近年来,随着人们对动物健康和畜产品安全的关注和追求“绿色”产品意识的不断增强,以及植物多酚作为天然抗氧化剂具有“安全、高效”的特点,将植物多酚作为天然抗氧化剂应用到动物生产中成为研究热点。本文对常见的植物多酚,如丝兰多酚,作为抗氧化剂的抗氧化能力及其在动物生产中的应用进行了综述。

植物多酚是一类广泛存在于植物体内的复杂酚类次生代谢物,它包括单宁及相关化合物,主要存在于植物的皮、根、茎和果实中,在自然界储量非常丰富。含多酚较多的植物超过600种,如丝兰等。由于植物多酚的提取工艺成熟、价格低廉,其应用领域非常广泛,已应用在食品、药理、营养、生化、日化、植保等领域。植物多酚的结构特点使其具有较强的抗氧化以及清除自由基的能力。酚羟基结构特别是邻苯二酚或邻苯三酚中的邻位酚羟基很容易被氧化成醌类结构,其对活性氧等自由基具有很强的捕捉能力,如能与氧化反应产生的脂质自由基等结合,减少或阻止组织中氧化反应的进行。

植物多酚的抗氧化功能:

氧化应激是指在一些特定的条件下细胞内外自由基及相关物质大量产生,机体的抗氧化系统不能及时清除这些自由基,导致体内的氧化和还原系统动态平衡失调,造成氧化损伤。氧化应激状态下,细胞膜的多不饱和脂肪酸被氧化,细胞膜结构和功能完整性受损,蛋白质和核酸氧化损伤,酶活性发生改变,使组织的功能无法正常实现,机体免疫能力下降,诱发各种疾病。
正常生理条件下,机体内清除自由基主要有4道防线:1)细胞色素氧化酶将氧直接还原成水,即细胞呼吸链反应;抗氧化酶系统:2)能清除活性氧的酶称为抗氧化酶,如超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)等;3)抗氧化剂:水溶性的维生素C、尿酸、含硫化合物等和脂溶性的维生素E、胆红素、类胡萝卜素等内源性抗氧化剂,以及食品中的多酚物质和人工合成的二丁基羟基甲苯(BHT)和丁基羟基茴香醚(BHA)等外源性抗氧化剂;4)自由基损伤的修复。
研究表明,应用外源抗氧化剂能清除体内多余的自由基,维持细胞内氧代谢平衡,同时又能提高内源抗氧化酶的表达,维持细胞稳定的氧化还原状态。首先被广泛应用于食品和动物饲料中的是合成类抗氧化剂,如BHT和BHA曾分别于1940和1954年被美国食品和药物管理局(FDA)批准作为食品抗氧化剂使用。然而,随着研究的深入,Nakagawa等发现BHT具有一定的毒性,小鼠口服BHT后肝功能受损。后期的研究也表明这些合成抗氧化剂不仅具有低致癌性,还会促进肿瘤的发生,而且会残留在畜产品中影响人类健康,目前许多国家已经禁止使用此类合成的抗氧化饲料添加剂。因此,天然抗氧化剂“绿色、无毒”的优点使其成为添加剂的首选之一,这些天然抗氧化剂包括丝兰、茶、籽实等的提取物。

在饲粮成分的研究中,Descalzo等报道,新鲜牧草中含有大量植物多酚,所以,同舍饲的牛相比,放牧饲养的牛肉中抗氧化物质含量较高。这些抗氧化物质会进入细胞膜内,保护机体组织抵御活性氧的攻击,而肌肉组织的高氧化性会直接提高其畜产品的抗氧化能力。放牧饲养的牛体内维生素E、β-胡萝卜素、维生素C及谷胱甘肽的含量都比圈养的牛高。这些天然抗氧化剂能够减缓鲜肉和贮藏肉的脂质氧化,保持色泽和气味。另外,依据屠宰前机体氧化还原剂的水平,抗氧化酶的作用效果会有所不同。Gladine等报道,机体内高n-3多不饱和脂肪酸(PUFA)水平同促进哺乳动物的血浆和组织的脂质氧化有关。

多酚提取物能够通过不同的机制减少脂质氧化,对血浆、肝脏、肌肉组织具有抗氧化作用,对不同组织的抗氧化效果不同,换而言之,多酚提取物只对具有高敏感度的组织有显著的抗氧化效果。随着研究的不断深入,很多来源于不常见植物的多酚都具有良好的抗氧化功能。Kazeem等报道,丝兰多酚、姜多酚、肉蔻多酚均具有良好的抗氧化能力,其安全有效,其中丝兰酚的抗氧化能力最高。

丝兰多酚的其他生理作用:

研究表明,丝兰多酚抗感染效果显著。一氧化氮(NO)作为一种信号分子,对免疫调节和神经传递等生理功能具有重要的作用,但过多的NO具有细胞毒性,伴随着炎症的发生。Marzocco等研究证明丝兰多酚能抑制氮氧合酶(iNOS)的表达。NF-ΚB是一种转录因子,能调控iNOS基因的表达。因此,丝兰多酚通过抑制NF-ΚB的活性发挥较强的抗感染作用。
并且丝兰多酚与氨分子也具有较强的结合能力,减少氨气的排放。丝兰提取物可促进微生物利用肠道内氨气形成微生物蛋白,多糖与氨气结合形成的氮化物也可以被肠道微生物充分利用,进而减少氨气的质量浓度,提高饲料中氮的利用率。丝兰提取物还可通过阻止粪尿中氮的硝化,使氮以无机质形式存在,从而减少散发到大气中的氨气量。

小结

我国植物资源极其丰富,植物多酚作为天然抗氧化剂,安全、高效,并且提取工艺十分成熟,价格低廉,必将成为一种重要的畜牧业添加剂资源。因此,加强植物多酚在饲料添加剂、肉质抗氧化剂方面的应用研究和其分子作用机理方面的研究是值得探究的课题。本文来源于(华昌)
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