飼料添加番茄紅素對貓機體抗氧作用的影響研究

張麗霞， 劉瑞雪， 何密雪

（北京精誠動保商貿有限責任公司，北京 100124）

番茄紅素（lycopene，LP）是植物體內含有的一種天然色素，屬于類胡蘿卜素的一種，兼備營養和著色功能，又稱ψ－胡蘿卜素，其結構中包含11 個共軛雙鍵和2 個非共軛雙鍵（Clinton，1998）。番茄紅素作為抗氧化劑和著色劑，被廣泛應用于食品、保健品、藥品以及化妝品等很多領域（解瑞寧和沈新南，2005）。研究顯示，番茄紅素能夠直接清除細胞代謝產生的活性氧（ROS），其清除單線態氧的能力是β－胡蘿卜素的2 倍，是維生素E 的10 倍（Palozza 等，2012） 。此外，番茄紅素能夠對細胞增殖與分化產生影響，其主要機理是刺激細胞間隙連接，使細胞間的信號傳導得以提高；增強與改善機體的抗氧化性能，提高機體的健康狀況，從而起到預防癌癥等各類疾病發生的作用（Rajoria 等，2010）。

目前， 有關番茄紅素的研究大部分集中在人和大鼠上 （Sadek 等，2016；NOSKOVá 等，2015；Fornelli 等，2007） 以及對家禽家畜生產性能的影響上，如在熱應激條件下，對羊生產性能及肉品質的影響（馬騁遠等，2018；Jiang 等，2015）和對鵪鶉采食量和增重的影響（Sahin 等，2006），對蛋雞免疫系統（Karadas 等，2005）以及對改善雞的脂質代謝和脂質分布（Sevcikova 等，2008）等研究。 研究結果也顯示了番茄紅素在這些領域的抗氧化性能。 然而，在正常的環境溫度下，番茄紅素對寵物機體的抗氧化作用鮮見研究報道。因此，本試驗通過在貓飼料中添加不同量的番茄紅素， 分析番茄紅素對血清中超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性的影響， 從而研究番茄紅素對貓機體抗氧化作用的影響， 為番茄紅素在寵物食品上的應用提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 番茄紅素（微囊制備，10%），購自晨光生物科技集團股份有限公司。SOD、MDA、GSH-Px 檢測試劑盒， 南京建成生物工程研究所。 基礎貓糧， 采用喵達全貓期貓糧搭配喵達Premium 養生系列湯罐（飼料及罐頭中未檢出番茄紅素）。

1.2 試驗儀器與試劑 儀器：低溫離心機、電子分析天平、熒光分光光度計、恒溫水浴箱、旋渦混勻器等。 試劑：無水乙醇、冰醋酸（分析純，乙酸濃度≥99.5%）等。

1.3 試驗設計 選擇48 只成年美短貓，體重3 ～4 kg， 以喵達全貓期貓糧搭配喵達Premium 養生系列湯罐進行10 d 適應性飼喂后，隨機將貓分為4 組，每組4 個重復，每個重復3 只。 對照組（Ⅰ組）僅飼喂基礎貓糧，試驗組（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組）每天在飼喂基礎貓糧的基礎上分別添加番茄紅素25、50 mg和100 mg。室內環境溫度18 ～25 ℃，所有貓均自由活動。試驗過程中每只貓單獨飼喂，將番茄紅素混合在罐頭中使其完全采食， 自由采食干糧與飲水，每天清潔喂食器及飲水器，保證水源及干糧的干凈衛生。 試驗期設定40 d，適應期10 d，正試期30 d，其中，在10 d 的適應期間不喂食番茄紅素，從正試期開始再添加番茄紅素。

1.4 測定指標與方法 分別在正試期第0 天（D0）、第10 天（D10）、第20 天（D20）和第30 天（D30）對貓進行采血，采血前需空腹12 h 以上，采血部位前肢靜脈，每只貓采集3 mL 全血，將血液注入離心管內傾斜靜置，2500 r/min，離心10 min，分離血清，-20 ℃保存待測。 按照購買的試劑盒說明步驟測定血清SOD 活性、GSH-Px 活性以及MDA 含量。

1.5 數據統計分析 使用SPSS 20.0 軟件進行數據單因素方差分析 （one-way ANONA）， 結果以“平均值±標準差”表示，P＜0.05 被認為具有差異顯著性。

2 結果

2.1 不同添加量番茄紅素對SOD 活性的影響如表1 所示，D0 天， 各組SOD 活性差異不顯著（P＞0.05）；D10 天，Ⅲ組、Ⅳ組血清中SOD 活性與對照組相比具有差異顯著性 （P＜0.05），SOD活性分別增長10.5%、28.9%； 同時兩組間具有統計學意義 （P＜0.05）， Ⅳ組比Ⅲ組升高16.6%； Ⅱ組血清中SOD 活性有所升高， 增長2.9%， 但與對照組相比無統計學意義 （P＞0.05）；D20 天，Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組血清中SOD 活性與對照組相比具有差異顯著性（P＜0.05），與Ⅰ組相比， Ⅱ組、 Ⅲ組、 Ⅳ組分別升高9.0%、29.0%、41.7%，同時各組間均具有統計學意義（P＜0.05）；D30 天，Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組血清中SOD 活性與對照組相比具有差異顯著性（P＜0.05），分別升高13.5%、44.8%、46.1%； Ⅲ組與Ⅳ組影響相近（0.9%），兩組間差異不顯著（P＞0.05）。

表1 不同添加量番茄紅素對血清SOD 活性的影響U/mL

2.2 不同添加量番茄紅素對血清GSH-Px 活性的影響 如表2 所示，D0 天，對照組GSH-Px 與試驗組相比無統計學意義（P＞0.05）；D10 天，Ⅲ組與Ⅳ組血清中GSH-Px 活性與對照組相比具有差異顯著性 （P＜0.05），GSH-PX 活性分別提升5.2%、19.3%；D20 天，Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組GSH-Px 活性與對照組相比分別增高6.8%、25.9%、36.7%， 且具有差異顯著性（P＜0.05），同時各組間均具有統計學意義（P＜0.05）；D30 天，Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組血清GSHPx 活性均顯著高于對照組（Ⅰ組）（P＜0.05），分別提高12.4%、40.3%、41.8%， Ⅲ組和Ⅳ組的血清GSH-Px 活性相差1.1%，無顯著性差異（P＞0.05）。

2.3 不同添加量番茄紅素對血清MDA 含量的影響 如表3 所示，D0 天， 試驗組相比對照組無統計學意義（P＞0.05）；D10 天，Ⅲ組、Ⅳ組MDA含量明顯低于Ⅱ組和對照組（P＜0.05）；Ⅱ組和對照組之間無統計學意義（P＞0.05）；Ⅲ組、Ⅳ組相比Ⅰ組分別降低8.0%、20.1%；D20 天， Ⅱ組、Ⅲ組、 Ⅳ組MDA 含量較Ⅰ組分別降低11.9%、25.4%、32.9%， 各組間均具有統計學意義 （P＜0.05）；D30 天，Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組MDA 含量較Ⅰ組分別降低14.9%、32.7%、35.2%（P＜0.05），Ⅳ組與Ⅲ組相比， 血清中MDA 含量相接近， 僅降低3.8%，且差異不顯著（P＞0.05）。

表3 不同添加量番茄紅素對血清MDA 含量的影響nmol/mL

3 討論

寵物機體內存在一整套的抗氧化系統， 正常生理活動下，自由基不斷生成，又被及時清理，從而維持動態的平衡狀態，預防各種疾病。 而環境、溫度、飲食甚至情緒造成的應激，會導致自由基的大量產生和累積， 當這些大量產生的自由基沒有得到及時清除的時候，就會威脅機體健康，加速衰老，甚至引發各類疾病。因此提高寵物機體抗氧化系統性能成為一個重要的研究方向。

SOD、MDA 和GSH-Px 均是該抗氧化系統中的重要指標， 其活性/含量能夠反映機體抗氧化能力的強弱。 SOD 通過催化超氧陰離子自由基發生歧化反應而生成過氧化氫和氧， 可不斷清除氧自由基及避免脂質的氧化， 減少黑色素及脂褐素、臘樣質的形成，從而保護機體健康，延緩衰老，預防各類疾病，提高機體免疫能力。SOD 在機體起到重要的維持機體代謝平衡的作用（朱秀敏，2011）。

研究證明， 番茄紅素的使用可以有效提高SOD 活性， 從而提高機體抗氧化能力 （于文麗等，2005）。 潘洪志等（2004）對小鼠灌胃飼喂番茄紅素，觀察對腫瘤生長、免疫系統及抗氧化系統的影響。 結果表明番茄紅素能夠明顯抑制腫瘤的增長，提高機體免疫系統功能，同時還提高了SOD、GSH-Px 的活性，降低MDA 含量，說明番茄紅素具有良好的抗氧化作用； 飼喂番茄紅素對四氯化碳急性損傷下的大鼠機體具有保護作用。 萬麗葵等（2006）通過檢測血清及肝腎勻漿中酶活性發現， 番茄紅素能有效提高機體的SOD、GSH-Px、GSH 酶類活性， 降低MDA 的含量， 在搭配其他抗氧化原料或提高其添加量的同時，如維生素A、維生素E 等，其抗氧化作用又得以顯著性提高。 本研究結果表明，相較于對照組，試驗組血清SOD 活性均提高，并隨著添加量的增加，SOD 活性也隨之升高，其中Ⅳ組SOD活性略高于Ⅲ組， 但沒有顯著性差異 （P＞0.05）；這是由于番茄紅素具有很強的抗氧化性，其清除單線態氧的能力是VE 的100 倍， 是β-胡蘿卜素的2 倍多， 在添加量較低時也可以達到有效作用（Nguyen 等，1999）。 從影響SOD 活性方面來看，考慮到番茄紅素的使用成本較高，在本試驗中認為Ⅲ組的添加量為最優。

GSH-Px 在巰基（-SH）的作用下與自由基結合，能夠調節機體代謝及抗氧化防御能力，清除體內自由基， 保護機體重要酶蛋白巰基不被氧化/滅活，組織細胞不再遭受損傷，保持機體組織健康（代濤等，2014）。 Armstrong（2002）等的研究發現，如降低GSH 的含量，隨之產生的氧自由基增加，會加快組織細胞的凋亡，機體抗氧化能力也會明顯降低。 本研究結果顯示，Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組的番茄紅素添加量均能有效提高GSH-Px活性，這與曲揚華（2017）在綿羊上的結果相一致。 曲揚華等（2017）在綿羊飼糧添加番茄紅素后發現，不僅平均日增重、背最長肌重和GR 值的趨勢得到提高， 而且可顯著提高綿羊血清過氧化氫酶（CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性。番茄紅素具有抗氧化、抗癌、抗炎癥及抗衰老等功能，主要原理是通過抑制過氧化氫、二氧化氮和羥基自由基等的生成，達到抗氧化作用的目的，從而使DNA、脂質和蛋白質不會因為氧化作用受到損傷（方洲等，2022）。

MDA 是自由基攻擊生物膜引發脂質過氧化反應的產物，組織中的MDA 含量可反映脂質過氧化的程度，間接地反映細胞受自由基攻擊和損傷的程度 （Sato 等，2000；Szczeklik 和 Gxyglewski，1992）。本研究結果表明，不同添加量番茄紅素均可有效降低MDA 含量。 這主要是由于番茄紅素的添加可以提高SOD 和GSH-Px 活性， 進而減少了氧自由基的產生及組織細胞的凋亡現象，同時抑制由自由基損傷產生脂質過氧化物反應，降低脂質過氧化物終產物MDA 的含量。 王克勤（2016）在研究番茄紅素對運動員訓練后血液中SOD 和MDA 含量的影響試驗中表明，番茄紅素組與安慰劑膠囊組相比，在運動前服用番茄紅素，其在運動過后的MDA含量增漲不明顯，說明番茄紅素抑制了MDA 的增漲，同時運動后的MDA 含量增長幅度明顯低于服用安慰劑膠囊組的水平，因此可以推斷出番茄紅素能夠增強人體在運動后的抗氧化能力，從而降低疲勞感；向琴琴（2016）在研究番茄紅素結晶及番茄紅素油樹脂對小鼠的抗氧作用試驗結果表明，番茄紅素結晶和番茄紅素油樹脂都能顯著性降低MDA的含量，從而說明番茄紅素具有抗氧化功能，本試驗研究結果與其一致。

4 結論

本試驗結果表明， 番茄紅素具有高效的抗氧化性能， 在貓飼料中合理添加番茄紅素可以提高SOD 和GSH-Px 活性，降低MDA 含量，提高貓機體的抗氧化能力。 另綜合考慮添加效果和經濟效能，本試驗條件下推薦Ⅲ組為最優選擇。