动物营养学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 3: 1389 - 1398

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.123

综述

绿原酸的生物活性及其在动物生产中的应用研究进展

  • 朱喜锋 , 1 ,
  • 陈严轩 1, 2 ,
  • 邱建强 1, 3 ,
  • 彭凯 , 1, *
展开
  • 1 广东省农业科学院动物科学研究所,广东省农业科学院水产协同创新中心,广东省畜禽育种与营养研究重点实验室,农业农村部华南动物营养与饲料重点实验室,广州 510640
  • 2 仲恺农业工程学院动物科技学院, 广州 510225
  • 3 华中农业大学水产学院,武汉 430070
*彭 凯,研究员,硕士生导师,E-mail:

朱喜锋(1982—),男,河南平顶山人,助理研究员,硕士,从事动物营养与饲料资源开发研究。E-mail:

Copy editor: 陈鑫

收稿日期: 2023-10-11

  网络出版日期: 2024-03-13

基金资助

国家自然科学基金项目(31902388)

广东省自然科学基金面上项目(2022A1515010545)

科技创新战略专项资金(高水平农科院建设-青年研究员项目)(R2021PY-QY001)

收起

Research Progress on Bioactivity of Chlorogenic Acid and Its Application in Animal Production

  • ZHU Xifeng , 1 ,
  • CHEN Yanxuan 1, 2 ,
  • QIU Jianqiang 1, 3 ,
  • PENG Kai , 1, *
Expand
  • 1 Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science in South China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Guangdong Key Laboratory of Animal Breeding and Nutrition, Aquatic Research Center of Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Institute of Animal Science, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, China
  • 2 College of Animal Science and Technology, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225, China
  • 3 College of Fisheries, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
*professor, E-mail:

Received date: 2023-10-11

  Online published: 2024-03-13

Fold

摘要

绿原酸是从植物中提取的一种具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒、保护血管等多种生物活性的缩酚酸。近年来发现,绿原酸能够调控营养物质代谢、促进动物生长发育、提高繁殖性能、改善产品品质、降低环境污染。本文综述了绿原酸的化学结构和来源、生物活性与作用机制及其在动物生产中的应用,为开发绿原酸作为一种新型饲料添加剂提供理论依据。

关键词： 绿原酸; 生物活性; 动物健康; 生产应用

本文引用格式

朱喜锋 , 陈严轩 , 邱建强 , 彭凯 . 绿原酸的生物活性及其在动物生产中的应用研究进展[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(3) : 1389 -1398 . DOI: 10.12418/CJAN2024.123

Abstract

Chlorogenic acid is a depside extracted from plants with a variety of biological activities including antioxidant, anti-inflammatory, antibacterial, antiviral and vascular protection and so on. In recent years, it has been found that chlorogenic acid can regulate nutrient metabolism, promote animal growth and development, improve reproductive performance, improve product quality and reduce environmental pollution in animal production. This paper summarizes the chemical structure and source of chlorogenic acid, the biological activity and corresponding mechanism of action, and its application in animal production, in order to provide theoretical support for the development of chlorogenic acid as a new feed additive.

Key words： chlorogenic acid; bioactivity; animal health; production applications

集约化养殖具有高密度、高效率的特点,但同时也容易引发动物的应激反应,加快疾病传播速度,最终导致动物存活率与产品质量下降。随着抗生素退出历史舞台,养殖业所面临的压力前所未有,一方面要确保动物的健康生长,一方面要满足消费者对提高产品品质的强烈需求。后抗生素时代,抗生素替代品的开发方兴未艾,这是当前动物营养学研究的热点,也是养殖业亟待解决的问题之一。
绿原酸是由植物在有氧呼吸过程中产生的一种苯丙素类化合物,是由咖啡酸与奎尼酸经脱水缩合而成的一种缩酚酸[1]。大量研究表明,在饲粮中添加绿原酸具有促进动物生长发育[2⇓⇓-5]、调节营养物质代谢[4⇓⇓-7]、提高繁殖性能[8⇓⇓-11]、改善产品品质[3,12⇓-14]和降低污染[15-16]等功效。本文综述了绿原酸的化学结构和来源、生物活性与作用机制以及在畜禽和水产动物生产中的应用,旨在为推动绿原酸在饲粮中的应用提供参考。

1 绿原酸的化学结构和来源

绿原酸的分子式为C16H18O9,系统名为1,3,4,5-四羟基环己烷羧酸-(3,4-二羟基肉桂酸酯),分子结构式如图1所示。由于邻二酚羟基的存在,该分子更容易氧化还原自由基,表现出良好抗氧化能力[17]。根据咖啡酰在奎宁酸上的结合部位和数目的不同,绿原酸主要分为单咖啡酰奎尼酸、二咖啡酰奎尼酸和阿魏酸酰奎尼酸,其中单咖啡酰奎尼酸主要包括5-咖啡酰奎尼酸(绿原酸)、4-咖啡酰奎尼酸(隐绿原酸)、3-咖啡酰奎尼酸(新绿原酸);二咖啡酰奎尼酸主要包括3,5-二咖啡酰奎尼酸(异绿原酸A)、3,4-二咖啡酰奎尼酸(异绿原酸B)、4,5-二咖啡酰奎尼酸(异绿原酸C);阿魏酸酰奎尼酸主要包括3-O-阿魏酰奎尼酸(3-FQA)、4-O-阿魏酰奎尼酸(4-FQA)和5-O-阿魏酰奎尼酸(5-FQA)[18],目前在动物上研究较多的是异绿原酸A。异绿原酸A含有C-C不饱和双键和邻二酚羟基,具有较强的抗氧化、抗炎和抗病毒等功能[19⇓-21]。
图1 绿原酸的分子结构式

Fig.1 Molecular formula of chlorogenic acid[26]

自然界中,杜仲、忍冬、蒲公英、甜叶菊、牛蒡等植物富含绿原酸,而从毛茛科、木犀科、茄科、猕猴桃科、葡萄科、蔷薇科等植物中也能获得绿原酸。研究表明,不同植物部位的绿原酸含量不同,如杜仲叶中绿原酸的含量最高,其次为花和树皮[22]。忍冬中花蕾的绿原酸含量最高,其次为叶、藤和根部[23]。泥蒿中绿原酸含量最高的为顶部叶,其次为基部叶和茎[24]。绿原酸是一种有机弱酸,易溶于乙醇、丙酮和甲醇,微溶于乙酸乙酯,受热受光易分解,应低温避光保存。在众多提取方法中,醇提法(植物原料经干燥粉粹后,采用50%~70%的乙醇或40%~60%的甲醛进行浸提)是目前应用最广泛的方法,而常用的分离和纯化方法为大孔树脂法与聚酰胺树脂法,常用的检测分析方法为高效液相色谱法和紫外分光光度法[25]。绿原酸作为一种天然植物活性提取物,已被广泛应用在医药保健、化工、化妆品和食品等行业中。

2 绿原酸的生物活性与作用机制

2.1 抗氧化

绿原酸在畜禽与水产动物中均表现出良好的抗氧化活性。邓云云[27]研究发现,以硫代乙酰胺诱导的斑马鱼胚胎为氧化应激模型,在培养液中添加12 μmol/L绿原酸能够促进斑马鱼胚胎的肝脏发育,并提高幼鱼肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性,降低活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)和一氧化氮(NO)的含量。杨天俊[4]在草鱼幼鱼饲料中添加400 mg/kg绿原酸可显著降低血清中MDA含量,增加CAT和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性,提高肝脏的抗氧化能力。陈佳力[28]研究发现,在断奶仔猪饲粮中添加1 000 mg/kg绿原酸能显著提高血清中SOD、GSH-Px和CAT的活性,提高断奶仔猪的抗氧化能力。范兆卓[3]报道,在青脚麻鸡饲粮中添加600、800和1 000 mg/kg绿原酸可提高血液中CAT活性和总抗氧化能力(T-AOC),降低酸性磷酸酶(ACP)活性和MDA含量,提高腿肌和胸肌中谷胱甘肽(GSH)含量、SOD和ACP活性、T-AOC,降低MDA含量。符运斌[29]在热应激锦江黄牛饲粮中添加0.2%、0.4%和0.6%的绿原酸提取物(来源金银花),可提升血清T-AOC、GSH-Px和SOD活性,降低MDA含量,0.2%绿原酸显著提高肌肉中T-AOC,降低肝脏中MDA含量。综上所述,绿原酸能通过提高抗氧化酶的活性,降低氧化物含量和清除自由基,从而发挥抗氧化活性。
绿原酸的抗氧化作用机制可能是通过以下几个方面实现的:1)通过磷脂酰肌醇3-激酶/磷酸化蛋白激酶(PI3K/Akt)信号通路使细胞磷酸化蛋白激酶水平增加,抑制ROS生成和清除细胞内ROS的积累,从而发挥抗氧化作用[30];2)通过核因子E2相关因子2(Nrf2)信号通路显著提升Nrf2及沉寂信息调节因子1(Sirt1)的mRNA表达水平,显著降低MAD含量并增加GSH含量,从而缓解氧化应激[31];3)绿原酸通过PI3K/Akt信号途径提高Nrf2的基因表达,进而提升血红素氧合酶-1(HO-1)的mRNA表达水平,促进抗氧化能力的提升[28];4)通过上调Nrf2和过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs),下调烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶的基因表达量,降低ROS含量,达到减轻氧化应激的作用[32]。

2.2 抗炎

绿原酸可通过调节畜禽与水产动物机体内炎症因子的水平,达到抗炎效果。陈佳力[28]在断奶仔猪饲粮中添加1 000 mg/kg绿原酸可显著降低血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、D-乳酸的含量和二胺氧化酶活性,降低肠黏膜中TNF-α、IL-1β和白细胞介素-6(IL-6)含量以及小肠炎症介质组胺和类胰蛋白酶活性。Liu等[33]以地塞米松处理的雄性科宝500肉鸡为免疫应激模型,发现在饲粮中添加500 mg/kg绿原酸能显著增加血清中白细胞介素-4(IL-4)和干扰素-γ含量以及空肠黏膜中IL-4含量,降低血清和空肠黏膜中IL-1β、IL-6、白细胞介素-12(IL-12)、白细胞介素-18、白细胞介素-22、TNF-α、趋化因子配体1及趋化因子配体含量,从而缓解炎症反应。邓云云[27]以脂多糖诱导的斑马鱼胚胎为炎症模型,在培养液中添加12 μmol/L的绿原酸可显著降低IL-1β、白细胞介素-8(IL-8)、白细胞介素-10、TNF-α、趋化因子c1c的mRNA表达量,缓解炎症反应。Zhao等[34]报道,在荷斯坦奶牛饲粮中添加1和2 g/kg的绿原酸提取物(来源粳稻),能降低IL-1β、IL-6和结合珠蛋白的含量,提高奶牛抗炎能力。由此可见,绿原酸通过降低机体内促炎症因子水平和提高抗炎因子水平,从而发挥抗炎活性。
绿原酸的抗炎机制可能包含以下几个方面:1)通过抑制内毒素激活核转录因子-κB(NF-κΒ)和Toll样受体2(TLR2)的基因表达,从而抑制炎症因子的表达[31];2)通过下调NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路蛋白的表达量,抑制炎症反应[35];3)通过促进Nrf2因子活化增加HO-1蛋白表达,抑制NF-κB和核因子抑制蛋白α的磷酸化,进而抑制NF-κB信号通路的活化,下调炎症因子的基因表达[28];4)通过抑制TLR-2/髓样分化因子88/MAPK信号通路,降低IL-6、IL-1β、IL-8的mRNA水平,从而降低炎症反应[36];5)通过抑制TLR2/NF-κB信号通路中蛋白质的磷酸化,显著降低TNF-α、IL-6、IL-1β含量,抑制炎症反应[37]。

2.3 抗菌

绿原酸可通过影响畜禽和水产动物的消化道微生物丰度,达到提高机体免疫功能和调节营养物质代谢。Liu等[33]发现,在雄性科宝500肉鸡饲粮中添加500 mg/kg绿原酸能调节鸡肠道微生物丰度;在门水平上,显著降低了放线菌门(Actinobacillus)丰度;在科水平上,显著降低了未分类厚壁菌科(Firmicutes_unclassified)、克里斯滕森菌科(Christensenellaceae)和未分类柔膜菌RF39科(Mollicutes_RF39_unclassified)丰度;在属水平上,显著降低了瘤胃球菌科UCG-01(Ruminococcaceae_UCG-01)和厚壁菌属和Ruminiclostridium_5丰度;在种水平上,显著降低了未分类瘤胃球菌科UCG-014(Ruminococcaceae_UCG-014_unclassified)和厚壁菌和Ruminiclostridium_5_unclassified丰度。Chen等[38]研究发现,在三元杂交猪(杜洛克×长白×约克夏)的饲粮中添加1 000 mg/kg绿原酸能调节猪肠道消化物的微生物丰度;在门水平,猪盲肠消化物中变形杆菌门(Proteobacteria)丰度显著降低,而厚壁菌门(Firmicute)和拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度显著增加;在属水平上,回肠中拟杆菌属(Bacteroides)丰度显著降低,而乳酸菌属(Lactobacillus)、普雷沃氏菌属_2(Prevotella_2)、厌氧弧菌属(Anaerovibrio)和拟普雷沃氏菌属(Alloprevotella)丰度显著增加。Jin等[39]报道,在鲫鱼饲料中添加200 mg/kg 绿原酸提取物(来源杜仲叶)能调节肠道微生物丰度;在门水平上,变形杆菌门丰度显著降低,厚壁菌门丰度显著增加;在科水平上,梭杆菌科(Fusobacteriaceae)和丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae)丰度显著增加,气单胞菌科(Aeromonadaceae)丰度显著降低。曹祺[5]报道,在湖羊饲粮中添加500、1 000、2 000和3 000 mg/kg的绿原酸能调节羊瘤胃和回肠中微生物的丰度;在门水平上,瘤胃中厚壁菌门、拟杆菌门与回肠厚壁菌门丰度显著升高,瘤胃与回肠中放线菌门丰度显著降低;在属水平上,瘤胃中克里斯滕森菌科R-7群(Christensenellaceae_R-7_group)、普雷沃菌属(Prevotella)及回肠气斯氏菌属(Aeriscardovia)丰度显著升高,回肠中欧陆森氏菌属(Olsenella)和未分类产粪甾醇真细菌群(norank_f_Eubacterium_coprostanoligenes_group)丰度显著降低。
绿原酸的抗菌机理主要有以下几个方面:1)调节与生物膜形成有关的通路基因,如S-核糖同型半胱氨酸酶(luxS)、葡萄糖-1-磷酸腺苷基转移酶(glgC)、传感器组氨酸激酶EnvZ(envZ)、外膜孔蛋白F(ompF)、传感器组氨酸激酶KdpD(kdpD)和细胞色素bd-I亚基2(cydB)等基因,从而增加细胞膜通透性,破坏细菌生物膜的形成,导致细菌死亡[40];2)通过下调核糖体蛋白的表达来调节核糖体亚基,影响细菌蛋白质的合成[41];3)通过上调参与脂肪酸代谢、丙酮酸代谢和丙酸代谢相关蛋白质的表达,影响细菌的脂质代谢[41];4)通过直接或间接刺激有关氧化还原过程的蛋白质,如锰超氧化物歧化酶(SodA)、烷基过氧化氢还原酶C(AhpC)、烷基氢过氧化物还原酶亚基F(AhpF)、L-乳酸氧化酶(LctO)、SDR家族NAD(P)依赖性氧化还原酶(budC_1),清除细菌细胞内ROS含量[41]。

2.4 抗病毒

据报道,绿原酸能缓解被病毒感染所导致的组织损伤,活化被感染机体的免疫系统,从而达到抗病毒功能。异绿原酸A能抑制小反刍兽疫病毒对细胞的持续感染[21];绿原酸具有抗鸡传染性支气管炎病毒活性的作用[35],且对流感病毒(FM1)有抑制作用[42];菌毒清颗粒(含绿原酸)具有抗柯萨奇病毒B族3型(CoxB3)Nancy株和呼吸道合胞病毒(RSV)的作用[43];绿原酸对单纯疱疹病毒(HSV-1)感染具有明显的预防作用,但不能直接杀死病毒[44];绿原酸还能抑制新型鸭呼肠孤病毒(NDRV)增殖,并存在明显的剂量效应关系[45]。绿原酸对畜禽与水产动物抗病毒方面的研究较少,Abaidullah[35]研究表明,以鸡传染性支气管炎病毒(IBV)感染的无特定病原体的肉鸡为模型,在饲粮中分别添加100、200和400 mg/kg绿原酸,能使鸡的肺部、肾脏和气管黏膜的组织损伤得以改善,400 mg/kg绿原酸能显著提高肉鸡的存活率。Li等[46]发现,绿原酸具有抗法氏囊病病毒(IBDV)的特性,以IBDV感染的鸡蛋胚胎为模型,分别接种858、429、214.5、107.25、53.125 μg/蛋的绿原酸,能够活化NF-κB的亚基p65,降低胚胎肝脏中组胺、TNF-α、IL-1β、NF-κB的含量。潘力等[45]报道,以NDRV感染的幼仓鼠肾细胞系(BHK-21)为模型,2 μg/mL绿原酸能显著抑制NDRV在BHK-21细胞中增殖,且存在明显的剂量效应关系。
绿原酸的体外抗病毒机制包括:1)通过调控PI3K/Akt通路及其下游与细胞凋亡相关的蛋白BCL2-Associated X和B细胞淋巴瘤-2,使被病毒感染的细胞凋亡,从而抑制病毒持续感染[21];2)通过上调酪氨酸激酶 /信号转导子和转录激活子3(JAK-STAT3)及其下游信号分子干扰素调节因子9,调节干扰素刺激基因54和干扰素刺激基因20的基因表达,增强细胞的天然免疫力[21]。绿原酸的体内抗病毒机制包括:1)通过上调黑色素瘤分化相关蛋白5(MDA5)与Toll样受体7信号通路,提高抗病毒蛋白MDA5、线粒体抗病毒蛋白、干扰素调节因子7和干扰素-α的mRNA水平,促进Ⅰ型干扰素的生成[35];2)通过调控NF-κB和MAPK信号通路,抑制炎症因子IL-1β、白细胞介素-2(IL-2)、IL-6和IL-12的基因表达,促进T淋巴细胞增殖,增加血清中免疫球蛋白A、免疫球蛋白G和免疫球蛋白M含量[35]。

2.5 保护血管

绿原酸能够降低血压,从而保护血管健康。钟韬[47]以FLK-1启动增强绿色荧光蛋白的转基因斑马鱼为模型,发现培养液中添加80、100和130 μg/mL的绿原酸能显著降低斑马鱼躯干新生血管的荧光强度,减小节间血管直径,40~130 μg/mL绿原酸能通过结合丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶激酶5(MAP4K5)和促进细胞外信号调节激酶(ERK)磷酸化,显著增加斑马鱼胚胎躯干血管区域的细胞凋亡,抑制血管生成,且具有剂量依赖性,这有益于缓解恶性肿瘤的扩散。
研究发现,绿原酸通过降低氧化与炎症反应的方式保护血管内皮,还能通过调节与血压相关的通路及功能因子的途径降低血压。绿原酸降血压的原因可能与其调控高血压相关作用靶点有关,如血管紧张素转化酶、酪氨酸激酶受体2和ATP 结合盒亚家族B成员1[48]。绿原酸降血压的原因还可能与其调控降血压的相关信号通路有关,如血管内皮生长因子通路(VEGF)和PI3K/Akt通路的激活可显著降低血管相关的功能因子血管紧张素Ⅱ、醛固酮、内皮素1含量,提高一氧化氮(NO)含量,从而降低动脉收缩压和舒张压[48]。绿原酸对血管内皮的抗氧化机制可能是通过活化Nrf2、PPARs和AMP活化蛋白激酶,促进内皮型NO合酶磷酸化,降低NADPH氧化酶的亚单位P22phox和P47phox基因表达量,从而降低血管组织中ROS含量并上调Nrf2、过氧化物酶体增殖物激活受体α、磷酸化AMP活化蛋白激酶、磷酸化内皮型NO合酶的蛋白表达水平,减轻氧化应激[32,49]。绿原酸在血管组织中的抗炎机制可能是通过诱导T细胞向Th2和Treg亚群偏移,逆转Th1/Th2亚群与Th17/Treg亚群失衡状态,降低促炎症因子白细胞介素-17、IL-2、IL-6、TNF-α含量;还可能是通过上调微小RNA-124与抑制转录活化因子3的基因表达量,从而降低血管内皮细胞凋亡率和促炎症因子水平,减轻炎症损伤,保护血管内皮[50⇓-52]。

3 绿原酸在动物生产中的应用

3.1 促进生长发育

研究表明,绿原酸能促进消化道与免疫器官的生长发育,从而提高动物的生长性能。王宇[2]发现,在三元杂交(杜洛克×长白×大白)仔猪饲粮中添加250、500和1 000 mg/kg绿原酸,能促进仔猪肠道发育和生长性能,降低料重比;改善肠道形态,增加小肠指数、十二指肠与空肠的隐窝比、肠壁厚度和绒毛宽度和柱状细胞数量;提高十二指肠与回肠中麦芽糖酶活性和促进肠道转运蛋白和紧密连接蛋白的mRNA表达。范兆卓[3]报道,饲粮中添加600 mg/kg绿原酸能提高青脚麻鸡的生长性能,提高料重比和平均日增重,促进器官的生长发育,提高法氏囊指数,促进小肠生长发育。杨天俊[4]研究表明,在草鱼幼鱼高脂饲料(脂质水平为8%)中添加200、400和600 mg/kg绿原酸能显著提升草鱼幼鱼的生长性能,提高增重率和蛋白质效率。曹祺[5]在湖羊饲粮中添加500 mg/kg绿原酸可显著降低瘤胃乳头高度,提高乳头宽度,2 000 mg/kg绿原酸能显著提高湖羊十二指肠和回肠的绒毛高度和绒隐比,促进肠道发育,提高湖羊的平均日增重,降低料重比。

3.2 调控营养物质代谢

绿原酸能调节动物体内蛋白质、脂肪与碳水化合物的代谢。曹祺[5]在湖羊饲粮中添加2 000 mg/kg绿原酸能显著提高饲粮粗脂肪表观消化率、血液尿素氮含量,降低血液总胆固醇(TC)含量,增加瘤胃中乙酸、丙酸、异戊酸和总挥发性脂肪酸浓度。杨天俊[4]研究发现,在草鱼幼鱼高脂饲料(脂质水平为8%)中添加200、400和600 mg/kg绿原酸能显著提升草鱼幼鱼脂质代谢能力,降低血清中TC含量和肝胰脏中甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、胆固醇含量,增加血清中高密度脂蛋白胆固醇含量和肝脏中肝酯酶、脂蛋白酯酶、总酯酶活性,减少肝脏中脂肪沉积。邢月腾[6]研究发现,在宁乡猪基础饲粮中添加100 mg/kg绿原酸能调节组织与血清中的脂代谢和蛋白质代谢;绿原酸通过调节宁乡猪肌肉、背脂和腹脂等组织中脂代谢,降低背脂脂肪沉积,提高宁乡猪背脂中α-亚麻酸比例及背脂和腹脂中总多不饱和脂肪酸(PUFA)比例,降低猪肌肉中花生四烯酸和PUFA含量,提高油酸和总单不饱和脂肪酸含量;绿原酸还能降低猪血清中尿素氮、白蛋白、TC、LDL-C、天冬氨酸和苯丙氨酸(Phe)含量,显著提高猪血清中丙氨酸(Ala)、甘氨酸(Gly)、组氨酸、甲硫氨酸和亮氨酸含量。Liu等[7]研究表明,500 mg/kg绿原酸对雄性爱拔益加肉鸡的营养物质调节较明显,可显著提高血清中葡萄糖含量,降低TC和TG含量。

3.3 提高繁殖性能

绿原酸能提高精子的存活率和活力值,缓解睾丸热应激损伤,促进卵母细胞成熟和减少卵母细胞的凋亡率,促进胚胎发育。孙敬春[8]在猪精液稀释液中添加0.02、0.04、0.06、0.08和0.10 g/L 绿原酸能显著提升精子的活力,保护其质膜的完整性。Wang等[9]报道,在湖羊精液保护剂中添加0.2、0.4、0.6和0.8 mg/mL的绿原酸可通过提高T-AOC、CAT和SOD活性以及降低ROS、MDA的含量,减轻氧化应激,从而显著提高精子的存活率和活力,0.8 mg/mL绿原酸显著提高了精子的质膜完整性和顶体完整性。张绍萱[10]发现,在热应激的军牧1号公猪饲粮中添加1 000 mg/kg绿原酸(50%浓度)能够促进谷胱甘肽代谢通路中谷胱甘肽S转移酶基因的表达,抑制GSH-Px活性,缓解睾丸热应激损伤,增加睾丸组织中T-AOC和乳酸脱氢酶活性,降低细胞内乳酸含量,改善曲细精管完整性,提高性成熟后精子密度。Nguyen等[11]研究表明,在二元杂交猪(长白×约克夏)卵母细胞体外成熟的培养基中添加50 μmol/L绿原酸能促进卵母细胞成熟并减少细胞凋亡率,提高无性繁殖后的胚胎质量。如在38.5 ℃环境下,绿原酸显著提高了囊胚发育速率,在41 ℃环境下绿原酸显著提高了成熟卵母细胞的百分比,降低成熟卵母细胞的凋亡率。在无性生殖后,绿原酸显著增加囊胚形成的百分比与囊胚的总细胞数。

3.4 提高产品品质

研究表明,绿原酸能改善畜禽的肌肉品质,降低牛奶中体细胞量,提高鸡蛋的品质。范兆卓[3]研究发现,800和1 000 mg/kg绿原酸对青脚麻鸡肌肉品质的影响较为显著,其能显著提高腿肌的弹性、咀嚼性、粗蛋白质水平、黏性、系水力、熟肉率以及胸肌的粗蛋白质水平、胶着感、熟肉率,降低粗脂肪水平和剪切力,提高屠宰性能。Li等[12]研究发现,在虹鳟饲料中添加5、10、20和40 g/kg绿原酸提取液(来源杜仲树皮)能调节肌肉中脂肪和蛋白质代谢,其中5、10和20 g/kg绿原酸能显著提升肌肉中粗脂肪含量,10 g/kg绿原酸能显著提高肌肉中芥酸的含量,5和40 g/kg绿原酸可显著降低肌肉中γ-亚麻酸含量,40 g/kg绿原酸可显著提高肌肉中二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸、n-3多不饱和脂肪酸、Phe、Gly和Ala含量。刘平等[13]研究表明,将含有1%绿原酸制成的穴位贴敷在患有隐性乳房炎的荷斯坦奶牛的阳明穴、滴明穴、通乳穴和后海穴,能够使奶牛平均产奶量增高,并降低牛奶中体细胞的数量。任永生[14]报道,在海兰褐蛋鸡饲粮中添加50、100、150和200 g/t绿原酸提取物(来源杜仲叶)能显著提高蛋黄比重、蛋黄颜色和蛋壳颜色饱和度,从而改善鸡蛋品质。

3.5 减少环境污染

据报道,由畜牧生产所产生的甲烷量约占全球温室气体的15%[53]。在动物生产中,减少甲烷和氨气等气体的排放,有利于推动我国“碳中和”政策的实施和降低大气污染。Zhang等[15]报道,在奶牛体外瘤胃液中添加1%和2%的团花叶提取物(主要成分为绿原酸)可降低瘤胃液中甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)和弯曲甲烷短杆菌(Methanobrevibacter curvatus)丰度,从而降低瘤胃中甲烷的产生。Pena-Bermudez等[16]研究发现,在内洛尔阉牛饲粮中添加0.5%、1.0%和2.0%的马黛茶提取物(主要成分为绿原酸)对瘤胃中甲烷的产量无显著影响,但显著降低了瘤胃中氨氮的浓度(随着马黛茶提取物添加量的升高,氨氮浓度线性下降)。

4 小结与展望

绿原酸具有显著的抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒及保护血管的作用,能够调控营养物质代谢、促进动物生长发育、提高繁殖性能、改善产品品质、降低环境污染,具有替代抗生素的潜在利用价值。未来绿原酸的研究与应用方向应侧重2个方面:1)开发高效低耗、绿色环保的绿原酸提取和纯化方法,加快推进饲用绿原酸产品的开发及其在动物生产中的应用;2)提高绿原酸的生物活性,并深入研究其分子作用机制,为开发绿原酸作为一种新型功能饲料添加剂提供理论支撑。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
PCHELKIN V P. Natural phenolic and lipophilic complexes of chlorogenic acid[J]. Pharmaceutical Chemistry Journal, 2003, 37:25-27.

DOI

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