苜蓿黄酮在动物生产中的应用及其作用机制

王淑楠，董　丽，喻礼怀

（扬州大学动物科学与技术学院，江苏 扬州　225009）

苜蓿黄酮在动物生产中的应用及其作用机制

王淑楠，董丽，喻礼怀*

（扬州大学动物科学与技术学院，江苏 扬州225009）

苜蓿作为畜禽青绿饲料，在动物生产中具有十分重要的价值和地位。苜蓿生长中形成的一类次生代谢产物苜蓿黄酮，具有抗氧化、抗肿瘤、提高免疫力、类雌激素等生物学功能，且在饲料生产中具有较好的开发和利用价值。文章就苜蓿黄酮在畜禽生产中的应用、主要生物学功能及其作用机制作以综述。

苜蓿黄酮；动物生产；生物学功能；作用机制

苜蓿是苜蓿属植物的通称，多年生开花草本，其中最著名的是作为畜禽饲料与牧草的紫花苜蓿。紫花苜蓿茎叶柔嫩鲜美、品质优良、营养丰富且易于家畜消化；其生产潜力大，商品性好，在世界各国广泛种植，具有十分重要的价值和地位，有“牧草之王”的美誉［1］。黄酮是苜蓿中主要的生物活性物质之一，苜蓿黄酮具有抗氧化、抗肿瘤、提高机体免疫力、类雌激素样作用等生物学功能，可促进畜禽生长、改善繁殖性能和提高生产性能，因此，苜蓿黄酮在畜禽生产中具有很好的应用前景［2-3］。

1　苜蓿黄酮的组成

苜蓿黄酮主要存在于苜蓿的茎叶中，是苜蓿生长中形成的一类次生代谢产物。苜蓿黄酮是一类多酚类化合物，含两个酚羟基的苯环与中间的吡喃相互连接而成。苜蓿黄酮类成分主要结构类型有：黄酮醇及其苷类、异黄酮类、异黄烷类、二氢黄酮、二氢异黄酮、查耳酮和紫檀烷类［4］。其主要成分为苜蓿素、芹菜素、木樨草素、金圣草黄素、杨梅黄素、美迪紫檀素、槲皮素、芦丁和刺芒柄花黄素等。其中苜蓿素是最具代表性且最有特色的［5］。

2　苜蓿黄酮在动物生产中应用

饲料中添加适宜剂量的苜蓿黄酮对小鼠、家禽、单胃动物和反刍动物的生产性能均有显著影响，在动物生产中主要体现在促进动物生长发育、增强机体免疫力、提高生产性能和改善繁殖性能等方面。

朱宇旌等研究表明，灌胃异黄酮40 mg·kg-1BW·d-1，对雄性小鼠有极显著的生长促进作用（P＜0.01）；苜蓿异黄酮120 mg·kg-1BW·d-1处理可显著增加小鼠重要免疫器官（胸腺、脾脏）系数，巨噬细胞、血清溶血素等免疫指标均显著上调，表明一定剂量的苜蓿异黄酮对小鼠有提高生长性能、改善免疫功能的作用［6］。有研究表明，崇仁麻鸡母雏日粮中添加苜蓿黄酮提取物为150～450 mg·kg-1，可以降低料重比、提高鸡只的日增重；促进体脂降解、减少脂肪沉积、改善胴体品质；促进免疫器官脾脏、法氏囊的发育、提高机体抗病能力，其最适添加量为300 mg·kg-1［7］。

绵羊日粮中添加苜蓿黄酮具有潜在的促生长功能，可调节脂质代谢，增强机体蛋白质的利用，提高氮的利用率，维持体内Ca、P平衡，且对机体能量代谢及肝脏功能等无不良影响。绵羊基础日粮中添加苜蓿黄酮0.2%效益最佳［8］。过氧化氢酶（CAT）与谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）都是机体内防御酶系统重要的抗氧化酶类，研究表明添加一定量异黄酮，可显著提高奶牛乳腺上皮细胞内超氧化物岐化酶（SOD）、GSH-Px和CAT活性（P＜0.05），奶牛乳腺上皮细胞的抗氧化能力提高［9］。苜蓿黄酮对奶牛乳腺上皮细胞的增殖具有一定雌激素作用，其活性成分作用于雌激素的受体，促进乳腺管的增生，引起奶牛乳腺上皮细胞的增殖，对奶牛的泌乳性能有积极的影响［10］。荷斯坦奶牛泌乳期日粮中添加黄酮，血清中生长激素、催乳素、雌二醇和甲状腺素（T4）的含量增多；乳脂率和乳蛋白率显著提高，可改善乳品质，产奶量有增加趋势；泌乳奶牛基础日粮中黄酮的适宜添加量为20～30 mg·kg-1［11］。苏效双等RT-PCR试验结果表明，苜蓿黄酮通过下调Caspase-3、SOCS3、p53、STAT1基因表达，发挥减轻炎症反应、抑制细胞凋亡、阻止细胞癌变等作用［12］。

彭宝安等在母猪妊娠期饲粮中用20%～30%苜蓿鲜草替代精料，血清中总胆固醇降低，母猪血清脂类代谢改善，初乳和仔猪血清中免疫球蛋白的含量均有所提高，且初生窝产活仔总数增加，母猪的生产性能提高［13］。在断奶仔猪饲粮中添加大豆异黄酮5 mg·kg-1可缓解腹泻，且去势公仔猪增重显著，其体内睾酮含量显著提高。在育肥猪中添加异黄酮可改善肉质、提高胴体瘦肉率、降低胴体脂肪率和背膘厚度。异黄酮用于母猪饲料中，可使其泌乳量增加，初乳中乳蛋白质含量提高，提高血清和初乳中特异性抗体水平［14］。

3　苜蓿黄酮的作用机制

国内外关于苜蓿黄酮在动物生产中的应用以及其相关生理活性的研究表明，苜蓿黄酮主要具有抗氧化、抗肿瘤、提高机体免疫力、类雌激素作用的生物学功能。

3.1抗氧化作用及其机制

黄酮类化合物可抑制自由基对机体的氧化损伤，发挥抗氧化作用。苜蓿黄酮抗氧化机制主要有以下几个方面：抑制自由基的产生，通过抑制产自由基酶的活性，络合可催化自由基形成的过渡金属离子，抑制脂自由基或脂氧自由基等脂质链式氧化过程中的中间产物作用，终止链反应，从而抑制脂质氧化［15］；直接清除自由基，其分子中的多个羟基与自由基反应，生成稳定的半醌式物质而终止自由基的链式反应，对机体已产生的自由基具有较强的直接清除作用［16］；激活机体抗氧化体系，通过增强抗氧化酶的活性、增加抗氧化因子，激活体内固有的抗氧化系统，发挥抗氧化作用［17］。

张纵圆对苜蓿不同溶剂提取物抗氧化性进行比较，结果表明，紫花苜蓿提取物可清除羟自由基（·OH），其抗氧化能力来源于苜蓿黄酮［18］。施伟梅等研究表明，紫花苜蓿总黄酮对二苯基苦酰肼基自由基（DPPH）和·OH具有较好的清除效果，其半数清除浓度（IC50）分别为14.31和28.23 μg·mL-1［19］。苜蓿黄酮中含有的多种酚类物质，可捕获过氧化自由基，阻断过氧化链式反应的进行，从而抑制油脂氧化。试验研究表明，苜蓿黄酮粗提物与维生素C、维生素E具有明显的协同抗氧化作用［20］。

3.2提高免疫力作用及其机制

黄酮类化合物通过调节机体体液免疫和增强非特异性免疫，改善细胞免疫功能，提高T细胞、NK细胞和K细胞的免疫机能，进而提高动物机体免疫力。其作用机制主要有3个方面：直接作用于胸腺、脾脏等免疫器官或各种免疫细胞上的雌激素受体；调节垂体生长激素的分泌；降低体内生长抑素对免疫细胞的抑制作用［21］。

灌胃中剂量苜蓿异黄酮，小鼠脾脏指数、巨噬细胞吞噬指数均有提高，高剂量苜蓿异黄酮可提高胸腺系数和血清溶血素值；表明苜蓿黄酮对提高机体的免疫水平具有重要的促进作用。董晓芳等研究表明，不同剂量的苜草素对肉仔鸡免疫的影响，添加苜草素500 mg·kg-1可显著提高新城疫血凝抑制抗体效价、血清甲状腺素水平、血清球蛋白量和T、B淋巴细胞转化率［22］。黄酮在适量范围内，可促进小鼠脾细胞DNA和蛋白质的合成，进而促进细胞的增殖，可促进小鼠脾细胞IFN-γ mRNA的表达和IFN-γ的产生与分泌，IFN-γ可激活NK细胞，促进T、B细胞分化，刺激B细胞分泌抗体，从而增强免疫调节作用［23］。

3.3抗肿瘤作用及其机制

苜蓿黄酮是一种多酚化合物，被认为是潜在的抗癌物质；研究表明，植物中提取的黄酮类化合物可抑制肿瘤细胞的生长，但对正常细胞没有影响［24］。其抗肿瘤作用机制主要有：通过负调节细胞周期依赖的激酶活性，抑制癌细胞株拓扑异构酶活性，诱导细胞周期停止，抑制癌细胞增殖，促进肿瘤细胞凋亡［25］；抑制细胞信号转导过程中的酪氨酸蛋白激酶、蛋白激酶C、磷脂酰肌醇3-激酶活性，促进抑癌基因表达而抑制癌基因的表达［26］。

研究表明，苜蓿黄酮的母核芹菜素，可通过抑制黑色素瘤细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK1）的表达，使细胞分裂增殖于G2/M期，从而达到抑制肿瘤细胞生长的作用［27］。张羽男等通过MTT法、细胞活力测定法及双荧光染色法，研究苜蓿总黄酮的体外抗肿瘤活性，结果表明，苜蓿总黄酮对人肝癌细胞SMMC7721有抑制作用，可使癌细胞数量减少，诱导癌细胞凋亡，其体外抗肿瘤活性效果显著［28］。肿瘤细胞可通过释放血管生成因子激活血管内皮细胞，促进内皮细胞增殖和迁移，导致肿瘤血管形成。研究表明，黄酮类化合物能够调控血管内皮生长因子和基质金属蛋白酶表达，抑制NF-κB、PI3-K/Akt和ERK 1/2信号通路，达到抑制肿瘤血管生成的作用［29］。

3.4类雌激素作用及其机制

研究表明，苜蓿黄酮的主要成分染料木素、香豆雌酚、芒柄花素等均具有与雌二醇（E2）相似的结构，具有微弱雌激素活性［30］。黄酮类化合物可结合到雌二醇激素受体上，与机体内源雌二醇竞争，通过神经内分泌系统的下丘脑-垂体-性腺轴，调控生殖、泌乳和产蛋等机能，并在甲状腺轴、生长轴等参与下，使相关代谢激素参与营养过程，调节生长激素、胰岛素样生长因子，促进肌肉、组织等的生长。还能够调节垂体睾酮、促黄体素和促卵泡素的合成与分泌，改善动物的繁殖性能［31］。

苜蓿黄酮的雌激素作用主要体现在促进动物生长和生殖方面。朱宇旌等研究表明，低剂量紫花苜蓿异黄酮，可提高雄性小鼠平均日增质量和胃质量百分率［6］。在鸡的日粮中添加苜蓿黄酮提取物300 mg·kg-1，能够提高鸡的生产性能，降低腹脂率，改善免疫功能［32］。此外，紫花苜蓿黄酮可以提高大鼠产仔数，对初生窝重有提高的趋势。在一定程度上影响性成熟和未性成熟雌鼠的激素分泌和生殖器官的发育［33］。对成年和未达性成熟期大鼠灌胃苜蓿黄酮后，大鼠体内均产生了雌激素效应，通过下丘脑-垂体-卵巢性腺轴产生负反馈调节，显著抑制GnRH的表达，从而影响雌鼠性腺轴上其他相关基因的表达［34］。

4　小结

苜蓿产量高且适口性好、营养丰富、易于家畜消化；其中含有的黄酮类化合物具有提高动物繁殖性能，改善生长和生产性能，提高机体免疫功能等作用。因此，苜蓿黄酮具有成为一种新型饲料添加剂的潜力。但在开发苜蓿黄酮类活性成分的过程中仍存在一些问题，包括：随着刈割期、处理方法和存储条件的不同，苜蓿中的黄酮类成分的产量和质量表现出较大的差异；虽然涉及黄酮类化合物提取的方法很多，但大部分仍局限于实验室阶段，对苜蓿黄酮的提取远未实现大批量的商业化生产水平；对苜蓿黄酮作用机制的研究，目前仅有大量的体外实验数据，对其在动物机体内的消化吸收、转运代谢等机制方面的研究不多，限制了其在饲料工业中的开发应用。目前，我国对苜蓿的应用主要以干草或草粉的形式作为畜禽饲料，少部分经加工后作为饲料添加剂应用，但随着研究的不断深入，生产技术的不断成熟，苜蓿黄酮将会作为新型绿色饲料添加剂广泛应用于动物生产中。

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Application and Mechanism of Alfalfa Flavonoids in Animal Production

WANG Shunan，Dong Li，YU Lihuai
（College of Animal Science and Technology，Yangzhou University，Yangzhou 225009，Jiangsu China）

Alfalfa，as livestock feed and forage grass，has important value and status in animal production. With the functions of antioxidant，anti-tumor，improving immunity，the role of estrogen and other effects.Alfalfa fla⁃vonoid has broad application prospects in livestock production，and has good development value in feed production. This paper reviewed the application of alfalfa flavonoids in livestock production and its mechanism of main biologi⁃cal functions.

alfalfa flavonoids；animal production；the main role；mechanism

S816.5+1；S814

A

1001-0084（2016）07-0014-04

2016-06-01

扬州市国内产学研协同创新项目（2014-21）；安徽省国际科技合作计划项目（1403062026）

王淑楠（1992-），女，河南南阳人，硕士研究生，研究方向为动物营养调控与饲料资源开发。
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副教授，硕士生导师，E-mail:lhyu@yzu.edu.cn。