花青素的生物学特性及其在动物生产中的应用

◆作者：邹新建，侯玉洁，刘昌林，杨宗英，姚毅

◆单位：南昌市农业科学院，江西南昌330008

原花青素（procyanidins，PCs）又名前青花素，在营养学上被归为黄酮类化合物，由不同数量的儿茶素与表儿茶素结合而形成多聚体，是植物界广泛存在的一类多酚化合物的总称。广泛存在于松树皮、松树针、葡萄籽、苹果、高粱和花生中。原花青素具有来源广、成本低、安全性高、生物活性高、无残留无副作用等特点。合理利用该绿色添加剂能有效提高动物机体抗氧化能力、提高机体免疫能力、缓解养殖过程中应激、助消化促生长、抗炎抑菌、抗病驱虫。本文就原花青素在动物生产中的最新应用作一综述，以期为在畜禽养殖中科学合理地利用原花青素提供理论依据和实践参考。

1 原花青素的营养成分

原花青素中含有丰富的蛋白质、粗脂肪、各种氨基酸、维生素、多酚、黄酮类化合物及矿物质等。杨豆（2017）等探究了纤维素酶和果胶酶的质量比、复合酶浓度、酶解时间、酶解温度、pH和料液比对葡萄籽中原花青素提取的影响，并通过正交实验优化了提取工艺，得到最佳的提取工艺参数为：当纤维素酶和果胶酶的质量比为1∶1时，复合酶浓度1.0%，酶解时间60min，酶解温度50℃，pH=5，料液比1∶21g/mL，原花青素得率最高达3.805%。酶解法提取葡萄籽中原花青素条件温和，利于其在饲料中的进一步应用。张卫波等（2017）试验探究了料液比、微波温度、微波时间、微波功率等因素对葡萄籽中原花青素的提取效果的影响，在此基础上通过正交优化得到葡萄籽中原花青素微波提取的最佳工艺参数：SDS水溶液浓度0.15%、料液比1：18g/m L、微波温度55℃、微波时间3min、微波功率400W，此条件下的原花青素得率为5.597%。

2 原花青素的生物学功能

原花青素具有清除自由基、抗氧化、抗癌、抑菌、抗衰老、消炎抗肿瘤、促进骨形成、保护组织细胞等多种生理作用，应用价值极高。

2.1 促生长作用

原花青素能有效促进动物生长，提高日增重，降低料肉比。王占斌（2005）报道，在艾维茵肉鸡日粮中分别添加0.02%和0.04%松科植物提取物活性物质，与对照组相比，平均日分别增重提高13.04%和10.86%，饲料转化率分别提高13.1%和8.73%，胴体性状改善，腹脂率有显著降低的趋势。

2.2 抗氧化作用和自由基清除功能

原花青素作为一种具有活性酚羟基结构的天然物质，具有强大的清除体内有害自由基的能力，其抗氧化机理与多酚类物质相似，可阻碍核酸、蛋白质和脂肪被氧化损害，提高超氧化物歧化酶和氧化酶活力，减轻过氧化作用造成的损伤。

研究表明，原花青素在体内抗氧化能力是维生素E的50倍、维生素C的20倍。葡萄籽原花青素对于防止细胞膜中维生素E损失、减少膜脂质过氧化、推迟溶血有显著的作用，同时还能剂量依赖性地诱导卵磷脂过氧化过程中维生素E再生。Bagchi等（2014）报道，葡萄籽原花青素对氧自由基的清除能力具有剂量依赖性，100mg/L葡萄籽原花青素对培养细胞中氧自由基和羟自由基的抑制能力分别为78%和81%，而同等条件下维生素C对上述2种自由基的抑制能力分别为12%和19%，维生素E琥珀酸酯分别为36%和44%，超氧化物歧化酶和过氧化氢酶联合作用对氧自由基的抑制能力约为83%。

李向果等（2013）研究表明，小鼠灌胃相应剂量的原花青素可以显著提高小鼠机体中SOD、CAT、GSH-Px活性，降低MDA含量，且对脏器指数没有影响，对小鼠没有毒害作用。王颖（2014）等给模型糖尿病小鼠连续饲喂含葡萄籽原花青素的饲料28 h，测定全血和肝组织中超氧歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活力以及丙二醛（MDA）含量，发现能够有效提高SOD和GSH-Px活性，降低MDA含量。添加不同剂量的葡萄籽原花青素提取物能够有效地增强模型小鼠心脏、肝、脑和血清中SOD、GSH-Px活力，同时降低MDA水平。王艳红等（2012）报道，葡萄籽原花青素可通过提高复发性结肠炎大鼠血清抗氧化能力，抑制NO生成，来减轻复发性结肠炎炎症反应。

2.3 免疫调节作用

葡萄籽原花青素可改善紫外照射诱发的小鼠免疫抑制，通过调节炎症T细胞分化，葡萄籽原花青素可以降低白细胞介素IL-17、IL-21、IL-22、IL-26 等 细胞因子的分泌，减少因此而导致的炎症和疾病的发生。梁卫花（2009）在肉仔鸡基础日粮中添加0.075%或0.100%松针提取物（前花青素），研究表明，添加前花青素提取物能增加肉仔免疫器官指数，促进了巨噬细胞的吞噬功能，提高淋巴细胞（增殖）转化率，对肉鸡的体液免疫和细胞免疫有明显的促进作用。邢玉娟（2018）研究指出，肉鸡饲粮中添加10～15mg/kg原花青素可以显著提高血浆GSH-Px、SOD、T-AOC水平，并降低血浆MDA含量，从而增强机体的抗氧化能力；以添加量为10mg/kg原花青素效果最好，可以显著提高胸腺指数、脾脏指数、廓清指数和吞噬指数，并能显著提高血浆溶菌酶含量；最能显著提高肉鸡生长性能和免疫机能。

2.4 抗病驱虫作用

Wang等（2015）报道，低聚原花青素通过减少氧化应激、降低炎症细胞因子的产生，对肝脏体现出显著的保护作用，使小鼠避免由于酒精诱导的肝损伤和脂肪肝。原花青素对真菌、细菌和酵母等微生物具有毒害作用，其机理可能是：①通过PPARγ减弱THP-1细胞在炎症反应过程中的负作用实现；②通过激活 NF-КB和 MAPK的表达从而表现出极强的抗炎作用；③通过抑制氧化磷酸化作用而直接作用于微生物的代谢，且剥夺微生物的铁、锌等离子环境。此外，Wang等（2008）研究指出，葡萄原花青素可以改善柔嫩艾美尔球虫造成的生长受阻，并且有助于治疗因柔嫩艾美尔球虫引起的并发症。

2.5 抗癌作用

前人报道，花青素具有降低癌细胞增殖能力与抑制肿瘤形成的功效。主要表现在花青素可调节机体产生抑制肿瘤形成的酶，抑制癌细胞的增殖；此外，花青素还有清除体内有害自由基的作用。

2.6 促消化、防腹泻作用

原花青具有促消化、防腹泻的作用，其主要机理为：一是原花青素通过清除自由基保护胃肠道免受氧化应激，避免黏膜损伤使胃壁不受自由基伤害，还可与蛋白质紧密结合，达到保护胃壁的功效。二是原花青素能提高动物分泌消化酶的能力，让肠胃更好地运转，通过充分利用营养物质，减少肠胃负担。Xu等（2007）报道，沙棘原花青素提升使得黏膜功能恢复，来使得大鼠因为醋酸引起的胃溃疡得到很好的治疗效果。Song等（2011）试验表明，葡萄籽原花青素通过降低肠道通透性、提高抗氧化指数从而降低了大鼠断奶后腹泻率。

2.7 改善营养代谢作用

花青素进入动物机体后，迅速被吸收、转运和代谢，大部分可通过羟基的甲基化、与葡萄糖醛酸等有机酸结合成酯而进行代谢，还有小部分以原形排出体外。原花青素能有效兴奋胃肠道和促进消化腺酶的分泌，促进血红蛋白、血清蛋白的合成，即具有抗贫血和改善蛋白代谢的作用，从而提高营养物质的利用效率。研究显示，原花青素能与蛋白质结合并改变其结构，从而调节代谢途径中的关键酶和蛋白活性，还能影响氧化还原反应敏感的信号传导途径，改变基因表达。

3 原花青素在动物生产中的应用

3.1 原花青素在家禽生产中的应用

家禽生产日粮中添加一定量的原花青素不仅对动物生长有促进作用，还能提高机体免疫力，还能对抗病原菌。张玉等（2016）报道，蛋鸡日粮中添加50mg/kg原花青素，能有效改善产蛋后期蛋鸡产蛋率和哈夫单位，增加蛋壳厚度，提高机体抗氧化能力。刘守业（2017）在肉仔鸡基础日粮中分别添加50mg/kg葡萄籽原花青素（低剂量组）、100mg/kg葡萄籽原花青素（中剂量组）、150mg/kg葡萄籽原花青素（高剂量组），对照组不添加，结果表明，与对照组相比，中、高剂量组肉仔鸡血清免疫球蛋白含量均高于对照组；在抗氧化力方面，各添加组中SOD、CAT、GSH-Px均有不同程度的提高。试验结果表明，在饲粮中添加葡萄籽原花青素可以提高肉仔鸡的免疫功能和抗氧化能力。邢玉娟（2018）研究指出，肉鸡饲粮中添加7.5～15mg/kg原花青素可以显著提高肉鸡平均日增质量，显著降低料重比。杨金玉等（2016） 报道，7.5～15mg/kg 葡萄原花青素可以提高经球虫感染后肉仔鸡的抗氧化性能和免疫机能，并显著抗球虫感染引起的炎症反应，从而缓解球虫感染造成的生长抑制。

3.2 原花青素在猪生产中的应用

仔猪日粮中添加原花青素能增强仔猪免疫力，提高生产性能，降低断奶腹泻率，提高饲粮中营养物质的消化率，促进肠道对营养物质的吸收。郝瑞荣等（2014）在断奶仔猪日粮中分别添加0mg/kg（对照组）、50mg/kg（试验 I组）、100mg/kg（试验II组）、150 mg/kg（试验III组）高粱原花青素，研究表明，与对照组相比，试验各组断奶仔猪腹泻率分别下降了 42.74%、46.72%、40.75%，仔猪血清 Ig G、Ig M、补体 3（C3）、补体 4（C4）和白细胞介素2（IL-2）的浓度显著提高，仔猪GSH-Px、SOD活性以及血清总抗氧化能力（T-AOC）显著提高，MDA含量降低。Park（2015）报道，添加原花青素可提高生长猪饲料转化率和抗炎性细胞因子含量。

池圣清等（2017）在断奶仔猪基础日粮中分别添加50 mg/kg（试验 I组）、100 mg/kg（试验II组）和150 mg/kg前花青素（试验III组），对照组饲喂基础饲粮。结果表明：与对照组相比，试验组平均日增重分别显著提高了 17.24%、17.87%、8.92%；腹泻率分别极显著降低了49.54%、56.27%和52.29%；血清MDA含量分别显著降低了19.03%、26.30%、21.11%；血清SOD活性分别极显著提高了22.86%、26.32%、24.93%。试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组血清Ig G含量分别提高了10.88%、24.49%、9.75%；血清C3含量分别提高了4.17%、14.58%、6.25%；TG 含量分别降低了 25.00%、33.82%、30.88%；UN含量分别降低了17.63%、21.15%、28.53%；断奶仔猪饲粮中添加前花青素可提高仔猪的日增重，降低腹泻率，改善血清抗氧化能力并提高免疫力，添加量以100 mg/kg为宜。孙艳青等（2016）研究指出，在猪冷冻基础液中分别添加0μg/mL、10μg/mL、20μg/mL、30μg/mL、40μg/mL、50μg/mL 的葡萄籽原花青素可以显著提高冷冻-解冻后猪精子品质和抗氧化能力；以添加量为40μg/mL时，对猪精子冷冻保存效果最好。

3.3 原花青素在反刍动物中的应用

葡萄籽原花青素含量高，具有抗氧化、清除自由基的作用，目前国内对原花青素在反刍动物中的研究主要集中于在对奶牛和羊生产性能、瘤胃发酵和微生物区系等方面。杨德莲等（2018）报道，奶牛瘤胃体外发酵液中添加葡萄籽原花青素改善了瘤胃发酵模式，显著影响了瘤胃微生物区系，显著降低了甲烷产量，以0.2g/kg的添加水平较为适宜。邹须永等（2017）报道，在产后奶牛日粮中添加20mg/kg的原花青素，连续饲喂35天，能提高产后奶牛血浆中总抗氧化能力，增强自由基清除能力，对于缓解奶牛产后氧化损伤和氧化应激有积极意义。

赵栋等（2014）在绵羊饲料中添加0、0.85、1.70和2.25g/kg DM含量的葡萄渣单宁，对绵羊干物质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和钙磷的表观消化率没有显著影响，但能显著提高绵羊的氮表观消化率和留存率，显著降低绵羊瘤胃液总氮和蛋白氮浓度，显著提高尿素氮浓度，显著提高绵羊瘤胃液丙酸含量、降低丁酸和乙酸/丙酸对瘤胃液pH的影响。能够提高绵羊对饲料蛋白质的利用率。李会菊等（2010）探究了成年母羊日粮中添加不同剂量的葡萄渣（8%、16%、24%）和葡萄籽（8%、16%、24%）对成年小尾寒羊表观消化率的影响。试验结果显示，成年母羊日粮中添加8%的葡萄渣，粗蛋白的表观消化率为57.2%，能量的表观消化率为68.85%，明显优于其他各添加组。

3.4 原花青素在水产动物中的应用

前人报道，在水产动物的喂食中添加原花青素，能降低饵料系数，显著提高水产动物脱水后的生存时间。

4 小结

原花青素作为一种无副作用的绿色添加剂前景广阔，对于促进动物生长发育，提高生产性能，增强免疫机能；影响营养物质代谢，改善胴体品质效果显著；但在不同动物词料中的添加水平、添加效果以及在动物体内代谢情况等方面仍有待进一步研究，此外，加快花青素提取技术的应用和开发，对于降低添加剂的生产成本也有重要意义。

参考文献：（略）