單寧的抗?fàn)I養(yǎng)作用與去除方法的研究進(jìn)展*

艾慶輝,苗又青,麥康森

(中國(guó)海洋大學(xué)海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島266003)

中國(guó)是世界水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó),總產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的70%左右[1]。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大以及養(yǎng)殖模式的轉(zhuǎn)變,水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對(duì)飼料的依賴性逐漸增強(qiáng)。在集約化魚(yú)類生產(chǎn)中飼料成本往往占到總成本的50%以上[2]。由于水生動(dòng)物特殊的生理代謝方式,蛋白質(zhì)作為最重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一,在飼料中占有極其重要的地位——魚(yú)類飼料蛋白質(zhì)含量約占飼料干重的29%～55%[3]。魚(yú)粉因蛋白質(zhì)含量高、氨基酸平衡、易于消化吸收等被認(rèn)為是最好的飼料蛋白源之一。隨著集約化養(yǎng)殖的迅猛發(fā)展,魚(yú)粉的需求量急劇上升。然而,由于過(guò)度捕撈、環(huán)境污染以及氣候變化等導(dǎo)致世界魚(yú)粉產(chǎn)量逐漸下降而價(jià)格逐年上升,從而嚴(yán)重制約了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此,尋找適宜的蛋白源以替代魚(yú)粉就成為亟待解決的重要問(wèn)題。然而植物蛋白源中往往含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子,限制了在飼料中的應(yīng)用[4-6]。

單寧(Tannin,tannic acid)又稱單寧酸或鞣酸,是一類水溶性、分子量在500～3 000 Da之間的酚類化合物[7-8]。單寧在植物界中廣泛分布,是一種重要的次級(jí)代謝產(chǎn)物,也是除木質(zhì)素以外含量最多的一類植物酚類物質(zhì)。單寧主要存在于植物界的高等植物,特別是雙子葉植物,如豆科(Leguminosae)、桃金娘科(M yrtaceae)等的樹(shù)皮、葉子、木質(zhì)部、果實(shí)以及種子等幾乎各個(gè)組織器官中[7,9]。

單寧按結(jié)構(gòu)可以分為水解單寧(Hydrolysable tannins,H T)、縮合單寧(Condensed tannins,CT)以及復(fù)雜單寧(Comp lex tannins)。水解單寧是沒(méi)食子酸或鞣花酸與糖(一般是葡萄糖)或多元酚形成的酯。水解單寧分子量相對(duì)較小,具有很強(qiáng)的極性,可溶于水,與蛋白質(zhì)分子中的親核基團(tuán)(-NH2、-SH)形成不溶性復(fù)合物,也可與金屬離子等結(jié)合形成沉淀。水解單寧易于被酶(單寧酶)、酸和堿水解[10]。水解產(chǎn)物為沒(méi)食子酸或鞣花酸及葡萄糖。因此,水解單寧根據(jù)水解產(chǎn)物可以進(jìn)一步分為沒(méi)食子單寧(Gallotannins)和鞣花單寧(Ellagitannins)?？s合單寧,又稱原花色素,大多是通過(guò)C4-C6或C4-C8鍵連接的寡聚或多聚黃烷-3-醇或黃烷-3,4-二醇?？s合單寧相對(duì)分子量較大,一般不容易被水解。復(fù)雜單寧是介于水解單寧和縮合單寧之間的一種單寧,含有水解單寧和縮合單寧組成單位,具有前兩者的共性[7-8,11](見(jiàn)表1)。

1 單寧的抗?fàn)I養(yǎng)性

單寧因具有苦澀味道并能和蛋白質(zhì)、糖類、金屬離子等結(jié)合而成為難以消化吸收的復(fù)合物,故而會(huì)降低動(dòng)物的攝食率以及飼料中某些營(yíng)養(yǎng)元素的生物利用率,加之其本身和代謝產(chǎn)物往往能對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生毒害作用,因此被認(rèn)為是抗?fàn)I養(yǎng)因子。

1.1 降低攝食率

目前,大多數(shù)研究報(bào)道指出單寧能降低動(dòng)物攝食率。這些動(dòng)物既包括單胃動(dòng)物,如雞[12]、羅非魚(yú)(Oreochrom ismossambicus)[13]、鯉[14]和東方田鼠(M icrotus fortis)[15]等,又包括反芻動(dòng)物,如綿羊[16-18]等。單寧對(duì)攝食率的影響可能與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的種類以及飼料單寧的種類和含量有關(guān)。研究結(jié)果顯示,相對(duì)于水解單寧,縮合單寧對(duì)羅非魚(yú)攝食率有顯著抑制作用,而對(duì)鯉的研究卻得出了相反的結(jié)論[13-14],這表明,攝食率因單寧和動(dòng)物的種類而異。目前,尚不清楚產(chǎn)生這種差異的原因。飼料單寧含量對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物攝食率有顯著影響。Barry和Duncan[19]用不同單寧含量的Lotus pedunculatus飼喂綿羊,發(fā)現(xiàn)綿羊?qū)Φ蛦螌庯暳虾透邌螌庯暳?分別為45.6和105.9 g/kg干物質(zhì))干物質(zhì)的攝食率分別為83.3和75.0(g/kg體質(zhì)量0.75)。M cNabb等[20]用單寧含量為55 g/kg干物質(zhì)的Lotus pedunculatus飼喂綿羊,發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組(聚乙二醇,PEG處理組)相比,綿羊的攝食率無(wú)顯著變化。單寧具收斂性,口感苦澀,影響適口性[21],因此,飼料的適口性隨其單寧含量逐漸增加而降低。這可能是降低動(dòng)物攝食率的重要原因。飼料中單寧含量低時(shí)對(duì)動(dòng)物攝食率不產(chǎn)生負(fù)面影響的原因可能是,動(dòng)物在進(jìn)化過(guò)程中對(duì)單寧產(chǎn)生了一定程度的適應(yīng),比如,通過(guò)唾液腺分泌的富脯氨酸蛋白(Proline-rich p rotein,PRP)結(jié)合飼料單寧[22],以改善其適口性提高攝食率。然而,也有研究表明,適口性可能不是影響攝食率的主要因素。Narjisse等[23]研究發(fā)現(xiàn),灌喂低劑量(0.1%)單寧后,綿羊的攝食率降低,產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能是單寧增加了消化道排空的時(shí)間,而產(chǎn)生“飽”的感覺(jué)進(jìn)而降低攝食率[24]。最新研究表明,灌喂高劑量的單寧(3.0 g/kg體質(zhì)量)后,由此造成的消化系統(tǒng)等損傷可能是導(dǎo)致攝食率降低的最主要原因[17]。

表1 單寧的主要種類及來(lái)源[7]Table 1 Themajor groups of tannins with their rep resentative types and main sources

1.2 降低飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物利用率

目前,已有大量研究表明單寧能降低動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物利用率。單寧主要降低蛋白質(zhì)并在不同程度上影響其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率[25-27]。盡管相關(guān)研究還不深入,然而,目前的研究報(bào)道顯示,單寧對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物利用率的抑制作用可能具有多方面的原因,主要可能有以下幾個(gè)方面:

1)降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化與吸收:單寧和飼料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如蛋白質(zhì)[28]、糖[29]、鈣[30]、銅和鋅[31]等結(jié)合成不溶于水的復(fù)合物。這些物質(zhì)在動(dòng)物消化道內(nèi)比較穩(wěn)定,很難被消化。此外,單寧還能抑制消化酶活力,從而進(jìn)一步降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率。A l-M amary等[30]研究發(fā)現(xiàn)高粱單寧對(duì)兔消化酶具有顯著的抑制作用,飼料中3.5%單寧可分別抑制α-淀粉酶和脂肪酶活力達(dá)77%和43%。Kandra等[32]的研究也證實(shí)了單寧對(duì)唾液α-淀粉酶的抑制作用。單寧能降低營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。Kim和M iller[33]研究發(fā)現(xiàn),茶水(含118 mg/l兒茶酚和82 mg/l單寧酸)能降低Sp rague-Dawley大鼠對(duì)鐵的吸收率達(dá)50%以上。該研究還指出,無(wú)論是外源(明膠)還是內(nèi)源(唾液腺分泌)富脯氨酸蛋白均能提高Sp rague-Dawley大鼠對(duì)鐵的吸收率。富脯氨酸蛋白能提高鐵的吸收率的原因在于,其能取代鐵與單寧結(jié)合成不溶性的復(fù)合物,從而提高鐵的吸收率。

2)降低動(dòng)物體內(nèi)的氮平衡:研究表明,單寧能降低動(dòng)物體內(nèi)的氮平衡。King等[34]等用單寧含量不同的高粱飼喂北京鴨,發(fā)現(xiàn)高單寧含量的高粱可顯著降低其體氮沉積量。Narjisse等[23]研究發(fā)現(xiàn)橡樹(shù)(Quercus ilex)單寧可降低綿羊體氮保留率達(dá)159%。單寧降低氮平衡的原因可能是,降低氮的攝入量、消化吸收量以及提高氮的排出量。Narjisse等[23]研究發(fā)現(xiàn),單寧能提高綿羊尿氮排出量達(dá)44%而對(duì)糞氮?jiǎng)t沒(méi)有顯著影響。M arzo等[35]發(fā)現(xiàn)飼料中的單寧(25 g/kg飼料)顯著降低了雞的蛋白質(zhì)效率同時(shí)顯著提高了雞肝臟的蛋白質(zhì)降解率。Barahona等[36]研究發(fā)現(xiàn)單寧能夠提高綿羊糞氮排出量。單寧對(duì)糞氮的影響比較復(fù)雜,一方面,可能是單寧降低了氮的攝入量以及消化和吸收量;另一方面,單寧誘導(dǎo)唾液腺分泌的富脯氨酸蛋白也是造成體氮流失的重要原因。

3)改變動(dòng)物消化道菌群:消化道菌群對(duì)動(dòng)物、尤其是反芻動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)消化有重要作用[37]。Smith和Mackie[38]研究指出,縮合單寧改變了大鼠消化道微生物的種群結(jié)構(gòu),大鼠攝食含單寧的飼料后,其消化道中單寧耐受菌比例顯著上升。研究發(fā)現(xiàn),縮合單寧對(duì)瘤胃蛋白質(zhì)降解菌生長(zhǎng)具有抑制作用并降低了該類細(xì)菌對(duì)蛋白質(zhì)的水解率[37],因而也就降低了反芻動(dòng)物對(duì)飼料蛋白質(zhì)的消化率。

4)單寧能損害消化系統(tǒng):單寧,尤其是高劑量的單寧,對(duì)動(dòng)物消化系統(tǒng)的損害作用,已經(jīng)在相關(guān)研究中得到驗(yàn)證。Herv?s等[17]研究發(fā)現(xiàn)連續(xù)灌喂高劑量縮合單寧(3.0 g/kg體質(zhì)量)10 d后綿羊胃腸道黏膜出現(xiàn)潰瘍、增厚,內(nèi)部充氣膨脹以及充滿大量水樣物質(zhì)。Marzo等[35]研究發(fā)現(xiàn),單寧對(duì)雞肝臟的生長(zhǎng)具有抑制作用。

1.3 單寧及其降解產(chǎn)物對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物產(chǎn)生直接毒害作用

Boyd等[39]研究發(fā)現(xiàn),單寧酸可對(duì)大鼠產(chǎn)生急性毒害作用?？诜螌幩岷?大鼠表現(xiàn)出驚厥呼吸衰竭并導(dǎo)致死亡,解剖結(jié)果顯示,單寧酸導(dǎo)致肝壞死、腎炎以及暫時(shí)性急性腸炎,并能導(dǎo)致脾、腎上腺皮質(zhì)和睪丸等多個(gè)器官浮腫以及胸腺等萎縮。Glick和Joslyn[40]研究發(fā)現(xiàn)飼料中高濃度的單寧(8%)對(duì)剛斷奶的小鼠有致死作用,而隨著小鼠的生長(zhǎng),其對(duì)單寧的耐受能力逐漸增強(qiáng)。Saha和Kaviraj[13]研究了水解單寧和縮合單寧對(duì)羅非魚(yú)的急性和慢性毒性作用,發(fā)現(xiàn)縮合單寧對(duì)羅非魚(yú)的毒性作用大于水解單寧,96 h內(nèi)水解單寧和縮合單寧對(duì)其半致死濃度(LC50)分別為107.2和55 mg/L。而B(niǎo)ecker和M akkar[14]關(guān)于單寧對(duì)鯉影響的研究中得出了不同的結(jié)論,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示水解單寧對(duì)鯉的毒性顯著高于縮合單寧,當(dāng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行至42 d時(shí)因水解單寧對(duì)實(shí)驗(yàn)魚(yú)的毒害作用導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。Herv?s等[17]研究發(fā)現(xiàn),灌喂綿羊高濃度單寧(3.0 g/kg體質(zhì)量)5 d后其即表現(xiàn)出不良癥狀(體質(zhì)虛弱,精神不振),8 d后綿羊呼吸和心跳速度加快,食欲減退,糞便黏稠表面覆蓋黏液,10 d后導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行,而低濃度的單寧對(duì)綿羊未產(chǎn)生有害影響。動(dòng)物種類的不同以及單寧的來(lái)源和組成差異可能是導(dǎo)致這些研究得出相悖結(jié)論的原因。單寧對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物的毒性主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面,一是直接損傷消化道,二是其代謝物質(zhì)進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)后對(duì)肝腎等造成損傷。

由于單寧具有較強(qiáng)的抗?fàn)I養(yǎng)作用,因此,在動(dòng)物飼料中應(yīng)慎重添加富含單寧的植物性飼料原料。

2 單寧的去除方法

目前,已有大量關(guān)于去除植物性原料中單寧的方法報(bào)道。這對(duì)于提高植物性飼料原料、尤其是植物性蛋白源在飼料工業(yè)中的應(yīng)用具有極其重要的意義。這些去除方法包括傳統(tǒng)的理化方法以及生物方法等。

2.1 理化方法

關(guān)于理化手段降解單寧的方法主要包括溶液浸提、干燥方式、脫殼、擠壓、堿、聚乙二醇以及射線處理等。

單寧往往存在于某些豆類的種皮內(nèi),而其他部位含量很少,因此通過(guò)脫殼可基本上完全除去其中的單寧[41]。擠壓過(guò)程中可以產(chǎn)生高溫,能對(duì)熱不穩(wěn)定的抗?fàn)I養(yǎng)因子起到一定程度的破壞甚至是去除作用。Marzo等[42]研究指出,擠壓可以顯著降低蕓豆中包括縮合單寧和多酚類物質(zhì)在內(nèi)的多種抗?fàn)I養(yǎng)因子含量。與未經(jīng)處理的蕓豆相比,擠壓的蕓豆可顯著改善大鼠的生長(zhǎng)性能。有研究表明,單寧對(duì)堿比較敏感,在堿性條件下,單寧活性受到抑制。Canbolat等[43]用不同濃度的NaOH溶液(0、20、40、60和80 g/L)分別對(duì)2種樹(shù)葉(A rbutus and rachne和Glycyrrhiza g labra L.)處理7 d,發(fā)現(xiàn)隨著NaOH溶液的升高,樣品中單寧含量直線下降,80 g/L NaOH溶液可分別降低A rbutus and rachne和Glycyrrhiza g labra L.60%和87%的單寧。草木灰被證明對(duì)單寧活性具有一定程度的抑制作用,由于草木灰水溶液呈堿性,因此,其作用機(jī)制被認(rèn)為與NaOH相同。已有研究表明,草木灰不僅可以降低Acacia cyanophy lla中的單寧含量,還能提高綿羊?qū)ζ涞鞍踪|(zhì)等的消化率[44]。由于單寧能與某些化合物結(jié)合成比與蛋白質(zhì)等形成的復(fù)合物更難溶的復(fù)合物,因此向植物性原料中添加這類物質(zhì)可顯著降低單寧的抗?fàn)I養(yǎng)作用,這類物質(zhì)包括,PEG和PRP,其中關(guān)于PEP以開(kāi)展了大量研究。PEP能與單寧形成比蛋白質(zhì)更難溶的復(fù)合物[45],因此能夠提高動(dòng)物對(duì)含單寧飼料中蛋白質(zhì)等的攝食率[46]、消化率[47]。Kim和M iller[33]研究發(fā)現(xiàn)PRP能夠改善Sp rague-Daw ley大鼠對(duì)鐵的吸收率。最新研究表明,射線處理對(duì)單寧具有明顯的去除作用。de Toledo等[48]用不同劑量的γ射線(2、4和8 kGy)照射5種不同的大豆,發(fā)現(xiàn)隨著放射劑量的增加,其包括單寧在內(nèi)的多種抗?fàn)I養(yǎng)因子含量顯著下降。

然而傳統(tǒng)方法往往在去除植物蛋白源中抗?fàn)I養(yǎng)因子的同時(shí),會(huì)降低其中其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量,導(dǎo)致原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低。Egounlety和Aworh[41]研究表明,用水對(duì)大豆、豇豆以及Macrotylom a geocarpa粉浸提12～14 h后,可降低其寡糖含量20%～30%,其中可降低蔗糖含量分別為27%、31%和35%。通過(guò)水浸提、脫殼、沖洗以及加熱綜合處理后,可降低上述3種豆粉中55%～74%的蔗糖。Marzo等[42]等研究發(fā)現(xiàn),盡管擠壓沒(méi)有降低蕓豆中蛋白質(zhì)、糖類、纖維和灰分含量,卻極顯著地降低了其中含硫氨基酸的含量。

2.2 微生物對(duì)單寧的降解作用

2.2.1 單寧對(duì)微生物的拮抗性 單寧被認(rèn)為是植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中為防止被動(dòng)物采食和致病微生物感染而產(chǎn)生的一類具有防御作用的次級(jí)代謝物質(zhì)[49]。因此,單寧具有抑制微生物生長(zhǎng)以及抵抗生物降解的能力[50]。單寧對(duì)微生物的抑制機(jī)制目前尚未完全了解,其主要機(jī)制可能是:i與微生物的細(xì)胞壁上的某些物質(zhì)反應(yīng),導(dǎo)致其功能降低或喪失;ii與微生物分泌的胞外酶結(jié)合使之活性喪失;iii與環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合抑制微生物的吸收[51]。

2.2.2 單寧降解菌的種類與分布 盡管單寧有抑制微生物的功能,但仍有部分微生物被發(fā)現(xiàn)對(duì)可以在含有單寧的環(huán)境中穩(wěn)定地生長(zhǎng)繁殖并能分泌單寧酶將單寧降解[7,51-52]。關(guān)于單寧降解菌的研究已有很長(zhǎng)的歷史,據(jù)Knudson[53]報(bào)道,早在1867年,Van Tieghem就發(fā)現(xiàn)了1株青霉(Penicillium g laucum)能夠?qū)⑽灞蹲又械膯螌幗到鉃闆](méi)食子酸。Bhat等[7]綜述了目前常見(jiàn)的單寧降解菌發(fā)現(xiàn),具有單寧降解能力的微生物大多是霉菌,其中又以青霉屬(Penicillium)和曲霉屬(Aspergillus)種類居多,另外還有毛殼屬(Chaetomium)、鐮刀菌屬(Fusarium)、絲核菌屬(Rhizoctonia)、柱孢屬(Cylind rocarpon)、木霉屬(Trichoderm a)的一些種類也有一定的降解單寧的能力。相對(duì)于霉菌,具有單寧降解能力的細(xì)菌種類相對(duì)較少,主要分布于芽孢桿菌屬(Bacillus)、克雷伯氏菌屬(Klebsiella)、棒狀桿菌屬(Corynebacterium)等。而關(guān)于具有單寧降解能力的酵母報(bào)道較少。最近的研究報(bào)告指出,某些乳酸菌(Lactobacilli)也具有降解單寧的的能力(見(jiàn)表2)。

表2 能降解單寧的微生物[7,55]Table 2 Tannin-degrading Microorganism s

單寧降解菌在自然界有著相當(dāng)廣泛的分布。在單寧含量豐富的水體(如皮革廠排出的廢水等)、土壤、某些發(fā)酵食物以及攝食富含單寧飼料的動(dòng)物消化道、糞便中,往往能較容易地分離出單寧降解菌。Kumar等[54]從制革廠的廢水中分離出1株能降解單寧的細(xì)菌(Citrobacter f reund ii),6 h內(nèi)可產(chǎn)生單寧酶1.87 U/m L,并將單寧酸降解為葡萄糖和沒(méi)食子酸。M ahadevan和M uthukum ar[55]總結(jié)了以往研究報(bào)道的能夠在水體中分離到的微生物的種類,發(fā)現(xiàn)水體中分布的單寧降解菌以青霉屬(Penicillium)和曲霉屬(Aspergillus)種類居多。Osaw a等[56]從某些發(fā)酵的食品以及成年人的糞便中分離出了3株具有單寧降解能力的乳酸菌,而此前關(guān)于從發(fā)酵食品中分離單寧降解菌的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。大量研究表明反芻動(dòng)物消化道中具有單寧降解能力的微生物[57-59]。

2.2.3 單寧的微生物降解 目前已有大量關(guān)于微生物降解單寧的研究報(bào)道[7,55,57-59]。然而,利用微生物降解植物性原料中單寧的研究尚不多見(jiàn)。微生物不僅可以顯著降解植物性飼料原料中的單寧,還可以同時(shí)降解其他多種抗?fàn)I養(yǎng)因子,并提高其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量,改善消化率。Gamble等[60]用3株白根霉(Ceriporiopsis subverm ispora CZ-3-8497、Ceriporiopsis subverm ispora FP-90031-sp和Cyathus stercoreus A TCC 36910)對(duì)Lespedeza cuneata進(jìn)行發(fā)酵發(fā)現(xiàn)這3株白根霉均能顯著降低其單寧含量高達(dá)85%以上。Rakesh等[61]研究發(fā)現(xiàn),霉菌發(fā)酵不僅顯著降低了刺槐(Robinia pseudoacacia)中單寧含量而且提高了粗蛋白含量,并顯著提高了其干物質(zhì)消化率。Towo等[62]研究表明發(fā)酵可以顯著降低高粱中酚類物質(zhì)和植酸鹽的含量,并能提高其鐵的體外消化率。

3 結(jié)論

單寧的抗?fàn)I養(yǎng)作用主要體現(xiàn)在降低養(yǎng)殖動(dòng)物的攝食率消化率以及對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生直接毒性等方面。盡管,目前以對(duì)單寧的抗?fàn)I養(yǎng)作用開(kāi)展了大量的研究,但是由于單寧的來(lái)源廣泛,種類眾多,組成復(fù)雜,因此不同的研究往往得出不同的甚至相反的結(jié)論。目前,大多數(shù)研究主要采用非純化的單寧(含單寧的飼料原料)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),但由于飼料原料中含有多種物質(zhì),往往可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生不利影響,因此,采用純化單寧開(kāi)展研究將具有更重要的意義。通過(guò)技術(shù)手段降低植物性飼料原料中單寧含量,以提高原料的利用率降低單寧對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物的健康損害,具有重要的實(shí)際價(jià)值。盡管傳統(tǒng)方法能有效去除植物性原料中的單寧,但同時(shí)又造成了原料中其他營(yíng)養(yǎng)成分的損失。與傳統(tǒng)的去除方法相比,微生物降解法具有更廣闊的前景。然而,目前關(guān)于微生物降解植物性飼料原料中單寧的研究較少,關(guān)于發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物(特別是水生動(dòng)物)生長(zhǎng)、存活等的影響更少。所以,開(kāi)展微生物發(fā)酵降解植物性飼料原料中單寧的降解研究以及對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物影響的研究將具有重要的理論與實(shí)際價(jià)值。

[1] Fao.Food and Agriculture Organization of the United Nations[M].[s.l.]:The State of Wo rld Fisheries and Aquaculture 2008(electronic version),2009:18.

[2] El-Sayed A M.A lternative dietary p rotein sources for farmed tilapia,Oreochrom is spp[J].Aquaculture,1999,179:149-168.

[3] Wilson R P.Fish Nutrition[M].(3rd edn).San Diego:Academic Press Inc,2002:146-148.

[4] 艾慶輝,謝小軍.水生動(dòng)物對(duì)植物蛋白源利用的研究進(jìn)展[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005,35,(6):929-935.

[5] Zhang L,Mai K S,Ai Q H,et al.Use of compound protein source as a replacement for fish meal in diets of Large Yellow Croaker,Pseudosciaena crocea R.[J].Journal of the World Aquaculture Society,2008,39(1):83-90.

[6] Cheng Z Y,Ai Q H,Mai K S,et al.Effects of dietary canola meal on grow th performance,digestion and metabolism of Japanese seabass,Lateolabrax japonicus[J].Aquaculture,2010,305:103-108.

[7] Bhat T K,Singh B,Sharma O P.M icrobial degradation of tannins-a current perspective[J].Biodegradation,1998,9:343-357.

[8] 霍振華,方熱軍.單寧對(duì)反芻動(dòng)物的抗?fàn)I養(yǎng)作用機(jī)理及其消除措施[J].中國(guó)飼料,2007,20:20-23.

[9] Palm C A,Gachengo C N,Delve R J,et al.Organic inputs for soil fertility management in tropical agroecosystem s:application of an organic resource database[J].Agriculture,Ecosystems and Environment,2001,83:27-42.

[10] Huang W,Ni J,Borthw ick A G L.Biosynthesis of valonia tannin hydrolase and hydrolysis of volonia tannin to ellagicacid by Aspergillus niger SHL 6[J].Process Biochemistry,2005,40:1245-1249.

[11] Chung K T,Wei C L,Johnson M G.A re tannins a double-edged sword in biology and health[J]?Trends in Food Science&Technology,1998,9:168-175.

[12] Marquardt R R,Ward A T,Campbell L D,et al.Purification,identification and characterization of a grow th inhibitor in faba beans(Vicia faba L.var.minor)[J].The Journal of Nutrition,1997,107:1313-1324.

[13] Saha N C,Kaviraj A.Acute and chronic toxicity of tannic acid and spent bark of cinchona to tilapia Oreochrom is mossambicus[J].Aquaculture,1996,145:119-127.

[14] Becker K,Makkar H P S.Effects of dietary tannic acid and quebracho tannin on grow th performance and metabolic rates of common carp(Cyprinus carpio L.)[J].Aquaculture,1999,175:327-335.

[15] Li J,Liu J,Tao S.Effectsof hunger and tannic acid on food intake and foraging behavior in M icrotus fortis[J].Acta Ecologica Sinica.2007,27(11):4478-4484.

[16] Reed JD,Soller H.Woodward,A.Fodder tree and straw diets for sheep:intake,grow th,digestibility and the effects of phenolics on nitrogen utilization[J].Animal Feed Science and Technology,1990,30(1):39-50.

[17] Herv?s G,P?rez V,Gir?ldez F J,et al.Intoxication of sheep with quebracho tannin extract[J].Journal of Comparative pathology,2003,129(1):44-54.

[18] Salem H B,Nefzaoui A,Makkar H PS,et al.Effect of early experience and adaptation period on voluntary intake,digestion,and grow th in Barbarine lambs given tannin-containing(Acacia cyanophy lla Lindl.foliage)or tannin-free(oaten hay)diets[J].Animal Feed Science and Technology,2005,122:59-77.

[19] Barry T N,Ducan SJ.The role of condensed tannins in the nutritional value of Lotus pedunculatus for sheep.1.Voluntary intake[J].British Journal of Nutrition,1984,51:485-491.

[20] McNabb W C,Waghorn G C,Barry T N,et al.The effect of condensed tannins Lotus pedunculatus on the digestion and metabolism of methionine,cystine and inorganic sulphur in sheep[J].British Journal of Nutrition,1993,70:647-661.

[21] Drewnow ski A,Gomez-Carneros C.Bitter taste,phytonutritrients,and the consumer:a review[J].The American Journal of Clinical Nutrition,2000,72:1424-1435.

[22] Shimada T.Salivary proteins as a defense against dietary tannins[J].Journal of Chemical Ecology,2006,32:1149-1163.

[23] Narjisse H,Elhonsali M A,Olsen J D.Effects of oak(Quercus ilex)tannins on digestion and nitrogen balance in sheep and goats[J].Small Ruminant Research,1995,18:201-206.

[24] Frutos P,Hervíás G,Giráldez F J,et al.Review.Tannins and ruminant nutrition[J].Spanish Journal of Agricultural Research,2004,2:191-202.

[25] Mariscal-Landin G,Avellaneda J H,Reis de Souza T C,et al.Effect of tannins in sorghum on amino acid ileal digestibility and on trypsin(E.C.2.4.21.4)and chymotrypsin(E.C.2.4.21.1)activity of grow ing pigs[J].Animal Feed Science and Technology,2004,117:245-264.

[26] Vilari?no M,Métayer J P,Crépon K,et al.Effects of varying vicine,convicine and tannin contents of faba bean seeds(Vicia faba L.)on nutritional values for broiler chicken[J].Animal Feed Science and Technology,2009,150:114-121.

[27] Barry T N,Manley T R.The role of condensed tannins in the nutritional value of Lotus pedunculatus for sheep 2.Quantitative digestion of carbohydrates and proteins[J].British Journal of Nutrition,1984,51:493-504.

[28] Frazier R A,Deaville E R,Green R J,et al.Interactions of tea tannins and condensed tannins with proteins[J].Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis,2010,51:490-495.

[29] Lacassagne L,Francesch M,Carr B,et al.Utilization of tannincontaining and tannin-free faba beans(Vicia faba)by young chicks:Effects of pelleting feeds on energy,protein and starch digestibility[J].Animal Feed Science,1988,20(1):59-68.

[30] Al-Mamary M,Al-Habori M,Al-Aghbari A,et al.In vivo effects of dietary sorghum tannins on rabbit digestive enzymes and mineral absorption[J].Nutrition Research,2001,21:1393-1401.

[31] +engil?IA,;zacar M.Competitive biosorption of Pb2+,Cu2+and Zn2+ions from aqueous solutions onto valonia tannin resin[J].Journal of Hazardous Materials,2009,166:1488-1494.

[32] Kandra L,Gyongyi G,Agnes Z,et al.Inhibitory effects of tannin on human salivary a-amylase[J].Biochemical and Biophysical Research Communications,2004,319:1265-1271.

[33] Kim H S,Miller D D.Proline-rich proteinsmoderate the inhibitory effect of tea on iron absorption in rats[J].The Journal of Nutrition,2005,135:532-537.

[34] King D,Fan M Z,Ejeta G,et al.The effects of tannins on nutrient utilisati on in the White Pekin duck[J].British Poultry Science,2000,41(5):630-639.

[35] Marzo F,U rdaneta E,Santidrian S.Liver p roteolytic activity in tannic acid-fed birds[J].Poultry Science,2002,81:92-94.

[36] Barahona R,Lascano C E,Cochran R,et al.Intake,digestion,and nitrogen utilization by sheep fed tropical legumes with contrasting tannin concentration and astringency[J].Journal of Animal Science,1997,75:1633-1640.

[37] Min B R,Attwood G T,M cNabb W C,et al.The effect of condensed tannins from Lotus cornicul atus on the proteolytic activities and grow th of rumen bacteria[J].Animal Feed Science and Technology,2005,121:45-58.

[38] Smith A H,Mackie R I.Effect of condensed tannins on bacterial diversity and metabolic activity in the rat gastrointestinal tract[J].Applied and Environmental Microbiology,2004,70(20):1104-1115.

[39] Boyd E M,Bereczky K,Godi I.The acruye toxicity of tannic acid administered intrgastrically[J].Canadian Medical Association Journal,1965,92:1292-1297.

[40] Glick Z,Joslyn M A.Food intake depression and othermetabolic effects of tannic acid in the rat[J].The Journal of Nutrition,1969,100:509-515.

[41] Egounlety M,Aworh O C.Effects of soaking,dehulling,cooking and fermentation with Rhizopus oligosporus on the oligosaccharides,trypsin inhibitor,phytic acid and tannins of soybean(Glycine max Merr.),cowpea(Vigna unguiculata L.Walp)and groundbean(M acroty lama geocarpa Harms)[J].Journal of Food Engineering,2003,56:249-253.

[42] Marzo F,Alonso R,U rdaneta E,et al.Nutritional quality of extruded kidney bean(Phaseolus vulgaris L.var.Pinto)and its effects on grow th and skeletal muscle nitrogen fractions in rats[J].Journal of Animal Science,2002,80:875-879.

[43] Canbolat O,Ozkan CO,Kamalak A.Effectsof NaOH treatment on condensed tannin contents and gas p roduction kinetics of tree leaves[J].Animal Feed Science and Technology,2007,138:189-194.

[44] Salem H B,Abidi S,Makkar H P S,et al.Wood ash treatment,a cost-effective w ay to deactivate tannins in Acacia cyanophlla Lindl.foliage and to imp rove digestion by Barbarine sheep[J].Animal Feed Science and Technology,2005,122:93-108.

[45] Jones W T,Mangan J L.Complexes of condensed tannins of sainfoin(Onobrychis viciifolia Scop.)with fraction-1 leaf p rotein and with submaxillary mucoprotein,and their reversal by polyethylene-glycol and p H[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,1977,28:126-136.

[46] Villalba J J,Provenza FD.Preference for polyethylene glycol by sheep fed a quebracho tannin diet[J].Journal of Animal Science,2001,79:2066-2074.

[47] Priolo A,Waghorn GC,Lanza M,et al.Polyethylene glycol as a means for reducing the impact of condensed tannins in carob pulp:effects on lamb grow th performance and meat quality[J].Journal of Animal Science,2000,78:810-816.

[48] De Toledo T C F,Canniatti-Brazaca S G,A rthur V,et al.Effects of gamma radiation on total phenolics,trypsin and tannin inhibitors in soybean grains[J].Radiation Physics and Chemistry,2007,76:1653-1656.

[49] Cowan M M.Plant products as antimicrobial agents[J].Clinical Microbiology Review s,1999,12(4):564-582.

[50] Henis Y,Tarari H,Volcani R.Effect of water extracts of carob pods,tannic acid,and their derivatives on the morphology and grow th of microorganisms[J].Applied Microbiology,1964,12(3):204-309.

[51] McSweeney C S,Palmer B,McNeill D M,et al.Microbial interactions with tannins:nutritional consequences for ruminants[J].Animal Feed Science and Technology,2001,91:83-93.

[52] Aguilar C N,Rodr guez R,Guti rrez-Snchez G,et al.Microbial tannases:advances and perspectives[J].Appl Microbiol Biotechnol,2007,76:47-59.

[53] Knudson L.Tannic acid fermentation.I[J].Journal of Biological Chemistry,1913,14:159-202.

[54] Kumar R A,Gunasekaran P,Lakshmanan M.Biodegradation of tannic acid by Citrobacter freundiiisolated from a tannery effluent[J].Journal of Basic Microbiology,1999,39:161-168.

[55] Mahadevan A,Muthukumar G.Aquaticmicrobiology with reference to tannin degradations[J].Microbiology,1980,72:73-79.

[56] Osawa RO,Kuroiso K,Goto S,et al.Isolation of tannin-degradation Lactobacilli form humans and fermented foods[J].Applied and Environmental Microbiology,2000,66(7):3093-3097.

[57] Singh B,Bhat T K,Sharma O P.Biodegradation of tannic acid in an in vitroruminal system[J].Livestock Prodution Science,2001,68:259-262.

[58] Makkar H P S.Effects and fate of tannins in ruminant animals,adaptation to tannins,and strategies to overcome detrimental effects of feeding tannin-rich feeds[J].Small Ruminant Research,2003,49:241-256.

[59] Frutos P,Hervás G,Gir ldez F J,et al.Review.Tannins and ruminant nutrition[J].Spanish Journal of Agricultural Research,2004,2(2):191-202.

[60] Gamble G R,Akin D E,Makkar H P S,et al.Biological degradation of tannins in Sericea Lespedeza(Lespedeza cuneata)by the white rot fungi Ceriporiopsis subvermispora and Cyathusstercoreus analyzed by solid-state13C nuclear magnetic resonance spectroscopy[J].Applied and Environmental Microbiology,1996,62(10):3600-3604.

[61] Rakesh D D,Bhat T K,Singh B.Effect of fungal treatment on composition,tannin levels,and digestibility of black locust(Robinia pseudoacacia)leaves[J].The Journal of General and Applied Microbiology,2000,46:99-103.

[62] Towo E,Matuschek E,Svanberg U.Fermentation and enzyme treatment of tannin sorghum gruels:effects on phenolic compounds,phytate and in vitro accessible iron[J].Food Chemistry,2006,94:369-376.