花青素在飼料上的應(yīng)用探析

汪文忠

（杭州康橋飼料科技有限公司310004）

花青素在飼料上的應(yīng)用探析

汪文忠

（杭州康橋飼料科技有限公司310004）

本文就花青素的性質(zhì)功能對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)的影響，結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究進(jìn)展，探討花青素在飼料方面的可利用價(jià)值。

花青素；生理活性；動(dòng)物飼料

0 引言

花青素作為一種天然類色素，其健康、無毒、營(yíng)養(yǎng)的作用在食品色素添加、化妝品、醫(yī)療等方面具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。此外，花青素對(duì)佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠免疫功能和炎癥因子的作用，均說明花青素在抗氧化、抗炎癥方面具有顯著的藥理作用。可見，花青素在預(yù)防和治療動(dòng)物疾病方面有很好的開發(fā)潛力。但是，由于花青素的穩(wěn)定性較差，目前關(guān)于花青素作為飼料添加劑的文獻(xiàn)較少。

1 花青素的簡(jiǎn)介

花青素屬于酚類中的類黃酮類化合物，是較為典型的類黃酮結(jié)構(gòu)，基本結(jié)構(gòu)單元為2-苯基苯并毗喃陽離子。以C6-C3-C6為基本骨架。自然游離狀態(tài)下的花青素極為少見，其成苷的種類、數(shù)目、位置不同，形成的花色苷的種類也不同，使得花青素的種類繁多。目前自然界中己知有23種花青素，其中在植物中常見的有6種，即天竺葵色素（pelargonidin，Pg）、矢車菊色素（cyanidin，Cy）、飛燕草色素（delphinidin，Dp）、芍藥花色素（peonidin，Pn）、牽?；ㄉ兀╬etunidin，Pt）和錦葵色素（mal-vidin，Mv）衍生物。六種花色素又以不含甲氧基的天竺葵色素（Pg）、矢車菊色素（Cy）、飛燕草色素（Dp）最常見。其中矢車菊色素在植物中分布最多，約占自然界中花青素含量的50%。

花青素經(jīng)由苯基丙酸類合成路徑和類黃酮生合成途徑生成的一類色原烯衍生物?；ㄇ嗨氐牟环€(wěn)定性，在外界干擾下易降解為褐色或無色的降解產(chǎn)物，影響其色澤和澄清度。使得花青素在生活中的應(yīng)用較少?；ㄇ嗨刈钔怀龅奶攸c(diǎn)在于它的顏色較為鮮亮。研究發(fā)現(xiàn)。在不同的PH條件下，花青素在植物中的水溶性不同，顯現(xiàn)的顏色變化較大。在堿性條件下葉子呈現(xiàn)藍(lán)色，在酸性條件下，葉子的顏色為紅色，且顏色的深淺與花青素的含量呈正相關(guān)，可用分光光度計(jì)迅速測(cè)定?；ㄇ嗨仂n麗的顏色不但受到人們喜愛，而且其生理活性也是人們較為關(guān)注的一部分。研究表明，花青素具有很多生理活性，如抗氧化，可預(yù)防由氧化損傷所引起的心腦血管疾病，保護(hù)肝臟，抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、抑制炎癥過敏等作用。因此長(zhǎng)期攝入適量花青素被認(rèn)為是對(duì)細(xì)胞起促進(jìn)作用的。

2 花青素的穩(wěn)定性

花青素存在著巨大潛力的應(yīng)用前途，但由于其相對(duì)的不穩(wěn)定性致使花青素受到一定的限制。從化學(xué)結(jié)構(gòu)來看，花青素具有缺少一個(gè)電子的特性，易受到活性氧基團(tuán)或自由電子的攻擊。因此花青素被認(rèn)為是強(qiáng)大的天然抗氧化劑，然而正是由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)的特性，使花青素具有較大的不穩(wěn)定性且易發(fā)生降解作用。

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)花青素穩(wěn)定性的研究，影響花青素穩(wěn)定性的因素除了其結(jié)構(gòu)之外，外界因素對(duì)其影響也較大，例如溶液pH、光和溫度，金屬離子等。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)藍(lán)莓果汁中的研究中發(fā)現(xiàn)花青素在pH＜3時(shí)比較穩(wěn)定：對(duì)光和高溫比較敏感。研究通過提取紫蘇花青素發(fā)現(xiàn)Fe3+和Cu2+離子對(duì)紫蘇花青素降解作用較大，而Al3+Mg2+和Zn2+對(duì)花青素降解具有一定的保護(hù)作用。除此之外，含有芍藥色素和錦葵色素基元的花色苷相對(duì)較為穩(wěn)定，而含有飛燕草素、矢車菊素基元的，其穩(wěn)定性不高?；ㄇ嗨氐奶腔潭葘?duì)穩(wěn)定性也有影響，不同類型的糖基對(duì)花青素的穩(wěn)定性影響亦不同，糖基化程度越高。穩(wěn)定性越強(qiáng)。

花青素的感光性較強(qiáng)，熱穩(wěn)定性較差。所以低溫、避光條件下保存花青素較好。金屬離子對(duì)花青素的穩(wěn)定性影響較大，所以在實(shí)驗(yàn)研究中可利用花青素中的取代基與金屬離子結(jié)合從而有效提高花青素的穩(wěn)定性。此外，花青素也可通過共著色作用和輔色劑來增強(qiáng)其穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明，蘆丁在38℃恒溫條件下表現(xiàn)良好的抗熱輔色效果。

3 花青素的生理功能

3.1 天然抗氧化作用和自由基清除能力

花青素是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的最有效的天然水溶性自由基清除劑，其抗氧化性主要來自于它的化學(xué)結(jié)構(gòu)。此外，花青素對(duì)所處環(huán)境的酸堿度要求較高。日本學(xué)者通過研究馬斯喀特貝利葡萄中花青素的抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)在pH=7.4條件下其抗氧活性最強(qiáng)。同時(shí)，花青素可與膠原蛋白結(jié)合。形成的抗氧化保護(hù)膜能夠保護(hù)細(xì)胞和組織不被自由基氧化。從而增強(qiáng)其在體內(nèi)的抗氧化作用，特別的，花青素的抗氧化能力也與其含量呈正相關(guān)。

一般來說，花青素淬滅自由基的能力是vc的20倍。維生素E的50倍，其體內(nèi)活性更是其他抗氧化劑無法比擬的。研究者利用紫甘薯品種zAl中提取的花青素與常用的抗氧化劑抗壞血酸、a-生育酚和BHA進(jìn)行比較。結(jié)果表明，花青素具有相當(dāng)強(qiáng)的清除超氧陰離子、羥基自由基和DPPH，自由基能力。也有研究表明，花青素在生物體內(nèi)的其他作用都是基于其抗氧化、清除有害自由基的功能特效。

作為抗氧化功能添加劑，其強(qiáng)大的清除體內(nèi)有害自由基的能力，可阻礙核酸、蛋白質(zhì)和脂肪被氧化損害，起到預(yù)防多種疾病的危害。花色素抗氧化活性的能力可以增強(qiáng)生物體內(nèi)的免疫系統(tǒng)，該作用對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展有著重大的意義。

3.2 增強(qiáng)抗炎能力

花青素在抗炎方面的作用較為顯著，其通過抑制細(xì)胞分裂素、組織銨等減少組織發(fā)炎。目前。關(guān)于花青素抗炎作用機(jī)制有兩種解釋，一種是通過PPARγ減弱THP-1細(xì)胞在炎癥反應(yīng)過程中的負(fù)作用實(shí)現(xiàn)：另一種是通過激活NF-KB和MAPK的表達(dá)從而表現(xiàn)出極強(qiáng)的抗炎作用。

研究者利用紫背天葵水和乙醇溶液提取液進(jìn)行高糖誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷效果的研究，其中的花色素成分具有明顯的抗炎保護(hù)等作用。研究者采用小鼠受熱致痛法和小鼠二甲苯致耳廓發(fā)炎法，結(jié)果表明藍(lán)莓花青素可明顯提高小鼠的痛閡值并抑制耳廓腫脹，起到消炎的效果。依據(jù)以上研究，花青素之中含有抗炎因子，對(duì)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，從而對(duì)急慢性炎癥起到一定的預(yù)防和治療效果。

3.3 抗癌功能

癌癥是由于自由基破壞遺傳物質(zhì)而導(dǎo)致的疾病，是各種惡性腫瘤的統(tǒng)稱。國(guó)內(nèi)外的研究表明，花青素具有降低癌細(xì)胞增殖能力與抑制腫瘤形成的功效。一方面，花青素具有清除體內(nèi)有害自由基的功效?？梢苑乐辜?xì)胞突變對(duì)機(jī)體產(chǎn)生危害。另一方面，花青素可以調(diào)節(jié)機(jī)體產(chǎn)生相關(guān)的酶，選擇性的抑制癌細(xì)胞的增殖，而且對(duì)正常細(xì)胞增殖影響較小。

研究者從內(nèi)蒙古野生藍(lán)莓中提取花青素，觀察其對(duì)口腔癌細(xì)胞株KB的增殖作用，結(jié)果顯示藍(lán)莓花青素呈劑量依賴的方式抑制KB細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯在G2∕M期，而且能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，紫薯花青素顯著提高小鼠血清和皮膚中的SOD，GSH-Px活性，同時(shí)抑制小鼠肉瘤S180的生長(zhǎng)。以上研究表明，花青素在抑制腫瘤入侵和轉(zhuǎn)移方面起著重要作用。

花青素作為一種無毒的食用色素，在食物中添加花青素，能抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散。目前世界上大多數(shù)通過化療和抗癌藥物的手段治療癌癥，但這些方法將對(duì)機(jī)體其他細(xì)胞產(chǎn)生破壞。并且還不能夠阻止該病的復(fù)發(fā)。若花青素結(jié)合抗癌藥物，將可能提高機(jī)體的免疫能力，降低該病的復(fù)發(fā)率。

4 花青素在飼料中的應(yīng)用

4.1 在雞生產(chǎn)中的應(yīng)用

韓國(guó)全北國(guó)立大學(xué)研究從輻射松樹皮提取的富含花青素物質(zhì)（PAE）對(duì)雞種的免疫調(diào)節(jié)作用。結(jié)果表明，富含PAE的實(shí)驗(yàn)組對(duì)雞外周血單核細(xì)胞、脾細(xì)胞和胸腺細(xì)胞增殖能力明顯高于其他實(shí)驗(yàn)組。由該研究發(fā)現(xiàn)，花青素試驗(yàn)組的雞在促生長(zhǎng)、增強(qiáng)免疫力方面都顯示出很好的功效?？梢娀ㄇ嗨厝魬?yīng)用于飼料其作用在雞的生長(zhǎng)過程中可代替藥物的使用，減少藥物殘留對(duì)雞本身的影響，可增強(qiáng)雞的肉質(zhì)品質(zhì)。

4.2 在豬飼料中的應(yīng)用

研究者在豬的飼料中添加藍(lán)莓粉，飼喂4周后，屠宰檢測(cè)眼、肝臟、大腦皮層和小腦等組織中是否含有花青素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在以上被檢測(cè)的組織中，均檢測(cè)出花青素的存在?？笛┭嘣谪i體外研究了花青素對(duì)ST細(xì)胞的毒性和豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV）的直接滅活、治療作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示花青素在ST細(xì)胞上對(duì)TGEV有一定的治療效用。

在豬體內(nèi)的花青素可被機(jī)體組織有效吸收，并作用于組織細(xì)胞，提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)豬部位的生長(zhǎng)。除此之外，花青素可起到預(yù)防并治療TGEV的效果，其添加在豬飼料中可提高豬肉產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。

總之，飼料添加劑已成為目前科學(xué)界研究的重點(diǎn)，依據(jù)花青素的生物特性可作為添加劑應(yīng)用于飼料中。現(xiàn)有體內(nèi)外研究表明。花色素主要吸收部位在胃和小腸，經(jīng)胃吸收后的花青素會(huì)很快進(jìn)入血液中，并通過羥基的甲基化與有機(jī)酸結(jié)合成酯，被迅速的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝，以提供機(jī)體對(duì)其營(yíng)養(yǎng)成分的利用。

5 展望

作為一種綠色無副作用的色素添加劑，國(guó)內(nèi)可以作為高端的飼料添加劑應(yīng)用，其所具有提高日增重。降低料肉比的優(yōu)勢(shì)具有廣闊的應(yīng)用前景。目前在畜牧業(yè)使用的飼料添加劑大多含有抗生素。會(huì)降低動(dòng)物的免疫系統(tǒng)?；ㄇ嗨乜商娲股貞?yīng)用于飼料中，對(duì)生產(chǎn)無藥物殘留的蛋產(chǎn)品和肉產(chǎn)品很重要。除此之外，花青素可以提高飼料消化吸收率，改善腸道機(jī)能，清除有害自由基，增強(qiáng)動(dòng)物的非特異性免疫能力的作用，而且還可以作為天然食物調(diào)味劑以改善飼料的適口性，益于動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育。

在未來的研究中，我們應(yīng)進(jìn)一步提高花青素的穩(wěn)定性并開發(fā)花青素功能型產(chǎn)品，促進(jìn)其在食品和醫(yī)藥方面的進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí)，探索花青素的其他生物活性并與其他飼料添加劑的融合是否能夠有效發(fā)揮其在動(dòng)物體內(nèi)的生物活性。另外，工業(yè)上可充分利用豐富的花青素植物資源，加快花青素提取技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)，以突破其作為飼料添加劑在工廠大型生產(chǎn)且生產(chǎn)效率高、成本低的瓶頸。

S816.7

A

1008-6137（2017）02-0013-03

2017-02-12.