生物學活性在畜牧生產(chǎn)的應用

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[摘要]原花青素能夠清除體內(nèi)自由基，具有很強的抗氧化活性，并且能夠調(diào)節(jié)免疫和發(fā)揮抗癌作用。因此，其作為一種天然綠色飼料添加劑，能夠提高動物生產(chǎn)性能，在畜牧生產(chǎn)中應用越來越廣泛。本文對原花青素的生物學特性和在畜牧業(yè)生產(chǎn)中應用的研究進行綜述，以期為原花青素在畜牧生產(chǎn)中得到更廣泛應用提供理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]原花青素；生物學活性；畜牧生產(chǎn)

原花青素（PC）是一類水溶性多酚化合物，存在于天然植物中，如葡萄、山楂、蘋果、野草莓、紫甘薯、銀杏和松樹等。原花青素可利用資源非常廣泛，是一種天然的抗氧化劑。其具有很強的極性，溶于甲醇、乙醇、丙醇、丙酮等極性較高的溶劑，不溶于極性較小的溶劑，如苯、甲苯、氯仿和石油醚等。原花青素水溶性強，易被機體吸收，生物利用度超過90％，但穩(wěn)定性差，容易受到pH、光、熱的影響（段國平等，2014）。原花青素的結(jié)構(gòu)非常復雜，其中最簡單的是兒茶素、表兒茶素、兒茶素和表兒茶素。在原花青素的各種結(jié)構(gòu)中，以二聚體分布最廣，是最重要的原花色素類。在原花青素來源中，從葡萄籽及其皮中提取出來的葡萄籽原花青素（GSPE)含量最高，并且原料成本低，是原花青素的重要來源，受到廣泛的應用（Liu等，2018）。

1原花青素的生物學活性

1.1免疫調(diào)節(jié)和抗癌作用。研究發(fā)現(xiàn)，在肉雞飼料中添加1.5％綠色葡萄葉可顯著降低白細胞數(shù)量，提高嗜異性細胞比例（張海軍等，2012），能夠促進小鼠脾細胞增殖及分泌TNF-α和IL-2能力（潘利華等，2014）。目前認為，原花青素可以提升機體免疫功能，其調(diào)節(jié)機制可能是通過對細胞因子的調(diào)節(jié)來完成（孔妮等，2018）。PC可以促進癌細胞凋亡，也可抑制紫外線誘導的免疫抑制，并促進T細胞功能發(fā)揮抗皮膚癌作用（Katiyar，2007）。研究表明，由山楂中提取的原花青素能夠抑制肝癌細胞SMMC-7721的增殖并促進其凋亡（孫思明等，2019）。其抗癌機制可能與原花青素具有強的抗氧化和清除自由基能力，可以促進癌細胞凋亡并阻止細胞周期有關(guān)。1.2清除自由基和抗氧化活性。葡萄籽提取物原花青素抗氧化活性是常用抗氧化劑維生素E的50倍，維生素C的20倍。原花青素含有多個酚羥基，因此可被氧化釋放H+，釋放的H+可與人體產(chǎn)生的活性氧自由基結(jié)合。其可以通過清除活性氧來阻斷其對細胞膜脂質(zhì)的過氧化損傷。凌智群等（2002）報道，PC能阻止過氧化氫對細胞膜的氧化損傷作用，并且作用效果呈增加趨勢。對小鼠進行試驗發(fā)現(xiàn)，給予小鼠口服PC，小鼠肝臟組織SOD活性明顯增強，這可能由于PC激活了機體的抗氧化通路，產(chǎn)生大量抗氧化活性物質(zhì)，從而抑制細胞膜的脂質(zhì)過氧化。原花青素可以清除大鼠腸組織中的氧自由基，減少對腸組織的氧化損傷，減輕大鼠復發(fā)性結(jié)腸炎（王艷紅等，2010）。PC還可抑制體內(nèi)活性氧及α-生育酚的產(chǎn)生和回收，并保護低密度脂蛋白。原花青素含的二羥酚基可與金屬離子Fe3+、Cu2+、Al3+結(jié)合，從而阻止金屬離子催化自由基反應的活性，起到抗氧化的作用。1.3抗病驅(qū)蟲功能。原花青素可以抑制真菌、細菌和酵母等微生物的生長。研究發(fā)現(xiàn)，原花青素可以通過抑制膀胱上皮細胞表面整合素受體及F-Actin表達實現(xiàn)抑制致病性大腸桿菌的黏附，阻止其侵入膀胱上皮細胞（沙凱輝等，2018）。Wang等（2008）研究表明，飼糧中添加PC可提高肉仔雞的免疫功能，降低柔嫩艾美爾球蟲感染造成的肉雞生長抑制，并可以治療因柔嫩艾美爾球蟲引起的并發(fā)癥，能保護多種球蟲誘導雞的壞死性腸炎腸道損傷，但具體的機制還需要進一步研究。1.4心血管保護作用。Demirkaya等（2009）研究表明，每日攝入100mgPC的試驗鼠，能夠抑制由DXR造成的心肌氧化損傷。Pataki等（2002）研究發(fā)現(xiàn)，PC能夠清除OH和H2O2自由基，提高心臟受損后的恢復。PC能夠抑制膠原蛋白、彈性蛋白和透明質(zhì)酸的分解，主要是由于PC能夠抑制膠原酶、彈性蛋白酶和透明質(zhì)酸酶活性，從而保持血管完整性。PC可以降低血TC、血脂、低密度脂蛋白（LDL）等濃度，升高高密度脂蛋白（HDL）濃度來預防動脈粥樣硬化（馬亞兵等，2013）。原花青素還具有降低血壓和放松血管的作用。研究發(fā)現(xiàn)，給兔靜脈注射葡萄籽原花青素后，能有效抑制血管緊張素Ⅰ轉(zhuǎn)化酶，進而起到降壓作用。山楂原花青素能夠促進血管內(nèi)皮細胞胞外鈣內(nèi)流和胞內(nèi)鈣釋放，發(fā)揮其血管內(nèi)皮細胞鈣活化的作用（李澎等，2017）。1.5解救中毒的作用PC能夠緩解毒物對細胞氧化損傷和免疫毒性。萬一方等（2017）利用細胞活力分析和ELISA試驗發(fā)現(xiàn)，PC能夠顯著抑制PNMC對脾淋巴細胞增殖毒性作用，緩解其對T淋巴細胞分泌白介素2和4的能力，通過測定抗氧化指標SOD和GPx證明，PC緩解免疫毒性與其抗氧化作用密切相關(guān)。涂瓏瓏（2013）通過建立4-硝基酚小鼠睪丸損傷模型，添加葡萄籽原花青素提取物能顯著緩解其引起小鼠精子數(shù)減少和生精上皮細胞脫落，恢復睪丸組織正常形態(tài)，并且提高睪丸組織的抗氧化水平。還證明了PC緩解4-硝基酚生殖毒性是通過其抗氧化能力，并調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白和基因表達來實現(xiàn)的。水產(chǎn)飼料中鎘超標可使動物肝臟細胞死亡、解體和線粒體損傷，對水產(chǎn)養(yǎng)殖造成嚴重危害。研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加PC，能夠增強肝臟抗氧化能力和清除體內(nèi)自由基（盧俊姣等，2014）。趙盼月等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加800mg/kg的原花青素能拮抗鎘造成吉富羅非魚肝臟氧化損傷，能夠顯著降低吉富羅非魚血清轉(zhuǎn)氨酶活性，減少肝臟自由基產(chǎn)生，提高肝臟金屬硫蛋白水平。侯福銀等（2015）在雞胚第6.5天，注射0.05mg/kg鎘或2.5mg/kgPC，測定睪丸形態(tài)、氧化指標、細胞凋亡和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激相關(guān)基因的表達情況發(fā)現(xiàn)，PC逆轉(zhuǎn)了鎘引起雞胚睪丸損傷和凋亡細胞數(shù)量增多現(xiàn)象，并降低了鎘誘導的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激相關(guān)基因XBP-1表達。姜婧等（2016）發(fā)現(xiàn)，鉛可以嚴重損傷肝臟，但PC能夠保護鉛對大鼠肝臟的損傷作用，因為PC降低了ALT和AST活性，提高了SOD活性，降低脂質(zhì)過氧化和肝病理損傷，初步探討機理表明，PC主要通過調(diào)控氧化應激、細胞凋亡和DNA損傷起到保護作用。研究表明，飼料中添加葡萄籽原花青素能夠顯著緩解黃曲霉毒素B1對肉雞誘導的免疫抑制和氧化應激反應，而且發(fā)現(xiàn)，起到保護作用是由于原花青素能夠激活Nrf2信號通路并抑制NF-κB通路，該研究結(jié)果為防控黃曲霉毒素中毒奠定了基礎（Rajput等，2019）。研究也發(fā)現(xiàn)，葡萄籽原花青素通過激活Nrf2/ARE通路能夠顯著緩解玉米赤霉烯酮對小鼠生殖毒性（Long等，2016）。

2原花青素在畜牧生產(chǎn)中的應用

2.1在家禽生產(chǎn)中的應用。飼料中添加原花青素可提高肉雛雞免疫器官指數(shù)，提高胸肌率、肉雞日增重、腿肌率、胸肌pH，降低腹脂率（周華等，2013）。梁衛(wèi)花（2009）選取了300只1日齡健康AA肉仔雞，進行42d飼喂效果試驗，研究發(fā)現(xiàn)，松針提取物原花青素能夠提高肉仔雞法氏囊、脾臟、胸腺等重量進而提高肉雞的免疫功能，與抗生素金霉素、北里霉素進行對比發(fā)現(xiàn)，效果明顯高于這兩種抗生素。楊金玉等（2014）研究表明，7.5~15.0mg/kgPC與小麥型飼糧組合可顯著提高雞免疫機能。體外試驗進一步研究發(fā)現(xiàn)，PC促進肉仔雞外周淋巴細胞增殖效果最佳的濃度為30μg/mL。研究發(fā)現(xiàn)，PC能夠提高產(chǎn)蛋后期蛋雞生產(chǎn)性能和抗氧化能力。張玉等（2016）試驗發(fā)現(xiàn)，在基礎飼糧中添加50mg/kgPC能提高蛋雞血漿和肝臟T-SOD活性，降低肝臟MDA含量，增加蛋殼厚度。邢玉娟等（2018）發(fā)現(xiàn)，10mg/kgOPC對肉雞1~42d的生長性能及免疫機能提升最顯著，15mg/kgOPC對肉雞血漿抗氧化提升最顯著。2.2在豬生產(chǎn)中的應用PC能夠顯著提高應激仔豬抗氧化能力，降低肝臟炎癥反應和維持肝臟細胞完整性。PC還能夠提高仔豬生長性能，且效果與維生素E的效果相當（趙嬌，2013）。PC還能夠提高腸道消化酶的活性，促進營養(yǎng)物質(zhì)吸收，提高血液中紅白細胞數(shù)量，降低斷奶應激造成的不利影響。趙家奇等（2016）試驗發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬飼料中添加100mg/kgPC可顯著提高仔豬血清抗體、補體和白細胞介素-2的濃度，提高斷奶仔豬谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物岐化酶活性，降低血清中MDA含量。PC不僅能夠提高仔豬免疫力和抗氧化能力，而且當仔豬受到氧化應激后，也會起到一定的保護作用。趙嬌等（2012）報道，飼糧中添加100mg/kg葡萄籽PC能夠減緩Diquat誘導的仔豬氧化應激，進而改善應激仔豬的生長性能。胡亞美等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，原花青素還能提高豬精液常溫保存效果，延長精液保存時間。2.3在其他動物生產(chǎn)中的應用。研究表明，PC可提高肉兔屠宰率，降低肉品粗脂肪含量，改善肉品物理性狀。飼糧中添加原花青素可降低肉兔死亡率、腹瀉率，同時，飼糧中添加原花青素，可改善肉兔盲腸發(fā)酵狀況，而添加400mg/kg原花青素，可提高肉兔飼糧營養(yǎng)物質(zhì)的利用效率（汪水平等，2014）。PC能夠降低成年母羊糞中的蛋白含量和能量、降低飼料成本，提高經(jīng)濟效益（李會菊等，2010）。PC可增加魚類畝產(chǎn)量，降低餌料系數(shù)（楊再等，2006）。0.2g/kg添加水平的葡萄籽原花青素能夠改變奶牛瘤胃微生物發(fā)酵模式，顯著降低了甲烷產(chǎn)量（楊德蓮等，2018）。朱旺（2015）在肉?？漳c上皮細胞培養(yǎng)基中添加PC，然后又進行不同溫度的熱應激（37、40、43℃和46℃下進行2h的培養(yǎng)），試驗發(fā)現(xiàn)，在一定溫度范圍內(nèi)，PC能夠提高細胞抗氧化能力、降低炎性反應，進而緩解肉牛空腸上皮細胞的熱應激反應。宿孝奇（2015）試驗發(fā)現(xiàn)，奶牛發(fā)生酮病時血漿MDA和NO、CAT活性顯著升高，TAC、GPX、SOD活性極顯著下降，反應泌乳早期奶牛發(fā)生酮病時機體氧化應激劇烈，抗氧化水平低下。泌乳早期添加PC可有效提高奶牛機體抗氧化能力，降低血漿氧化代謝產(chǎn)物和酮體水平。

3小結(jié)

原花青素作為一種無副作用的綠色添加劑，能夠拮抗有毒物質(zhì)對動物機體的損傷，提高畜禽抗病和抗氧化能力，增強動物機體免疫力，其應用前景廣闊。但原花青素在不同動物生產(chǎn)中的應用劑量不同，需要科研人員確定最佳添加量，最終發(fā)揮原花青素在畜牧生產(chǎn)中的作用。

作者:吳偉偉 哈尼克孜 張小偉 龍淼 單位:新疆畜牧科學院畜牧研究所