花青素的生物學特性及其在動物生產中的應用

◆作者：鄒新建，侯玉潔，劉昌林，楊宗英，姚毅

◆單位：南昌市農業科學院，江西南昌330008

原花青素（procyanidins，PCs）又名前青花素，在營養學上被歸為黃酮類化合物，由不同數量的兒茶素與表兒茶素結合而形成多聚體，是植物界廣泛存在的一類多酚化合物的總稱。廣泛存在于松樹皮、松樹針、葡萄籽、蘋果、高粱和花生中。原花青素具有來源廣、成本低、安全性高、生物活性高、無殘留無副作用等特點。合理利用該綠色添加劑能有效提高動物機體抗氧化能力、提高機體免疫能力、緩解養殖過程中應激、助消化促生長、抗炎抑菌、抗病驅蟲。本文就原花青素在動物生產中的最新應用作一綜述，以期為在畜禽養殖中科學合理地利用原花青素提供理論依據和實踐參考。

1 原花青素的營養成分

原花青素中含有豐富的蛋白質、粗脂肪、各種氨基酸、維生素、多酚、黃酮類化合物及礦物質等。楊豆（2017）等探究了纖維素酶和果膠酶的質量比、復合酶濃度、酶解時間、酶解溫度、pH和料液比對葡萄籽中原花青素提取的影響，并通過正交實驗優化了提取工藝，得到最佳的提取工藝參數為：當纖維素酶和果膠酶的質量比為1∶1時，復合酶濃度1.0%，酶解時間60min，酶解溫度50℃，pH=5，料液比1∶21g/mL，原花青素得率最高達3.805%。酶解法提取葡萄籽中原花青素條件溫和，利于其在飼料中的進一步應用。張衛波等（2017）試驗探究了料液比、微波溫度、微波時間、微波功率等因素對葡萄籽中原花青素的提取效果的影響，在此基礎上通過正交優化得到葡萄籽中原花青素微波提取的最佳工藝參數：SDS水溶液濃度0.15%、料液比1：18g/m L、微波溫度55℃、微波時間3min、微波功率400W，此條件下的原花青素得率為5.597%。

2 原花青素的生物學功能

原花青素具有清除自由基、抗氧化、抗癌、抑菌、抗衰老、消炎抗腫瘤、促進骨形成、保護組織細胞等多種生理作用，應用價值極高。

2.1 促生長作用

原花青素能有效促進動物生長，提高日增重，降低料肉比。王占斌（2005）報道，在艾維茵肉雞日糧中分別添加0.02%和0.04%松科植物提取物活性物質，與對照組相比，平均日分別增重提高13.04%和10.86%，飼料轉化率分別提高13.1%和8.73%，胴體性狀改善，腹脂率有顯著降低的趨勢。

2.2 抗氧化作用和自由基清除功能

原花青素作為一種具有活性酚羥基結構的天然物質，具有強大的清除體內有害自由基的能力，其抗氧化機理與多酚類物質相似，可阻礙核酸、蛋白質和脂肪被氧化損害，提高超氧化物歧化酶和氧化酶活力，減輕過氧化作用造成的損傷。

研究表明，原花青素在體內抗氧化能力是維生素E的50倍、維生素C的20倍。葡萄籽原花青素對于防止細胞膜中維生素E損失、減少膜脂質過氧化、推遲溶血有顯著的作用，同時還能劑量依賴性地誘導卵磷脂過氧化過程中維生素E再生。Bagchi等（2014）報道，葡萄籽原花青素對氧自由基的清除能力具有劑量依賴性，100mg/L葡萄籽原花青素對培養細胞中氧自由基和羥自由基的抑制能力分別為78%和81%，而同等條件下維生素C對上述2種自由基的抑制能力分別為12%和19%，維生素E琥珀酸酯分別為36%和44%，超氧化物歧化酶和過氧化氫酶聯合作用對氧自由基的抑制能力約為83%。

李向果等（2013）研究表明，小鼠灌胃相應劑量的原花青素可以顯著提高小鼠機體中SOD、CAT、GSH-Px活性，降低MDA含量，且對臟器指數沒有影響，對小鼠沒有毒害作用。王穎（2014）等給模型糖尿病小鼠連續飼喂含葡萄籽原花青素的飼料28 h，測定全血和肝組織中超氧歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活力以及丙二醛（MDA）含量，發現能夠有效提高SOD和GSH-Px活性，降低MDA含量。添加不同劑量的葡萄籽原花青素提取物能夠有效地增強模型小鼠心臟、肝、腦和血清中SOD、GSH-Px活力，同時降低MDA水平。王艷紅等（2012）報道，葡萄籽原花青素可通過提高復發性結腸炎大鼠血清抗氧化能力，抑制NO生成，來減輕復發性結腸炎炎癥反應。

2.3 免疫調節作用

葡萄籽原花青素可改善紫外照射誘發的小鼠免疫抑制，通過調節炎癥T細胞分化，葡萄籽原花青素可以降低白細胞介素IL-17、IL-21、IL-22、IL-26 等 細胞因子的分泌，減少因此而導致的炎癥和疾病的發生。梁衛花（2009）在肉仔雞基礎日糧中添加0.075%或0.100%松針提取物（前花青素），研究表明，添加前花青素提取物能增加肉仔免疫器官指數，促進了巨噬細胞的吞噬功能，提高淋巴細胞（增殖）轉化率，對肉雞的體液免疫和細胞免疫有明顯的促進作用。邢玉娟（2018）研究指出，肉雞飼糧中添加10～15mg/kg原花青素可以顯著提高血漿GSH-Px、SOD、T-AOC水平，并降低血漿MDA含量，從而增強機體的抗氧化能力；以添加量為10mg/kg原花青素效果最好，可以顯著提高胸腺指數、脾臟指數、廓清指數和吞噬指數，并能顯著提高血漿溶菌酶含量；最能顯著提高肉雞生長性能和免疫機能。

2.4 抗病驅蟲作用

Wang等（2015）報道，低聚原花青素通過減少氧化應激、降低炎癥細胞因子的產生，對肝臟體現出顯著的保護作用，使小鼠避免由于酒精誘導的肝損傷和脂肪肝。原花青素對真菌、細菌和酵母等微生物具有毒害作用，其機理可能是：①通過PPARγ減弱THP-1細胞在炎癥反應過程中的負作用實現；②通過激活 NF-КB和 MAPK的表達從而表現出極強的抗炎作用；③通過抑制氧化磷酸化作用而直接作用于微生物的代謝，且剝奪微生物的鐵、鋅等離子環境。此外，Wang等（2008）研究指出，葡萄原花青素可以改善柔嫩艾美爾球蟲造成的生長受阻，并且有助于治療因柔嫩艾美爾球蟲引起的并發癥。

2.5 抗癌作用

前人報道，花青素具有降低癌細胞增殖能力與抑制腫瘤形成的功效。主要表現在花青素可調節機體產生抑制腫瘤形成的酶，抑制癌細胞的增殖；此外，花青素還有清除體內有害自由基的作用。

2.6 促消化、防腹瀉作用

原花青具有促消化、防腹瀉的作用，其主要機理為：一是原花青素通過清除自由基保護胃腸道免受氧化應激，避免黏膜損傷使胃壁不受自由基傷害，還可與蛋白質緊密結合，達到保護胃壁的功效。二是原花青素能提高動物分泌消化酶的能力，讓腸胃更好地運轉，通過充分利用營養物質，減少腸胃負擔。Xu等（2007）報道，沙棘原花青素提升使得黏膜功能恢復，來使得大鼠因為醋酸引起的胃潰瘍得到很好的治療效果。Song等（2011）試驗表明，葡萄籽原花青素通過降低腸道通透性、提高抗氧化指數從而降低了大鼠斷奶后腹瀉率。

2.7 改善營養代謝作用

花青素進入動物機體后，迅速被吸收、轉運和代謝，大部分可通過羥基的甲基化、與葡萄糖醛酸等有機酸結合成酯而進行代謝，還有小部分以原形排出體外。原花青素能有效興奮胃腸道和促進消化腺酶的分泌，促進血紅蛋白、血清蛋白的合成，即具有抗貧血和改善蛋白代謝的作用，從而提高營養物質的利用效率。研究顯示，原花青素能與蛋白質結合并改變其結構，從而調節代謝途徑中的關鍵酶和蛋白活性，還能影響氧化還原反應敏感的信號傳導途徑，改變基因表達。

3 原花青素在動物生產中的應用

3.1 原花青素在家禽生產中的應用

家禽生產日糧中添加一定量的原花青素不僅對動物生長有促進作用，還能提高機體免疫力，還能對抗病原菌。張玉等（2016）報道，蛋雞日糧中添加50mg/kg原花青素，能有效改善產蛋后期蛋雞產蛋率和哈夫單位，增加蛋殼厚度，提高機體抗氧化能力。劉守業（2017）在肉仔雞基礎日糧中分別添加50mg/kg葡萄籽原花青素（低劑量組）、100mg/kg葡萄籽原花青素（中劑量組）、150mg/kg葡萄籽原花青素（高劑量組），對照組不添加，結果表明，與對照組相比，中、高劑量組肉仔雞血清免疫球蛋白含量均高于對照組；在抗氧化力方面，各添加組中SOD、CAT、GSH-Px均有不同程度的提高。試驗結果表明，在飼糧中添加葡萄籽原花青素可以提高肉仔雞的免疫功能和抗氧化能力。邢玉娟（2018）研究指出，肉雞飼糧中添加7.5～15mg/kg原花青素可以顯著提高肉雞平均日增質量，顯著降低料重比。楊金玉等（2016） 報道，7.5～15mg/kg 葡萄原花青素可以提高經球蟲感染后肉仔雞的抗氧化性能和免疫機能，并顯著抗球蟲感染引起的炎癥反應，從而緩解球蟲感染造成的生長抑制。

3.2 原花青素在豬生產中的應用

仔豬日糧中添加原花青素能增強仔豬免疫力，提高生產性能，降低斷奶腹瀉率，提高飼糧中營養物質的消化率，促進腸道對營養物質的吸收。郝瑞榮等（2014）在斷奶仔豬日糧中分別添加0mg/kg（對照組）、50mg/kg（試驗 I組）、100mg/kg（試驗II組）、150 mg/kg（試驗III組）高粱原花青素，研究表明，與對照組相比，試驗各組斷奶仔豬腹瀉率分別下降了 42.74%、46.72%、40.75%，仔豬血清 Ig G、Ig M、補體 3（C3）、補體 4（C4）和白細胞介素2（IL-2）的濃度顯著提高，仔豬GSH-Px、SOD活性以及血清總抗氧化能力（T-AOC）顯著提高，MDA含量降低。Park（2015）報道，添加原花青素可提高生長豬飼料轉化率和抗炎性細胞因子含量。

池圣清等（2017）在斷奶仔豬基礎日糧中分別添加50 mg/kg（試驗 I組）、100 mg/kg（試驗II組）和150 mg/kg前花青素（試驗III組），對照組飼喂基礎飼糧。結果表明：與對照組相比，試驗組平均日增重分別顯著提高了 17.24%、17.87%、8.92%；腹瀉率分別極顯著降低了49.54%、56.27%和52.29%；血清MDA含量分別顯著降低了19.03%、26.30%、21.11%；血清SOD活性分別極顯著提高了22.86%、26.32%、24.93%。試驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組血清Ig G含量分別提高了10.88%、24.49%、9.75%；血清C3含量分別提高了4.17%、14.58%、6.25%；TG 含量分別降低了 25.00%、33.82%、30.88%；UN含量分別降低了17.63%、21.15%、28.53%；斷奶仔豬飼糧中添加前花青素可提高仔豬的日增重，降低腹瀉率，改善血清抗氧化能力并提高免疫力，添加量以100 mg/kg為宜。孫艷青等（2016）研究指出，在豬冷凍基礎液中分別添加0μg/mL、10μg/mL、20μg/mL、30μg/mL、40μg/mL、50μg/mL 的葡萄籽原花青素可以顯著提高冷凍-解凍后豬精子品質和抗氧化能力；以添加量為40μg/mL時，對豬精子冷凍保存效果最好。

3.3 原花青素在反芻動物中的應用

葡萄籽原花青素含量高，具有抗氧化、清除自由基的作用，目前國內對原花青素在反芻動物中的研究主要集中于在對奶牛和羊生產性能、瘤胃發酵和微生物區系等方面。楊德蓮等（2018）報道，奶牛瘤胃體外發酵液中添加葡萄籽原花青素改善了瘤胃發酵模式，顯著影響了瘤胃微生物區系，顯著降低了甲烷產量，以0.2g/kg的添加水平較為適宜。鄒須永等（2017）報道，在產后奶牛日糧中添加20mg/kg的原花青素，連續飼喂35天，能提高產后奶牛血漿中總抗氧化能力，增強自由基清除能力，對于緩解奶牛產后氧化損傷和氧化應激有積極意義。

趙棟等（2014）在綿羊飼料中添加0、0.85、1.70和2.25g/kg DM含量的葡萄渣單寧，對綿羊干物質、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和鈣磷的表觀消化率沒有顯著影響，但能顯著提高綿羊的氮表觀消化率和留存率，顯著降低綿羊瘤胃液總氮和蛋白氮濃度，顯著提高尿素氮濃度，顯著提高綿羊瘤胃液丙酸含量、降低丁酸和乙酸/丙酸對瘤胃液pH的影響。能夠提高綿羊對飼料蛋白質的利用率。李會菊等（2010）探究了成年母羊日糧中添加不同劑量的葡萄渣（8%、16%、24%）和葡萄籽（8%、16%、24%）對成年小尾寒羊表觀消化率的影響。試驗結果顯示，成年母羊日糧中添加8%的葡萄渣，粗蛋白的表觀消化率為57.2%，能量的表觀消化率為68.85%，明顯優于其他各添加組。

3.4 原花青素在水產動物中的應用

前人報道，在水產動物的喂食中添加原花青素，能降低餌料系數，顯著提高水產動物脫水后的生存時間。

4 小結

原花青素作為一種無副作用的綠色添加劑前景廣闊，對于促進動物生長發育，提高生產性能，增強免疫機能；影響營養物質代謝，改善胴體品質效果顯著；但在不同動物詞料中的添加水平、添加效果以及在動物體內代謝情況等方面仍有待進一步研究，此外，加快花青素提取技術的應用和開發，對于降低添加劑的生產成本也有重要意義。

參考文獻：（略）