油茶皂苷的生物活性及在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應用

張向杰，陳 塨，郜 晨，郭夢瑤

（浙江久晟油茶科技股份有限公司，杭州 311614）

我國畜牧業(yè)現(xiàn)代化、集約化和規(guī)模化進程明顯加快，畜禽養(yǎng)殖量隨之快速增加，牛、羊、豬的養(yǎng)殖量分別達到8 915萬頭、31 010萬頭和42 817萬頭（國家統(tǒng)計局，2018）。獸藥抗生素在降低動物發(fā)病率與死亡率、保障產(chǎn)品質(zhì)、提高飼料利用率等方面起到十分顯著的作用，但隨之帶來的抗生素濫用和獸藥殘留等問題已愈發(fā)嚴重，嚴重制約了行業(yè)的發(fā)展[1-3]。在飼料端“禁抗”，養(yǎng)殖端“減抗、限抗”的大背景下，效果顯著、機理科學、成分明確可控的植物提取物飼料添加劑已經(jīng)逐步得到大眾的認同，市場前景可期。

油茶皂苷又名茶皂素，是廣泛存在于山茶科植物中的三萜類皂苷復合物，多由油茶餅粕中提取，具有表面活性和生物活性。大量研究表明，油茶皂苷在畜禽生產(chǎn)中作為綠色無公害飼料添加劑具有促進動物生長、協(xié)同或替代抗生素（抗菌抗病毒）、提高飼料利用效率等作用，市場前景看好[4-8]。本文綜述了油茶皂苷的生物活性及其在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應用，以期能為油茶皂苷的產(chǎn)品應用及市場推廣提供理論參考。

1 油茶皂苷的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)

油茶皂苷是一種復雜的皂素類化合物的混合物，其分子結(jié)構(gòu)是由疏水性的三萜皂苷元和親水性的糖體以及有機酸3部分構(gòu)成[9-11]。三萜皂苷元為β-香樹素（β-amyrin）衍生物，基本碳架為齊墩果烷；親水性糖體主要由葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、半乳糖和葡萄糖醛酸組成；有機酸主要包括當歸酸、醋酸、肉桂酸等，與皂苷元上C21、C22的羥基結(jié)合形成酯。不同的油茶皂苷分子結(jié)構(gòu)的不同在于R1、R2上所連的基團不同，結(jié)構(gòu)見附圖。

圖1 油茶皂苷結(jié)構(gòu)式

高純度油茶皂苷（純度≥90%）為白色至淡黃色微細柱狀結(jié)晶體，純度＞60%時，為黃色或棕色粉末，pH 5.0～6.5，熔點為223～224℃，表面張力為47～51N。茶皂素難溶于無水甲醇，易溶于冰醋酸、含水甲醇、含水乙醇，不溶于乙醚、丙酮等有機溶劑，對甲基紅顯酸性，在稀堿性水溶液中溶解度明顯增加[12-13]。

2 油茶皂苷的生物活性

2.1 抗菌抗病毒作用

油茶皂苷對水稻紋枯病菌有明顯的抑制作用，早期人們用油茶餅粕浸泡后的水溶液施撒稻田防治水稻稻瘟病，有一定的防治效果。黃繼光等研究了油茶皂苷對稻瘟病菌、水稻紋枯病菌等12種植物病原菌的抑菌活性，發(fā)現(xiàn)油茶皂苷對不同的病原菌表現(xiàn)出明顯的選擇活性，其對稻瘟病菌具有較好的抑制效果，油茶皂苷80 μg·mL-1對稻瘟病菌的抑制率可達到100%，明顯優(yōu)于硫·三環(huán)唑900 μg·mL-1對稻瘟病菌的抑制率（70.65%）[14]。Chung等研究發(fā)現(xiàn)，噴灑1%濃度的茶皂素水溶液能大幅降低大白菜感染水稻紋枯病毒AG-4的概率，也得出了同樣的結(jié)論[15]。黃衛(wèi)文等以油茶皂苷為原料進行抑菌實驗，結(jié)果表明油茶皂素可抑制黑曲霉、桔青霉、大腸桿菌、117假絲酵母的生長，對有效菌的最小抑制濃度＜0.625%，其抑菌機理在于油茶皂苷能吸附于菌體表面，改變其細胞膜通透性或影響生物酶活性，導致其新陳代謝不能正常進行而死亡[16]。Hayashi等研究茶籽皂苷對人類A型和B型流感病毒的滅活作用，發(fā)現(xiàn)當茶籽皂苷濃度為60、80和100 μg·mL-1時，可分別將A/Memphis/1/71（H3N2）、B/Lee/40和A/PR/8/34（H1N1）病毒幾乎完全滅活，1～30 μg·mL-1濃度的茶籽皂苷溶液就能使接種后的A/PR/8/34（H1N1）病毒失活[17]。

2.2 魚毒溶血作用

油茶皂苷具有天然的魚毒活性，在我國有多年的用茶粕毒魚的習俗歷史。油茶皂苷溶血機理是油茶皂苷能引起含膽固醇的細胞膜通透性改變，破壞細胞膜活性，進而導致細胞質(zhì)外滲，最終使紅細胞解體失活。茶皂素的魚毒機理是通過破壞魚鰓的上皮組織，與魚的血液接觸產(chǎn)生溶血中毒，并且隨著呼吸作用和血液循環(huán)，導致心臟血液溶血而使魚中毒死亡。其同時指出水體的鹽度能促進油茶皂苷的魚毒活性，海水魚的致死濃度顯著低于淡水魚；水溫的增高也能增加油茶皂苷的魚毒活性。

2.3 抗?jié)B消炎作用

油茶皂苷具有顯著的藥理作用，《本草綱目》記載“茶子，味苦寒有毒，主治喘急咳嗽、去痰垢”，指的就是油茶皂苷的抗?jié)B漏與抗炎癥特性?，F(xiàn)代研究指出其作用機理是在炎癥初起階段能使受阻礙的毛細血管透過性正?；?。目前已經(jīng)有以羥丙基甲基纖維素和乙基纖維素為骨架材料，乳糖為致孔劑制備油茶皂苷緩釋片用于預防心血管疾病的報道，相較于其他藥物有減少不良反應、有效控制藥物釋放速度、減少每日用藥次數(shù)之優(yōu)點[18]。

2.4 生物激素樣作用

采用高純度的油茶皂素處理茶樹芽孢，能刺激芽孢生長，結(jié)合其表面活性劑的特性，可作為農(nóng)藥增效劑使用。另外，茶皂素可作為蝦（蟹）的生長調(diào)節(jié)劑應用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，一定濃度的茶皂素能刺激蝦體內(nèi)激素分泌，促進對蝦蛻皮從而加快蝦體生長速度。目前茶粕、油茶皂素在江蘇省、湖北省等水產(chǎn)大省廣泛用于蝦蟹養(yǎng)殖“清塘劑”，選擇性清除敵害魚類，同時對蝦蟹及水生植物有一定的生長促進作用。

3 油茶皂苷在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應用

3.1 提高動物生長性能

油茶皂苷在提高動物生長性能方面表現(xiàn)突出，作為無公害植物提取物，在保證食品安全的條件下，增加動物產(chǎn)品產(chǎn)出，提高養(yǎng)殖效益，符合現(xiàn)代高效安全養(yǎng)殖的目的。研究指出油茶皂苷主要通過提高消化酶的分泌能力和激活酶的活性，促進養(yǎng)分吸收，從而提高飼料的消化吸收率。劉長忠等報道，飼料中添加油茶皂苷500 mg·kg-1，比添加土霉素150 mg·kg-1試驗組的頭均日增重高1.9%，料重比低6%，同時有提高機體免疫力，起到抗應激作用。在動物生產(chǎn)中油茶皂苷可以作為土霉素的理想替代品[19]。

瞿明仁等研究發(fā)現(xiàn)，肉仔雞飼料中添加油茶皂苷活性物質(zhì)能夠顯著提高日增重和屠宰率，替代常規(guī)抗生素會明顯促進‘泰和雞’的飼料轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)性能[20]。陳寶江等給綠殼蛋雞飼喂含油茶皂苷的日糧，結(jié)果表明，綠殼蛋雞采食量下降了2.41%（P＞0.05），產(chǎn)蛋率提高了7.9%（P＜0.01），蛋重提高了2.1%（P＜0.01），料蛋比降低了14.0%，綜合經(jīng)濟效益提高了12.0%，雞群的健康狀況得到顯著的改善，發(fā)病率由3.0%降低到0[21]。其機理是油茶皂苷中的活性成分三萜皂苷類物質(zhì)（CN3、CN4）能有效刺激雌性蛋雞卵巢，使其產(chǎn)卵增加，從而提高產(chǎn)蛋率；另外三萜皂苷類成分（CN3、CN4）還能增加雌性蛋雞的腸黏膜通透性，促進其營養(yǎng)物質(zhì)吸收和蛋白質(zhì)合成，從而提高了蛋重和飼料利用率。

葉均安報道，在湖羊的日糧中添加60%茶皂素0.625、1.25、2.5 g·kg-1，湖羊的平均日增重量比空白對照組可分別提高24.1%、41.4%、44.8%，飼料轉(zhuǎn)化率分別提高27%、34%、32%[22]。苑文珠通過試驗也得出類似結(jié)論，即在湖羊日糧中添加茶皂素有改善湖羊生長性能、提高湖羊日增重的趨勢，同時對采食量無明顯影響，以3 g·d-1的添加量效益為佳。其機理是基于茶皂素對于瘤胃發(fā)酵的調(diào)控作用[23]。茶皂素能抑制瘤胃原蟲生長，同時能促進瘤胃發(fā)酵，增加丙酸產(chǎn)量，抑制甲烷產(chǎn)生；而原蟲生長所需的氮源主要是吞噬瘤胃細菌，原蟲數(shù)量的減少，可增加過瘤胃微生物蛋白的數(shù)量，從而提高飼料的轉(zhuǎn)化效率[24]。

3.2 協(xié)同抗生素抗菌、抗病毒

油茶皂苷具有抗菌、抗病毒功能，代謝快、殘留少、毒性低，能夠在一定程度上協(xié)同或替代抗生素，以減少其使用量[25]。徐曉娟進行茶皂素和茶多酚體外抑制未孢子化柔嫩艾美爾球蟲卵囊試驗，同時通過動物模型試驗對各試驗組內(nèi)雞的存活率、相對增重率、痛變值、卵囊值和抗球蟲指數(shù)的觀察和記錄，發(fā)現(xiàn)茶皂素或者茶皂素與茶多酚協(xié)同，對球蟲卵囊孢子化有著明顯抑制作用，為防治雞球蟲病提供解決方案[26]。

覃國喜以酶試劑、油茶皂苷、抗生素飼喂仔豬對比試驗，結(jié)果表明相比于添加氟苯尼考1.5 g·kg-1，斷奶仔豬日糧中添加油茶皂苷400 mg·kg-1，料重比明顯下降，且提高了早期斷奶仔豬免疫水平和抗應激能力[27]。

茶皂素可以與相關(guān)的抗菌藥物聯(lián)合用藥。潘任桃等采用瓊脂稀釋法、多孔板-MTT比色法和棋盤法，分別測定了茶皂素與慶大霉素、氟苯尼考、恩諾沙星、氨芐青霉素對大腸埃希茵、金黃色葡萄球茵的最小抑菌濃度（MIC）及分級抑菌濃度（FIC）指數(shù)，結(jié)果顯示，茶皂素聯(lián)合用藥時的MIC為單獨用藥的1/2～1/32，具有明顯的疊加作用[28]。分析原因可能是聯(lián)合用藥中是茶皂素的表面活性劑性質(zhì)加大了抗菌藥物與細菌接觸的表面積，提高了抗菌藥物的有效作用濃度；也有可能是其能破壞細菌的抗氧化酶系統(tǒng)，增強了病原菌對抗菌藥物的敏感性。所以，作為預防性飼用添加劑，油茶皂苷具有某些優(yōu)于抗生素的功能。茶皂素和抗菌藥物的聯(lián)合用藥時，擴大了抗菌藥物的抗菌譜，減少抗菌藥物使用量[29]。

3.3 改善動物產(chǎn)品的品質(zhì)

油茶皂苷在改善動物產(chǎn)品的品質(zhì)方面有明顯的作用。陳寧等選用24頭黑白花公犢，隨機分成3組，研究日糧中添加植物源營養(yǎng)素對荷斯坦公犢生產(chǎn)性能、血液指標及肉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，公犢日糧中添加糖萜素（活性成分為油茶皂苷）可顯著提高日增重（P＜0.05），糖萜素和牛至油組血液中超氧化物歧化酶（SOD）、脂肪酶和總蛋白顯著高于對照組（P＜0.05）；牛至油組總膽固醇極顯著低于對照組（P＜0.01）；糖萜素和牛至油組屠宰率、肉骨比、熟肉率和眼肌面積顯著高于對照組（P＜0.05）[30]。

詹勇等、王安娜等研究表明，飼料中添加糖萜素（活性成分為油茶皂苷）375～500 mg·kg-1，能改善育肥豬的豬肉產(chǎn)品品質(zhì)，具體表現(xiàn)在相比對照組（基礎(chǔ)日糧+黃霉素4 mg·g-1），其能改善豬肉產(chǎn)品的肉色（提高紅色度值，降低亮度值和黃色度值），提高豬肉中肌苷酸含量以及降低豬肉中膽固醇含量[31-32]。

4小結(jié)

油茶皂苷作為新型飼料添加劑在豬、牛、羊、家禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中效果明顯，目前已逐步得到商品化應用。相比傳統(tǒng)獸藥抗生素，油茶皂苷既有獸藥抗生素提高動物生長性能、預防動物疾病、改善動物產(chǎn)品品質(zhì)的功效，又不會像獸藥抗生素那樣導致細菌耐藥性、藥物殘留。在“抗生素濫用”話題日益受到關(guān)注的今天，油茶皂苷因具有綠色天然、效果顯著、機理科學、成分明確可控等特點，在畜牧養(yǎng)殖生產(chǎn)中具有很好的應用前景。