李 捷
(九江職業(yè)大學(xué),江西九江 332000)
隨著消費(fèi)者對(duì)肉類(lèi)食品要求的提高及健康養(yǎng)殖理念的推行,畜牧業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展成為養(yǎng)殖行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn),綠色飼料添加劑逐漸被認(rèn)識(shí)。茶葉提取物中的酚類(lèi)物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為茶多酚,具有良好的抗氧化、消炎、抑菌、抗癌、抗腫瘤等功能。茶多酚提取工藝逐漸成熟,成分明確,無(wú)毒無(wú)殘留,作為綠色飼料添加劑在養(yǎng)殖生產(chǎn)上具有良好的應(yīng)用效果,2013年被列為飼料添加劑目錄。因此,本文就茶多酚的生物學(xué)功能及其在豬生產(chǎn)上的應(yīng)用進(jìn)行綜述,并對(duì)其在豬生產(chǎn)上的應(yīng)用進(jìn)行展望。
茶多酚是茶葉中主要的功能性物質(zhì),占茶葉干物質(zhì)的20%~42%,不同種類(lèi)的茶葉中茶多酚含量差異較大(周巧儀等,2018;Naghma Khan等,2007)。茶多酚由30多種物質(zhì)組成,其中兒茶素占60%~80%,是主要活性成分(付石軍等,2014)。茶多酚具有抗氧化、消炎、抑菌、抗癌、抗腫瘤等功能,是安全、無(wú)污染的綠色飼料添加劑,能取代人工合成的抗氧化劑,作為動(dòng)物飼料中的自由基清除劑對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)起到積極作用(周巧儀等,2018)。隨著技術(shù)和方法的改善,茶多酚提取技術(shù)日益成熟,目前主要的提取方法有酶提取法、超臨界流體萃取法、生石灰水沉淀法、溶劑浸提法、微波提取法、超聲波提取法等;進(jìn)一步可使用離子沉淀法、樹(shù)脂吸附法、膜過(guò)濾法、柱色譜法等方法對(duì)茶多酚進(jìn)行純化,去除色素、茶蛋白等雜質(zhì)(楊新等,2019;張勁,2019)。
1.1 抗氧化作用 茶多酚抗氧化能力強(qiáng),顯著優(yōu)于維生素C(VC)和維生素E(VE),可作為強(qiáng)大、安全、天然的抗氧化劑。體外研究表明,茶多酚活性成分可降低活性氧(ROS)水平,提高細(xì)胞活力,調(diào)節(jié)Akt和JNK通路的磷酸化水平來(lái)抑制H2O2誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。另外,茶多酚能恢復(fù)機(jī)體超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPH)等抗氧化酶活性,通過(guò)調(diào)節(jié)酶活性來(lái)抵抗氧化應(yīng)激(Renlei Ji等,2018)。在抗氧化細(xì)胞信號(hào)通路中,抗氧化酶和解毒基因活性主要受NF-E2相關(guān)因子2(Nrf2)調(diào)節(jié),茶多酚中的活性物刺激上皮細(xì)胞,增強(qiáng)抗氧化酶活性,促進(jìn)核易位Nrf2的釋放,從而促進(jìn)氧化應(yīng)激條件下的抗氧化功能,提高機(jī)體的整體抗氧化功能,減輕氧化應(yīng)激(Xing L等,2019)。茶多酚在不同品種茶葉中的含量不同,茶葉提取物的抗氧化效果隨多酚含量的增加而增強(qiáng)(張燕等,2019;馬惠等,2019)。
1.2 抑菌作用 茶多酚對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和陰性細(xì)菌有抑制作用,如腸球菌、金黃色葡萄球菌、鏈球菌、沙門(mén)氏菌和大腸桿菌,通過(guò)破壞細(xì)菌細(xì)胞膜、抑制脂肪酸合成和抑制酶活性等途徑產(chǎn)生殺菌作用。革蘭氏陰性菌的外膜主要由帶負(fù)電荷的脂多糖組成,因此茶多酚對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌的抑制效果更好。茶多酚還能作用于細(xì)菌脂肪酸合成中的特異性還原酶,如抑制二氫葉酸還原酶活性,從而阻礙細(xì)菌合成核酸(Xiong L等,2017)。茶多酚能抑制近百種細(xì)菌的生長(zhǎng),并且抑制效果隨濃度增加而增加,除此之外,茶多酚對(duì)腸道中乳酸菌、雙歧桿菌等有益菌的增殖有促進(jìn)作用,進(jìn)一步優(yōu)化動(dòng)物腸道微生物結(jié)構(gòu),改善腸道環(huán)境(孫艷俠等,2009)。
1.3 抗癌作用 體外和體內(nèi)研究表明,茶多酚參與細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖、腫瘤生長(zhǎng)和細(xì)胞遷移的細(xì)胞周期。能抑制腫瘤細(xì)胞DNA復(fù)制過(guò)程所需酶的活性,從而抑制DNA復(fù)制;還能抑制細(xì)胞周期中關(guān)鍵酶(細(xì)胞周期蛋白D1、細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶4、細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶6)的表達(dá),通過(guò)細(xì)胞周期素激酶抑制子-細(xì)胞周期素-細(xì)胞周期素依賴(lài)的激酶機(jī)制阻滯腫瘤細(xì)胞周期(徐力等,2006);同時(shí)可明顯促進(jìn)腫瘤抑制蛋白表達(dá),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,從而使腫瘤細(xì)胞周期阻滯(馬慧等,2019);茶多酚也能通過(guò)影響核轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白1(AP-1)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)與NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、抑制端粒酶活性、調(diào)控細(xì)胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)等多種機(jī)制抑制腫瘤細(xì)胞增殖(羅非君等,2001)。
1.4 其他功能 茶多酚還有降低血漿和肌肉中膽固醇、脂類(lèi)過(guò)氧化物(如丙二醛)含量的功能。另外,茶多酚被認(rèn)為與細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)和磷脂相互作用,調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、轉(zhuǎn)錄因子、DNA甲基化、線粒體功能等過(guò)程有關(guān)(Farahat等,2016)。茶多酚清除自由基和抗氧化的功能還能提高細(xì)胞免疫力、幫助機(jī)體抗輻射等(劉茹等,2012)。
2.1 對(duì)生長(zhǎng)性能的影響 茶多酚能增強(qiáng)CAT等抗氧化酶的活性,同時(shí)能與維生素C協(xié)同作用,增強(qiáng)機(jī)體抗氧化水平。除此之外,茶多酚通過(guò)與病毒蛋白等物質(zhì)結(jié)合,或代謝產(chǎn)生過(guò)氧化氫等途徑殺滅病原菌,同時(shí)還能促進(jìn)有益菌生長(zhǎng),改善腸道環(huán)境及機(jī)體健康水平(孫朋朋等,2014),從而促進(jìn)生長(zhǎng)。李永義等(2011)將仔豬分為3組,日糧中分別添加0、0.05%、0.1%的茶多酚,每個(gè)日糧處理分為應(yīng)激組與非應(yīng)激組,應(yīng)激組注射10mg/kg體重的除草快引起仔豬氧化損傷從而構(gòu)建應(yīng)激模型,結(jié)果顯示茶多酚處理組對(duì)非應(yīng)激組生長(zhǎng)性能無(wú)顯著影響,而應(yīng)激組平均日增重分別增加138.2%、294.4%(P<0.01),平均日采食量增加58.5%、125.2%(P<0.01),料肉比降低37.1%、45.7%(P<0.01),生長(zhǎng)性能顯著改善。徐坤等(2009)以育肥豬作為試驗(yàn)對(duì)象,在飼糧中添加0.1%、0.3%、0.5%的茶多酚制劑后育肥豬平均日增重分別提高7.8%、11.9%、14.0%(P<0.05)。有研究報(bào)道,在飼糧中添加0.04%的茶多酚,6周后育肥豬凈增重和平均日增重顯著提高,與晁婭梅等(2016)在育肥豬上的研究結(jié)果相似。而王建華(2011)和王玉龍(2014)研究發(fā)現(xiàn),茶多酚(添加量為0.5%、1.0%)和茶葉提取物(添加量為250 g/t、500 g/t)對(duì)育肥豬的生長(zhǎng)性能無(wú)顯著影響。不同試驗(yàn)結(jié)果的不一致可能是試驗(yàn)所用基礎(chǔ)飼糧的營(yíng)養(yǎng)水平不一致、處理周期、茶多酚純度及添加量不同引起的。
2.2 對(duì)抗氧化能力的影響 氧化應(yīng)激會(huì)降低動(dòng)物免疫力和生產(chǎn)性能,茶多酚作為飼料添加劑的抗氧化能力較強(qiáng),能有效清除自由基,防止機(jī)體氧化損傷。茶多酚改善機(jī)體抗氧化水平的途徑包括:(1)酚羥基提供H+,與氧自由基發(fā)生反應(yīng),中止氧化連鎖反應(yīng);(2)抑制脂氧化酶、過(guò)氧化酶等自由基有關(guān)酶活性;(3)增強(qiáng)GSH、SOD等抗氧化劑活性(付石軍等,2014);(4)調(diào)控 Nrf2、MAPK等信號(hào)通路(嚴(yán)理等,2017)。張幸彥等(2016)以后備母豬為研究對(duì)象,在基礎(chǔ)飼糧中添加100 mg/kg的茶多酚發(fā)現(xiàn),母豬妊娠90 d及產(chǎn)后10 d血清總抗氧化能力分別提高22.73%、11.14%(P<0.05),丙二醛含量分別降低28.68%、12.38%(P<0.05),抗氧化能力提高。生長(zhǎng)豬每千克飼糧中茶多酚添加量為300 mg、400 mg時(shí),生長(zhǎng)豬眼肌中SOD、GSH含量顯著增加,其中兩組眼肌中SOD含量分別增加32.6%、30.3%(P<0.05),GSH含量增加18.8%、32.2%(P<0.05),丙二醛含量分別降低48.0%、53.3%(P<0.05)(蔡?,摰龋?006)。類(lèi)似的,在育肥豬飼糧中添加400 mg/kg茶多酚顯著提高了肝臟抗氧化能力,并顯著影響相關(guān)基因的表達(dá)(晁婭梅等,2016)。在仔豬上的研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加0.8%的超微茶粉(含25%茶多酚),處理組斷奶仔豬35 d后血清中CAT、GSH、SOD含量分別升高 73.9%、477.8%、84.6%(P< 0.05),丙二醛含量降低 17.9%(P< 0.05)(嚴(yán)理等,2017);小腸黏膜中CAT、GSH、SOD含量分別升高55.8%、50.0%、55.5%(P< 0.05),丙 二 醛 含 量 降 低18.1%(P< 0.05)(薛菠等,2017),仔豬抗氧化能力增強(qiáng)。由此可見(jiàn),茶多酚能調(diào)節(jié)豬的抗氧化能力,提高機(jī)體健康水平。
2.3 對(duì)機(jī)體免疫力的影響 機(jī)體免疫水平與抗氧化功能息息相關(guān),研究發(fā)現(xiàn),茶多酚能調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體非特異性和特異性功能,進(jìn)而調(diào)節(jié)免疫功能。茶多酚能充當(dāng)免疫調(diào)節(jié)劑提高自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)、巨噬細(xì)胞和補(bǔ)體活性,調(diào)節(jié)細(xì)胞因子合成,從而調(diào)節(jié)機(jī)體非特異性免疫。另一方面,茶多酚促進(jìn)淋巴細(xì)胞分泌抗體,增強(qiáng)機(jī)體特異性免疫(劉均等,2018)。嚴(yán)理等(2017)在飼糧中添加處理斷奶仔豬35 d后發(fā)現(xiàn),添加0.4%、0.8%超微茶粉仔豬空腸中IgA濃度較對(duì)照組分別增加18.2%、26.8%(P< 0.05),IL-2濃度較對(duì)照組提高20.6%、20.6%(P<0.05),添加量為0.2%時(shí)無(wú)顯著效果。李永義等(2011)研究發(fā)現(xiàn),茶多酚促進(jìn)T細(xì)胞向CD4+分化、抑制向CD8+的分化,淋巴細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素2和4增加,血液中IgA、IgG、IgM含量提高,仔豬免疫功能增強(qiáng)。
2.4 對(duì)肉品質(zhì)的影響 肉品質(zhì)是豬生產(chǎn)的重要指標(biāo),長(zhǎng)途運(yùn)輸或屠宰對(duì)豬造成應(yīng)激,機(jī)體自由基不能有效清除會(huì)使肌肉造成氧化損傷,豬肉中乳酸含量增加導(dǎo)致pH下降,降低豬肉品質(zhì)。茶多酚能有效緩解機(jī)體氧化狀態(tài),減少肌肉中乳酸含量,降低肌肉滴水損失、增強(qiáng)系水力;同時(shí)能防止豬肉中脂肪酸氧化,降低膽固醇含量從而改善肉質(zhì)。徐坤等(2009)報(bào)道,飼糧中添加茶多酚處理育肥豬90 d后,添加量為0.1%、0.3%的試驗(yàn)組豬肉pH顯著提高,失水率下降,而添加量為0.5%時(shí)對(duì)肉質(zhì)的影響較小。王建華等(2011)的試驗(yàn)結(jié)果顯示,飼糧中添加1.0%的茶多酚后,豬肉肉色a值較對(duì)照組提高70.8%(P<0.09),對(duì)豬肉系水力和嫩度有改善趨勢(shì)。王玉龍等(2014)、姚波等(2015)的研究也得到相似結(jié)果。而有研究發(fā)現(xiàn),在飼糧中添加0.04%的茶多酚處理育肥豬6周,屠宰24 h后豬肉pH有升高趨勢(shì)(P=0.09),但總的來(lái)說(shuō)茶多酚處理對(duì)肉質(zhì)無(wú)顯著影響(晁婭梅等,2016),陳君君(2019)在生長(zhǎng)豬上的研究也得到了相似結(jié)果。結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)牟瓒喾犹砑铀侥芨纳曝i肉品質(zhì),而不同研究結(jié)果的差異可能是由于添加量不同和處理周期不同。
2.5 對(duì)母豬繁殖性能的影響 研究發(fā)現(xiàn),茶多酚改善動(dòng)物繁殖性能,主要作用機(jī)理包括:(1)提高母豬抗氧化水平,保護(hù)卵母細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷;(2)增強(qiáng)母豬免疫機(jī)能,提高初乳中免疫球蛋白含量,進(jìn)而提高仔豬存活率;(3)提高母豬血清中孕酮濃度,有利于胚胎發(fā)育,提高胚胎存活率(吳曉敏等,2016;張幸彥等,2016)。肖勇(2013)研究發(fā)現(xiàn),配種后母豬(3~5胎次)飼糧中添加200 mg/kg、300 mg/kg兒茶素時(shí),其窩產(chǎn)活仔數(shù)較對(duì)照組分別提高33.3%、31.0%(P<0.05),死胎數(shù)均降低88.0%(P<0.05);當(dāng)添加量為400 mg/kg時(shí),母豬繁殖性能有上升趨勢(shì),但不顯著;除此之外,添加茶多酚顯著增加初乳中免疫球蛋白IgG、IgM含量,母豬血清中CAT、GSH、SOD顯著增加。張幸彥等(2016)的結(jié)果顯示,在初產(chǎn)母豬飼糧中添加100 mg/kg茶多酚,從配種3 d飼喂至斷奶,結(jié)果發(fā)現(xiàn),茶多酚處理組母豬窩產(chǎn)仔豬較對(duì)照組增加1.46頭(P<0.05),窩產(chǎn)活仔數(shù)較對(duì)照組增加1.76頭(P<0.05),平均斷奶窩仔豬較對(duì)照組增加1.1頭(P<0.05),母豬發(fā)情間隔較對(duì)照組提前1.45 d(P<0.05),繁殖性能得到提高,母豬血清中的抗氧化指標(biāo)顯著改善。
2.6 精液保存 為了提高種公豬的利用率,降低家畜生殖疾病,保存精液用于人工授精成為廣泛使用的技術(shù),能有效提高繁殖效率。值得注意的是,精液在保存過(guò)程中產(chǎn)生的活性氧會(huì)使精子受損,活性降低,而茶多酚的抗氧化功能有助于精液保存。謝東淇等(2017)報(bào)道,在精液基礎(chǔ)稀釋液中添加茶多酚發(fā)現(xiàn),添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%、0.04%、0.08%的茶多酚時(shí),精子存活率、精子質(zhì)量和精子總抗氧化能力顯著提高,精液中丙二醛和細(xì)菌含量顯著低于對(duì)照組;當(dāng)添加量為0.01%和0.16%時(shí)效果不顯著。黃明光等(2014)在精子稀釋液中添加濃度為0.04%的茶多酚后對(duì)精液冷凍保存,精液解凍后茶多酚處理組精子活力比照組高54.5%(P<0.05),而添加濃度高于或低于0.04%時(shí)對(duì)精子冷凍后的質(zhì)量均無(wú)顯著影響。
我國(guó)茶葉資源豐富,年干茶總產(chǎn)量達(dá)上百萬(wàn)噸,出口數(shù)十萬(wàn)噸(周巧儀等,2018),茶葉產(chǎn)品的制作對(duì)茶葉要求較高,且主要集中在春季,對(duì)茶葉的綜合利用率較低。茶多酚是茶葉提取物中的主要活性物質(zhì),作為綠色添加劑應(yīng)用于養(yǎng)殖,不僅能提高對(duì)茶葉的利用率,還能促進(jìn)健康養(yǎng)殖。以上研究證實(shí),茶多酚作為飼料添加劑能有效促進(jìn)豬生長(zhǎng)、提高免疫機(jī)能和肉品質(zhì),在繁殖性能等方面也起到積極作用。隨著研究的深入和提取工藝的優(yōu)化,茶多酚在豬生產(chǎn)中將會(huì)有更廣泛的使用。與此同時(shí),由目前已有研究可知,茶多酚在豬飼糧中沒(méi)有統(tǒng)一的添加量,因此在實(shí)際生產(chǎn)中的添加應(yīng)考慮豬的年齡、品種等因素,同時(shí)兼顧飼糧適口性。另外,還應(yīng)進(jìn)一步研究茶多酚與其他營(yíng)養(yǎng)素的協(xié)同和拮抗作用,從而促進(jìn)茶多酚的有效利用。