贺 亮,贺峻琳,徐乾琨,罗 超,邓治邦
(湖南农业大学动物医学院,湖南长沙410128)
综述
番茄红素在动物生产中的应用研究进展
贺 亮,贺峻琳,徐乾琨,罗 超*,邓治邦*
(湖南农业大学动物医学院,湖南长沙410128)
番茄红素是一类常见的饲料添加剂,具有促进动物生长、提高繁殖能力、调节免疫、抗氧化及改善脂质代谢等作用。本文综述了番茄红素作为饲料添加剂在动物生产中的研究进展,为番茄红素的进一步应用提供参考。
番茄红素;饲料添加剂;动物生产
番茄红素是一种天然的类胡萝卜素,主要来自于成熟番茄和番茄相关制品中,在西瓜、葡萄、木瓜及李子等水果中也富含番茄红素。由于其抗氧化能力极强,并具有抗肿瘤、延缓衰老、增强免疫等生物活性而备受关注,目前,作为A类营养素被广泛应用于食品和饲料添加剂中。饲料添加剂成分的研究是经济动物养殖行业关注的重点,因此本文对番茄红素在动物生长、生产与生殖性能、免疫调节、抗氧化作用和脂质代谢等方面的影响进行了综述。
番茄红素作为饲料添加剂,能提高鸡、鹌鹑、羊和鲫鱼等动物的生产性能,其功能主要集中在提高采食量、日增重、饲料转化率,以及改善蛋质和肉质等方面。
Sun等(2015)将360只母鸡分为对照组和试验组,试验组的日常饮食中添加40mg/kg番茄红素,并挑选650个合格的鸡蛋进行人工孵化,结果表明,试验组鸡仔的出生重显著高于未添加番茄红素的对照组。在100日龄鹌鹑的基础日粮中分别添加细菌番茄红素(BL)、商业番茄红素(CL)及角黄素(CA),持续饲喂4周发现,BL和CL组鹌鹑蛋中甘油三酯的含量显著降低,蛋品质提高 (Hsu等,2015)。Sahin等(2008)在22℃和34℃条件下生活的鹌鹑的日粮中分别添加0%、2.5%和5%的番茄粉,探究番茄粉对高温环境下日本鹌鹑的影响,结果表明,处于高温胁迫下的鹌鹑的采食量、增重量和饲料转换率随番茄粉剂量的增加呈线性上升。Jiang等(2015)研究发现,在90日龄断奶巴美羊羔的日粮中分别添加50、100、200 mg/kg的番茄红素,相比未添加的对照组,能显著提高羊羔的采食量,日增重有升高趋势,肉质颜色更深更红。孟妤等(2011)在鲫鱼饲料中添加番茄红素,结果表明,添加番茄红素组鲫鱼的增长率和增重率提高,并且比率随番茄红素剂量的增加而增大。
经济动物的生殖性能和后代的存活率是养殖行业中关注的焦点之一。番茄红素能提高雄性动物精子的产量和存活率,对睾丸发育起到一定促进作用。
Rosato等(2012)报道,使用富含番茄红素添加剂的日粮饲喂火鸡,会提高冷冻精子的活率,并且有利于维持DNA完整性。Mangiagalli等(2010)将雄性肉鸡分成两组,试验组的饮用水中添加0.5 g/L的番茄红素,对照组不添加,同时将产蛋母鸡分成两组与之进行人工授精,结果发现,番茄红素能影响精子的产量和活力,取试验组精子进行授精后的蛋鸡生殖曲线呈现上升趋势。日本鹌鹑易患输卵管自发性平滑肌瘤,Sahin等(2004)挑选120只鹌鹑分成3组,在其饮食中分别添加0、100、200 mg/kg的番茄红素,于285 d后屠宰检测发现,后两组鹌鹑的肿瘤显著小于正常饲喂组。曲扬华等(2014)研究不同剂量(0、50、100、200 mg/kg)番茄红素对3月龄巴美羊羔睾丸和雄性激素的影响,发现200 mg/kg处理组较对照组能显著提高绵羊睾丸重量,另外,血浆和睾丸中重要雄性激素睾酮的含量也明显提高,但是差异不显著。另有研究发现,杂交株Martini雄兔饮用水中持续8周添加0(A组)、0.1(B组)、0.5 g/L(C组)的番茄红素,C组兔的射精量显著高于A组,产生的精子活力、活率也明显高于其他两组,但精子浓度和繁殖能力,各组并未表现出明显差异(Mangiagalli等,2012)。
番茄红素能通过调节促炎性细胞因子、单核-巨噬细胞功能等来改善机体免疫状态。Martino等(2006)在Ross508公鸡饮用水中加入番茄红素后发现,血清中的杀菌活性达到25%~100%,远高于正常饲喂杀菌活性的0%~29%,表明番茄红素可通过提高杀菌活性来提高鸡的免疫力。另外,有研究将48只来航鸡分成4组,除对照组之外,试验鸡日粮中分别以不同方式添加番茄红素:T1(10 mg/kg番茄粉)、T2(10 mg/kg番茄粉胶束)和T3(10 mg/kg纯化番茄红素),检测显示试验组肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白细胞介素6 (IL-6)等促炎性细胞因子发生下调 (Jang等,2015)。土霉素的摄入能导致鱼的免疫系统功能受到抑制,Yonar等(2012)分别在虹鳟鱼服用土霉素两周前和两周后,使用10mg/kg的番茄红素,结果鱼特异性和非特异性免疫的抑制程度大大减小,证明番茄红素对恢复机体免疫功能有一定作用。孙杰等 (2015)连续一周每天用0、33.33、66.67、200 mg/kg·bw剂量的番茄红素饲喂鼠,结果发现,200mg/kg·bw组的NK细胞活性、溶血空斑数、血清半数溶血值和鸡红细胞吞噬指数均显著高于0mg/kg·bw组。另有试验采用番茄红素和甲泼尼龙治疗脊髓损伤的SD大鼠,同不接受治疗的对照组比,治疗组大鼠的IL-6显著降低,斜板试验中的评分升高,说明番茄红素能减轻炎症反应并恢复神经和运动功能(李佳励等,2015)。
在使用番茄红素过程中,应当控制好使用剂量。Pozzo等(2013)在1日龄肉鸡日粮中添加浓度高达500 mg/kg的番茄红素,结果导致脾和法氏囊重量显著下降,血清白蛋白、球蛋白浓度显著减少,同时伴有退化性病变。说明高浓度的番茄红素会对动物产生副作用。
番茄红素清除自由基的能力极强,远超过其他类胡萝卜素。抗氧化能力的判定主要根据抗氧化酶活性:超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT),此外,还参照氧化产物含量,如脂质过氧化产生的具有细胞毒性的丙二醛(MDA)等。
为探究番茄红素对热应激下肉鸡的作用,Sahin等(2016)将180只1日龄的Ross308肉鸡分成6组,其中3组处在22℃,另外2组每天8 h处在34℃高温下,饲喂的番茄红素剂量为0、200、400 mg/kg,研究发现,高温下肉鸡SOD、GSH-Px活性降低,MDA含量升高,番茄红素的使用则能改善此症状。Sahin等(2006)证实了番茄红素能降低日本鹌鹑血清和肝脏中MDA的浓度,并且混合维生素E使用效果更佳。高密度养殖会引发鱼肝脏中SOD、CAT、GSH-Px活性下降,增加血浆和肝脏中MDA浓度。若在鱼饲料中添加番茄红素,能提高其抗氧化酶活性,降低MDA含量,减少高密度应激对鱼造成的氧化损伤(Sahin等,2014)。Palabiyik等(2013)用0.5 mg/kg赭曲霉毒素饲喂雄性SD大鼠,诱发大鼠肾脏氧化应激,CAT和GSH活性分别下降35%、44%,而SOD活性增长22%。试验中若同时对大鼠饲喂5 mg/kg的番茄红素,则会提高GSH-Px1和GSH的活性,并且降低皮质和髓质的细胞凋亡。唐湘宇等(2005)发现食用含番茄红素日粮的新西兰家兔会引起SOD活性明显增加,血清MDA含量减少,一氧化氮含量(NO)升高。
黄酮类化合物和维生素是饲料中常添加的成分,番茄红素与它们无拮抗作用,混合使用过程中无不良反应。毒理学试验得出番茄红素和大豆异黄酮混合物属于无毒级物质,无致突变影响 (云琦等,2009)。研究表明,0.167 g/kg·bw剂量的该混合物能显著提高小鼠血清中GSH-Px活性,0.500g/kg·bw剂量则显著降低MDA含量(马小华等,2008)。Englmaierova等(2011)用不同浓度的番茄红素和维生素E混合剂饲喂雄性Ross308肉鸡,二者相互作用能显著影响21日龄的肉鸡增重、鸡腿肉中MDA含量及胆固醇含量等,并且发现使用75 mg/kg番茄红素和50 mg/kg的维生素E的肉鸡增重达到最高。番茄红素和维生素C联用可减弱酒精对小鼠肝脏的损伤,但与单独使用番茄红素相比没有明显的协同作用(杨春等,2015)。
脂质氧化是机体重要的代谢环节,一旦发生紊乱,可引发多种病变。番茄红素对脂质代谢具有调节作用。
良凤花鸡日粮中添加番茄红素,连续饲喂一个月后,血清中总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平分别下降15.68%和38.64%,甘油三酯(TG)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平分别增加 13.01%和 16.77%(何春玫等,2011)。Skiepko等(2016)研究发现,在腌制和加热过程中,番茄红素不改变火鸡肉中的胆固醇含量,但会加大低密度胆固醇的脂肪酸含量,减少高密度胆固醇的饱和脂肪酸含量。也有试验将28只巴美雄性羊羔分成4组,日粮中各添加0、50、100、200mg/kg番茄红素,结果表明,后3组羊羔的TC、TG、LDL-C以及动脉硬化指数(AI)水平显著降低,其中TG和LDL-C的减少与饲喂时间呈线性相关,但对HDLC无显著影响(Jiang等,2015)。胡敏予等(2007)每天饲喂成年雄性兔4mg/kg·bw和12mg/kg·bw番茄红素混合高脂饲料,发现番茄红素可减少血清TC、TG、LDL-C含量,起到抑制家兔主动脉血管壁病理变化的作用。
番茄红素广泛存在于水果和蔬菜中,目前提取番茄红素的方法渐趋成熟,主要包括有机溶剂萃取法、超临界流体萃取法、超声波辅助萃取法和酶法等 (齐艳玲等,2015;周孝禹等,2015;林泽华等,2014)。作为一种对人和动物有益的类胡萝卜素,如何更大限度的开发出其作用,仍需深入研究。
[1]胡敏予,李毅琳,刘昭前,等.番茄红素对家兔动脉粥样硬化形成的保护作用[J].营养学报,2007,29(5):498~502.
[2]何春玫,周贞兵,韦富芝,等.日粮中添加番茄红素对良凤花鸡胆固醇影响的初步研究[J].湖北农业科学,2011,50(18):3795~3797.
[3]林泽华,任娇艳.天然番茄红素提取工艺研究进展[J].食品科学技术学报,2014,32(5):50~55.
[4]李佳励,唐丽娟,李晓,等.番茄红素对大鼠脊髓损伤后白细胞介素-6表达及神经功能恢复的影响[J].中国康复理论与实践,2015,4:402~405.
[5]马小华,云琦,高晓黎,等.番茄红素和大豆异黄酮组合物对老龄小鼠抗氧化功能影响的实验研究[J].新疆化工,2008,4:8~9.
[6]孟妤,杨鸢劼,单志萍,等.番茄红素油对鲫鱼生长性能和抗氧化性的影响[J].江苏农业学报,2011,27(1):124~128.
[7]齐艳玲,樊明寿.酶法从番茄中提取番茄红素的研究[J].中国调味品,2015,5:68~72.
[8]曲扬华,罗海玲.番茄红素对绵羊睾丸发育及雄性激素的影响[A].中国畜牧兽医学会动物营养学分会第七届中国饲料营养学术研讨会论文集[C],2014.
[9]孙杰,胡奇,李世芬,等.番茄红素的安全性评价及对小鼠免疫功能的影响[J].食品科学,2015,36(9):170~175.
[10]唐湘宇,王蕾,郭芳,等.番茄红素对兔动脉粥样硬化形成和氧化损伤的影响[J].中国心血管病研究杂志,2005,3(6):462~464.
[11]云琦,马小华,冯崴,等.番茄红素和大豆异黄酮组合物的毒理学评价[J].癌变·畸变·突变,2009,21(4):313~315,319.
[12]杨春,阮文晴,顾天楚,等.番茄红素和维生素C对慢性酒精中毒小鼠肝脏的保护作用[J].现代预防医学,2015,42(17):3204~3206,3254.
[13]周孝禹,周杰,吴颖,等.番茄红素的分离提取与合成制备研究进展[J].中国药房,2015,19:2723~2726.
[14]Englmaierova M,Bubancova I,Vit T,et al.The effect of lycopene and vitam in E on grow th performance,quality and oxidative stability of chicken legmeat[J].Czech JAnim Sci,2011,56:536~543.
[15]Hsu W T,Chiang C J,Chao Y P,et al.Effects of recombinant lycopene dietary supplement on the egg quality and blood characteristicsof laying quails [J].Journalof bioscience and bioengineering,2015,120(5):539~543.
[16]Jang I S,M oon Y S.Effects of Lycopene on the Expression of Lipid M etabolism,Glucose Transport and Pro-Inflammatory Related Genes in Chickens[J].Korean Journal of Poultry Science,2015,42(3):231~238.
[17]Jiang H,W ang Z,Ma Y,et al.Effect of dietary lycopene supplementation on grow th performance,meat quality,fatty acid profile and meat lipid oxidation in lambs in summer conditions[J].Small Rum inant Research,2015,131:99~106.
[18]Jiang H,W ang Z,Ma Y,et al.Effects of Dietary Lycopene Supplementation on Plasma Lipid Profile,Lipid Peroxidation and Antioxidant Defense System in Feedlot BameiLamb[J].Asian-Australasian journal of animal sciences,2015,28(7):958.
[19]Mangiagalli M G,Cesari V,Cerolini S,et al.Effect of lycopene supplementation on semen quality and reproductive performance in rabbit[J].W orld Rabbit Science,2012,20(3):141~148.
[20]M angiagalli M G,Martino P A,Smajlovic T,et al.Effect of lycopene on semen quality,fertility and native immunity of broiler breeder[J].British poultry science,2010,51(1):152~157.
[21]Martino P A,Mangiagalli M G,Marelli S P,et al.Effect of lycopene on semen bacteriological status and native immunity in roosters[C]//W orld.Poultry Sci.J.,XIIEuropean Poultry Conference,Verona,Italy.62 Suppl.2006,415.
[22]Palabiyik S S,Erkekoglu P,Zeybek N D,et al.Protective effect of lycopene against ochratoxin A induced renal oxidative stressand apoptosis in rats [J].Experimental and Toxicologic Pathology,2013,65(6):853~861.
[23]Pozzo L,Tarantola M,Biasibetti E,et al Adverse effects in broiler chickens fed a high lycopene concentration supplemented diet[J].Canadian Journal of Animal Science,2013,93(2):231~241.
[24]Rosato M P,CentoducatiG,Santacroce M P,et al.Effectsof lycopene on in vitro quality and lipid peroxidation in refrigerated and cryopreserved turkey spermatozoa[J].British poultry science,2012,53(4):545~552.
[25]Sun B,Chen C,W ang W,et al.Effects of lycopene supplementation in both maternal and offspring diets on grow th performance,antioxidant capacity and biochem ical parameters in chicks[J].Journal of animal physiology and animalnutrition,2015,99(1):42~49.
[26]Sahin K,O rhan C,Tuzcu M,et al.Lycopene activates antioxidant enzymesand nuclear transcription factor systems in heat-stressed broilers[J].Poultry science,2016,95(5):1088~1095.
[27]Sahin K,Ozercan R,Onderci M,et al.Lycopene supplementation prevents the development of spontaneoussmoothmuscle tumorsof the oviduct in Japanese quail[J].Nutrition and cancer,2004,50(2):181~189.
[28]Sahin K,Yazlak H,O rhan C,et al.The effect of lycopene on antioxidant status in rainbow trout(Oncorhynchusmykiss)reared under high stocking density[J].Aquaculture,2014,418:132~138.
[29]Skiepko N,Chwastow ska-Siw iecka I,Kondratow icz J,et al.Fatty acid profile,total cholesterol,vitam in content,and TBARS value of turkey breast muscle cured w ith the addition of lycopene[J].Poultry science,2016,95(5):1182~1190.
[30]Sahin N,Orhan C,Tuzcu M,et al.The effectsof tomato powder supplementation on performance and lipid peroxidation in quail[J].Poultry science,2008,87(2):276~283.
[31]Sahin N,Sahin K,OnderciM,et al.Effectsof dietary lycopene and vitam in E on egg production,antioxidant status and cholesterol levels in Japanese quail[J].Asian Australasian Journalof Animal Sciences,2006,19(2):224.
[32]Yonar M E.The effect of lycopene on oxytetracycline-induced oxidative stressand immunosuppression in rainbow trout(Oncorhynchusmykiss,W.)[J]. Fish Shellfish Immunol,2012,32(6):994~1001.■
Lycopene is a common type of feed additive,which can promote growth,improve reproductive capacity,regulate immune function,resist oxidative stress and regulate lipid metabolism of animal.This paper reviewed the progress of lycopene in animal production and provide a reference for the further application of lycopene.
lycopene;feed additive;animal production
S816.7
A
1004-3314(2016)21-0009-03
10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20162103
*通讯作者