丁香酚对畜禽肠道健康的影响及其在畜禽生产中的应用

李 宁 刘燕蓉，4 刘正群 梁世岳 郑 梓 穆淑琴 闫 峻* 孙 超

（1．天津市农业科学院畜牧兽医研究所，天津 300381；2．天津市畜禽分子育种与生物技术重点实验室，天津 300381；3．天津市畜禽健康养殖工程技术中心，天津 300381；4．西北农林科技大学动物科技学院，陕西 杨凌 712100）

在饲料中添加天然植物提取物可以提高动物免疫力，预防和控制疾病，提高饲料利用率，促进动物生长。丁香酚因具有抗炎、抑菌、抗氧化作用，能够提高畜禽的生产效率，促进肠道健康，提高动物遗传潜力，降低亚临床肠道疾病。肠道屏障是由肠道物理屏障、化学屏障、免疫屏障、生物屏障组成的一个复杂防御系统。肠道屏障可分开肠道内容物与宿主组织，促进营养吸收以及常驻菌群与黏膜免疫系统之间的相互作用，维护畜禽肠道健康。因此，本文就丁香酚在畜禽肠道健康方面的应用进行综述，旨为丁香酚在饲料中的应用提供参考。

1 丁香酚的理化性质

丁香酚（4-烯丙基-2-甲氧基苯酚）是一种黄色黏稠液体，具有强烈的丁香气味，难溶或不溶于水，可与乙醇、乙醚等有机溶剂互溶，分子式为C10H12O2，化学结构式见图1。

图1 丁香酚的化学结构

天然丁香酚由富含丁香油的干燥花蕾经蒸馏获得挥发油，再经萃取、酸化、中和、精蒸馏制得。采用化学合成法，使用邻甲氧基苯酚和丙烯基溴反应，再经加热重排也可制得丁香酚。与天然提取法相比，化学合成法具有快捷、产量高、成本低等优点[1]。

2 丁香酚的生物学功能

2.1 抗氧化活性

丁香酚的抗氧化活性可缓解由铬中毒引起的肝脏氧化应激[2-3]，缓解铬中毒引起的生化变化[4]。丁香酚还可通过激活大鼠的骨骼肌蛋白质4 和AMP 激活蛋白激酶（GLUT4-AMPK）信号通路及降低血清胰岛素水平预防2 型糖尿病，显著提高血清谷胱甘肽水平[5]。Mahboub 等[6]使用2,2-二苯基-1-苦酰肼（DPPH）自由基清除法评估丁香酚抗氧化活性指数，结果显示，丁香酚的抗氧化活性指数为0.295、抑制自由基的半数有效浓度（EC50）为130.485 g/L。

2.2 抗炎活性

Gulec 等[7]在大鼠试验中用丁香酚预处理15 d，结果发现，丁香酚降低了脂质过氧化指数，通过蛋白质氧化和炎症标记物预防肝损伤。丁香酚预处理可有效缓解脂多糖（LPS）诱导的巨噬细胞炎症，抑制肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-6（IL-6）等炎症因子的分泌，恢复超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等抗氧化酶的活性[6]。Ma 等[8]给脊髓损伤后的大鼠口服丁香酚，结果发现，丁香酚降低了血清和受损脊髓中的炎症因子、氧化应激因子和神经细胞凋亡相关因子。类风湿关节炎是一种炎症性自身免疫性疾病，Mateen 等[9]利用Ⅱ型胶原诱发大鼠的关节炎再口服丁香酚，结果发现丁香酚可以降低促炎因子的表达，有效改善关节炎。

2.3 抗菌活性

丁香酚结构中的游离基对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和大肠埃希氏菌等多种细菌具有抗菌活性[10]。Bai 等[11]研究发现，丁香酚可破坏痢疾杆菌的细胞膜完整性，细胞内ATP 浓度由0.50 μmol/L 降至0.05 μmol/L，细菌细胞内活性氧和丙二醛的含量升高，产生抗菌活性。丁香酚能够使志贺杆菌细胞内的活性氧增加，改变细胞膜通透性，降低志贺杆菌的浓度[12]。Dehkordi 等[13]研究胶体银纳米粒子和丁香酚单独以及联合使用对金黄色葡萄球菌和伤寒沙门氏菌的抗菌效果，结果显示，在5%和10%的葵花油中，丁香酚具有显著的抗菌活性。

3 丁香酚在改善肠道屏障方面的应用

3.1 丁香酚在改善肠道物理屏障方面的应用

肠道物理屏障由肠道上皮细胞紧密连接而成，上皮细胞通过肠道外侧膜的紧密连接链连接，控制肠道黏膜的通透性和完整性[2]；紧密连接蛋白由两种跨膜蛋白（occludin 和claudins）以及外周膜蛋白（ZO-1）组成。occludin 作为一种关键的元件，与claudin-1、claudin-2 以及其他外周膜蛋白结合，共同维持肠道屏障的稳定性[14]。有研究发现，丁香酚可抑制LPS 诱导的肠道上皮细胞炎症，阻碍氧化应激对肠道上皮细胞屏障的破坏，增强其紧密连接蛋白ZO-1、occludin 的mRNA 丰度，改善ZO-1 的分布，使其增加跨上皮电阻（TEER）值，保持肠道屏障完整性[15]。

3.2 丁香酚在改善肠道化学屏障方面的作用

肠道化学屏障由肠道黏液层中的黏蛋白组成，其蛋白质核心由MUC 基因编码[10]。黏液层可保护肠道上皮细胞免受微生物和有害抗原的侵害，充当肠道运动的润滑剂。这些黏液层围绕高度糖基化的MUC2 黏蛋白组织，形成由杯状细胞分泌的大型网状聚合物。Bai等[11]采用丁香酚治疗胃溃疡模型大鼠，结果显示，胃黏蛋白标记物的增加促进了黏蛋白分泌，降低了胃黏膜过氧化物酶活性。Su 等[12]研究发现，丁香酚通过介导ATP 敏感性钾通道，减少酸性胃蛋白酶分泌，增加黏蛋白产生，防止一氧化氮水平的升高，实现对大鼠胃的抗溃疡作用。

3.3 丁香酚在改善肠道生物屏障方面的作用

肠道生物屏障由肠道内的微生物群维护肠道微生态环境的动态平衡[16]。这些微生物存在于肠道黏膜，与肠道上皮细胞结合形成生物屏障[17]。有研究表明，丁香酚可以选择性促进肠道有益菌的增殖，抑制有害菌在肠道中的定植，以此维系动物肠道健康[10]。Scaldaferri 等[18]研究发现，植物源性丁香酚单独或与5 种乳酸菌（双歧杆菌、罗伊氏乳杆菌、发酵乳杆菌、植物乳杆菌、乳球菌乳酸亚种）组合使用可以减少单核增生李斯特菌黏附。丁香酚还可以通过抑制葡萄球菌肠毒素A 和中毒性休克综合征毒素1 的产生，降低炎性因子的释放，促进肠道健康[19]。

3.4 丁香酚在肠道免疫屏障方面的作用

肠道免疫屏障由肠道淋巴组织、免疫细胞和免疫因子构成[20]。Dusan 等[21]研究发现，丁香酚可通过改善氧化应激和炎性细胞因子的基因和蛋白表达，促进肠道上皮细胞增殖，抑制肠上皮细胞的凋亡，改善肠道功能屏障。Qiu 等[22]研究表明，丁香酚可显著抑制鼠伤寒沙门氏菌感染细胞的骨髓分化因子88（MyD88） 和TLR4 的mRNA 水平，降低NF-κB 通路p65 和IκBα 的磷酸化以及炎症因子的表达，增加肠紧密连接蛋白的表达。Ma 等[23]研究发现，丁香酚能够提高传染性胃肠炎病毒感染的仔猪血清免疫球蛋白G（IgG）含量，降低血清炎性细胞因子浓度和NF-κB 蛋白的表达量。

4 丁香酚在动物生产中的应用

4.1 丁香酚在猪生产中的应用

仔猪断奶后受环境、日粮变更等因素影响，易引发仔猪免疫系统紊乱、肠道结构和屏障功能受损，仔猪出现肠道炎症和腹泻等症状，导致仔猪生长性能降低，严重可造成仔猪死亡[24-25]。Mehandru 等[26]研究发现，丁香酚和百里香酚等天然植物提取物的饲料添加剂可有效改善断奶后仔猪的生长性能、日粮消化率以及肠道健康。Lu 等[27]研究不同化合物对仔猪断奶后大肠杆菌K88（E. coliK88）的敏感性，结果发现，丁香酚对阿莫西林、林可霉素、新霉素等抗生素的耐药性高达64 mg/L，丁香酚在3.75 mmol/L 的浓度下可抑制大肠杆菌K88 的生长，在亚致死剂量下调节多个毒力基因的表达。Liu 等[28]研究发现，丁香酚和含有苯甲酸的饲料添加剂可最大限度地降低大肠杆菌F4 对断奶仔猪胃肠功能的损害。

4.2 丁香酚在反刍动物生产中的应用

子宫内膜炎是一种以子宫内膜发生炎症为特征的疾病，从奶牛分娩后21 d 开始影响其生育能力，会对农场造成一定经济损失。Xu 等[29]研究发现，丁香酚对细菌的抑制效果较好。Bonetti 等[30]评估了丁香酚和百里香酚中合成的9 种衍生物对抗金黄色葡萄球菌株的潜力，结果表明，含有丁香酚的衍生物对金黄色葡萄球菌菌株具有抵抗性。丁香酚还可调节瘤胃发酵特性，提高奶牛的生产性能。Rodrigues 等[31]评估了包含丁香酚在内的混合精油微胶囊混合物对荷斯坦奶牛的泌乳性能、饮食消化率、瘤胃发酵特性的影响，结果发现，精油混合物降低了干物质摄入量，提高了产奶量。丁香酚还可进一步提高牛肉的质量。Callaway 等[32]发现，与对照组相比，内洛尔牛饲粮中添加丁香酚可使肉质的视觉评分更高。Zalewska 等[33]研究发现，饲喂含丁香酚的饲粮可增加肉牛瘤胃中挥发性丙酸以及异戊酸的含量，提高瘦肉率，改善肉牛的屠体特征。

4.3 丁香酚在鸡生产中的应用

Braga 等[34]利用一种由丁香酚包含的微囊化产品代替抗菌药，观察其对坏死性肠炎的影响，结果表明，雏鸡盲肠内容物中艾美耳球虫和艾美耳球虫卵囊数量显著减少，丁香酚可改善坏死性肠炎，提高雏鸡的存活率。Nunes 等[35]研究表明，添加丁香酚的果胶或壳聚糖涂层可防止鸡翅产品上的空肠梭菌污染。肠炎沙门氏菌噬菌体8 型（PT8）是一种主要与家禽相关的沙门氏菌菌株。Da 等[36]报道了反式肉桂醛（TC）和丁香酚（EG）的植物衍生化合物可显著降低肉鸡和蛋鸡中肠炎沙门氏菌的定植。Wagle 等[37]在鼠伤寒沙门氏菌感染肉鸡模型中发现丁香酚提高了肉鸡模型的相对体重和存活率，减少了器官细菌负荷和肠道超微结构损伤。

5 展望

丁香酚具有广泛的生物活性，如抑菌、抗氧化、抗炎等功能，将其应用于饲料中已成为一个新的研究热点。丁香酚具有抑制有害菌生长的作用，如大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等。因此，在饲粮中添加丁香酚可有效控制有害菌繁殖，保障畜禽健康。丁香酚还具有抗氧化和抗炎的作用，畜禽在生长过程中会产生大量的自由基，其会对细胞造成损伤，导致各种疾病的发生。丁香酚可清除自由基，保护细胞免受损伤。此外，丁香酚还可抑制炎症反应的发生，缓解炎症症状，有利于畜禽健康。丁香酚在畜禽产业中的应用前景广阔，但是其对畜禽肠道健康等相关机制仍需进一步明确。未来需要进一步深入研究丁香酚对肠道菌群的影响、对肠道屏障的保护作用等方面，为畜禽健康和养殖业的可持续发展作出贡献。