生物學(xué)活性在畜牧生產(chǎn)的應(yīng)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(qiáng)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(dòng)物生產(chǎn)性能，在畜牧生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文對(duì)原花青素的生物學(xué)特性和在畜牧業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的研究進(jìn)行綜述，以期為原花青素在畜牧生產(chǎn)中得到更廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]原花青素；生物學(xué)活性；畜牧生產(chǎn)

原花青素（PC）是一類(lèi)水溶性多酚化合物，存在于天然植物中，如葡萄、山楂、蘋(píng)果、野草莓、紫甘薯、銀杏和松樹(shù)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(qiáng)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(qiáng)，易被機(jī)體吸收，生物利用度超過(guò)90％，但穩(wěn)定性差，容易受到pH、光、熱的影響（段國(guó)平等，2014）。原花青素的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，其中最簡(jiǎn)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(lèi)。在原花青素來(lái)源中，從葡萄籽及其皮中提取出來(lái)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(lái)源，受到廣泛的應(yīng)用（Liu等，2018）。

1原花青素的生物學(xué)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(xì)胞數(shù)量，提高嗜異性細(xì)胞比例（張海軍等，2012），能夠促進(jìn)小鼠脾細(xì)胞增殖及分泌TNF-α和IL-2能力（潘利華等，2014）。目前認(rèn)為，原花青素可以提升機(jī)體免疫功能，其調(diào)節(jié)機(jī)制可能是通過(guò)對(duì)細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)來(lái)完成（孔妮等，2018）。PC可以促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡，也可抑制紫外線誘導(dǎo)的免疫抑制，并促進(jìn)T細(xì)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(xì)胞SMMC-7721的增殖并促進(jìn)其凋亡（孫思明等，2019）。其抗癌機(jī)制可能與原花青素具有強(qiáng)的抗氧化和清除自由基能力，可以促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡并阻止細(xì)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(gè)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(guò)清除活性氧來(lái)阻斷其對(duì)細(xì)胞膜脂質(zhì)的過(guò)氧化損傷。凌智群等（2002）報(bào)道，PC能阻止過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)胞膜的氧化損傷作用，并且作用效果呈增加趨勢(shì)。對(duì)小鼠進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給予小鼠口服PC，小鼠肝臟組織SOD活性明顯增強(qiáng)，這可能由于PC激活了機(jī)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(xì)胞膜的脂質(zhì)過(guò)氧化。原花青素可以清除大鼠腸組織中的氧自由基，減少對(duì)腸組織的氧化損傷，減輕大鼠復(fù)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(hù)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(yīng)的活性，起到抗氧化的作用。1.3抗病驅(qū)蟲(chóng)功能。原花青素可以抑制真菌、細(xì)菌和酵母等微生物的生長(zhǎng)。研究發(fā)現(xiàn)，原花青素可以通過(guò)抑制膀胱上皮細(xì)胞表面整合素受體及F-Actin表達(dá)實(shí)現(xiàn)抑制致病性大腸桿菌的黏附，阻止其侵入膀胱上皮細(xì)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(chóng)感染造成的肉雞生長(zhǎng)抑制，并可以治療因柔嫩艾美爾球蟲(chóng)引起的并發(fā)癥，能保護(hù)多種球蟲(chóng)誘導(dǎo)雞的壞死性腸炎腸道損傷，但具體的機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。1.4心血管保護(hù)作用。Demirkaya等（2009）研究表明，每日攝入100mgPC的試驗(yàn)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(fù)。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(lái)預(yù)防動(dòng)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(jìn)而起到降壓作用。山楂原花青素能夠促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞胞外鈣內(nèi)流和胞內(nèi)鈣釋放，發(fā)揮其血管內(nèi)皮細(xì)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(duì)細(xì)胞氧化損傷和免疫毒性。萬(wàn)一方等（2017）利用細(xì)胞活力分析和ELISA試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PC能夠顯著抑制PNMC對(duì)脾淋巴細(xì)胞增殖毒性作用，緩解其對(duì)T淋巴細(xì)胞分泌白介素2和4的能力，通過(guò)測(cè)定抗氧化指標(biāo)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(guò)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(xì)胞脫落，恢復(fù)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(guò)其抗氧化能力，并調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白和基因表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。水產(chǎn)飼料中鎘超標(biāo)可使動(dòng)物肝臟細(xì)胞死亡、解體和線粒體損傷，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖造成嚴(yán)重危害。研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加PC，能夠增強(qiáng)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(yú)肝臟氧化損傷，能夠顯著降低吉富羅非魚(yú)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(cè)定睪丸形態(tài)、氧化指標(biāo)、細(xì)胞凋亡和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)基因的表達(dá)情況發(fā)現(xiàn)，PC逆轉(zhuǎn)了鎘引起雞胚睪丸損傷和凋亡細(xì)胞數(shù)量增多現(xiàn)象，并降低了鎘誘導(dǎo)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)基因XBP-1表達(dá)。姜婧等（2016）發(fā)現(xiàn)，鉛可以嚴(yán)重?fù)p傷肝臟，但PC能夠保護(hù)鉛對(duì)大鼠肝臟的損傷作用，因?yàn)镻C降低了ALT和AST活性，提高了SOD活性，降低脂質(zhì)過(guò)氧化和肝病理?yè)p傷，初步探討機(jī)理表明，PC主要通過(guò)調(diào)控氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡和DNA損傷起到保護(hù)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(duì)肉雞誘導(dǎo)的免疫抑制和氧化應(yīng)激反應(yīng)，而且發(fā)現(xiàn)，起到保護(hù)作用是由于原花青素能夠激活Nrf2信號(hào)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(chǔ)（Rajput等，2019）。研究也發(fā)現(xiàn)，葡萄籽原花青素通過(guò)激活Nrf2/ARE通路能夠顯著緩解玉米赤霉烯酮對(duì)小鼠生殖毒性（Long等，2016）。

2原花青素在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)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A(chǔ)A肉仔雞，進(jìn)行42d飼喂效果試驗(yàn)，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(jìn)而提高肉雞的免疫功能，與抗生素金霉素、北里霉素進(jìn)行對(duì)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(jī)能。體外試驗(yàn)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PC促進(jìn)肉仔雞外周淋巴細(xì)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(yàn)發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)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(duì)肉雞1~42d的生長(zhǎng)性能及免疫機(jī)能提升最顯著，15mg/kgOPC對(duì)肉雞血漿抗氧化提升最顯著。2.2在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用PC能夠顯著提高應(yīng)激仔豬抗氧化能力，降低肝臟炎癥反應(yīng)和維持肝臟細(xì)胞完整性。PC還能夠提高仔豬生長(zhǎng)性能，且效果與維生素E的效果相當(dāng)（趙嬌，2013）。PC還能夠提高腸道消化酶的活性，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，提高血液中紅白細(xì)胞數(shù)量，降低斷奶應(yīng)激造成的不利影響。趙家奇等（2016）試驗(yàn)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(bǔ)體和白細(xì)胞介素-2的濃度，提高斷奶仔豬谷胱甘肽過(guò)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(dāng)仔豬受到氧化應(yīng)激后，也會(huì)起到一定的保護(hù)作用。趙嬌等（2012）報(bào)道，飼糧中添加100mg/kg葡萄籽PC能夠減緩Diquat誘導(dǎo)的仔豬氧化應(yīng)激，進(jìn)而改善應(yīng)激仔豬的生長(zhǎng)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(zhǎng)精液保存時(shí)間。2.3在其他動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)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(shí)，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(yíng)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(jì)效益（李會(huì)菊等，2010）。PC可增加魚(yú)類(lèi)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）在肉牛空腸上皮細(xì)胞培養(yǎng)基中添加PC，然后又進(jìn)行不同溫度的熱應(yīng)激（37、40、43℃和46℃下進(jìn)行2h的培養(yǎng)），試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一定溫度范圍內(nèi)，PC能夠提高細(xì)胞抗氧化能力、降低炎性反應(yīng)，進(jìn)而緩解肉?？漳c上皮細(xì)胞的熱應(yīng)激反應(yīng)。宿孝奇（2015）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，奶牛發(fā)生酮病時(shí)血漿MDA和NO、CAT活性顯著升高，TAC、GPX、SOD活性極顯著下降，反應(yīng)泌乳早期奶牛發(fā)生酮病時(shí)機(jī)體氧化應(yīng)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(jī)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(wú)副作用的綠色添加劑，能夠拮抗有毒物質(zhì)對(duì)動(dòng)物機(jī)體的損傷，提高畜禽抗病和抗氧化能力，增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體免疫力，其應(yīng)用前景廣闊。但原花青素在不同動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)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(xué)院畜牧研究所