姜黄素及其在水产养殖业的应用

文/王玉堂

用药指导

姜黄素及其在水产养殖业的应用

文/王玉堂

姜黄素为橙黄色结晶粉末，通常认为它是姜黄发挥药理作用主要的活性成分。姜黄素具有抗氧化、抗菌、抗炎症等多重生物学功能，且色泽稳定、几乎无毒。姜黄素作为一种功能性饲料添加剂引起了业界的关注。研究表明，姜黄素对于草鱼和罗非鱼等鱼类的肝损伤修复、肠道酶活力及对大黄鱼体色着色效果明显。

姜黄素（curcumin）是19世纪70年代首次从姜黄（curcumalongaL）中提取的一种相对分子量较低的多酚类化合物。姜黄素为橙黄色结晶粉末，不溶于水和乙醚，易溶于冰醋酸和碱溶液，通常认为它是姜黄发挥药理作用主要的活性成分。研究表明，姜黄具有抗氧化、抗菌、抗炎症等多重生物学功能，且其色泽稳定、几乎无毒，因此，姜黄广泛应用于食品、化妆品及医药等领域。

近年来，姜黄作为一种功能性饲料添加剂引起了业界的关注。姜黄作为渔用饲料添加剂应用的研究较少，但据报道，姜黄对于草鱼和罗非鱼等鱼类的肝损伤修复、肠道酶活力及对大黄鱼体色着色效果明显。因此，深入研究姜黄的生物学功能及其的水产养殖上的应用，开发出新型渔用药物，用来防治水产养殖动物疾病，对于提高养殖水产品的质量安全意义深远。

一、姜黄素的生物学功能

（一）抗氧化作用

姜黄素被认为是含有多个功能基团的天然抗氧化剂。从其结构上看，它以2个苯丙烯酰基为骨架，2个苯环上各有1个酚羟基和1个甲氧基，丙烯基与1个β-双酮（烯醇式）结构连接。

目前，学界对于酚羟基基团还是甲氧基基团能提高姜黄素的抗氧化氧化活性有争议。Priyadarsini等认为酚羟基是姜黄素清除氧自由基所必需的基团，而甲氧基只是提高其搞氧化活性。而Miriyala等则认为酚基团和甲氧基团与1，3-二酮结合的双烯系统连接起来，共同影响了姜黄素的抗议氧化活性。Chen等采用电化学方法和电子自旋共振技术，研究姜黄素清除自由基的能力，进一步明确姜黄素的抗议氧化性；结果表明，姜黄素具有清除聚苯胺自由基的能力，且在PH值6.8条件下，酚羟基基团决定了姜黄素抗氧化活性；而在PH值8.0条件下，则由酚羟基基团和甲氧基团与1，3-二酮结合的双烯系统共同决定其抗氧化活性。卢婉怡的研究表明，在罗非鱼日粮中添加不同剂量的姜黄素能显著提高其机体的GSHPx和SOD活性，有利于对过氧化氢、活性氧和脂质氢过氧化物等的清除，从而间接降低脂质过氧化损伤。

（二）抗菌作用

姜黄素对多种细菌、真菌等具有广谱性抑制作用，尤其对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌等具有良好的抑菌效果。姜黄素对抑菌作用表现为机体免疫力的变化上，而免疫功能与免疫细胞之间的作用相关，它通过提高机体的CD4+T细胞和B细胞的活性，从而改善机体的免疫功能。同时，姜黄素还可以作为肠黏膜机械屏障的有效保护剂，形成良好的抗菌作用。张宝彤等的研究表明，在罗非鱼饲料中添加30mg/kg的姜黄素，能显著提高罗非鱼肠道绒毛高度和数量，可有效维护肠道黏膜结构的完整性。

（三）抗炎作用

炎症反应是机体针对损伤因子而产生的防御性反应，并伴随着机体发红、发热、肿胀、疼痛等局部临床征状，是多种细胞和细胞因子共同参与的复杂生理过程。在炎症过程中，由细胞释放或由体液产生的、参与或引起炎症反应的的化学物质被称为炎症介质，如环氧化酶-2（COX-2）肿瘤坏死因子（TNF-a）、白介素（IL-1，IL-2，IL-6）以及干扰素（IFN-γ）等。姜黄素的抗炎作用，是通过抑制主要的炎症介质以及重要的炎症反应信号通路——转录因子kB（nuclcarfactor-kappa，B，NF-kB）来实现的。通常情况下，最常见的NF-kB异二聚体是由IkB相结合成非活化状态。细胞因子介导NF-kB的活化需要的各种激酶，姜黄素能抑制IkB的降解而阻断细胞因子诱导的NF-kB的激活及致炎因子的表达。

目前，姜黄素的抗炎作用的研究主要集中在人类医学、中药学以及动物医学等领域，关于抗水生动物炎症的作用尚未见有报道。Ghosh等通过大鼠急性肾损伤模型发现，姜黄素能阻止IkB的降解，从而减少NF-kB表达及TNF-a等炎症因子生成。此外，有学者报道，姜黄素不仅可以通过NF-kB的表达减少TNF-a的生成，而且可直接降低TNF-a和COX-2的抗炎效果，减轻细胞的炎症反应。蔡辉等通过对佐剂性关节炎（AA）大鼠关节炎和血清TNF-a、IL-1β异常分泌的作用，可阻止大鼠AA免疫性炎症的发展。雷军荣等通过建立大鼠脑缺血/再灌注损伤模型，ELISA检测脑组织TNF-a的含量，结果表明，姜黄素可以减少大鼠脑组织TNF-a的含量，这充分说明姜黄素对炎症反应具有抑制作用。

（四）促生长作用

研究表明，姜黄素对动物机体有一定的促生长作用。胡忠泽对草鱼的研究结果发现，一定剂量的姜黄素可促其生长，提高饲料利用率，且表现出一定剂量的依赖性。陈兴发在罗非鱼的基础日粮中添加一定时的姜黄素，结果也显示有促其生长的作用，并提高了消化酶的活性。张宝彤的研究结果也证实了这一结论。俞军等人的研究结果表明，在大黄鱼的日粮中添加300mg/kg的姜黄素时，其生长效果最佳，可显著提高大黄鱼的存活率、特定生长率、增重率及肥满意度，降低了饲料系数，与王进波等人对大黄鱼幼鱼的研究结果类似。

（五）促进肝脏和肠道发育作用

长尾久雄的研究结果表明，肝脏作为鱼类的分泌和消化器官在各种营养物质的代谢过程中发挥着重要作用。俞军等人的研究结果个也表明，各剂量组的姜黄素对大黄鱼的肝脏重量并无显著影响，但在300mg/kg添加量的情况下，肝体指数与对照组相比显著降低，表明饲料中添加姜黄素并不会导致大黄鱼肝脏肥大。

肠道是水生动物消化和吸收营养物质的重要器官，其生长发育的好坏与动物消化吸收功能密切相关。胡忠泽等报道了姜黄素可改善草鱼肠道蛋白酶和淀粉酶的活力。俞军等人人研究也表明，姜黄素对大黄鱼肠重、肠长和肠体指数并无显著影响，300mg/kg的姜黄素添加量时，大黄鱼的肠体指数显著高于对照组，但随着姜黄素添加量的增加，肠重、肠长和肠体指数总体上呈上升趋势，表明一定剂量的姜黄素中促进肠道发育。

二、姜黄素在水产养殖动物上的应用前景

姜黄素

我国关于姜黄素在水产养殖动物的应用研究还处于起步阶段，但已有的一些报道和研究资料表明，姜黄素对于水产养殖动物有着多重生物学功能。张宝彤等在罗非鱼的基础饲料中添加不同水平的姜黄素，实验结果显示，一定剂量的姜黄素能够显著提高罗非鱼的SOD活性，增强机体免疫力，促进肠道组织发育。郑清梅等对罗非鱼的实验结果显示，添加姜黄素的实验组鱼的肝脏脂肪酶、肠道脂肪酶、SOD、GSH-Px等的活性均有显著提高，肝胰脏MDA显著下降。王进波等对大黄鱼的实验结果表明，在基础日粮中添加姜黄素，实验组大黄鱼平均体重增重、成活率等都较对照组显著提高，且随着添加水平的逐渐升高，姜黄素的大黄鱼皮肤和肌肉组织中的含量也随之升高，能明显改善大黄色的体色，具有良好的着色效果。胡忠泽对草鱼的研究发现，一定剂量的姜黄素有促进草鱼生长的作用，肠道蛋白酶和淀粉酶的活力也显著提高，促进鱼对营养物质的消化吸收。黄镇佳等对南美白对虾进行了研究，在基础饲料中添加不同水平的姜黄素时，降低了南美白对虾的生长率，但存活率、免疫力的抗氧化能力显著提高，这可能与摄食对象及生理机能有关。

近年来，因水产养殖的集约化程度不断提高，以及环境污染加剧等因素的影响，水产养殖病害越发严重，病种不断增多，滥用抗生素等导致的细菌耐葱绿性增强等也制约着水产养殖业的健康发展。姜黄素以及中草药提取物等以其无害、无残留、能防病等而逐渐成为水产养殖投入品的新宠。姜黄素作为一种极具生理活性的提取物，有可能解决水产养殖动物的免疫力低下、肝胆功能异常等问题；同时也有着抗菌、消炎等功效，作为饲料添加剂及渔用度中药的研究前景广阔。

三、姜黄素对大黄鱼生长的影响

据俞军等的研究表明，姜黄素对大黄鱼生长性能的影响如下：

（一）对生长性能的影响

根据试验结果，投喂添加有姜黄素的饲料能有效提高大黄鱼的存活率。试验设置了3个平行组（D1、D2、D3）和1个空白对照组（D），每组3个平行（100尾鱼）。其中空白对照组不添加姜黄素，试验组D1、D2、D3分别添加100、150和300mg/kg的姜黄素。3个试验组较对照组的存活率分别提高了9.28%、11.95%和20.28%，且均与对照组差异显著（P＜0.05）.与对照组相比，试验组的特定生长率分别显著提高了26.51%、24.10%和64.45%，其中D1和D2组差异不显著（P＞ 0.05）。各试验组的增重率分别显著提高了9.65%、5.18%和20.38%，D1 与D2组与对照组相比之下，差异不显著。

随着姜黄素剂量的增加，饲料系数总体呈下降趋势，各试验组较对照组分别下降3.21%、5.35%和8.56%，其中D2与D3组与对照组相比差异显著，D1组与对照组相比差异不显著。

D3组的肥满度较对照组相比差异显著，提高了解8.62%，D2与D1组与对照组相比无显著性差异。

（二）对大黄鱼肝脏和肠道的影响

根据试验结果，各处理组的大黄鱼肝脏并无显著差异（P＞0.05）。D3组鱼的肝脏指数较对照组显著（P ＜0.05）降低了6.23%，D1、D2组与对照组相比均无显著差异（P＞0.05）。

各处理组大黄鱼的肠重、肠长及肠体重指数间并无显著性差异（P＞0.05），但均随着姜黄素添加量的增加呈升高趋势。D3组的肠体指数较对照组差异显著（P＜0.05），提高了6.12%。D1与D2组与对照组相比并无显著差异（P＞0.05）。

总体结论是，在大黄鱼的基础日粮中添加一定时的姜黄素能提高其生长性能，促进肝脏和肠道的发育。其中以添加300mg/kg时的果酱最佳。

作者单位：农业部全国水产技术推广总站