韩杰1,孟军1,袁缨2(1.洛阳师范学院生命科学系,17南洛阳471022;2.沈阳农业大学畜牧兽医学院Ii宁沈阳110161)作者简介:韩杰(1978一),女,辽宁沈阳人,在读硕士,讲师,从事家禽营养与饲料研究。
摘要:茶多酚是茶叶中的多舟基酚类提取物,因其安全、高效的杭氧化、抗毒杀菌等功能在饲料和畜禽生产中发挥着保护饲料营养成分、增强畜禽杭病力、改善畜产品质量等作用。综述了茶多酚的生物学活性、生理功能及其在畜禽生产中的应用状况,指出了存在的问题,并展望了其广阔的应用前景。
关键词茶多酚;杭氧化;生物活性;饲料;畜软
茶多酚(teapolyphenol,TP )为茶叶中的主要生物活性物质,其抗衰老、抗癌变、抗辐射、降血脂等生理功能已经被现代医学和分子生物学所证实。近年来,随着畜牧业的迅猛发展及人类对畜禽产品安全认识的逐步提高,TP作为一种新型高效添加剂开始应用于饲料和畜禽生产中。笔者综述了TP的生物学活性、生理功能及其在畜禽生产中的应用状况,指出了存在的问题,并展望了其广阔的应用前景。
1 茶多酚的性质、组成及化学结构
茶叶中 所 含的一类多经基酚类物质总称TP,是决定茶叶色、香、味及功能的主要成分,占茶叶干物质重量的巧%-30%. TP本身为白色晶体,生产中由于发生一定的氧化而呈淡黄色至褐色,易溶于水、乙醇、丙酮和乙酸乙醋,微溶于油
脂,不溶于氯仿等有机溶剂,有吸湿性,耐酸、耐热性能强,在碱性环境中易氧化褐变。TP大约由30种以上的酚类物质组成,按其化学结构分为儿茶素、黄酮(黄酮醇)、花青素、酚酸(缩酚酸)等4类。这4类物质均具有多经基结构;且除酚酸及缩酚酸类外,其他3类还具有相同母核(a一苯基苯一二氧毗喃)为主体的基本结构。儿茶素属黄烷醇类,约占TP总量的70%,主要含表儿茶素(EG)、表儿茶没食子酸醋(ECG)、表没食子儿茶素(EGC)和没食子儿茶素没食子酸醋(EGCG)4种单体。其中EGCG占儿茶素总量的70%左右,是TP中起主要抗氧化活性和清除自由基功能的物质,儿茶素各单体的化学结构如图1所示。
2 茶多酚的来源及提取工艺
各种茶叶及其加工过程产生的废弃物如茶灰、茶末等都可成为TP的来源,但不同来源提取的TP量有高低差异(如绿茶TP含量高)。目前国内外TP的提取工艺主要有溶剂萃取法、金属离子沉淀祛、树脂吸附法、超临界萃取法等,其中溶剂萃取法存在使用大量有毒溶剂(如氯仿)、操作步骤复杂、成本高等缺点;离子沉淀法虽克服了成本高、操作繁琐等缺点,但同样要使用有毒溶剂;树脂吸附法存在操作周期长、树脂选择困难等问题。目前,将离子沉淀法和树脂吸附法相结合的新工艺,既避免了有毒溶剂的毒害和对环境的污染,又能获得质量较好、成本较低的TP产品。
3 茶多酚使用的安全性评价
3.1 急性毒性试验小鼠的急性毒性试验结果表明:LD,的置信区间为2.496扩吨,毒性极低,且在0.05LD、的浓度内均无毒性蓄积。
3.2 亚急性毒性试验饲料中茶多酚含量为0.1%时,不但对小白鼠的红细胞数、白细胞数、肝脏、胸腺、脾细胞数及器官体重均无不良影响,而且有促进作用。
3.3 慢性毒性试验果蝇终生饲养和小白鼠喂养试验表明,在饲料和饮水中添加适量的茶多酚,对果蝇的生长发育和寿命均无影响。
以上 试 验 结果表明,茶多酚以适宜的剂量添加到饲料中对动物均无不良影响,是比较安全的饲料添加剂。
4 茶多酚的生物学活性
4.1 抗氧化功能
4.1.1 直接清除自由基。TP儿茶素类结构上的母核可与5,7位二经基团产生强烈的亲核作用,使TP作为优良的氢或中子供应体,当机体在氧化还原反应中生成过量的自由基时,TP提供的氢即与自由基结合使之还原为惰性化合物,从而保护机体免遭自由基的损伤。
4.1.2 与金属离子鳌合。在中性或酸性条件下,TP的邻位二酚经基可与金属离子如Fe2+ ,Cu+赘合,阻止金属离子对活性氧等自由基的生成和链反应的催化作用,间接阻止自由基的形成。
4.1.3 参与调节酶活性。TP对生物体内许多参与自由基生成的氧化酶,如黄镖吟氧化酶系、脂氧化酶和环氧酶等有抑制作用,并对抗氧化酶如超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活,有保护和调动作用。
4.1.4 与脂类、蛋白质、维生素等络合。TP与脂类络合可防止脂肪酸尤其是不饱和脂肪酸被氧化而生成脂质过氧化物,阻止脂质过氧化物进一步分解产生醛类,尤其是丙二醛不仅可与一些蛋白质、核酸等反应生成大分子难溶物(脂褐素)沉积在细胞内而导致疾病发生,还可与蛋白质、维生素等络合,保护其免受自由基的破坏。
4.2 杀菌抗病毒功能TP可对自然界中的金色葡萄球菌等100余种细菌,甚至对耐热的肉毒杆菌、引起食物中毒的肠炎孤菌等,都有很强的杀伤作用。它的杀菌抗病毒途径为:①TP中儿茶素结构中5和7位二经基团同1位氧能使6和8位碳原子产生强烈的亲核性,与细菌和病毒蛋白质、糖类、脂肪结合而起作用;②儿茶素可以在有氧情况下通过自身氧化反应产生具有杀菌功能的超氧阴离子和过氧化氢,直接杀死病菌。
4.3 其他功能TP可通过抗氧化作用保护生物膜、肾、肝脏等功能的完整性,提高机体血清免疫蛋白的含量及胸腺、脾脏的相对重量。TP还能通过调节机体肠道中有益菌和有害菌数量来改善肠道微生物环境,从而提高机体的免疫功能。此外,TP还具有除臭,降血脂,调节体内雌激素、胰岛素等激素水平的生物学功能。
5 茶多酚在畜牧生产中的应用
5.1 保持饲料的新鲜和色泽饲料中许多营养物质如油脂、蛋白质、色素等,在加工和储存过程中易受温度、湿度等影响而氧化产生醛类、酸类,使饲料酸败,适口性降低,品质急剧下降。为了减少饲料营养成分损失,提高饲料利用效
率,延长饲料的保质期,需要添加抗氧化剂。目前常用的是化学合成的抗氧化剂,如乙氧基喳(EMQ)、二丁基轻基甲苯(BRT)、丁基经基茵香醚(BRA)等,这些抗氧化剂潜在的毒副作用很难估计,如BRA可致大鼠胃癌,BRT可抑制机体内的呼吸酶,发达国家已经禁止使用。TP具有很好的抗氧化效果且无毒副作用,在饲料中应用可发挥其保持饲料的新鲜和色泽等作用。其抗氧化能力是EMQ,BRT的4一6倍,VC,VE的5一20倍。
5.2 提高畜禽生产性能孙桂新在肉仔鸡饲料中添加茶叶,增重率达13.5%。夏季在饲料中添加3%一5%茶末,或用茶水喂蛋鸡,其产蛋率提高5%一8%。骆先辉等在蛋鸡日粮中添加1%的茶叶末,经11'0 d试验,产蛋率、蛋重和产蛋量分别比对照组提高了16.8%,3.5%和17.6%,料蛋比降低了1.34%,蛋鸡体重提高了3.4%。孙克年在猪混合饲料中添加3%的茶渣,体重提高14.7%,饲料利用率提高8.5%,育肥期提前lld,经济效益提高19.4%。赖建辉等在奶牛饲料中添加乌龙茶粉,10d 预试期添加0.44 %,40d 试验期添加0.5%,结果产奶量提高1倍。
5.3 改善畜禽产品品质在集约化养殖畜禽生产中常出现肉品质下降等问题,TP对于提高畜禽产品质量可起到积极作用。日本农业新闻社报道,在白猪饲料中添加适量的茶叶进行长期饲喂,待出栏屠宰后分析猪肉品质,发现这种白猪猪肉原有的独特腥味大幅度降低,VE含量是一般猪肉的3倍。项秀兰在金华火腿制作中添加或发酵后涂抹茶多酚,9个月后丙二醛生成抑制率为52%一68%,肉色呈玫瑰色,肥膘氧化层薄,酸败味轻,香气纯正;而对照组肉色呈黄色,肥膘氧化层厚,肉质松。用茶叶抗氧化剂保鲜的火腿还能抑制亚硝酸盐的形成,抑制率为20.2%,从而提高了火腿的食用品质。
5.4 提高畜禽的抗病力TP能促进淋巴细胞的转化和增殖,增强细胞的分泌能力,提高机体的抗性。詹勇等将0.25%TP添加到饲料中喂14日龄的健康肉仔鸡,结果发现,TP能显著提高自然法氏囊病鸡血液中红细胞C3受体和免疫复合物的含量,并可保证肝脏正常的免疫功能。日粮中添加0.05%一0.1%TP,不仅对鸡的采食量没有影响,还可抑制肉鸡法氏囊病的发生。
6 茶多酚应用中巫待解决的问题
(1) TP 作 为饲料添加剂价格偏高,应加强生产成本低且安全性高的TP提取工艺的研究,寻找更为廉价的TP来源,为TP的应用开辟更为广阔的市场。
(2) TP在 动物体内具有络合金属离子的特性,其络合金属离子的机制及如何影响这些金属离子在动物体内的吸收问题,需要作进一步研究。
(3) 有研 究 表明,饲料中TP添加量过多会使畜禽的生产性能下降。TP使用量是否有种属差异及针对每一种畜禽的最佳使用剂量也是PTR待解决的问题。
7 前景
我国茶资源丰富,年产茶56万t,为TP的来源提供了充足的保障。TP应用于畜禽生产中,具有安全、高效、绿色的特点,符合大众的消费心理和环保要求。随着对TP研究的深人,TP在应用中存在的诸多问题会逐步得到解决,TP必将迎来更为广阔的应用前景。
参考文献