绿原酸的生物学功能及其在畜禽养殖上的应用

刘静慧 ， 蔡宇恒 ， 刘福鑫 ， 陈宝江 ， 谷子林 ， 陈赛娟 ， 刘亚娟 *

（1.河北农业大学动物科技学院，河北保定 071001；2.国家北方山区农业工程技术研究中心，河北保定 071001；3.河北省山区农业工程技术研究中心，河北保定071001；4.河北农业大学山区研究所，河北保定 071001）

绿原酸（CGA）又名咖啡鞣酸、咖啡单宁酸，是由咖啡酸与奎尼酸组成的缩酚酸，由植物在有氧呼吸过程中经莽草酸途径产生，广泛存在于植物中，以金银花、杜仲中的含量较高，具有广泛的药理作用。绿原酸类物质具有抗菌消炎、清除自由基、调节血糖血脂等生物活性，在多领域被广泛应用。目前对绿原酸的提取、合成等方面研究较多，但在动物生产方面研究较少。本文主要就绿原酸的生物学功能及其在动物生产上的应用做一综述，为绿原酸在动物生产上的应用提供参考依据。

1 绿原酸的生物学功能

1.1 绿原酸的抗菌功能 绿原酸对大肠杆菌、葡萄球菌、嗜麦芽寡养单胞菌、炎克雷伯菌、幽门螺杆菌等多种菌类都有明显的抑制或杀灭作用（Naveed 等，2018）。 张泽生等（2005）发现，1.0 g/L金银花中的绿原酸抑菌效果最明显，尤其是对大肠杆菌和藤黄八叠球菌，其次是金黄色葡萄球菌与枯草芽孢杆菌。朱玉婷（2012）指出，平卧菊三七中绿原酸浓度为80 mg/mL时对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门氏菌有非常明显的抑制作用。胡居吾等（2017）试验表明，平卧菊三七、金银花、杜仲叶绿原酸提取物100 mg/mL对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门氏菌均有明显的抑制作用。

绿原酸的抗菌机制复杂，一方面，绿原酸可通过增大细菌细胞膜的通透性，使细菌完整性遭到破坏，从而抑制细菌的生长繁殖。周志娥（2014）、Zheng等（2016）研究发现，绿原酸类物质可在150 min内破坏大肠杆菌细胞壁，细胞膜渗透性增加，DNA、RNA及电解质等外漏，造成菌体细胞死亡。罗艺晨等（2016）检测到绿原酸使β-半乳糖苷酶漏出率上升，表明细胞膜通透性改变，菌体细胞完整性受到破坏。另一方面，绿原酸可以抑制细菌体内代谢相关的酶活性，降低物质和能量代谢水平，从而对细菌增殖产生抑制作用。Feng等（2005）在体外研究发现，绿原酸通过抑制c-Jun NH 2-末端激酶、p38激酶和MAPK激酶4的磷酸化，抑制A549人癌细胞的增殖。Lee等（2006）确定了绿原酸通过抑制M.SssI DNMT和人DNMT1脱氧核糖核酸甲基化，从而抑制酶促DNA甲基化。

1.2 绿原酸的抗炎功能 LPS是革兰阴性菌细胞壁释放的物质，是重要的致炎因子，可诱导炎症发生，引起组织损伤。炎症发生时，IL-6、TNF-α等促炎细胞因子活性增强，激活NF-κB通路，NF-κB是许多炎症介质表达所必需的转录因子，NF-κB活性增强可引发组织损伤与炎症反应（杨斌等，2009）。绿原酸通过干扰NF-κB信号传导途径，抑制LPS刺激的炎性细胞因子产生，起到抗炎作用（Shan 等，2009）。

霍小芳等（2003）研究绿原酸对小鼠腹腔巨噬细胞NF-κB表达的影响，试验中LPS作用于机体2 h后，NF-κB p65表达率升高，并持续至 4 h，当加入绿原酸后，其表达率明显下降，表明绿原酸可通过抑制NF-kB的过表达从而起到抗炎作用。Vardi等 （2012）研究表明，绿原酸通过抑制HMGB1 释放到外环境，Toll 4 过表达，NF-κB、IRF-1以及促炎介质的表达等诱导Nrf2/HO-1通路，对大鼠肝脏缺血再灌注损伤起保护作用。Ruifeng等（2014）研究发现，绿原酸可通过抑制NF-κB信号通路，使奶牛乳腺中TNF-α、IL-1β和IL-6等炎性因子的基因和蛋白表达水平下降，从而发挥抗炎作用。Ye等（2017）在试验中得出，绿原酸可显著抑制LPS诱导的急性肾损伤小鼠的NF-κB活化和IκB降解，使炎性细胞因子TNF-α、IL-6和IL-1β含量降低。

1.3 绿原酸的抗氧化功能 羟自由基、超氧阴离子自由基等都是机体代谢过程中产生的自由基，具有强氧化性。当机体中自由基浓度过高时，会对机体造成损伤，损害其正常生理功能。绿原酸化学结构中的R-OH基，能形成具有抗氧化作用的氢自由基，以消除羟基自由基和超氧阴离子等自由基的活性，从而保护机体免受氧化作用的损害（刘则学等，2013）。

梁萱等（2018）采用体外化学模拟法对桃花绿原酸粗提物的抗氧化活性进行了研究，结果表明桃花提取物浓度为200μg/mL时对羟基自由基、二苯代苦味酰基自由基（DPPH自由基）、超氧阴离子自由基的清除率分别为66.42%、82.12%、95.78%。关炳峰等（2018）也用化学模拟体系，对金银花中绿原酸的抗氧化作用进行了探讨，结果表明，金银花提取物绿原酸浓度大于0.05 mg/mL时，还原能力增强，0.1 mg/mL羟基自由基和超氧阴离子的清除作用分别为44.26%和96.16%，0.2 mg/mL对DPPH的清除率达94.07%。刘亚敏等（2014）研究表明，15μg/mL金银花绿原酸对DPPH清除率为93.25%，还原能力随着浓度的增大而增强。侯彩平等（2017）试验中10μg/mL异绿原酸A对羟基自由基的清除率为60.01%，DPPH清除率达到了97.04%。

1.4 绿原酸的调节糖脂代谢性能 α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶是重要的糖类水解酶，可通过裂解糖苷键，将糖类水解并吸收。绿原酸可抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性，减少机体对糖类的吸收，从而起到降糖功能。陈晓麟等（2010）在体外试验中得出，绿原酸浓度为23.01μg/mL时金银花水煮液对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制率达到了66.67%和79.93%，曾桥等（2018）同样通过体外试验得出，1.4 mg/mL杜仲叶绿原酸对α-淀粉酶的抑制率达到83.26%，0.18 mg/mL杜仲叶绿原酸对α-葡萄糖苷酶抑制率达到96.80%，都起到良好的降血糖作用。另一方面，绿原酸在机体内可以对胃肠道激素和胰岛素分泌产生影响，使肠道对葡萄糖的转运吸收减少，起到降血糖的作用 （Bassoli等，2008；Johnston 等，2003）， 袁俊等（2015）发现，绿原酸通过抑制肝糖原的分解和将葡萄糖直接转换为肝糖原从而抑制小鼠高血糖和提高小鼠肝糖原质量分数。Johnston等（2003）试验结果表明，绿原酸通过调节胃肠激素分泌，可减少肠内葡萄糖的吸收。

脂质的过多积累会造成机体肥胖，在内脏沉积过多会造成器官机能损伤，对机体健康造成危害。绿原酸可通过促进脂肪代谢相关酶活性，减少脂质沉积。Shimoda等（2006）发现，0.5%和1%绿原酸可减少大鼠内脏脂肪的蓄积，降低大鼠机体脂质含量。杨天俊等（2018）研究表明，400 mg/kg绿原酸可提高草鱼肝胰脏氨基酸转移酶和脂肪酶含量，显著降低肝胰脏中脂质含量，减少脂肪沉积。

2 绿原酸在畜禽养殖中的应用

2.1 绿原酸在猪养殖上的应用 绿原酸可以促进猪只生长，改善健康状态。黄少文等（2015）在母猪日粮中添加300 mg/kg绿原酸后仔猪初生重提高了3.18%，母猪血清中GSH-Px和CAT分别提高了24.00%和38.56%。赖星等（2016）在断奶仔猪日粮中添加250 mg/kg绿原酸发现，平均日增重提高了54.90%，料肉比显著降低，生长性能增强；肝脏T-SOD和CAT分别提高了28.00%和15.70%；促进了免疫器官与免疫因子的正常发育与表达，提高机体免疫力，改善肠道微生物菌群，促进肠道发育。刘英等（2009）在断奶仔猪日粮中添加300 mg/kg绿原酸发现，试验全期平均日增重提高，饲料转化率降低，仔猪生长性能提高；仔猪血浆GSH-Px和CAT活性分别提高了36.69%、27.08%，MDA含量降低了23.23%，改善了仔猪断奶后抗氧化能力；血清IgM和IgG含量显著提高，体液免疫功能增强。王宇等（2018）在仔猪日粮中添加1000 mg/kg绿原酸，料重比显著降低了8.86%，血清IgG含量显著提高11.78%，免疫功能增强，小肠结构形态和生长性能得到改善。

2.2 绿原酸在家禽养殖上的应用 绿原酸可以促进肉鸡生长，提高免疫力。陈玉敏等（2015）在AA肉鸡日粮中添加含28.51%绿原酸的杜仲提取物，试验全期中，添加0.05%杜仲提取物，平均日增重提高了7.41%，料重比降低了7.90%，血清IgM和IgG含量有所增加，增强了机体的免疫应答能力。吕武兴等（2007）在三黄鸡日粮中添加绿原酸含量8.00%的杜仲提取物，在整个试验全期，添加2500 g/t的量时，三黄鸡的平均日增重显著提高了10.65%，饲料转化率降低了6.00%，降低了盲肠中大肠杆菌的数量，抑制了有害微生物的繁殖，有利于肠道健康。

2.3 绿原酸在草食动物养殖上的应用 绿原酸可以提高草食动物免疫力和应激能力。周博文等（2016）在犊牛饲粮中添加20 mL蒲公英绿原酸提取液，犊牛19～34日龄日增重显著提高了6.78%， 血清中 IgM、IgG、IgA、IL-6、IL-10含量显著提高，犊牛免疫力增强。符运斌等（2016）在试验中添加0.2%金银花提取物绿原酸发现，热应激肉牛血清、肝脏和肌肉的抗氧化功能提高，缓解了肉牛热应激反应。王多伽等（2013）用绿原酸饲喂獭兔，0.15%添加量中血清白蛋白含量呈现先升高后降低趋势，SOD、溶菌酶和MT含量提高，表明绿原酸具有一定的免疫活性调节作用。

3 小结

绿原酸是一种具有诸多药理活性的天然植物提取物，我国拥有丰富的植物资源，可扩展其开发利用途径，提高绿原酸的生物利用率，同时加强对绿原酸的生物学功能与作用机制的研究，对绿原酸应用于动物生产具有重大意义。