禚建树, 安 沙, 吕尊周, 王 萍, 王正国, 张前防, 黄李蓉, 燕 磊,2*
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在我国, 多数的廉价茶叶和茶叶加工副产物的利用率较低,近年来,随着家禽饲料研究的深入发展,绿色无公害饲料的开发显得尤为重要,而茶作为一种富含生物活性物质的植物, 在家禽饲料营养领域的应用潜力极大。 本文针对茶在家禽养殖领域的研究进展进行归纳, 为茶叶及其副产物在家禽生产中的应用提供参考。
茶叶富含多种活性物质, 具有促进脂质代谢、提高免疫力及抗氧化作用。早在1981 年,印度已经开始尝试将茶叶加工后的废料作为一种潜在的家禽饲料来源(Konwar 等,1986),这能有效降低茶叶资源的浪费,并且能够节约饲料生产成本。 近期研究发现,饲料中添加茶叶粉可以减少肉鸡体内抗药性微生物的数量,增加肉鸡体重,改善肉鸡的生长性能,因此也可以将茶叶作为一种理想的抗生素替代物应用于饲料添加剂领域(Rahman 等,2018)。
茶叶中的活性物质主要包括茶多酚、 茶氨酸和茶皂素等,其中,茶多酚的含量占茶叶干物质的20%~30%(周巧仪等,2018), 是茶叶中多酚类物质的总称,稠环芳香烃的一种,为浅黄绿色粉末状,有轻微苦涩味,主要成分包括表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)以及表没食子儿茶素-3-没食子酸酯(EGCG)四种物质(Ahmad 等,1997),茶多酚在自然界中来源广泛,除在茶叶中可以提取外,松枝、葡萄籽和石榴中也可提取出来,可以作为一种理想的饲料添加剂应用于家禽养殖中(Pasrija 等,2015)。
茶氨酸占茶叶中游离氨基酸总量的40% ~70%(Mukai 等,1992), 其分子式为CH3CH2NHCO(CH2)2-CH(NH2)-COOH(Nathan 等,2006),有D 型茶氨酸和L 型茶氨酸, 其中L 型茶氨酸具有很高的生物学活性, 而D 型茶氨酸活性则很低(Vuong 等,2011)。茶氨酸具有抗肿瘤、抗氧化、放松和保护神经等重要功效, 在食品和医药领域深受重视。研究发现,茶氨酸能够通过增加肿瘤细胞对抗肿瘤药物的生物药效率来达到高效的抗肿瘤作用(Sharma 等,2018),Li 等(2018)研究表明,L-茶氨酸可以提高H9C2细胞的抗氧化能力, 防止H2O2诱导的细胞凋亡;此外,茶氨酸也可以直接提供抗帕金森相关神经毒素物质以保护神经,能够对谷氨酸受体激动剂介导的脑损伤起预防作用, 保护脑卒中大鼠体内的神经细胞(Zukhurova等,2013;Cho 等,2008)。
茶皂素在茶叶中的含量为4% ~6%,呈白色细微柱状晶体,其味苦涩,分子式为C57H90O26,分子量为1203,是广泛存在于山茶科(茶、山茶、油茶) 植物中的一类齐墩果烷型三萜类皂甙混合物(李国武等,2016),具有抗氧化、免疫调节及防突变等多种生物学活性,是茶叶中重要的功能物质。茶皂素通常情况下多以茶籽皂苷+茶叶皂苷混合物的形式存在,其结构也因茶的品种、产地等因素而复杂多变(李国武等,2016),此外,茶皂素也可以作为一种高效抗氧化剂应用于家禽养殖(Chi等,2017)。
2.1 茶叶活性物质对家禽生产性能的影响 研究表明,日粮中添加一定剂量的茶多酚、茶氨酸和茶皂素均能有效改善家禽的生产性能(Saeed 等,2018;罗献梅等,2011;陈玮等,2010),曹兵海等(2003)研究发现,410 mg/kg 的茶多酚可以有效降低28 ~42 日龄母肉鸡的死亡率,降幅达62.5%,对料重比、体增重有轻微改善但并不显著(料重比降低1.6%,体增重升高2.2%),同时研究还发现,茶多酚的添加能够有效改善肉鸡的肠道微环境,410 mg/kg 的茶多酚能够使28 ~42 日龄的肉鸡肠道内链球菌数量下降19%,葡萄球菌数量下降42%, 肠杆菌的数量下降11%(Cao 等,2018);罗献梅等(2011)研究表明,在饲料中添加250、500、1000 mg/kg 的茶多酚均可使肉鸭的生产性能得到提升, 其中500 mg/kg 与1000 mg/kg 的茶多酚添加效果最为显著,分别使日增重增加7.3%、9.7%,料重比分别降低8.8%、11%, 两者均使肉鸭的死亡率降低5%。
茶氨酸的鲜爽气味能够提高饲料的适口性,有效缓解茶叶中咖啡碱与茶多酚的苦涩味, 提高家禽的生长性能 (彭思敏等,2018), 而Xu 等(2012)发现,与春季绿茶相比,夏季绿茶中茶氨酸含量下降,茶多酚及咖啡碱的含量上升,导致夏季绿茶苦涩味加重。 Saeed 等(2018)研究表明,基础日粮中添加200 mg/kg 的茶氨酸能够使1 ~21 日龄的肉鸡体重增加22.7%、料重比下降11.8%,使22 ~42 日龄的肉鸡体重增加19.5%、料重比下降10.7%,全期来看(1 ~42 日龄),200 mg/kg 的茶氨酸能够使肉鸡体重增加15.1%、 料重比下降6.6%,而茶氨酸针对热应激下家禽生产性能的改善也具有积极作用,汪丽伟等(2016)通过对180只蛋用仔公鸡的研究发现,舍温(32±3)℃,湿度70%热应激条件下,400 mg/kg 茶多酚+200mg/kg茶氨酸的混合制剂能够使仔公鸡日增重提高6.6%,除此之外,饲粮中添加L-茶氨酸还可以使肉色显著改善(Saeed 等,2018)。
茶皂素的使用不仅能使家禽的生产性能得到提高,还能明显改善禽肉产品的质量,陈玮(2011)研究发现,日粮中添加500 mg/kg 茶皂素后,肉鸡的平均日增重提高8.74%, 料重比下降15.52%,300 mg/kg 及400 mg/kg 的茶皂素添加量也能够使肉鸡的料重比分别下降5.6%和10.3%, 此外,500 mg/kg 的茶皂素能够使肉鸡的胸肌、腿肌剪切力分别下降17.19%、29.17%,400 mg/kg 的茶皂素能够使胸肌、腿肌的滴水损失分别降低11.19%和13.51%。 而何梦晓等(2017)研究表明,肉鸡在21日龄感染鸡球虫后,使用添加250 mg/kg 茶多酚+150 mg/kg 茶皂素混合制剂的饲料能够使肉鸡的日增重比对照组提高36%,并且日增重、料重比等生产性能指标与抗生素添加组(200 mg/kg 甲基盐霉素)相比得到轻微改善但并不显著。
2.2 茶叶活性物质对家禽脂质代谢、免疫力及抗氧化能力的影响 茶多酚能够通过抑制肉鸡肝脏中脂质代谢基因的表达来降低肉鸡腹部皮下脂肪、血清中总胆固醇、低密度蛋白胆固醇和甘油三酯的含量, 也可通过抑制脂肪酸合成以及刺激脂肪的分解来减轻肉鸡的过度肥胖和血脂水平,此外,Amp 激活蛋白激酶(AMPK)的激活也是茶多酚调控肝脏脂质代谢的另一种潜在机制, 可以降低脂质的合成,促进脂肪的分解,降低肉鸡的肥胖率(Huang 等,2017;Huang 等,2013)。Eid 等(2003)发现,饲料中添加茶多酚能够使肉鸡肝脏的重量减轻,使肌肉和肝脏中硫代巴比妥酸反应物(TBARS)的浓度降低。茶多酚还可显著降低肉鸡肠菌群数量以 及 菌 群 代 谢 产 物 (Cao 等,2018),Terada 等(1993)研究表明,在添加茶多酚的后期,益菌乳酸菌的数目增加9.3%,肠杆菌的数量减少6.4%,并伴有明显的除臭效果。 钱丽红等(2010)研究表明,茶多酚具有明显的抗菌作用,尤其对葡萄球菌及绿脓杆菌,其能够抑制细菌细胞蛋白的表达,使细菌酶的活性降低,影响细菌的正常生理功能。 茶多酚在肉鸡体内还有高效的抗氧化应激和抗炎症反应的功能(Mi 等,2008)。 有研究发现,茶多酚不但可以减少多氯联苯(Aroclor1254)和次黄嘌呤-黄嘌呤氧化体系(HX-XO)诱导产生的毒素量,使睾丸细胞内的抗氧化系统得以恢复(Mi 等,2008),还可以通过皮质酮途径降低肉鸡的氧化应激反应(Eid 等,2003)。黄进宝等(2017)研究显示,茶多酚在饲粮中的添加量达到160 mg/kg 时,肉鸡体内的二十二碳五烯酸(EPA)含量升高32.8%。
茶氨酸对家禽免疫力的提升有至关重要的作用,文慧等(2012)研究表明,400 mg/kg 的L-茶氨酸能够使黄羽肉鸡前期肠道分泌性免疫球蛋白A(SIgA) 水平提高45.6%, 后期血清白细胞介素2(IL-2)、白细胞介素4(IL-4)以及干扰素γ(IFN-γ)含量分别提高40.3%、25%和54.3%,从而增强肉鸡的免疫功能。 炎症诱导因子脂多糖(LPS)可引起肉鸡体内α1-酸性糖蛋白(α1-AGP)(Packialakshmi等,2016)以及白细胞介素6(IL-6)水平升高(Szot等,2017),对肉鸡的生长发育造成不良影响,而L-茶氨酸能够减缓肉鸡体内α1-AGP 和IL-6 升高的趋势(Li 等,2018), 从而有效地改善肉鸡体内由LPS 诱导的免疫应激反应, 使免疫器官指数升高;Saeed 等(2018)研究还发现,L-茶氨酸可以使肉鸡血清总胆固醇含量降低, 其添加量为200 mg/kg时, 肉鸡血液中SOD 和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平显著提高,肉鸡机体抗氧化能力得到改善, 而除以上功效外,L-茶氨酸还具有激活机体天然免疫反应的作用(Miyagawa 等,2008)。
环磷酰胺能够诱导动物机体产生氧化应激反应并引起免疫抑制现象 (Wei 等,2012),Chi 等(2017)研究表明,在肉鸡体内注射环磷酰胺的条件下, 茶皂素能够使肉鸡体内辅酶A 的分泌、LPS 诱导的淋巴细胞增殖、 血清新城疫病毒抗体的产生、传染性支气管炎病毒抗体的产生均得到增强,证明茶皂素可以使环磷酰胺诱导的免疫抑制有所缓解,此外, 茶皂素也可使肉鸡体内的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶以及抗坏血酸等水平提高,降低丙二醛和蛋白质羧基水平(Wei 等,2012),增强肉鸡的抗氧化能力。 Ueda 等(2000)研究发现,在高胆固醇和高油脂饮食条件下,茶皂素具有降低肉鸡体内胆固醇含量的功能。
茶叶在家禽饲料中的产品形式可分为3 种:茶叶粉 (Biswas 等,2000)、 茶叶副产物 (Yang 等,2003)及茶叶提取物(Farahat 等,2016),以茶叶粉的添加最为常见。而不同产品形式会对家禽的生产性能造成不同的影响。
茶叶粉是茶叶经瞬间粉碎法,以茶叶粉末形式添加到家禽饲料中。在蛋鸡饲料中添加茶叶粉可降低蛋黄中脂质的含量,也可使鸡蛋中的凝胶比例和碳水化合物含量以及产蛋量明显上升(Biswas 等,2000)。Uuganbayar 等(2005)研究发现,绿茶粉的添加有助于降低蛋黄中胆固醇的含量,当蛋鸡饲料中茶叶粉的添加量达到2%时, 可明显抑制蛋黄中胆固醇含量与蛋黄中硫代巴比妥酸(TBA)水平;Shao等(2010)的研究也表明,绿茶粉能减少蛋鸡体内及鸡蛋中胆固醇和甘油三酯的含量。 在肉鸡饲养中,绿茶粉的添加量为0.5%时, 肉鸡的体增重达到最高, 绿茶粉添加量为2%时肉鸡的采食量显著提高(周巧仪等,2018)。 绿茶粉的添加还能降低肉鸡体内重金属残留量(郭芳等,2009)。 Biswas 等(2001)发现,0.5%的绿茶粉能够使肉鸡体重增加6.1%,肝脏胆固醇降低14.0%, 血清胆固醇水平降低22%,肉鸡体内的脂肪含量降低9.3%,蛋白质含量增加2.7%。 此外,Jeong 等(2009)研究发现,绿茶粉对鸡肉品质也有积极作用,3.0%的绿茶粉能够使鸡肉中多不饱和脂肪酸含量增加6.4%,饱和脂肪酸含量降低4.6%,鸡肉亚油酸和亚麻酸的含量也随绿茶粉的摄入量增加而升高, 并且饲喂绿茶粉对体重并无不良影响。 综上所述, 绿茶粉在家禽饲料中的应用对于家禽养殖具有积极作用, 但也有研究证明其具有相反的作用。 如Sarker 等(2010)证明,绿茶粉在饲料中的添加量为1%时,肉鸡的体增重和采食量均降低。
茶叶副产物是茶叶经生产加工后的废液或者茶渣, 可作为饲料添加剂应用到家禽养殖中去。Yang 等(2003)研究表明,饲料中添加绿茶副产物使罗斯肉鸡腹脂含量和血浆中的二十二碳六烯酸含量升高,体内硫代巴比妥酸水平降低;而在蛋鸡养殖中,2%和4%的红茶加工废液有助于蛋品质及抗氧化水平的提升,但在添加量超过4%时,单宁酸的含量升高, 对产蛋量以及蛋品质产生不利影响(Kaya 等,2014)。
茶叶提取物是指从茶叶中提取的活性物质总称,包括多酚类物质、咖啡碱以及茶叶中所含有的氨基酸和维生素等,具有抗炎症、抗氧化应激的作用(Bogdanski 等,2012),Erener 等(2011)研究表明,饲料中添加0.2%绿茶提取物可以使肉鸡胴体重增加10.4%,腹部脂肪厚度降低13.0%,相对肠道长度降低0.02%,料重比降低0.02%,并且能够使盲肠中大肠杆菌数量减少, 原因是绿茶提取物中茶多酚的存在降低了肠杆菌的数量(Terada等,1993)。Jelveh 等(2018)研究发现,绿茶提取物与绿茶粉添加浓度相同的条件下, 添加绿茶提取物的肉鸡饲料转化率更高, 并且鸡胸与鸡腿重显著高于添加绿茶粉的肉鸡, 原因可能是茶多酚含量不同引起的, 绿茶提取物中茶多酚含量为10.2%,而绿茶粉中茶多酚含量为14.9%,因此饲料中添加相同的绿茶提取物时, 更能有效地提高肉鸡的生产性能。
茶叶资源来源广泛,其产品形式丰富多样,并富含多种活性物质, 可以减少肉鸡体内抗药性微生物的数量,茶叶中的茶多酚、茶氨酸及茶皂素具有提高家禽生产性能、 增强免疫力及抗氧化的能力,并且能够改善脂质代谢,茶多酚+茶皂素可以替代抗生素(甲基盐霉素)改善感染球虫后肉鸡的生产性能,茶氨酸气味鲜爽,能够提高适口性,茶皂素在提高生产性能的同时还能提升鸡肉品质,因此,将茶叶作为饲料添加剂进行开发利用,对提高家禽产品品质和绿色集约化养殖均有重要意义。 然而,在茶叶应用于家禽养殖的实际过程中,仍需注意以下几个问题:(1)茶多酚与茶皂素的添加量在一定范围内会促进肉鸡的生产性能, 但由于它们均具有苦涩味, 且茶多酚可促进家禽代谢产热,因此添加量应适宜,不宜过多。(2)春季茶叶中茶氨酸含量高,茶叶气味较为鲜爽,茶多酚及咖啡碱等的含量低,茶叶苦涩味轻,应多选用苦涩味较轻的春季茶叶作为饲料原料。(3)与茶叶粉或茶叶提取物相比,茶叶副产物多使用茶渣或废液,能够在提高家禽生产性能的前提下有效降低饲料生产成本。 (4)由于茶多酚含量存在差异,茶叶粉与茶叶提取物在同一剂量下会对家禽的生产性能产生不同的影响,在实际生产中,可根据成本选择不同的产品形式, 或者采用多种茶叶产品形式结合使用。 目前,茶叶饲料仍处于试验研究阶段,很少进行规模化生产,因此在家禽饲养领域,茶叶饲料的研究仍有待进一步深入。