黃酮類化合物對動物蛋白質(zhì)吸收的影響

金 芳，李 垚，劉紅南，張 琳，劉 瑩，馮香安

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所，哈爾濱 150030）

蛋白質(zhì)是生物體中廣泛存在的一類生物大分子，是生命的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)的吸收在機體的生長發(fā)育中起關(guān)鍵作用，是機體營養(yǎng)吸收的關(guān)鍵物質(zhì)。添加劑的作用不僅僅只是促進生長，一些添加劑已成為促進營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收或保證動物營養(yǎng)生理功能正常發(fā)揮所必需的物質(zhì)，也是全價飼糧中必不可少的組成部分，而不單單只是看作飼料中額外添加的成分。天然的功能性飼料添加劑是目前動物營養(yǎng)學(xué)中研究的熱點問題，其中一部分已在飼料工業(yè)和畜禽養(yǎng)殖中得到應(yīng)用，并取得了初步效果，不同程度地提高了飼料利用率、動物的生長速度、機體免疫力，改善了畜禽的肉質(zhì)并減少了對環(huán)境的污染。其中黃酮類化合物作為飼料添加劑越來越受到專家學(xué)者的重視。

1 黃酮類化合物的生理活性

黃酮類化合物是一類重要的天然有機化合物，泛指由兩個芳環(huán)（A與B）通過三碳鏈相互聯(lián)結(jié)而成的一系列化合物，其基本結(jié)構(gòu)為C6-C3-C6，是植物在長期自然選擇過程中產(chǎn)生的一類次生代謝產(chǎn)物。其廣泛存在于羊齒植物及高等植物的根、莖、葉、花、果實中，不僅數(shù)量種類繁多，而且結(jié)構(gòu)類型也復(fù)雜多樣，到目前為止已發(fā)現(xiàn)8000多種，在植物體內(nèi)大部分與糖結(jié)合成苷，部分以游離形式存在。天然黃酮類化合物是植物體多酚類的內(nèi)信號分子及中間體或代謝物，包括黃酮、異黃酮、黃酮醇、異黃酮醇、黃烷酮、異黃烷酮、查耳酮等。從天然植物中提取的重要的黃酮類化合物有黃羊苷、芫花素、槲皮素、蘆丁、葛根素、甘草苷等。

黃酮類化合物因其獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)而具有許多重要的生理、生化作用。黃酮類化合物具有高度的化學(xué)反應(yīng)性，能清除生物體內(nèi)的自由基，具有抗氧化作用。大豆黃酮是有效的過氧化氫清除劑，Wei等研究證明，大豆異黃酮既能在體內(nèi)又能在體外顯著抑制佛波醇酯等腫瘤促進劑誘導(dǎo)的H2O2的形成（P＜0.05）[1]。黃酮類化合物還具有抑制酶的活性、抗癌、抗病毒、抗菌、抗炎癥、抗過敏、抗疲勞、抗糖尿病并發(fā)癥等功能，且無毒無害，對人類的腫瘤、衰老、心血管病等退變性疾病的治療和預(yù)防有重要意義。Mishra等使用兩種不同劑量的大豆黃酮（0.5和50mg·kg-1）灌胃二甲基苯丙蒽誘導(dǎo)的致癌動物10 d，發(fā)現(xiàn)經(jīng)大豆黃酮處理的處于青春期前的大鼠，與對照組相比，其癌癥發(fā)生率為37.4%（P＜0.05），并且在50mg·kg-1劑量組中，一些抗氧化物酶的特異性活動顯著增加（P＜0.05）[2]。

2 黃酮類化合物在飼料添加劑中的應(yīng)用

作為飼料添加劑的黃酮類化合物主要有大豆異黃酮、沙棘黃酮、伊普異黃酮等[3]。黃酮類化合物應(yīng)用于飼料添加劑，可以提高動物采食量、生產(chǎn)性能及營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率，并能夠提高生長速度和免疫功能以及反芻動物乳腺的發(fā)育和泌乳[4-6]。

2.1 大豆異黃酮

大豆異黃酮類化合物作為飼料添加劑使用時，通?？勺鳛樯L促進劑，促進動物的生長發(fā)育；作為免疫增強劑，增強畜禽的抗病力，減少因疾病導(dǎo)致的經(jīng)濟效益下降；作為催情劑，增加排卵率和產(chǎn)仔數(shù)量，提高動物的繁殖性能[7-10]。因此，大豆異黃酮作為一種新型飼料添加劑具有較大研究價值和廣闊的開發(fā)前景。當(dāng)然，也可能有潛在的副作用，山羊長期采食含天然大豆異黃酮豐富的三葉草會患“三葉草病”，即繁殖障礙病。尚需進一步研究處于不同生理階段的不同動物飼喂大豆異黃酮的適宜添加量，亦需深入研究大豆異黃酮在動物產(chǎn)品中殘留及其對人類健康的影響。

2.2 沙棘黃酮

沙棘黃酮也屬于植物黃酮類物質(zhì)，沙棘中最主要的黃酮類化合物為槲皮素、異鼠李素、異鼠李素-3-β-D-蕓香糖苷、異鼠李素-3-β-D-葡萄糖苷、山萘酚及其苷類、蘆丁等。沙棘含豐富的抗氧化、防腐物質(zhì)，從而非常有利于貯存；沙棘飼料有利于畜禽體質(zhì)發(fā)育，尤其對畜禽產(chǎn)仔、產(chǎn)蛋等生殖生命活力具有促進作用；飼喂禽類時應(yīng)控制沙棘飼料的比例，因其含有粗纖維禽類不能很好地消化；其內(nèi)含的酚類物質(zhì)有影響禽類消化的作用，故作禽類飼料時必須進行脫毒處理。有研究表明，沙棘是一種含營養(yǎng)物質(zhì)種類多、含量豐富、營養(yǎng)價值高的優(yōu)良畜禽飼料資源[11]。

2.3 伊普異黃酮

伊普異黃酮（7-異丙氧基異黃酮）與大豆黃酮有相似的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，是一種人工合成的異黃酮植物雌激素，其具有促進成骨細(xì)胞增殖、抑制成熟破骨細(xì)胞募集、促進膠原合成和基質(zhì)分化、增加骨密度等作用。

3 黃酮類化合物促進蛋白質(zhì)吸收的機制

皮雄娥等研究報道，微量的大豆異黃酮可顯著促進動物的生長和蛋白質(zhì)的沉積[12]。其直接作用于肌肉細(xì)胞的雌激素受體，使肌細(xì)胞增大，從而促進肌肉蛋白質(zhì)的積累；促進肝臟蛋白質(zhì)合成，使血漿蛋白水平發(fā)生變化，即血清白蛋白、球蛋白和纖維蛋白的含量升高；通過與下丘腦、垂體等雌二醇受體結(jié)合，降低生長抑素水平，從而提高胰島素樣生長因子（IGF-Ⅰ）和生長激素（GH）水平，促進動物生長；異黃酮植物雌激素在下丘腦與雌二醇競爭性結(jié)合雌二醇受體，發(fā)揮抗雌激素作用，并削弱了雌二醇的負(fù)反饋調(diào)節(jié)，引起內(nèi)源性睪酮的增加，促進了雄性動物蛋白質(zhì)合成。艾曉杰等報道，大豆黃酮通過減少機體尿素氮的產(chǎn)生而增加氮的保留，即體內(nèi)蛋白質(zhì)分解下降，而合成代謝加強，從而調(diào)節(jié)機體內(nèi)的氮代謝水平，影響分娩后初產(chǎn)奶牛的糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝，促進了營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，加強了機體蛋白質(zhì)的合成，以適應(yīng)機體泌乳的生理變化[13]。

陶勝宏等研究報道，伊普異黃酮作用于下丘腦-垂體-甲狀腺軸，促進促甲狀腺激素（TSH）的分泌，繼而引起血液中甲狀腺激素的升高，并促進了脫碘酶的活性，使血清四碘甲狀腺尿氨酸（T4）、游離型四碘甲狀腺尿氨酸（FT4）向更具活性的三碘甲狀腺尿氨酸（T3）、游離型三碘甲狀腺尿氨酸（FT3）轉(zhuǎn)化，從而影響了肉雞體內(nèi)各種代謝水平，并顯著降低了公雞和母雞血清中尿酸的含量（P＜0.05），表明蛋白質(zhì)在機體內(nèi)沉積的加劇，促進了肉雞的生長[14]。故伊普異黃酮對肉雞的促生長作用是通過調(diào)節(jié)機體內(nèi)甲狀腺激素水平、促進蛋白質(zhì)在體內(nèi)的沉積來實現(xiàn)的，且沒有顯著的性別差異。劉紅南等在研究沙棘葉總黃酮對肉雞蛋白質(zhì)利用的影響中，利用十二指腸組織差異蛋白質(zhì)檢測證實了沙棘葉總黃酮可以通過上調(diào)十二指腸核糖體蛋白S12（RPS12）、腸道脂肪酸結(jié)合蛋白（Ⅰ-FABP）和角蛋白10（CK10）的表達，提高21日齡AA肉雞生長前期蛋白質(zhì)表觀消化率，促進胸肌和腿肌的生長發(fā)育[15]。

4 黃酮類化合物對機體蛋白質(zhì)消化吸收的影響

4.1 家禽

李垚等研究表明，沙棘黃酮可以提高飼料中蛋白質(zhì)和鈣的吸收利用率以及影響肉雞血清胰島素（Ins）、胰高血糖素（GG）、IGF-Ⅰ等激素水平，為進一步研究沙棘的有效成分和對畜禽的作用及其應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)[16]。朱建平等對AA肉雞的試驗表明，添加大豆黃酮3mg·kg-1，42日齡增重提高6%，料肉比降低4%，同活重情況下屠宰比較，胸肉重增加8%[17]。王利華等研究發(fā)現(xiàn)，肉雞血清尿酸含量在添加大豆異黃酮的前期，試驗組較對照組差異顯著（P＜0.05），說明大豆異黃酮對蛋白質(zhì)的積累有顯著的效果（P＜0.05）[18]。劉紅南等采用雙向電泳和蛋白鑒定的方法測定沙棘黃酮的作用效果，結(jié)果表明，沙棘黃酮促進了肉雞幼雛十二指腸的發(fā)育，從而提高了21日齡肉雞對飼料中蛋白質(zhì)的利用率，促進胸肌和腿肌的生長發(fā)育[15]。劉燕強等報道，大豆黃酮使羅曼蛋雞的蛋重和飼料轉(zhuǎn)化率提高，且血液中T3、T4顯著升高（P＜0.05），提示大豆黃酮可促進甲狀腺分泌、機體營養(yǎng)物質(zhì)的代謝和利用[19]。對于處于生長期的動物來說，腸道的健康發(fā)育以及分化，對于其營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和生產(chǎn)性能的提高具有至關(guān)重要的作用。添加含有豐富黃酮類化合物的松科植物提取物可以顯著提高肉雞的腿肌率（P＜0.05）。邵淑麗等研究結(jié)果表明，沙棘嫩枝葉5%可使AA肉仔雞對日糧中蛋白質(zhì)利用率提高6.28%[20]。侯宗梅等報道，添加異黃酮植物雌激素使7～21日齡雛雞的腿肌重及腿肌中的RNA含量有較顯著的提高，同時血液中的甲狀腺激素含量顯著增加（P＜0.05）[21]。陶勝宏等研究表明，伊普異黃酮能夠顯著提高肉公雞和肉母雞血清中T3和FT3的水平（P＜0.05），TSH的水平也有所升高，而血清中T4和FT4的水平卻有下降的趨勢，還能夠顯著降低公雞和母雞血清中尿酸的含量（P＜0.05），表明蛋白質(zhì)在機體內(nèi)的沉積加強，促進了肉雞的生長[14]。

4.2 反芻動物

馬海田等研究認(rèn)為，飼料中添加大豆黃酮能提高山羊瘤胃液的pH，增強總脫氫酶活性，總脫氫酶活性及NH3-N和瘤胃微生物總蛋白含量試驗期分別較對照期顯著提高（P＜0.05）[22]。陳杰等研究表明，水牛十二指腸灌注大豆黃酮，除升高血清睪酮水平外，同時還有效促進了瘤胃微生物蛋白質(zhì)合成，并且揮發(fā)性脂肪酸、氨態(tài)氮濃度顯著增加（P＜0.05）[23]。郝振榮等研究大豆異黃酮對泌乳后期的中國荷斯坦奶牛泌乳性能的影響，試驗組泌乳牛血清和乳中白介素-4（IL-4）、免疫球蛋白（IgG）含量顯著升高（P＜0.05），但仍在健康的水平內(nèi)[24]。Sakai等研究表明，大豆異黃酮能夠通過IL-4間接調(diào)節(jié)IgG的分泌，IL-4能夠促進免疫球蛋白G1和免疫球蛋白E的增加而抑制免疫球蛋白G2a的產(chǎn)生，IL-4通過激活和上調(diào)輔助T淋巴細(xì)胞2（Th2）的分泌能力，從而增加了IgG的分泌量[25]。

4.3 其他動物

鄭元林等試驗表明，大豆異黃酮1×10-5mol·L-1可使大鼠離體肝臟灌流液中尿素氮濃度下降，抑制大鼠離體灌流的肝組織中谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）的活性，提高3H-亮氨酸的摻入量，說明大豆異黃酮可通過增加對大鼠肝臟氮的存留，促進大鼠肝細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成[26]。馬海田等報道，7-羥基異黃酮和伊普異黃酮均能提高大鼠的日增重，降低料重比，并有降低血清尿素氮和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性的趨勢，提出7-羥基異黃酮和伊普異黃酮對雄性和雌性大鼠均有促生長作用，且可能與蛋白質(zhì)的代謝有關(guān)[19]。林成招等應(yīng)用酶消化法分離培養(yǎng)了SD大鼠的小腸上皮細(xì)胞，用3H-TdR摻入法分別檢測了大豆異黃酮（大豆黃酮和染料木素）對該細(xì)胞生長的影響，并測定了細(xì)胞堿性磷酸酶活性的變化，同時，利用翻轉(zhuǎn)的小鼠離體小腸囊研究了大豆異黃酮0、0.1、0.5、1、5 μg·mL-1對小腸葡萄糖及氨基酸吸收的影響，并檢測了小腸黏膜總ATP酶活性的變化，結(jié)果證明，大豆黃酮和染料木素對葡萄糖的吸收均有促進作用，但是對色氨酸和賴氨酸的吸收及黏膜ATP酶的活性并沒有影響[27]。這些研究結(jié)果不完全一致可能是由于添加量的多少或者不同種類的氨基酸轉(zhuǎn)運方式不同引起的。

5 小 結(jié)

飼料添加劑在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，也使現(xiàn)代動物飼養(yǎng)效果提高到一個新水平。作為一類最廣泛分布于植物體內(nèi)的多酚類物質(zhì)，黃酮類化合物潛在的作用不斷被人們發(fā)現(xiàn)和認(rèn)知。與此同時，黃酮類化合物的廣泛利用也為畜牧行業(yè)帶來廣闊的發(fā)展前景。

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