花青素應(yīng)用于動物飼料初探

1、花青素應(yīng)用于動物飼料初探瓣.笈飼斟工業(yè)?2011年第32謄第21期筏裔蠢磨廁尋廁鷸潤蛾伍樹松伍小松伍應(yīng)松摘要:花青素因其強(qiáng)抗氧化性而備受關(guān)注,目前普遍應(yīng)用于人的保健品中.文中綜述了花青素的主要生理功能及其添加于動物日糧中對動物生產(chǎn)性能和免疫力的影響,并概述了國內(nèi)外一些行之有效的花青素提取工藝;以期為花青素在動物飼料中的應(yīng)用提供參考,也為下一步研究提供科學(xué)依據(jù).關(guān)鍵詞:花青素;植物提取物;生理功能;生長性能;提取工藝中圖分類號:$816.35文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001991X(2011)21004804TheDiscussionontheapplicationofanth0cyanidin

2、sinanimalfeedWuShusong,WuXiaosong,WuYingsongAbstract:Thispapersunlmarizestheprimaryphysiologicalfunctionsofanthocyanidins,andinfluencesofanthocyanidinsasfeedadditivesonanimalimmunityandproductionperformance,italsomakesanoverviewofthelatestdomesticandforeigneffectiveextractionofanthocyanidins;inorder

3、toofferrefereneetouseanthocyaninsinanimalfeedandfurtherapplication.Keywords:anthocyanidins;plantextracts;physiologicalfunction;growthperformance;extractingprocess花青素(Anthoeyanin),又稱花色苷,屬類黃酮類化合物,其基本的多酚環(huán)結(jié)構(gòu)為2一苯基一苯并毗喃陽離子【c(A環(huán))一C,(c環(huán))一C(B環(huán))構(gòu)型(見圖1),稱為花色素(Anthocyanidin)(HOU等,2003).花青素廣泛存在于有色蔬菜和水果之中,是構(gòu)成花瓣和果

4、實(shí)顏色的主要色伍樹松,飼料安全與高效利用教育部工程研究中心,410128,湖南省長沙市芙蓉區(qū)湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院.伍小松,湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院.伍應(yīng)松,湖南省婁底市畜牧局.收稿日期:20110625素之一(Takos等,2006),到目前為止,共發(fā)現(xiàn)在27個科73個屬的開花植物(被子植物)中有花青素的存在.其中花青素較高的有黑莓,藍(lán)莓,越橘,葡萄,紅莓,草莓,桑葚,黑豆,紅球甘藍(lán),紫甘薯等(Wu等,2006).自然條件下游離的花色素極少見,常與糖或有機(jī)酸結(jié)合,表1為六種主要的花色素結(jié)構(gòu)及其在植物的可食部分中分布的情況.原花青素(Pr0anth0cvanidins,PC),也叫前花青素,

5、是自然界中廣泛存在的一種多酚類聚合物,在熱酸性條件下可分解為花青素單體,研究證明它是當(dāng)今人類發(fā)現(xiàn)最有效的天然抗氧化劑,有報道指出其抗氧化能力是維生素E(VE)的50倍維生素C(vc)的20倍f呂麗爽等,2001).從表l中可以看,試紙條產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,倫特羅結(jié)構(gòu)相近的代謝物時,都將導(dǎo)致出現(xiàn)假陽性,差別極大.即使有備案文號的試紙條每批產(chǎn)品的質(zhì)量因此,試紙條出現(xiàn)假陽性是不可避免的.但由于檢測也有差異,如杭州B公司生產(chǎn)的兩批萊克多巴胺試紙卡主要用于篩選方法,可以允許一定的假陽性率.根條.因此建議,每批產(chǎn)品使用前,均須進(jìn)行驗(yàn)證.據(jù)相關(guān)規(guī)定,假陽性率允許10%以下.4.3檢測閾值的問題'參考文

6、獻(xiàn)筆者認(rèn)為"檢測閾值"這個參數(shù)應(yīng)先驗(yàn)證,根據(jù)它1農(nóng)業(yè)部農(nóng)醫(yī)發(fā)2o05】l7號文件"關(guān)于發(fā)布獸藥殘留酶聯(lián)免疫試的結(jié)果,再考慮其它參數(shù)是否需要驗(yàn)證.筆者認(rèn)為當(dāng)劑(盒)備案審查技術(shù)資料要求和獸藥殘留酶聯(lián)免疫試劑(盒)其高于或低于檢測限時,由于現(xiàn)高的假陰性率或假備案參考評判標(biāo)準(zhǔn)的通知".陽性率,導(dǎo)致問題畜產(chǎn)品流入市場或增加了監(jiān)管部門21GB/T22147-2008飼料中-Taa,萊克多巴胺和鹽酸克侖特確認(rèn)經(jīng)費(fèi)的負(fù)擔(dān),因此均應(yīng)判為不合格.只有二者相'等時,才進(jìn)行另外兩個參數(shù)的驗(yàn)證.31萎-2oo動物尿液中鹽酸克倫特羅殘留檢4.4假陽性率的問題【4譚美英.鹽

7、酸克倫特羅快速檢測卡的檢測效果評價IJI.湖南飼料,由于尿液中樣本成分復(fù)雜,特別是在含有鹽酸克2006(6):38.(編輯:劉敏躍,lm-yto.m)o伍樹松等:花青素應(yīng)用于動物飼料初探花青素能迅速被機(jī)體吸收并在機(jī)體內(nèi)發(fā)揮生理功能,花青素還能通過一般藥物所不能通過的血腦屏障,直接保護(hù)大腦和神經(jīng)系統(tǒng)(Kah等,2008).花青素目前廣泛用于人的保健品,卻很少用于動物飼料.本文就國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)花青素的生理功能,探討其大規(guī)模利用的可行性,以期為花青素應(yīng)用于動物飼料提供參考.RH00H圖1花青素結(jié)構(gòu)0HR2表1幾種主要花色素在植物可食部分中的比例1花青素的主要生理功能花青素具有抗氧化及清除自由基,

8、抗腫瘤,抗突變,抗心血管疾病,改善肝功能等諸多生理功能(Hou等,2005;范龔健,2009),而抗氧化活性是其最重要的生理功能,研究指出,花青素的其他生理功能主要基于其抗氧化活性(Kondo等,1999).因此,以下主要對花青素的抗氧化作用進(jìn)行闡述.研究指出,活性氧會攻擊細(xì)胞和亞細(xì)胞膜系統(tǒng)的多烯脂肪酸而導(dǎo)致膜脂過氧化,膜系統(tǒng)的破壞會引起一系列的生理生化紊亂,且活性氧對一些生物功能性分子能造成直接破壞(Cho等,2004).花青素具有很強(qiáng)的抗氧化作用,能清除植物細(xì)胞內(nèi)的氧自由基,從而緩解氧自由基的毒害,是一種很好的氧自由基清除劑和脂質(zhì)過氧化抑制劑(Neill等,2002).表2為花青素抗氧化的

9、相關(guān)研究報道.從表2可以看出,花青素具有很強(qiáng)的抗氧化和清除自由基的作用,其抗氧化能力明顯強(qiáng)于VC,VE和其他多酚類抗氧化劑.花青素通過與蛋白質(zhì)結(jié)合,提高體內(nèi)抗氧化酶的活性達(dá)到抗氧化的作用.同時也能和金屬Cu等螯合,防止VC過氧化,再生VC,從而再生VE,花青素能與金屬離子螯合或形成花青素一金屬離子一VC復(fù)合物(Howard,2000).此外,花青素還可以通過血腦屏障,保護(hù)大腦和神經(jīng)系統(tǒng)免受自由基的損傷,Kah等(2008)在豬的飼料中添加藍(lán)莓粉,飼喂4周后,屠宰檢測眼,肝臟,大腦皮層和小腦等組織中是否含有花青素,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在以上被檢測的組織中,均檢測出完整花青素的存在.Paul等(2009)也有

10、類似報道.表2花青素的抗氧化及清除自由基作用研究內(nèi)容與結(jié)果研究者由基吸系苧12R(三了竺妻葶14,種花色苷的清除過氧自由基的能力,相關(guān)系t數(shù)均大于.,表明所有的花色苷均具有明顯的清除fF,-川m.Wang(1997)098從葡萄籽中提取高純度的原花青素,測得其對穩(wěn)定自由基二苯基苦味肼基自由;(DPPH?)的EC(半數(shù)有效濃度)為44rag/1,且利用2-脫氧一D一核糖法產(chǎn)生一OH,在原花青素濃度為10g/1時可清除于瑩等(2002)該體系中80%的一OH.'原花青素抑制鄰苯酚自氧化率可高達(dá)91.5%;在16d內(nèi)0.03%原花青素的對豬油抗氧化效果接早去竺,nn近于0.叭%的BHT(2,

11、6一二叔丁基對甲酚),0.01%原花青素優(yōu)于O.01%rP(茶多酚).,100mg,1由葡萄籽中提取的原花青素對培養(yǎng)細(xì)胞中超氧自由基和羥基的抑制能力分別為78%和搗墼81%:而同等條件下VC抑制上述兩種自由基的能力分別為12%和19%;VE分別為50%和75%.黑米花青素能降低光照致使的大鼠視網(wǎng)膜組織中脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物丙二醛(MDA)的產(chǎn)生(P<0.05);同時能升高光照條件下大鼠視網(wǎng)膜抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶陳瑋等(2010)(GSHPx)的活性(P<0.05).2花青素對動物生長性能的影響顯的抗?jié)冏饔?陳佳銘等,2009).此外,

12、花青素能有花青素作為飼料添加劑添加于飼料中,起到的主效興奮胃腸道,并促進(jìn)消化腺酶的分泌;促進(jìn)血紅蛋要作用是抗炎,提高免疫力和促生長作用,其基本原白,血清蛋白的合成,即具有抗貧血和改善蛋白代謝理可能跟花青素的抗氧化和清除自由基的功能有關(guān).的作用,從而提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用效率淋榮海等,2009).研究指出,花青素對由乙醇,酸,堿所引起的胃黏膜損2.1提高生長速度傷及多種試驗(yàn)性胃潰瘍均有較好的保護(hù)作用,具有明國內(nèi)外有關(guān)花青素促進(jìn)動物生長的研究較少,但o伍樹松等:花青素應(yīng)用于動物飼料初探已有報道的研究表明,花青素對動物生長起著較好的促進(jìn)作用.江立方等(2005)從松針中提取前花青素,將其混合物添加于肉豬

13、飼料中,與基礎(chǔ)日糧進(jìn)行對照試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)添加前花青素混合物300g/t能顯著提高肉豬的日增重(P<0.05),并降低料肉比.梁衛(wèi)花(2009)用添加有花青素添加劑的飼料飼喂肉雞,與飼喂基礎(chǔ)日糧的肉雞進(jìn)行對照試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)花青素能促進(jìn)肉雞的生長,且二者之間差異為極顯著(P<0.01).林榮海等(2009)也有類似報道,且添加花青素組日增重高于添加抗生素組.2.2提高免疫力Hou等(2005)評價了五種花青素(Dp,Cy,Pn,Mv,Pg)在小鼠巨噬細(xì)胞中抑制環(huán)氧合酶一2(COX一2)表達(dá)的能力,發(fā)現(xiàn)Dp和cy能顯著抑制由脂多糖(LPS)誘發(fā)的COX一2表達(dá)fP<

14、0.05),但Pn,Mv和Pg卻不具有抑制能力.這說明花青素B環(huán)上的正二羥苯基結(jié)構(gòu)跟這種抑制能力有關(guān).免疫印跡法分析表明Dp能抑制IkBOL蛋白的降解,CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白6fC/EBP8)和p65蛋白的核轉(zhuǎn)錄和cJun蛋白的磷酸化.此外,Dp還能抑制絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)包括JNK,胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK),p38激酶的活化,來防止LPS誘發(fā)的COX一2表達(dá).說明LPS通過活化MAPK從而誘導(dǎo)COX一2表達(dá),而Dp能阻礙MAPK介導(dǎo)的信號通路.這是首次對具有正二羥苯基結(jié)構(gòu)的花青素的抗炎分子機(jī)制做了闡述.何穎輝等(2005)在研究櫻桃花青素苷對佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠免疫功能和炎癥因子的

15、影響時指出,櫻桃花色苷對佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠模型的T淋巴細(xì)胞亞群和免疫功能有調(diào)節(jié)作用,并能顯著降低炎癥細(xì)胞因子IL一6水平,從而減輕模型大鼠的關(guān)節(jié)炎損傷.梁衛(wèi)花f2009)在研究從松針中提取出的原花青素對肉仔雞增重和免疫作用的影響時,發(fā)現(xiàn)飼喂添加花青素El糧組的T淋巴細(xì)胞總數(shù)極顯著thH(p<o.O11,而且花青素能顯著增強(qiáng)白細(xì)胞的吞噬功能(P<0.o5).張海暉等(2005)在研究蓮房原花青素對小鼠免疫功能的影響時,也有類似報道.以上結(jié)果均表明,花青素添加于動物日糧中,能提高動物的非特異性免疫能力,從而提高動物健康水平.3花青素的提取工藝進(jìn)展花青素能否大規(guī)模利用,關(guān)鍵

16、在于其提取工藝.目前在國內(nèi)使用最多的是乙醇浸提法,近年來,國內(nèi)不少研究者對花青素的浸提參數(shù)進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)比較,并得出提取的最佳工藝參數(shù),為花青素的提取提供了有效的參照.表3為不同植物花青素乙醇浸提法的最佳提取參數(shù).表3花青素的浸提最佳工藝參數(shù)注:表中標(biāo)ND表示研究者未提供相關(guān)參數(shù).從表3可以看出,提取的原材料不同,提取工藝的最佳參數(shù)也不同,這可能與各種植物中花青素的結(jié)構(gòu)不同有關(guān).提取花青素的乙醇溶液濃度并不是越高越好,這主要因?yàn)樗鹬┩钢参锝M織細(xì)胞的作用,如果溶劑中水的含量過低,會導(dǎo)致花色素的滲出量降低,從而影響得率.一般來說,溶劑的用量越大,提取量越大,但是過高的料液比會造成溶劑的浪費(fèi),并給

17、后面的濃縮帶來困難.從理論上來看,溫度越高,分子運(yùn)動速率愈快,花青素滲透,擴(kuò)散,溶解速度也愈快,因而提取率愈高;但花青素極易氧化,溫度越高,花青素的酚結(jié)構(gòu)被破壞的程度越大,活性成分損失就越多,而且高溫下固體原料本身會起化學(xué)變化,從而使雜質(zhì)過多.花青素的浸提時間需要把握恰當(dāng),時間過短提取不完全,時間過長則造成雜質(zhì)的增多和有效成分的損失.花青素提取方法的改進(jìn)也是提高花青素提取效率的有效途徑.近年來不少研究者發(fā)現(xiàn)了許多新的提取方法,與傳統(tǒng)方法相比,其提取效率和純度均有很大提高.Lopes等(2007)采用一種活性黏i(tonsilterrana580FF)吸附法對甘藍(lán)中的花青素進(jìn)行了分離純化;與Am

18、berlite柱層析XAD一7提取法相比,花青素的得率提高了大約21%.Corrales等(2008)采用不同的提取方式對葡萄中花青素的提取效率進(jìn)行了比較研究,發(fā)現(xiàn)相同條件下,高壓(600MPa)輔助提取或超聲波輔助提取花青素等多酚類的效率可以比熱(70cC)提取法提高近50%,且其產(chǎn)物的抗氧化活性約為熱浸提物的3倍伍樹松等:花青素應(yīng)用于動物飼料初探4花青素作為飼料添加劑的應(yīng)用前景隨著我國生活水平的不斷提高,人們對動物產(chǎn)品的安全性日益看重,尤其近年屢次發(fā)生的違禁動物飼料添加劑事件,使人們談肉色變.到目前為止,尚沒有花青素給動物機(jī)體帶來有害影響或添加過量以至造成中毒的報道.由此可見,花青素作為飼

19、料添加劑,不僅能提高動物生產(chǎn)性能,還是一類純天然,無殘留,無污染的綠色添加劑,此類飼料添加劑正是未來飼料行業(yè)發(fā)展的必然趨勢.此外,由于花青素在植物果實(shí)的皮中含量最高,而大多數(shù)植物果實(shí)的皮(如紫甘薯,藍(lán)莓,茄子等)是不食用的,因此從果實(shí)的皮中提取花青素可以達(dá)到廢物利用.近期不少研究發(fā)現(xiàn)松針等來源廣泛的植物中也含有較高花青素,這為花青素的大規(guī)模使用提供了條件.如何進(jìn)一步拓展花青素的原料來源,找到花青素簡單有效而成本低廉的提取方法將是決定花青素能否大規(guī)模使用的關(guān)鍵,筆者也將進(jìn)一步致力于此類研究.參考文獻(xiàn)HouDX.Potentialmechanismsofcancerchemopreventionb

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