水解单宁酸的生理功能及其在单胃动物生产中的应用

耿文静，王改琴，沈 波，徐 瑞，刘春雪

（安佑生物科技集团股份有限公司，江苏苏州 215437）

动物营养

水解单宁酸的生理功能及其在单胃动物生产中的应用

耿文静，王改琴*，沈 波，徐 瑞，刘春雪

（安佑生物科技集团股份有限公司，江苏苏州 215437）

单宁酸是一种多酚类化合物，广泛存在于多种植物中。近年来，越来越多的研究表明，水解单宁酸具有抗菌、抗氧化、抗腹泻、抗病毒、抗寄生虫等多种功效，应用于畜禽生产中，可以减少抗生素或氧化锌的使用。本文主要综述了水解单宁酸在单胃动物生产中的应用及其作用机制，以期为单宁酸在实际生产中的应用提供参考。

水解单宁酸；单胃动物；功效；机理

单宁酸，又称单宁，鞣酸，是一种可溶于水的酚类化合物，分子质量为500～3000，存在于多种植物中。单宁包含水解单宁和缩合单宁。水解单宁至少有两个没食子酸单位由碳链与多糖核心相连，容易发生化学水解或遇酶水解。缩合单宁是以黄烷醇为单位的聚合物，分子质量较大。研究表明，单宁是抗营养因子，如高粱中的缩合单宁，具有涩味，会降低适口性和采食量，影响氨基酸的消化率（Koeleman，2010），从而影响动物的生产性能。但也有研究表明，水解单宁酸则对畜禽来说有很多有益功能，如抗菌、抗氧化、抗腹泻、抗病毒、抗寄生虫等（朱子洁，2013）。本文主要对水解单宁酸的各种生理功能及其在单胃动物生产中的研究进展进行了综述，为其在相关产业上的应用提供参考。

1 水解单宁酸的生理功能

1.1 抗菌作用 水解单宁酸对多种细菌和真菌都有明显的抑制作用。栗木单宁是目前用于饲料中非常普遍的一种水解单宁酸，其主要生产于欧洲，从欧洲栗树叶中提取而成，属于鞣花单宁。Graziani等（2006）体外研究栗木单宁的抑菌性，结果表明，鸡伤寒沙门氏菌、出血败血性巴斯德菌、金黄色葡萄球菌在浓度2.5 mg/mL时受到抑制，空肠弯曲杆菌在1 mg/mL时受到抑制，肠炎沙门氏菌、大肠杆菌和产气荚膜梭菌在1.5 mg/mL时受到抑制。Parys等（2010）研究发现，栗木单宁抑制沙门氏菌的MIC是0.16～0.32 mg/mL。另一个试验表明，沙门氏菌在栗木单宁添加0.025～0.05 mg/mL时明显被抑制，在0.1 mg/mL浓度时几乎完全被抑制。Redondo等（2015）研究表明，栗木单宁对产气荚膜梭菌的MIC50为0.064 mg/mL，MIC90为0.128 mg/mL。与抗生素相比产气荚膜梭菌对栗木单宁产生抗药性的进程更难更慢。

五倍子单宁酸是从五倍子中提取的一种水解单宁酸，在我国产量很大，其相关抑菌方面的研究报道有很多。王广娟等（2010）报道，五倍子单宁酸对金黄色葡萄球菌的MIC为0.9 mg/mL，对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、肠炎沙门氏菌的MIC为9 mg/mL。江凯等（2011）研究表明，五倍子单宁对供试菌的MIC分别为：白色念珠球菌5 mg/mL，绿脓假单胞菌2.5 mg/mL，巨大芽孢杆菌5 mg/mL，鼠伤寒杆菌2.5 mg/mL，耐热菌繁殖体5 mg/mL，李斯特杆菌5 mg/mL，苹果青霉2.5 mg/mL。张雅丽等（2013）发现，五倍子单宁对大肠杆菌的抑菌效果最好，MIC为0.25 mg/mL；对金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌、枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌效果次之，MIC均为0.5 mg/mL。

总之，不同种类的单宁酸可能由于结构不同抑菌效果也不同。五倍子单宁属于酚类物质，由很多“酚核”形成，其上的苯环疏水基可与蛋白质分子中苯环、碳氢链等疏水基团相结合，使蛋白质变性或凝固，进而产生抑菌作用。扫描电镜图显示，五倍子单宁可使大肠杆菌菌体表面粗糙，出现明显凹陷（张雅丽等，2013）。另外，单宁酸可通过影响细胞膜的合成和细胞壁的离子通透性，从而影响细胞的形态（Redondo等，2015）。目前，关于单宁酸抑菌机理的研究较少，还需进一步阐明。

1.2 抗氧化作用 单宁酸分子中含有的邻位酚羟基是一种优良的供氢体，能够有效清除DPPH自由基、羟基自由基及超氧离子自由基（O2-），并且对脂质过氧化有明显的抑制作用，对Fe3+有比较强的还原能力，能够抑制亚油酸乳状液的过氧化作用，是一种很有效的天然抗氧化剂（Ilhami等，2010）。代斌等（2009）研究发现，五倍子提取物对DPPH和O2-的半数清除浓度（IC50）分别为 13.75、46.15 μg/mL，而 VC分别为 10.27、54.35 μg/mL。线粒体抗氧化试验结果表明，五倍子提取物可以有效降低蛋白质羰基的含量，减缓线粒体的肿胀，恢复ATP酶的活性，保证线粒体的膜内外渗透压；对线粒体脂质过氧化反应和 O2-产生有一定的抑制作用。Maqsood等（2012）研究表明，0.02%和0.04%的单宁酸可有效抑制脂质过氧化反应。Alhijazeen等（2016）报道，单宁酸在5 mg/kg以上时，可以作为熟制鸡肉中优良的抗氧化剂，降低脂类和蛋白质的氧化。研究发现，饲料中添加3 g/kg栗木单宁或添加90.4 mg/kg VE对生长猪体内的抗氧化作用类似（Tamara和Janez，2011）。总之，水解单宁酸具有很强的抗氧化作用，是动物营养中一种很有前途的天然抗氧化剂。

1.3 有益肠道健康 单宁酸能与蛋白质结合生成鞣酸蛋白，到达小肠后遇碱性肠液再被分解放出鞣酸，使血管收缩，炎性渗出物减少，使炎症表面的蛋白质凝固，形成保护膜，减轻肠内容物的刺激，从而起到止泻作用 （秦嘉艺，2015）。Tosi等（2013）发现，栗木单宁可有效控制肉仔鸡坏死性肠炎，减少产气荚膜梭菌引起的肠道损伤。赖舒等（2009）报道，石榴皮单宁对试验性胃溃疡具有良好的治疗作用，这种作用可能与促进胃黏液分泌，维护黏膜屏障的完整性和增加胃黏膜前列腺素合成有关。另外，在鸡的日粮中添加水解单宁酸还能够通过增加肠道绒毛面积，提高十二指肠、空肠、回肠和盲肠消化酶的活力，从而促进营养物质的消化吸收 （李茜和侯海锋，2016b；陈宝江等，2012）。研究表明，在育肥猪日粮中添加富含水解单宁的提取物，能够提高十二指肠的绒毛高度、绒毛直径和黏膜厚度，降低肠道粪臭素的产生（BilicSobot等，2016）。

关于单宁酸对肠道微生物影响的研究还很少，结论不一。李茜等（2015）研究发现，添加单宁酸可以显著促进肠道内有益菌（双歧杆菌和乳酸菌）的增殖，抑制有害菌（大肠杆菌）的生长，降低粪便中氨的含量。然而Parys等（2010）给小猪灌服107个单位的沙门氏杆菌，并饲喂添加3 kg/t单宁酸的日粮，结果发现，单宁酸对小猪粪便和肠道中的沙门氏菌没有显著影响，推断可能单宁酸在到达肠道以前已经水解或者结合了其他成分而未起到抗菌的作用，或者单宁酸添加量过高影响了肠道消化。总的来说，水解单宁酸对肠道菌群和肠道形态等影响机制还不明晰，需要进一步深入研究。

1.4 抗病毒作用 水解单宁酸能够抑制病毒糖蛋白的合成，干扰病毒吸附在宿主细胞膜上，从而达到抗病毒的效果 （Liu等，2015）。Lupini等（2009）报道，栗木单宁对呼肠孤病毒和禽流感病毒具有抑制作用，IC50为25～66 μg/mL。李玲等（2015）发现，五倍子对A型流感病毒感染小鼠所致的肺部炎症具有明显干预作用，能够显著下调肺指数，抑制感染小鼠体重的减轻。Theisen等（2014）研究表明，较低浓度的单宁酸能够抑制甲型流感病毒（IAV）和人乳头瘤病毒（HPV）的感染，抑制病毒受体的结合。Liu等（2015）报道，单宁酸在低浓度（IC50为5.8 μM）时能够有效抑制丙型肝炎病毒进入Huh7.5细胞，抑制病毒与细胞表面的结合，阻止病毒在细胞培养基之间的传播。单宁酸较强的抗病毒能力，使其在医药方面具有很好的应用前景。

1.5 抗寄生虫作用 植物单宁对动物胃肠道寄生虫具有抑制作用，其中有关缩合单宁的研究报道较多（王文霞等，2014），而水解单宁的报道较少。Zhong等 （2014）采用幼虫移行抑制法（LMI）研究水解单宁酸对羊捻转血矛线虫的抗虫作用。经过96 h的孵化后，6个单宁酸浓度0.05、0.1、0.5、1、3、5 mg/mL对幼虫迁移的抑制率分别为 19.8%、42.4%、46.3%、92%、93.7%、100%（P＜0.001）。表明单宁酸能够直接抑制羊捻转血矛线虫幼虫的存活率。体外试验发现单宁酸可通过抑制Th1细胞因子和促进Th2细胞因子的基因表达，调节绵羊白细胞的免疫反应，排除进入体内的线虫。另有研究表明，单宁酸可通过直接结合寄生虫的蛋白，阻碍寄生虫的正常生理代谢，或者通过调节宿主免疫反应，排除进入体内的虫体（钟荣珍等，2011）。

2 水解单宁酸在单胃动物生产中的应用

2.1 水解单宁酸在猪生产中的应用

2.1.1 水解单宁酸在仔猪生产中的应用 单宁酸在仔猪上的研究比较多。大部分研究表明，在断奶仔猪日粮中添加0.7～1.5 kg/t的单宁酸，能够促进其消化，降低腹泻，提高生产性能，减少抗生素和氧化锌的用量。隋慧等（2013）在断奶仔猪日粮中添加0.07%的单宁酸，与添加0.04%的金霉素及空白对照组相比，能够显著提高日增重，降低料肉比和腹泻率。孙展英等（2014）发现，在乳仔猪饲料中用0.1%单宁酸，替代部分酸化剂、氧化锌和黏杆菌素，可增加胃蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性，提高粗蛋白质和粗脂肪消化率，显著改善仔猪日增重，降低腹泻率。辛苏文等（2015）在断奶仔猪日粮中添加1 kg栗木单宁发现，对仔猪生产性能和腹泻率影响不大，可以替代硫酸黏杆菌素和杆菌肽锌使用。安文亭等（2014b）在仔猪日粮中用1.5 kg栗木单宁替代等量氧化锌发现，仔猪日增重和粗纤维、钙、磷的消化率显著提高，腹泻率降低。

但单宁酸添加量过高会影响采食量，降低生长性能。黄伟杰等（2013）在断奶仔猪日粮中用2 kg/t单宁酸替代等量氧化锌发现，采食量显著降低，对日增重和饲料转化率无显著影响。安文亭等（2014b）给仔猪用2 kg/t栗木单宁替代等量氧化锌发现，仔猪生长性能显著降低。然而，也有些研究认为在仔猪日粮中添加适当高含量的单宁酸可以提高其生长性能。Biagia等（2010）给断奶仔猪添加1.13、2.25、4.5 g/kg的栗木单宁发现，饲料转化率显著提高，盲肠氨、异丁酸和异戊酸的含量降低。空肠乳酸菌的含量有增加的趋势，盲肠细菌数量不受影响。2.25和4.5 g/kg组回肠隐窝深度有降低的趋势。Brus等（2013）在仔猪日粮中添加0.19%的单宁酸和0.16%的有机酸发现，仔猪日增重和饲料转化率显著提高。

2.1.2 水解单宁酸在生长育肥猪生产中的应用研究显示，在生长育肥猪日粮中添加1.5～2 kg/t的单宁酸对其生产性能没有影响。Prevolnik等（2012）给生长育肥猪添加0.2%的栗木单宁发现，对猪生产性能、屠宰性能和肉质均无显著影响。Stukelj等（2010）给生长猪添加0.15%的有机酸和0.15%的栗木单宁发现，对其生长性能和血液指标无显著影响。Ranucci等（2015）给生长育肥猪添加0.1%的栗木单宁和0.1%的牛至油发现，对其生产性能无显著影响。单宁酸对育肥猪的影响不如仔猪明显，可能是由于育肥猪的肠道发育比较完善，受到的影响比较小。

然而也有些研究认为，在生长育肥猪日粮中添加单宁酸，可以提高其生长性能，促进消化，降低腹泻。Brus等 （2013）在生长猪日粮中添加0.19%的单宁酸和0.16%的有机酸发现，日增重和饲料转化率显著提高，粪中大肠杆菌的数量显著降低，乳酸菌的数量明显提高。刘树栋等（2014）给生长育肥猪添加450 g/t栗木单宁发现，能量、粗蛋白质和磷的消化率提高，日增重显著提高，腹泻率降低。庞树坤（2015）在育肥猪日粮中用450 g/t的栗木单宁替代黏杆菌素和金霉素发现，腹泻率显著降低，猪只的血清肌酸激酶活性和丙二醛含量显著降低，总超氧化物歧化酶活性显著提高。

在生长猪日粮中添加单宁酸还能够提高机体的抗氧化能力，改善肉质。Tamara等（2011）在生长猪日粮中添加0.75、1.5和3 g/kg的栗木单宁提取物发现，3 g/kg栗木单宁组尿中丙二醛的含量降低31.7%。随着栗木单宁添加量的提高尿中的异前列腺素呈线性下降。Ranucci等（2015）给生长育肥猪添加0.1%的栗木单宁和0.1%的牛至油发现，背最长肌谷胱甘肽过氧化酶和谷胱甘肽还原酶活性提高，肉的脂质过氧化程度降低。对于蒸煮后的肉样来说，其肉的L值、H值较低，a值较高。感官评价肉色、味道和总体评分都比对照组高。

2.2 水解单宁酸在鸡生产中的应用 研究发现，在鸡日粮中添加1～2 kg/t的水解单宁酸能够改善肠道菌群，提高消化酶活力，增加肠道吸收面积，降低粪便中的氨含量，提高生产性能和屠宰性能，改善肉质。Schiavone等（2008）给14～56日龄的肉鸡添加0.2%的水解单宁酸发现，对有机物、粗蛋白质和粗脂肪的表观消化率无显著影响，但可明显改善其生长性能。试验起始2周添加单宁酸显著提高了平均日增重和日采食量，但在后面2周效果不显著。陈宝江等（2012）研究表明，日粮中添加1.5 kg/t单宁酸能够抑制1～21日龄肉仔鸡的生长，但可以明显改善22～42日龄肉鸡的生产性能和消化酶活性。安文亭等（2014a）在肉鸡生长后期（22～42日龄）添加1 kg/t单宁酸发现蛋白质消化率有提高的趋势，能量和钙磷的消化率降低，淀粉酶和胰蛋白酶活性显著提高。李茜等（2016a、b，2015）在肉鸡日粮中添加1.5 kg/t，蛋鸡日粮中添加1 kg/t水解单宁酸发现，肠道菌群明显改善，肠道pH降低，粪便中氨的含量降低；肠道吸收营养物质的面积增加，小肠消化酶的活力提高。侯海锋等 （2016）在肉鸡日粮中添加0.15%的水解单宁酸发现，肉仔鸡生长速度、饲料报酬均有显著改善，半净膛率提高，腹脂率降低，肌肉pH降低。

在肉鸡日粮中添加单宁酸还能够减轻热应激，提高抗氧化能力，改善胸肌的脂肪酸组成。板栗总苞多酚的主要成分为鞣花单宁。李红等（2015）研究发现，日粮中添加板栗总苞多酚在常温饲养条件下对肉鸡生长性能无显著影响，但在高温热应激条件下，添加0.3%的板栗总苞多酚能够显著提高肉鸡抗氧化能力，缓解高温热应激造成的影响。Ebrahim等（2016）研究热应激情况下单宁酸对20日龄肉仔鸡胸肌脂肪酸组成的影响，在25℃和35℃条件下肉仔鸡基础日粮中分别添加1%的单宁酸，结果表明，日增重和采食量显著降低。然而，在同等温度35℃下，添加单宁酸后饲料转化率没有显著影响。添加单宁酸后胸肌的单不饱和脂肪酸含量显著降低。表明单宁酸改善了肉仔鸡胸肌的脂肪酸组成，可以作为高温季节禽类饲料的抗氧化剂。

3 小结

水解单宁酸能够提高畜禽的生产性能和机体抗氧化能力，可替代部分抗生素和氧化锌。然而，单宁酸体外抑菌的机理，对动物肠道的影响机制和代谢机理都还不明确，还需要进一步深入研究。单宁酸作为天然植物提取物，无残留，并且具有多种生物学功能，在动物生产上具有广阔的应用前景。

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Tannic acid is a kind of polyphenol compounds and widely exists in many kinds of plants.In recent years，more and more research found that the hydrolysized tannic acid has antibacterial，antioxidation，antidiarrhea，antivirus，antiparasites and other functions.It can be used in the production of livestock and poultry and reduce the use of antibiotics or zinc oxide.In this paper，the application of hydrolyzed tannic acid in monogastric animals production and its mechanism were reviewed，which aims to make reference for the practical application.

hydrolysized tannic acid；monogastric animals；effect；mechanism of action

S816.11

A

1004-3314（2017）09-0030-05

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20170907

*通讯作者