糖萜素在動物體內(nèi)的作用及機理

王 曼，袁小陵，何 健

（1.四川鐵騎力士集團馮光德實驗室，四川 綿陽 621006；2.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽 621010）

糖萜素是我國首項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的綠色飼料添加劑，其由山茶屬植物的油籽餅粕中提取出來的。糖萜素具有增強動物免疫力、改善養(yǎng)分消化率、均衡腸道微生物區(qū)系等潛在作用。糖萜素的作用機理明顯有別于抗生素?？股赝ㄟ^抑制或殺滅畜禽小腸、盲腸等消化器官內(nèi)的有害微生物的生長繁殖防止疾病，使腸壁變薄，促進營養(yǎng)成分的滲透和吸收，加快蛋白質(zhì)合成，促進動物生長，發(fā)揮短期效應(yīng)[1]。而糖萜素則是通過提高動物的整體免疫功能和內(nèi)分泌系統(tǒng)功能，提高動物的健康水平，進而改善動物的生產(chǎn)性能[2]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，糖萜素還能清除機體自由基，提高機體組織細(xì)胞抗氧化功能，調(diào)節(jié)cAMP/cGMP系統(tǒng)功能，促進蛋白質(zhì)合成和消化酶活性的生理功能[3]。

糖萜素（saccharicter-penin，SHP）是從山茶屬植物籽餅粕中提取的由糖類（≥30%）、配糖體（≥30%）和有機酸組成的天然活性物質(zhì)，其實質(zhì)是一種油茶皂苷和總糖及淀粉水解過后的產(chǎn)物，由三萜皂甙類與糖類組成的混合物產(chǎn)品。王飛（2016）測定糖萜素的有效成分發(fā)現(xiàn)，通過正丁醇萃取質(zhì)量法檢測糖萜素中皂苷含量≥30%，通過比色法檢測糖萜素中總糖含量≥30%，多糖含量≥25%，并總結(jié)糖萜素是從油茶籽中提取的三萜皂苷、糖類等天然活性物質(zhì)的總稱[4]。1998年，農(nóng)業(yè)部正式批準(zhǔn)（農(nóng)牧涵[1998]6號）糖萜素作為新型飼料添加劑，并將其納入飼料添加劑目錄，這是我國第一個自行研究開發(fā)獲得農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)的飼料添加劑；2001年，糖萜素被評定為AA級純天然綠色飼料添加劑。糖萜素已經(jīng)獲得了中美等四國的專利（美國，專利號：6007822；以色列，專利號：121917；澳大利亞，專利號715733；中國，專利號：ZL9619300.5）。目前，糖萜素以其綠色和安全已受到了越來越多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。

1 糖萜素的提取工藝流程

糖萜素一般采用水提取法提取，具體如過程：油茶籽粕→曬干、碾碎→過60目篩→加入溶劑（乙醇或水）加熱回流浸提→浸提液于4 000 r/min離心20 min，取上清液→上清液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮，回收溶劑，得到濃縮物→濃縮物用等體積石油醚萃取2次→棄去石油醚萃取液，余相用等體積正丁醇萃取2次→合并正丁醇萃取相，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮→回收正丁醇，得到濃縮物→濃縮物于70 ℃真空干燥→成品[5]。刁歡等（2016）采用微生物發(fā)酵提取油茶籽粕中的糖萜素，通過固態(tài)發(fā)酵（發(fā)酵溫度30 ℃，發(fā)酵時間4 d，黑曲霉接種量2%）再經(jīng)過水提取法提取得到糖萜素得率為16.9%，與對照組（得率10.4%）相比，糖萜素得率提高了6.5個百分點，該方法設(shè)備要求低，提取簡單，安全，綠色環(huán)保，適用于實際生產(chǎn)[6]。王飛（2016）使用水酶法從油茶籽中提取油后的廢水提取糖萜素，避免了水污染，節(jié)約能源，提高糖萜素的回收率[4]。

2 糖萜素的作用機理

2.1 提高機體免疫力

大量研究證明糖萜素可以提高動物的免疫功能[7]。劉讓等（2012）選用妊娠86 d的長×大二元母豬60頭，研究其對母豬和仔豬進行健康評價檢測發(fā)現(xiàn)，糖萜素組與對照組相比明顯降低母豬哺乳期第19～21天時炎癥指數(shù)，提高母豬產(chǎn)后5～7 d健康指數(shù)和免疫強度指數(shù)[8]。唐曉玲等研究發(fā)現(xiàn)，糖萜素可以顯著提高斷奶仔豬血清中的總蛋白和球蛋白，并可以通過提高分化簇3（CD3）水平和激活Th1細(xì)胞，釋放白介素2（IL-2），使機體內(nèi)免疫球蛋白A（IgA）和免疫球蛋白G（IgG）水平提高，表明了糖萜素對調(diào)節(jié)神經(jīng)免疫和抗病毒功能有顯著效果，能有效提高斷奶仔豬的免疫功能[9]。詹勇等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，糖萜素可以明顯提高黃羽肉雞新城疫疫苗免疫后產(chǎn)生特異性抗體的水平[10]。張懷（2010）研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加糖萜素可以顯著提高雛雞免疫器官的相對重量，促進免疫器官的成熟，增強T細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力，提高雛雞細(xì)胞免疫功能[11]。詹勇等（2003）研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加糖萜素可以顯著提高羅氏沼蝦血清中總蛋白、溶菌酶、超氧化物歧化酶和肝胰臟中的酸性磷酸酶、堿性磷酸酶和溶血素等活性，增強了羅氏沼蝦的免疫功能[12]。金明昌等（2008）發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加糖萜素可以顯著提高鯉魚頭腎臟器指數(shù)，提高攻毒后鯽魚成活率和血清溶菌酶活力[13]。

糖萜素能夠提高動物免疫功能可能是由于糖萜素中含有大量的寡糖。寡糖是2～10個單糖分子以糖苷鍵相連形成的直鏈或支鏈糖類化合物，其可調(diào)節(jié)生物體生命活動中諸多重要的生理功能（包括免疫功能）[14]。除了寡糖，糖萜素中還含有大量的皂苷（如油茶皂苷），也是免疫調(diào)節(jié)的關(guān)鍵活性成分[15]；近年研究還表明，油茶皂苷具有免疫調(diào)節(jié)活性或免疫佐劑的作用，有益于免疫性疾病中免疫失衡的糾正[16]。而這一作用可能源于兩個方面，一方面，皂苷可通過和免疫細(xì)胞膜上的特異性受體相結(jié)合發(fā)揮作用；另一方面，皂苷與細(xì)胞膜上膽固醇和磷脂成分類似的物質(zhì)共同形成免疫復(fù)合物樣結(jié)構(gòu)，既可以促進抗原的有效提呈，還可以提高刺激固有免疫應(yīng)答必須的信號，進而啟動抗原特異性的獲得性免疫[17]。

2.2 改善腸道健康

糖萜素可以提高動物的腸道健康。唐曉玲等（2007）發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加糖萜素可以顯著抑制斷奶仔豬結(jié)腸、盲腸和直腸中大腸桿菌的增殖，能夠顯著提高盲腸中的雙歧桿菌的數(shù)量和結(jié)腸中乳酸桿菌的數(shù)量，并認(rèn)為這是其防止腹瀉的主要原因[18]。劉宗新等（2017）也發(fā)現(xiàn)，在斷奶仔豬飼糧中添加糖萜素能顯著降低腸道中大腸桿菌的數(shù)量，提高雙歧桿菌在結(jié)腸和盲腸中的數(shù)量，極顯著提高乳酸桿菌在盲腸和直腸中的數(shù)量[19]。許振華（2003）在肉雞飼糧中添加糖萜素可以使盲腸內(nèi)容物pH較對照組略有降低，促進腸道有益菌雙歧桿菌和乳酸桿菌大量增殖，并抑制大腸桿菌的增殖[20]。張懷（2010）發(fā)現(xiàn)，在飼糧中添加糖萜素可以提高固始雞小腸各腸段絨毛高度和絨隱比，提高腸道上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞、杯狀細(xì)胞和分泌型免疫球蛋白A（sIgA）水平，這表明糖萜素可以促進固始雞小腸黏膜發(fā)育，增強小腸黏膜免疫的水平[11]。郝甜甜等（2015）在大菱鲆幼魚飼糧中添加糖萜素發(fā)現(xiàn)，糖萜素不僅可以提高腸道絨毛高度、黏膜厚度和隱窩深度，還可以提高腸道脂肪酶和胰蛋白酶的活性[21]。

由于糖萜素中含有大量的寡糖，而這些寡糖很有可能是糖萜素提高腸道健康的關(guān)鍵所在。寡糖不能被動物腸道內(nèi)的消化酶所消化，但是可以被腸道內(nèi)的微生物所利用。有研究表明，寡糖可以被雙歧桿菌、乳酸桿菌等有益微生物利用，而不能被沙門氏菌、大腸桿菌等有害微生物利用[22]。當(dāng)腸道內(nèi)有益菌大量增殖，可以將寡糖降解為短鏈脂肪酸（乳酸、醋酸和丁酸），短鏈脂肪酸不僅可以降低腸道pH還可以維持腸道上皮屏障功能，調(diào)節(jié)上皮增殖能力，改善腸道健康。而雙歧桿菌本身對動物腸道免疫也有作用，大量研究表明雙歧桿菌細(xì)胞壁含有大量的肽聚糖和磷壁酸物質(zhì)，具有很強的生物活性來提高腸道免疫功能[23]。

2.3 促進營養(yǎng)物質(zhì)吸收

糖萜素促進動物對于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收源于多個方面的影響。首先，近年在肉鴨和水生動物上的研究表明，飼糧中添加糖萜素能夠提高腸道中消化酶（蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶）的活性[24]，進而促進不同動物對飼糧中養(yǎng)分的消化、吸收和利用。其次，前文中介紹了糖萜素可改善腸道菌群，增加有益菌的數(shù)量，而有益菌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物能夠促使腸道蠕動，從而來促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[7]。再次，糖萜素中還含有天然的有機酸，它們可以使動物消化道內(nèi)環(huán)境呈微酸性，pH保持在5.6～5.8[9]，這種微酸性環(huán)境有利于食物的消化吸收。最后，糖萜素中的多糖也可以促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收和代謝，促進機體蛋白質(zhì)的合成，有利于提高動物的生長性能[1]。

2.4 消除自由基

飼料中添加糖萜素能顯著降低游離脂肪酸的生成，減緩脂肪自動氧化的發(fā)生，減少過氧化物的生成，提高機體對自由基清除的能力?？寡趸瘎┑难芯繉Ψ乐辜膊〉陌l(fā)生和保持機體的健康非常重要。郭長義（2004）研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加500或750 mg/kg糖萜素經(jīng)40 ℃恒溫氧化，與相同處理的對照組相比，飼料中的酸值分別降低32.76%和38.79%，過氧比值分別降低24.92%和31.28%，還可以降低飼料中維生素和粗脂肪因氧化造成的損失[25]。葛洪偉等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，糖萜素與中藥復(fù)方制劑和微生態(tài)制劑聯(lián)合應(yīng)用可以顯著提高文昌雞血清中的谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性，顯著降低血清丙二醛的含量[26]。分析其作用的可能原因包括以下兩個方面：1）糖萜素成分三萜皂苷類活性物質(zhì)能與游離氧基結(jié)合產(chǎn)生作用，阻止自動氧化的進行，提高機體對自由基清除的能力；2）糖萜素中的成分多糖也具有抗氧化作用[26]。

2.5 改善屠宰性能和肉品質(zhì)

糖萜素可以增加肉制品的主要風(fēng)味物質(zhì)（如肌苷酸），降低肌肉中膽固醇含量和重金屬（如鉛和鎘）的含量，提高肌肉脂肪和蘇氨酸的含量，改善肌肉色素和pH，進而改善肉質(zhì)[5]。在肥育豬飼料中添加500 mg/kg糖萜素，可以使豬的屠宰率提高5.44%，肌肉中肌苷酸的含量提高14.43%，膽固醇含量降低9.32%，肉品的紅色度值也明顯提高[27]。王雅靜等（2007）發(fā)現(xiàn)，在黑白花土種雜種牛飼糧中添加糖萜素可以提高牛的屠宰率、背膘厚度和熟肉率，同時肉的嫩度更佳，大理石花紋也提高了一個等級[28]。

3 小結(jié)

2021年抗生素已經(jīng)在飼料中全面禁用。糖萜素作為天然提取物，藥理活性豐富、低毒副、低殘留、無抗藥性等特點具有成為抗生素替代品的巨大潛力。現(xiàn)目前，糖萜素在生產(chǎn)上被作為替抗產(chǎn)品大量使用，它不僅能夠促進畜禽生產(chǎn)，還能提高免疫力，保障動物健康。糖萜素作為我國首項自行研究開發(fā)獲得農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)的飼料添加劑，其作用和替抗成績已受到越來越多業(yè)內(nèi)人士的肯定。