蒲公英提取物的生物學(xué)功能及其在畜、禽、魚類生產(chǎn)中的應(yīng)用

李然紅 任占辰 馮思雨 李天驕

(牡丹江師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，牡丹江 157012)

蒲公英(Taraxacumofficinale)，俗稱婆婆丁，又名華花郎、黃花三七、白鼔丁等，屬于菊科蒲公英屬，是一種多年生草本植物，主要分布在南北半球溫帶地區(qū)，原產(chǎn)于歐洲，在我國東北、華北、西北、華中、西南地區(qū)均有分布[1-3]。蒲公英的主要化學(xué)成分有多糖類、黃酮類、三萜類、倍半萜內(nèi)酯類、有機(jī)酸類、香豆素、揮發(fā)油類等物質(zhì)，具有抗氧化、抗菌消炎、保肝利膽、降血糖、抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力等生物學(xué)功能[4-5]。蒲公英全草可入藥，但其根、葉和花所含的有效成分有所不同，蒲公英根中多糖含量較高，可達(dá)83.31%，遠(yuǎn)高于葉和花[6]，不同研究中所測得的多糖含量有所差別，總體上來說多糖含量根>花>葉[7]；葉中酚酸和類黃酮含量豐富，其中，對香豆酸、咖啡酸、木犀草苷含量均達(dá)到根中的100倍以上；葉中木犀草素含量達(dá)200 μg/g以上，而根中木犀草素含量則為0[8]。研究表明，同一成分在不同產(chǎn)地、不同藥用部位中的含量具有明顯的差異[9]，因而其藥理效果也有所不同。此外，提取方法不同，提取物的藥理作用也會(huì)有所不同[10]。隨著我國禁抗時(shí)代的到來，開發(fā)各種可應(yīng)用的中草藥作為飼料添加劑以替代抗生素的作用成為必然發(fā)展趨勢。我國蒲公英分布廣泛、資源豐富、廉價(jià)易得，在畜、禽、魚類飼養(yǎng)中有明顯效果，具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景。本文對蒲公英根、葉、花提取物的生物學(xué)功能及其在畜、禽、魚類生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，為蒲公英的開發(fā)利用和在動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用提供參考。

1 蒲公英提取物的生物學(xué)功能

1.1 抗氧化功能

活性氧(reactive oxygen species，ROS)和活性氮(reactive nitrogen species，RNS)是代謝途徑中產(chǎn)生的2類主要的自由基，生物體內(nèi)的自由基不斷產(chǎn)生和消除，始終維持動(dòng)態(tài)平衡。自由基如果產(chǎn)生過多或者消除過慢而在細(xì)胞、組織、器官積累時(shí)，就會(huì)造成氧化失衡和機(jī)體損傷，進(jìn)而導(dǎo)致一些疾病如癌癥、肝臟疾病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、動(dòng)脈粥樣硬化等的發(fā)生，并參與衰老等退行性過程[11-14]。蒲公英多糖能上調(diào)錳超氧化物歧化酶(Mn-superoxide dismutase，Mn-SOD)、銅鋅超氧化物歧化酶(Cu-Zn superoxide dismutase，Cu-Zn-SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶-1(glutathione peroxidase-1，GPX-1)、谷胱甘肽過氧化物酶-4(glutathione peroxidase-4，GPX-4)等氧化應(yīng)激相關(guān)基因的相對表達(dá)量，提高抗氧化酶的活性，有效清除自由基，避免其對機(jī)體的損傷[15]。Guo等[16]采用超聲輔助提取法，使用高效液相分離純化得到蒲公英中的水溶性多糖(polysaccharides from dandelion，PD)，具有良好的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-trinitrobenzene hydrazine，DPPH)自由基清除活性，能有效地清除生物體內(nèi)的羥基自由基，具有較強(qiáng)的抗氧化活性。除蒲公英多糖外，Huang等[11]采用醇沉超聲提取法提取蒲公英黃酮，蒲公英黃酮也具有抗DPPH活性，能夠抑制氨酸酶的活性，快速清除自由基，在氧化反應(yīng)中，黃酮能夠在鏈轉(zhuǎn)移階段和阻斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中直接捕獲和清除過氧自由基，起到抗氧化的作用[17]。Liu等[18]采用響應(yīng)面法對蒲公英發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，使發(fā)酵蒲公英粗提物(extract from fermented dandelion，F(xiàn)DF)中黃酮類化合物含量達(dá)到(183.72±2.24) mg/g，使FDF在體外DPPH自由基清除能力和還原能力方面表現(xiàn)出更好的活性。酚類物質(zhì)也能起到抗氧化作用，Hu等[19]研究表明，蒲公英花提取物(dandelion flower extract，DFE)與α-生育酚的協(xié)同作用及自由基的清除能力與酚類物質(zhì)的含量有關(guān)。DFE的抗氧化活性能夠防止活細(xì)胞受到過氧自由基誘導(dǎo)的氧化。蒲公英中的倍半萜內(nèi)酯(sesquiterpene lactones，SLs)對血漿脂質(zhì)和蛋白質(zhì)具有保護(hù)作用，抵抗過氧化氫(H2O2)/鐵(Fe)的氧化作用[20]。Choi等[21]研究表明，2∶1(質(zhì)量比)混合的檸檬香脂和蒲公英提取物(lemon balm and dandelion extracts，LD)能夠清除DPPH自由基，保護(hù)HepG2細(xì)胞免受叔丁基過氧化氫(tert-butylhydroperoxide，tBHP)介導(dǎo)的氧化應(yīng)激。LD在增強(qiáng)生物體抗氧化能力的同時(shí)，還能降低核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2)的表達(dá)水平，從而顯著降低乙醇誘導(dǎo)的肝臟氧化應(yīng)激反應(yīng)，降低腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)含量，保護(hù)肝臟免受乙醇的影響。多酚可以通過阻止自由基的形成或解毒來保護(hù)DNA、蛋白質(zhì)和脂類免受氧化應(yīng)激，從而防止各種病理生理過程[22]。蒲公英水提物(dandelion aqueous extract，DAE)可以抑制脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，并且是Nrf2信號通路的潛在誘導(dǎo)劑，是一種有效的抗氧化劑[23]。

1.2 抗菌抗炎功能

蒲公英具有良好的抗炎作用，其活性成分是蒲公英寡肽(dandelion oligopeptides，DOPs)，可有效抑制LPS誘導(dǎo)的炎性細(xì)胞因子過表達(dá)，并抑制細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)1/2、磷脂酰肌醇3-激酶(phos-phatidylinositol 3-kinase，PI3K)、c-Jun氨基末端激酶(c-jun N-terminal kinase，JNK)和蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)的磷酸化以及核因子-κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)的活化[24]。Xue等[3]研究表明，在體外培養(yǎng)的人結(jié)腸上皮細(xì)胞中，蒲公英葉提取物(dandelion leaf extract，DLE)中的菊苣酸能有效抑制腸道氧化應(yīng)激和炎癥小體HT-29細(xì)胞的形成。Choi等[21]研究表明，LD抑制LPS刺激的RAW264.7細(xì)胞中促炎介質(zhì)的產(chǎn)生可能是由于Nrf2的激活和LPS依賴的NF-κB為中心的信號通路的抑制。蒲公英多糖和寡糖(dandelion-derived oligosaccharides，DOs)具有廣譜抗菌作用，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和枯草芽孢桿菌等細(xì)菌均具有較強(qiáng)的抑制活性[25-26]。Kenny等[27]研究證明，蒲公英根提取物(dandelion root extract，DRE)對金黃色葡萄球菌和蠟樣芽胞桿菌有很好的抑菌作用。Yang等[28]研究表明，重金屬可誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生抗生素耐藥性，DRE和蒲公英根中主要天然成分蒲公英甾醇(taraxasterol，TS)通過抑制β-內(nèi)酰胺酶或乙酰轉(zhuǎn)移酶活性來幫助逆轉(zhuǎn)鎳、鎘、砷引起的細(xì)菌抗生素耐藥性。Yang等[29]研究發(fā)現(xiàn)，蒲公英及其成分蒲公英醇具有對乙型肝炎B病毒(hepatitis B virus，HBV)的抑制作用，其重要的結(jié)合位點(diǎn)為宿主因子多聚嘧啶區(qū)結(jié)合蛋白1(polypyrimidine tract binding protein 1，PTBP1)和組蛋白去乙酰化酶1(sirtuin 1，SIRT1)。

1.3 抗腫瘤功能

蒲公英具有抗癌作用，研究表明DRE能誘導(dǎo)侵襲性和耐藥的人慢性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞(chronic myelomonocytic leukemia，CMML)的凋亡[30]。DLE對乳腺癌細(xì)胞系MCF-7/AZ細(xì)胞的增殖有抑制作用，而DRE和DLE分別阻斷了人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7/AZ和人前列腺癌LNCaP細(xì)胞的侵襲[31]。Yarnell等[32]研究表明，蒲公英具有選擇性誘導(dǎo)人類黑色素瘤和白血病細(xì)胞凋亡的能力，對非癌性外周血單核細(xì)胞無毒性。Ovadje等[33]證明，DRE有誘導(dǎo)人胰腺癌細(xì)胞凋亡和自噬的潛力，而對非癌細(xì)胞沒有顯著影響。滿瑾等[34]試驗(yàn)結(jié)果表明，蒲公英提取物可以影響能量及多種氨基酸代謝，從而擾亂A549細(xì)胞的生長和增殖，達(dá)到抑制A549細(xì)胞活力的作用。Ovadje等[35]研究表明，DRE水溶液依賴劑量和時(shí)間誘導(dǎo)人白血病細(xì)胞凋亡，并且DRE中含有可選擇性誘導(dǎo)白血病細(xì)胞凋亡的成分，為白血病的治療提供了一種新的可能。Chatterjee等[36]發(fā)現(xiàn)，DRE能特異且有效地誘導(dǎo)人類黑色素瘤細(xì)胞(A375)凋亡，而不會(huì)對非癌細(xì)胞產(chǎn)生毒性。Menke等[37]研究表明，所有癌細(xì)胞株對蒲公英的敏感性均高于正常人成纖維細(xì)胞(normal human fibroblast cell line，NHDF-C)，在神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系中，蒲公英能夠引起細(xì)胞凋亡，抑制癌細(xì)胞的遷移，導(dǎo)致線粒體完整性的喪失，當(dāng)與槲寄生提取物同時(shí)使用時(shí)，表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。Duan等[38]研究表明，DRE對食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)具有抑制作用，其原理是通過調(diào)控PI3K/Akt、Ras/Raf/ERK信號通路以及內(nèi)源性CBS/H2S系統(tǒng)來影響ESCC的進(jìn)展，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，選擇性地抑制ESCC細(xì)胞的生長、增殖、遷移和侵襲。Zhang等[39]研究表明，從蒲公英根中分離得到的菊粉果聚糖，體外評價(jià)其具有對腫瘤細(xì)胞增殖中等或弱的抑制作用。化療是目前治愈癌癥的主要方法之一，但是其副作用及腫瘤細(xì)胞耐藥性的產(chǎn)生極大地限制了化療在腫瘤治療領(lǐng)域的應(yīng)用，DRE、DLE具有抗腫瘤活性，并且無副作用，可作為一種抗腫瘤的備選藥材進(jìn)行合理的開發(fā)與利用。

1.4 其他功能

2 蒲公英及其提取物在畜、禽、魚類生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

飼糧中添加蒲公英干粉或提取物能提高豬的免疫力，增強(qiáng)抗病性。李玉榮[44]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加500 g/t蒲公英干粉可以提高肥育豬平均日增重和平均日采食量，同時(shí)可以顯著降低體內(nèi)甘油三酯和總膽固醇含量及腹瀉率。王留等[45]試驗(yàn)證明，飲用水中添加6 g/L的DAE可以降低斷奶仔豬腹瀉率，并且也能夠降低血清中促炎性細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-22(interleukin-22，IL-22)和TNF-α含量，增加血清中抗炎因子IL-10含量。飼糧中添加蒲公英中草藥合劑對豬鏈球菌病具有一定的防治作用，能夠降低肥育豬的得病率[46]。體外研究表明，蒲公英對豬鏈球菌具有抑制作用[47]。蒲公英提取物對豬胸膜肺炎放線桿菌的抑菌濃度為14.6 g/L，對豬鏈球菌的抑菌濃度為9.3 g/L，對多殺性巴氏桿菌的抑菌濃度為11.7 g/L[48]。于文會(huì)等[49]通過水提法提取得到蒲公英中的綠原酸，發(fā)現(xiàn)該提取物對豬鏈球菌生物被膜的形成具有抑制作用。杜學(xué)林[50]研究表明，仔豬飼糧中添加1%蒲公英干粉對提高豬群平均日采食量、平均日增重有明顯效果，同時(shí)還會(huì)降低疾病發(fā)生率，主要是由于蒲公英所含的酮類、酸類和糖類起到提高豬群免疫力的作用。Zhao等[51]試驗(yàn)結(jié)果表明，飼糧中添加DRE可以提高斷奶仔豬糞便中丁酸含量，并且能夠改善免疫功能，同時(shí)糞便菌群的相對豐度和組成也發(fā)生了相應(yīng)的變化。

2.2 在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

飼糧中添加蒲公英能改善肉雞的生長性能，提高其免疫力。飼糧中添加蒲公英葉和葫蘆巴籽對肉雞腸道形態(tài)有一定的保護(hù)作用，同時(shí)在肉雞生長期間添加蒲公英葉片可以改善肉雞的生長性能[52-53]。飼糧中同時(shí)添加凍干大蒜(5 g/kg)和蒲公英根粉(50 g/kg)可提高肉雞生長性能，改善胴體性狀和營養(yǎng)脂肪品質(zhì)[54]。蒲公英能促進(jìn)烏骨雞新城疫病毒(newcastle disease virus，NDV)抗體的產(chǎn)生和胸腺發(fā)育，抑制脾臟發(fā)育[55]。飼糧中添加2.0%的蒲公英可以提高動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)以及免疫抗體效價(jià)和免疫器官發(fā)育，從而增強(qiáng)肉雞新城疫免疫效果[56]。鄧海濤[57]研究發(fā)現(xiàn)，肉雞飼糧中添加1%的蒲公英粉劑對改善肉雞的生長性能、提高抗病能力起到很好的效果。王樹艷等[58]研究結(jié)果顯示，飲用水中添加5%、10%的蒲公英提取物可以提高三黃雞胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)、免疫后抗體水平和免疫功能，提高抗禽流感水平。王留等[59]研究表明，飲水中添加DAE(3～5 g/L)可以顯著提高肉仔雞外周血淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率和血清中免疫球蛋白(IgG)含量，同時(shí)血清中的總抗氧化能力(T-AOC)以及谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)活性顯著提高，丙二醛(MDA)含量顯著降低，肉仔雞的整體免疫功能和抗氧化能力均有所提高。

2.3 在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

開發(fā)中草藥作為新型添加劑對瘤胃微生物群落、瘤胃發(fā)酵、動(dòng)物生產(chǎn)和健康狀況均具有深遠(yuǎn)影響。Li等[60]試驗(yàn)結(jié)果表明，飼糧中添加蒲公英可以通過改善奶牛瘤胃厚壁菌門的相對豐度和瘤胃代謝途徑來促進(jìn)瘤胃發(fā)酵。蒲公英提取物對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌都有抑制作用，能夠有效地減少奶牛隱性乳房炎的發(fā)生[61]。在奶牛飼糧中添加蒲公英提取物(0.5%)可以緩解其氧化應(yīng)激并改善泌乳性能[62]。在精料中添加6.0%的蒲公英可以促進(jìn)放牧肉牛增重、血清球蛋白含量升高，改善肉牛血液代謝指標(biāo)和免疫力[63]。

以上研究表明，蒲公英提取物能夠通過改善瘤胃微生物，抑制奶牛乳房炎的發(fā)生，提高奶?？寡趸芰?，改善肉牛生長性能。反芻動(dòng)物飼糧中添加蒲公英的研究還比較少，其提取物在精料中的應(yīng)用還有待于進(jìn)一步研究。

2.4 在魚類生產(chǎn)中的應(yīng)用

在魚類生產(chǎn)過程中，將蒲公英添加到飼料中，對其生長性能的改善、抗病力的提高均具有積極作用。Sun等[64]研究結(jié)果表明，將柴胡提取物、蒲公英提取物和銀杏提取物按照1∶4∶1(質(zhì)量比)進(jìn)行混合后，按照0.75 g/kg添加到啤酒糟中喂食雜交石斑魚，可以提高石斑魚的增重率和生長率，降低血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶和乳酸脫氫酶活性，同時(shí)還可以保護(hù)肝臟和腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性，降低肝臟脂肪的積累，增強(qiáng)免疫力。在飼料中添加枯草芽孢桿菌和蒲公英提取物可以顯著改善鯉魚的生長性能，提高血清生化指標(biāo)，促進(jìn)肝臟抗氧化能力，增強(qiáng)免疫力[65]。飼料中添加2%的DAE能提高消化酶活性，促進(jìn)鯽魚生長，改善鯽魚肉質(zhì)[66]。飼料中添加2.83～3.13 g/kg的DFE能夠提高虹鱒魚的生長性能，添加2.59～2.75 g/kg的DFE能增強(qiáng)其抗氧化能力[67]。虹鱒魚飼料中添加2.49～2.74 g/kg的DFE可以增強(qiáng)免疫系統(tǒng)功能，還可以提高對海豚鏈球菌的抗性[68]。在金鯧魚的飼料中添加一定量的蒲公英提取物(1.0 g/kg)可以提高其生長性能，提高肝臟和血漿抗氧化酶活性，增強(qiáng)對哈維弧菌感染的抵抗力，提高免疫力、抗氧化能力以及飼料的利用率等。飼糧中添加蒲公英提取物可以改善金鯧幼魚的腸道形態(tài)，增強(qiáng)抗氧化能力和腸道屏障功能，從而促進(jìn)腸道健康[69]；并可以調(diào)控抗氧化基因的表達(dá)，改善金鯧幼魚的腸道內(nèi)抗氧化酶活性，增加腸道絨毛的長度、寬度、數(shù)量和肌肉厚度，增加杯狀細(xì)胞數(shù)量和調(diào)節(jié)免疫相關(guān)基因表達(dá)，且可通過上調(diào)閉鎖小帶蛋白-1(zonula occludens-1，ZO-1)和閉合蛋白(occludin)表達(dá)水平和下調(diào)封閉蛋白(claudin)-12和claudin-15表達(dá)水平，改善金鯧幼魚的腸道形態(tài)、免疫功能、抗氧化能力和腸道屏障功能[70]。

3 小 結(jié)

蒲公英作為藥用植物有著悠久的應(yīng)用歷史，蒲公英資源豐富，富含多種藥理活性成分，其提取物具有抗氧化、抗腫瘤、抗炎殺菌、降低血糖、保護(hù)肝臟、增強(qiáng)免疫力等多種生物學(xué)功能，并且安全有效，毒副作用小，在治療相關(guān)疾病方面極具優(yōu)勢。在畜、禽、魚類等動(dòng)物飼料全面禁抗的背景下，蒲公英由于其原料廉價(jià)易得、抗菌消炎效果優(yōu)良等優(yōu)勢，成為一種較好的替抗飼料添加劑。蒲公英提取物應(yīng)用于畜、禽和魚類生產(chǎn)中具有提高動(dòng)物免疫力、促進(jìn)生長性能、抗病抗菌等，應(yīng)用前景廣闊。雖然蒲公英的根、葉和花都已經(jīng)用于膳食補(bǔ)充劑和藥物制劑，但具體的有效成分和治病機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。蒲公英提取物作為飼料添加劑，針對不同的添加目的和動(dòng)物生長階段，其添加量和添加形式還有待于進(jìn)一步確定。