費金波
(岫巖滿族自治縣農業綜合行政執法隊,遼寧 岫巖 114300)
隨著飼料工業和養殖行業的快速發展,濫用抗生素、動物耐藥性增加、畜產品藥物殘留及環境污染等問題愈來愈嚴重。我國農業農村部在2019年明確指出,從2020年1月1日起所有促進生長作用的藥物飼料添加劑退出市場售賣。近年來,為找到更好替代抗生素的飼料添加劑,動物營養研究人員大量實驗,其中黃酮類化合物因自身廣泛的生物活性及藥理作用成為重點研究對象。槲皮素屬于黃酮類化合物,其主要特點是抗氧化、抗炎抗菌、調節免疫、抗腫瘤和抗肥胖等。目前,槲皮素作為營養物質及飼料添加劑,在畜禽生產方面發揮著重要的作用,是較理想的抗生素替代物。
槲皮素又稱槲皮黃素,廣泛存在于植物中,其分子式為CHO。雖然槲皮素中含有4個酚羥基,但是因其分子結構是平面型導致溶解性較差,幾乎不溶于冷水,微溶于熱水,易溶于熱乙醇和脂質。
在正常情況下,自由基屬于動物機體中不可缺少的主要物質,但是如果動物出現應激反應或者因疾病導致本身的自由基產生過多并且無法及時處理時,就會發生脂質過氧化,進而使心血管和神經組織產生疾病,最終退化。在酸性條件下槲皮素的穩定性較高,不僅可以清除自由基,而且還可以有效清除羥自由基。盧俊嬌等通過研究發現,大鼠血清中總抗氧化能力可以通過添加槲皮素進而達到提高的效果。陳光明等在實驗過程時,將不同水平的槲皮素添加到乳腺上皮細胞培養液中,結果顯示槲皮素可明顯提高氧化氫酶、超氧化物歧化酶等的活性和降低丙二醛的含量。張麗等用過氧化氫處理星形神經膠質細胞,結果發現槲皮素可以更好的抑制大鼠脂質過氧化,保證細胞膜整體的完整性。Lee等通過研究發現,因應激反應而導致小鼠胸腺細胞凋亡的現象可以通過槲皮素進行保護,并且槲皮素的抗氧化功能可以調節細胞內氧化還原狀態。Morand等將0.2%槲皮素添加到大鼠日常飼料后發現,在體外獲得的槲皮素共軛代謝物可以有效抑制鈣離子催化氧化低密度脂蛋白和超低密度脂蛋白形成的共軛二烯。
近些年研究學者通過大量實驗發現,槲皮素具有較好的抗炎免疫作用。導致發生炎癥的重要因素就是脂多糖,該項因素主要是通過各種細胞中內源性生物活性因子的釋放和合成,最終導致炎癥的發生。在免疫方面,槲皮素具有較多作用,例如,抗病毒活性、減少促進炎癥細胞因子等作用;還可以有效抑制過氧化物酶、脂氧合酶等其他酶的活性。所有的作用機理都會幫助槲皮素發揮更好的抗炎免疫作用。
目前,在抗腫瘤方面的研究中涉及槲皮素相關報道較少,但是實驗人員做了大量體外實驗并證實,槲皮素可以抑制多數癌癥細胞的生長。槲皮素主要是通過細胞信號傳導和抑制激活癌細胞酶的能力等各項特有的機制發揮著特殊作用。Liu等通過研究證實,槲皮素可以阻礙肝癌、宮頸癌、肺癌、前列腺癌、結腸癌等其他類型癌癥的傳播。Caltagirone等經過實驗發現,在預防結腸誘發癌變方面可以通過口服槲皮素進行實現,同時還可以阻止黑色素瘤生長和侵襲。
目前,肥胖已成為全球的流行性疾病,經過國內外各項動物實驗研究證明,槲皮素具有減肥降脂的功效。槲皮素具有抑制甘油三酯沉淀、減少日常飲食中所吸收的能量、調節機體脂肪代謝率等作用。前脂肪細胞未得到充分分化就形成了新的脂肪細胞,導致脂肪細胞數量越來越多,體積也越來越大,最終細胞呈現出肥大狀態,是造成肥胖的主要原因。因此,可以通過調節細胞體積和數量治療肥胖。脂肪組織的生長可以用槲皮素進行控制,其主要原理是抑制高脂誘導的白色脂肪組織擴張、上調能量損耗、調節脂肪酸氧化的功能和完整性及線粒體生物發生來改善高脂誘導的肥胖。
槲皮素是含有多種生物活性的化合物,廣泛存在于植物王國,例如蘋果、漿果類、甘藍類蔬菜、葡萄、洋蔥、綠蔥、茶、番茄等,也存在于藥用植物中,如銀杏、貫葉連翹、接骨木等。
金芳等在38周齡海賽蛋雞日常飼料中分別添加0.02%、0.04%、0.06%的槲皮素發現,與對照組相比,添加槲皮素組可有效提高蛋雞腸道有益菌群數量,降低有害菌群數量,提高蛋雞生長發育,在飼料中添加0.04%的槲皮素效果最佳。Sohaib等在肉雞基礎飼料中添加300毫克/公斤的槲皮素發現,可明顯提高肉雞的抗氧化水平,改善肉雞的生長能力。在飼料中添加500~1000毫克/公斤槲皮素可顯著提高肉雞的肉質品質和抗氧化能力。劉瑩等在蛋雞日常飼料中添加不同含量的槲皮素,結果顯示,0.02%和0.04%槲皮素組蛋雞的產蛋率明顯提升4.91%和8.14%,料蛋比也明顯降低。從血液生化指標分析,0.04%和0.06%槲皮素組血清總蛋白和鈣含量明顯提高,最終總結,添加0.04%槲皮素組可有效提高39~47周齡蛋雞的生產性能并維持機體健康。東北農業大學動物營養研究所張琳等將不同含量的槲皮素添加到蛋雞基礎飼糧中并做出如下分析:選擇29周齡海賽蛋雞240只,將其隨機分為4組(試驗組1、2、3和對照組),并進行6次重復,每次重復10只雞,試驗組1、2、3分別往基礎飼糧中添加不同水平的槲皮素(0.02%、0.04%、0.06%)。結果表明,與對照組相比,試驗組1可以顯著提高蛋雞產蛋率,降低肝臟粗脂肪含量;試驗組2可以顯著提高蛋黃粗脂肪、蛋黃總磷脂,血清胰島素含量,顯著降低料蛋比、肝臟粗脂肪含量;試驗組3可以顯著提高蛋雞產蛋率、總磷脂含量,但差異不顯著。綜上所述,槲皮素添加量為0.04%是最適宜。王盛楠在對肉雞的研究中發現,飼料中添加槲皮素可增強胃腸道酶活性并激發雷帕霉素靶蛋白信號轉導途徑,進而促進肉雞蛋白質沉淀并提高飼料利用率。索艷麗等通過研究發現,將槲皮素添加到蛋雞(30~47日齡)日常飼料中,可以提高產蛋量,減低料蛋比,并且隨著實驗周期的增加,槲皮素在蛋雞中的效果越好。
Zou等在研究添加槲皮素對運輸應激狀態下育肥豬的影響,結果發現,在育肥豬日常飼糧中添加25毫克/公斤槲皮素可有效保護腸道完整性、提高小腸絨毛高度及閉鎖蛋白的mRNA水平。湖南農業大學動物科學技術學院梅華迪等在研究斷奶仔豬基礎飼料中添加不同水平槲皮素對其各項指標影響,隨機抽取144頭體重鄰近、身體健康的21日齡斷奶仔豬,將其分為3組,每組重復8個,每個重復6頭豬,3組分別為不添加槲皮素對照組、基礎飼料+200毫克/公斤的槲皮素(試驗組1)和基礎飼料+400毫克/公斤的槲皮素(試驗組2),整個試驗期為24天。結果表明,與對照組相比,試驗組1和2的干物質和鈣表觀消化率、血清總蛋白含量、糞便大腸桿菌數量明顯增高。試驗組2組體重和平均日增重、粗蛋白質表觀消化率、糞便乳酸和乙酸含量明顯高于對照組。由此可見在基礎飼料中添加400毫克/公斤的槲皮素可以提高斷奶仔豬干物質和粗蛋白質表觀消化率,調節機體代謝,同時改變糞便微生物發酵模式,進而維持機體健康。
S.Andres等在羔羊飼料中添加槲皮素發現,羔羊肉中飽和脂肪酸比例及脂質過氧化作用明顯降低。Kehrli等試驗發現,在奶牛的早期泌乳應激階段,添加槲皮素可以減緩奶牛酮癥酸中毒及脂肪肝等情況,同時還可以降低母牛產后血漿中谷氨酸脫氫酶的活性。根據相關報道顯示,谷氨酸脫氫酶主要在肝臟中存在,在血液中含量升高表明肝細胞已受到損傷。在奶牛血液中隨著槲皮素的添加天冬氨酸轉氨酶的含量會逐漸下降,雖然在統計學上沒有特別顯著的變化,但是未添加槲皮素的奶牛分娩后比分娩前谷氨酸脫氫酶的含量增加300%,而添加槲皮素的奶牛僅僅增加55%,同時該項結果也證實了槲皮素可以減少肝臟損害并且具有減少肝脂肪含量下降的趨勢。綜上所述,槲皮素可以通過減少肝細胞的損傷達到保護肝細胞正常生理功能的作用。
黃酮類化合物具備很多藥用價值。槲皮素是絕大多數植物中含量最多的黃酮類化合物,同時也是黃酮類化合物中所占比例最大的。槲皮素具有豐富的生理功能,并且已在體內外試驗中取得了一定成果。槲皮素已在藥品、食品等不同領域發揮著自身優勢,但是在畜牧業中的研究相比之下較為欠缺。因此,還需要進一步發現其在動物機體中潛在的作用機理,促進養殖業科學、安全的發展。