植物提取物的生物學功能及其作用機理(下)
所屬分類: 行業新聞
發布時間:2023-01-06
白藜蘆醇是一種非黃酮類的多酚化合物,存在于多種植物中,結構上存在順式和反式2種構型,紫外線可促進其由順式向反式異構體的轉化。研究表明,白藜蘆醇能夠提高動物體內抗氧化酶的活性,增強機體抗氧化能力,同時還能降低炎性因子的含量,一定程度上減輕機體的炎癥反應。
黃酮類化合物是多酚類化合物中一個亞類,可增加蛋白質的周轉率,具有抗炎癥、抗氧化的功能。
植物單寧又稱植物多酚,是廣泛存在于植物體內的一類多元酚化合物。一直以來單寧被認為是抗營養物質。飼料中的單寧會和蛋白質結合,從而降低飼料蛋白質降解率。隨著研究深入,研究人員發現單寧的生物學作用具有劑量依賴性的特點,在適宜的劑量時具有止血、抑制微生物、抗過敏等作用。在紅豆草、百脈根中含有高濃度濃縮單寧,研究表明,飼糧中含有一定量的紅豆草和百脈根時能降低瘤胃甲烷的產生。
02.植物提取物的主要功能及其機理
隨著對植物提取物研究的不斷深入,其各種生物學功能逐漸被認識并應用于生產,包括對畜禽的促生長、抗氧化、抗菌消炎、免疫增強作用以及抑制甲烷排放等。并且,借助分子生物學和細胞生物學,對植物提取物發揮表觀作用的分子機理已做了相關研究,但由于植物提取物組成及機體調控的復雜性,許多機理仍在探索中。
2.1促生長作用及其機理
自1946年Moore等發現鏈霉素具有促進肉仔雞生長的功能以來,抗生素開始作為一種促生長劑在養殖業中得到廣泛應用。但隨后由于飼料中抗生素的使用引起的動物體內和產品中藥物殘留及病原菌的變異問題引起了更大關注,尋求
安全、高效、無殘留的生長促進劑以替代抗生素成為新的研究熱點。Abdel-Wareth等發現在飼糧中添加15或20g/kg的百里香和牛至可以顯著改善肉雞的
生產性能,包括提高日增重,增加飼料轉化效率,并且添加適量時可以提高采食量。Cho等研究了百里香精油和八角茴香精油對處于產氣莢膜梭菌感染下的肉雞生產性能的影響,發現飼喂250mg/kg的上述植物提取物可以顯著降
低料重比,提高飼料轉化效率。
植物提取物促生長機理可能包括以下幾個方面:
第一,改善飼料適口性來增加動物采食量。Clouard等研究表明,在斷奶仔豬飼糧中添加甜橙提取物(含量為0.003 125%),可顯著提高飼料的適口性,增加飼料的可食性,仔豬采食量增加。
第二,植物提取物能夠提高內源酶的分泌量和活性,改善腸道微生物菌群,提高飼料養分利用率。Williams等研究表明,在肉仔雞飼糧中添加一定量的植物精油能促進肉仔雞淀粉酶等內源酶的分泌,提高腸道中消化酶的活性,從而改變飼料在腸道中的形態,例如能降低食糜黏度,提高飼料中營養物質的消化率,增加營養物質的吸收;同時,植物提取物還能改善腸道微生物區系,研究表明在飼糧中添加植物精油能降低腸道中產氣莢膜梭菌的數量,促進乳酸菌和雙歧桿菌等有益菌的定植。
第三,影響營養物質吸收后在體內的轉化利用,提高能量用于生長的轉化。Bravo等在玉米-豆粕型飼糧中添加100g/t的含有5%的香芹酚、3%肉桂醛及2%的辣椒素的植物提取物的混合物能顯著增加肉仔雞的體增重,提高飼料利用率,增加胴體能量駐留,降低熱量損失。這主要是因為植物提取物能提高肉雞飼糧中能量在器官中轉化效率,即植物提取物降低了肉雞用于維持的能量,提高了生產凈能,進而提高動物生產性能。
第四,調控與生長相關的激素分泌,促進動物生產性能的提高。胰島素樣生長因子(IGF)能促進腸道更快的發育。Ariza-Nieto等發現在斷奶仔豬飼糧中添加0.01%含有百里香酚和肉桂醛(含量為18%)的添加劑能使斷奶仔豬血漿中IGF-1的含量顯著增加,同時,斷奶仔豬的體增重也顯著增加,生產性能得到提高。
2.2抗氧化作用及其機理
目前的研究認為機體內存在氧化系統與抗氧化系統,在正常情況下,這2個系統處于動態平衡中,當由于外界或自身因素導致抗氧化系統無法清除自由基以及它們代謝的有毒產物時,便會產生氧化應激,氧化應激會對機體產生各種不利影響。在有氧的生活環境下,動物體很容易受到自由氧、活性氧及各種有毒性的氧化物的影響,造成氧化應激。氧化應激對畜禽的影響很大,過多的氧化物質蓄積在體內不僅會使機體產生各種代謝疾病,還會致使脂質過氧化發生,而脂質過氧化又會使細胞及細胞器膜中的脂質受到損傷,導致細胞的功能和完整性受損,最終使畜禽的生產性能下降。植物中含有的多酚類化合物均具有抗氧化作用,研究證明,多種水果、蔬菜、牧草飼料作物提取物中都含有不同種類和數量的多酚類。多酚類化合物種類眾多,包括羥基苯甲酸、羥基肉桂酸、花青素、木脂素、黃酮醇、黃酮等。
植物中含有的多酚類化合物能發揮抗氧化作用主要是因為它們所具有的酚基官能團具有氧化還原特性,可以作為還原劑、供氫體來淬滅單氧自由基。此類添加劑會通過增強機體抗氧化酶如谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶等的活性來增強機體抗氧化能力,從而緩解氧化應激;同時,其還可以防止脂質過氧化損害,降低胴體肌肉中丙二醛的含量,提升肉的品質,延長肉產品的保存時間。Lahucky等發現,在豬飼糧中添加60mL的牛至提取物可提高肌肉的抗氧化能力,并且當飼糧中添加10mL蜜蜂花、牛至或鼠尾草的提取物時,能有效提高未經加工的豬肉中的脂質和顏色的穩定性。Placha等研究了百里香精油對肉雞抗氧化性能的影響,發現在飼糧中添加0.5g/kg的百里香精油會減少十二指腸黏膜和腎臟中MDA的含量,提高腸道功能的完整性。另據報道,青蒿葉粉中含有大量的多酚類化合物及其他一些化合物,在肉雞飼糧中加入2%或4%的干燥青蒿葉粉能極顯著降低胸肌和腿肌中MDA的含量。Liu等向出血性休克模型的大鼠中皮下注射20mg/kg的三七皂甙,可顯著降低器官組織中MDA的含量,而SOD活性顯著增加,增強了機體的抗氧化能力。
對于植物提取物抗氧化作用的機理,目前的研究認為氧化應激會對機體產生各種不利影響,而從飼糧中攝入的植物源性抗氧化物質能夠與細胞表面受體結合,通過信號傳遞,進而通過轉錄和蛋白質表達2個水平來提高抗氧化酶的分泌,增強機體抗氧化防御能力,而Rubiolo等對于白藜蘆醇的研究很好地闡明了多酚類化合物的抗氧化機理。Rubiolo等的研究發現,白藜蘆醇可通過激活核轉錄因子2(Nrf2),使抗氧化酶基因的表達量增加,機體抗氧化酶活性增加,從而增強機體抗氧化功能。在原代大鼠肝細胞培養基中加入50或75μmol/L的白藜蘆醇預處理24h,可顯著提高處于氧化損傷條件下肝細胞中SOD、GSH-Px、過氧化氫酶等抗氧化酶的活性,同時發現轉錄因子Nrf2的編碼RNA含量以及表達量都顯著增加,說明轉錄因子Nrf2轉移至細胞核并使抗氧化酶基因表達量增加,從而使機體的抗氧化能力增強。這證明了白藜蘆醇提高機體抗氧化酶的分泌是在mRNA和蛋白質表達2個水平上進行的調控。
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