者呈剂量依赖关系 (Buitimea-Cantúa 等,2020b)。 因此,CAP 可开发用于饲粮的新型天然防霉剂, 以控制饲粮中的致病真菌增殖(Nazzaro 等,2009)。

2.3.3 抗病毒作用 单纯疱疹病毒(HSV)主要由受伤的黏膜和皮肤侵入机体, 造成哺乳动物生殖系统的疱疹,且易复发。而Bourne 等(1999)发现,CAP 能够防止单纯疱疹病毒(HSV)在动物的皮肤上扩散。 后续研究也验证了这一点,发现CAP 能够治疗豚鼠的单纯疱疹病毒(HSV)感染和生殖器疱疹(Akhtar 等,2017;Emanuela 等,2015;Liu 等,2012)。 CAP 通过抑制细胞外信号调节激酶和p38 丝裂原活化蛋白激酶磷酸化和信号转导影响IL-6 的表达, 来抑制卡波西肉瘤相关疱疹病毒(KSHV) 潜伏感染的原发性积液性淋巴瘤(PEL)细胞生长(Misato 等,2019)。 拉沙病毒(LASV)属于沙状病毒科,感染后会造成出血热,使动物器官衰竭和死亡。 研究发现CAP 能够抑制LASV 侵入, 其抑制LASV 侵入的MIC50为6.9 ~10.0 μmol/L。 CAP 是通过影响LASV 表面糖蛋白的稳定信号肽-GP2 跨膜区(SSP-GP2TM),来阻断pH依赖的病毒融合,从而抑制LASV 的侵入。并且发现CAP 的抗病毒作用与SSP-GP2TM 区域的Ala25、Val431、Phe434 和Val435 关键残基有关(Tang 等,2020)。 还有研究发现CAP 可以抑制泡菜发酵过程中的鼠诺如病毒(MNV)的存活(Lee等,2019)。 可见,CAP 具有抗病毒作用,主要通过影响病毒合成来抑制病毒侵入,但相关研究较少,且是否对畜禽生产过程的一些病毒具有抑制作用,还有待进一步研究。

综上所述,CAP 具有抗菌抗病毒的作用, 对细菌具有广谱抗性,其中对革兰氏阳性菌抑制效果更好; 对真菌具有抗性,CAP 可作为饲粮的天然抗霉剂;对病毒能抑制病毒合成,从而抑制侵入机体。

3 CAP 与其他物质组合使用的效果

近年研究中,越来越多将CAP 与其他物质组合添加使用,有研究将CAP 与野樱梅花青素(天然抗氧化物质)组合使用,并证明CAP 能够促进野樱梅花青素在肠道的吸收, 能够间接提高机体氧化稳定性(Takahashi 等,2019)。 再者将CAP 负载到50 nm 二氧化硅纳米粒子中,在将其与牛肉碎脂质一起贮藏5 d, 发现比单纯CAP 的抗氧化能力更强,且具有缓释作用(Si 等,2021)。 CAP 和姜黄素(CUR)组合使用对LDL 氧化的保护作用大于单独添加(Manjunatha 等,2006),两者组合也能够平衡肝脏的氧化-抗氧化状态, 降低高脂模型的BAX 表达(促进细胞凋亡的基因),以及降低Caspase-3、总氧化状态(TOS)和ROS 水平,增加总抗氧化状态(TAS)和Bcl-2 水平,表明CAP 脂肪肝模型的细胞凋亡过程中具有保护作用(Tanrlkulu-Kü,cük 等,2019a)。 CAP 和山莨菪碱联合使用也证明能够增加大鼠采食量, 降低血液和肝脏中脂质水平, 改善胆固醇代谢 (Chen 等,2019)。CAP 和CUR 共同使用饲喂大鼠 (高脂模型)16周, 发现其能够降低大鼠睾丸和肝脏中的硫代巴比妥酸活性物质(TBARS)和ROS 水平,且谷胱甘肽转移酶 (GST)、Cu-Zn 超氧化物歧化酶、GSHPx 和过氧化氢酶的蛋白表达和酶活性均显著提高(Tanrlkulu-Kü,cük 等,2019b)。 CAP 和虾青素(ASTA)组合使用通过分子协同效应,增强ASTA的抗氧化活性,提高羟基自由基清除活性(Fukuta等,2020)。 CAP 和姜黄素联合添加可显著降低LPS 诱导的外周血单核细胞(PBMCs)中COX-2、IL-6 和转化生长因子β(TGF-β)的过度表达,减轻炎症反应。 另外也证明相比单独添加CAP,联合使用能够促进协同作用 (Vasanthkumar 等,2019)。 CAP 与枸杞多糖联合使用可显著降低溃疡性结肠炎(UC)大鼠的血清IL-6 和结肠TNF-α水平,升高血清SOD 活性,从而减轻UC 的影响(Chen 等,2021)。

除此之外,CAP 与一些物质联合使用后具有抗癌细胞增殖或者减缓癌症治疗的副作用,CAP和顺铂(一种化疗药)联合使用能够通过ROS 介导蛋白激酶B (Akt)/mTOR 和c-Jun 氨基末端激酶(JNK)信号通路促进细胞自噬和凋亡(王旸,2019)。 同时,CAP 能够通过诱导血红素氧合酶表达, 抑制氧化应激和炎症来减轻顺铂对肾脏的损伤(Jung 等,2014)。CAP 与紫杉醇(PTX)同时作用于小鼠乳腺癌细胞株(4T1)时,显示出协同抗增殖作用,联合指数为0.28。 与单纯PTX 相比,联合使用在血液中具有更长的循环时间和优先的肿瘤组织积累, 以及更高的肿瘤细胞凋亡比例(Yang等,2019)。 综上所述,CAP 与其他物质组合使用能够增强其物质的生物学功能, 共同维护机体氧化与抗氧化平衡,保证机体健康(缓解脂肪肝和癌症细胞增殖), 未来可继续挖掘CAP 与其他物质联合使用的效果。

4 CAP 在畜禽生产中的应用

4.1 在草食动物生产中的应用 CAP 可通过改变泌乳前期奶牛瘤胃菌群结构, 改善瘤胃内环境和代谢物含量,促进产奶性能(朱靖等,2021)。 并在轻度热应激环境下,添加CAP 能够促进奶牛采食量,改善血液生化指标,但对产奶量和乳品质无显著影响(朱靖等,2020)。 在肉牛日粮中添加CAP可提高其胴体产量等级、 大理石纹评分和品质等级,而不影响干物质采食量、平均日增重和屠宰率(Eidsvik 等,2019)。 在兔生长期添加1%和2% 的红辣椒(富含CAP)可起到促进生长和免疫反应的作用(Elwan 等,2020)。 在肉羊日粮中CAP 添加量不宜超过200 mg/kg, 添加100 mg/kg 会增加采食量和饮水量(柏雪梅等,2022)。 可见在牛、羊和兔这些草食动物生产中加入适宜CAP 是有益的,但不同动物适宜添加量还有待进一步研究确定。

4.2 CAP 在家禽生产中的应用 饲料添加80 mg/kg 辣椒提取物(含2%天然CAP)可提高肉鸡的生长性能、养分消化率、抗氧化性能、免疫性能和肉品质,以及降低肉鸡血清尿素氮、低密度脂蛋白胆固醇和总胆固醇浓度, 提高生长激素浓度(Liu 等,2021c)。 饲粮中添加50、100 mg/kg 和150 mg/kg 的CAP 产品(有效含量(2%)能够改善蛋鸡生产性能和蛋品质与抗氧化能力(顾云峰等,2020)。 而在热应激环境下, 在鹌鹑饲粮中添加25 mg/kg 和50 mg/kg CAP 产品(有效含量2%)能够减轻氧化应激,降低卵巢MDA 和NF-κB 水平,增加产蛋量和抗氧化酶水平(Sahin 等,2017)。 肉鸡饲粮添加4%辣椒油树脂(富含CAP)能够替代抗球虫药物, 不会影响其采食量和生长性能(Nacimento 等,2019)。在水禽上也有相应研究,发现樱桃谷鸭饲粮中添加300 mg/kg 的CAP 产品(有效含量2%)能提高其生长性能、采食量、抗氧化功能和肉品质(袁杨斌等,2021b)。 北京鸭饲粮中添加100 ppm 和150 ppm 的CAP 能够提高其生长性能、养分消化率和抗氧化功能,以及改善小肠的酶和菌群,并对肝脏活性无不良影响(Ahmed等,2016)。 可见在家禽生产中添加80 ~300 mg/kg的CAP 产品(含2%纯CAP)能够缓解热应激,提高经济效益,且无不良影响。

4.3 CAP 在猪生产中的应用 在育肥猪饲粮中添加2 mg/kg 和3 mg/kg CAP 产品 (含2%纯CAP),可以提高其采食量,并显著改善生长猪的生产性能 (李辉等,2020)。 饲粮添加2.5 mg/kg CAP 产品(含2%纯CAP)还能提高育肥猪肠道绒毛高度和隐窝深度,降低血液尿素氮含量(Namted 等,2020)。 饲粮添加80 mg/kg 辣椒提取物(含2% CAP)可替代金霉素,提高断奶猪的消化酶活性(胰脂肪酶,空肠α-淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶,以及回肠脂肪酶)、抗氧化能力(T-AOC、SOD、过氧化氢酶)、抗炎功能(IL-10)、肠道挥发性脂肪酸组成和菌群含量(粪杆菌)来提高生产性能(Long等,2021)。 在母猪饲粮中添加0.5%和1%辣椒提取物可降低血清TNF-α 和IL-10 含量,提高血清促乳素和生长激素含量(郭衍新等,2022)。在哺乳期和断奶仔猪的饲粮中添加CAP 均可以提高断奶后第一周仔猪的增重效率 (Rosa-Medina 等,2021)。 表明CAP 的生物学功能可通过母体传递到后代仔猪身上,有利于生长猪的生产性能。

5 小结

综上所述,CAP 是一种天然、 无污染的功能性添加剂,其具有许多有益的作用,如抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒和促进肠道稳态等,可见CAP 具有替抗的潜力。为CAP 在畜禽生产中的研究与应用提供理论支持,实现畜禽健康高效养殖。但相关的作用机理目前未完全阐明,有待进一步研究。另外, 目前CAP 在畜禽生产中的应用还相对较少,其在不同动物、不同生长阶段的添加量,以及与其他添加剂组合使用的协调作用机制并不明晰,有待进一步研究验证。

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