黄酮类化合物的生物活性及其在畜牧生产中的应用

◆作者：易仁珍 巫琼 徐文楠 邓紫婕 罗涛 王琤

◆单位：江西科技师范大学生命科学学院

黄酮类化合物是一类低分子量的天然植物成分，常见于各类水果、蔬菜和中草药之中。天然黄酮类化合物来源广泛、结构复杂、数量繁多，多数与糖类结合，以苷类形式存在。黄酮类化合物具有抗氧化、抗炎、抑菌、抗肿瘤等多种生物活性，在食品、医药等领域均有应用，并且随着对黄酮类化合物的深入研究，黄酮类化合物在畜牧生产中的应用也逐渐引起广泛的关注。

1 黄酮类化合物的生物活性

1.1 抗氧化作用

在正常情况下，机体产生的活性氧会通过酶促机制或非酶促机制清除，以达到机体内氧化还原的平衡，而当机体受到有害刺激后，会诱导大量活性氧产生，导致活性氧在机体内积累，超出细胞自身抗氧化防御系统的清除能力，机体便会呈现出氧化应激状态。氧化应激是机体出现各类健康问题的源头或引爆点之一。黄酮类化合物具有极强的抗氧化作用，能够有效清除机体内积累的自由基，减少氧化应激损伤，因此可作为一类天然抗氧化剂应用于人类生产生活。黄酮类化合物侧链羟基的数量和位置的不同会导致其抗氧化活性存在一定的差异，在一定范围内黄酮化合物中所含羟基越多，其抗氧类化活性越强（Li 等，2016）。杨超（2020）研究发现莲子心中的金丝桃苷和芦丁（属于黄酮类化合物） 浓度达到120μmol/L 时，其氧自由基清除能力能够与抗坏血酸维生素C达到同等水平。莲雄蕊提取物中富含多种黄酮类化合物，具有极强的抗氧化能力，可以通过调控SIR2 和SOD2 基因的表达及酶的活性水平，有效延缓酵母细胞衰老（Tungmunnithum 等，2022）。陶叶杏等（2022）研究发现广陈皮中的黄酮类化合物能够通过调控细胞中相关抗氧化酶和蛋白的表达，减少氧化应激对细胞造成的不良影响，有效发挥其抗氧化作用。

1.2 抗炎作用

炎症是机体遇到有害刺激时的一种自然防御机制，旨在保护机体免受细菌、病毒、创伤和其他外部刺激的伤害。据研究表明，黄酮类化合物可以通过多种机制调节和抑制炎症，有效减少炎症反应，其可通过降低相关基因蛋白的磷酸化、核转录，从而抑制相关信号通路的活化级联反应，减少炎性因子、炎性活性物质、炎性细胞等介质的释放来阻断炎症过程，发挥抗炎作用（赵继荣等，2023）。Li 等（2019）研究发现黄酮化合物槲皮素与儿茶素的联合应用可协同抑制一氧化氮、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、一氧化氮合酶和环氧合酶-2 等促炎分子含量的升高，实现协同抗炎作用。胡俊平等（2023）研究发现树莓果渣黄酮能够通过降低炎症介质（HIS）和促炎因子（TNF-α）释放，促进抗炎因子（IL-4 和IL-10）分泌的双向调控机制实现抗炎作用。许光远等（2023）研究发现桑叶黄酮能够通过调控糖尿病小鼠肝脏细胞内多种炎症相关因子的释放和相关蛋白的表达，改善炎症状态，实现降糖、改善胰岛素抵抗作用。

1.3 抑菌作用

黄酮类化合物具有极强的抑菌能力，对多种病原微生物均有抑制其增殖和生长的作用。黄酮类化合物不仅可以通过改变细胞膜通透性和完整性、抑制菌体内的能量生成、调控核酸合成相关酶的活性、中和细菌毒性等多种途径直接抑制细菌生长，还能够通过调控宿主的免疫反应治疗多种由细菌引起的疾病，间接发挥其抗菌作用（王健等，2023）。翟志毫等（2023）研究发现枸杞黄酮浓度分别达到0.2、0.1 g/mL 时，能够有效抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等典型菌种的增殖。刘艺苑等（2023）发现金莲花黄酮类成分对变异链球菌和金黄色葡萄球菌表现出较强的抑菌、杀菌效力，并且对革兰阳性细菌的抑制效果好于革兰阴性细菌和真菌。Pawar 等（2020）发现黄酮类化合物柚皮素和槲皮素能够通过破坏分枝杆菌膜的完整性杀死分枝杆菌，治疗结核病。Niu 等（2021）研究发现大豆异黄酮能够杀灭无乳链球菌，有效降低其细胞毒性。

1.4 抗肿瘤作用

研究表明，黄酮类化合物在肿瘤治疗中具有极大的应用潜力，对其合理利用能够有效预防和治疗多种类型的肿瘤。黄酮类化合物能够通过多种途径发挥其抗瘤作用，如通过调控相关酶的活性和表达抑制肿瘤细胞的迁移与侵袭（时迎旭等，2022）。王争争等（2023）研究发现油枣中的黄酮类化合物均不会影响正常细胞增殖生长，但其能够有效抑制肿瘤细胞的增殖和迁移，并且不同种类的黄酮化合物对胰腺癌细胞BX-PC-3、肠癌细胞HT-29、肺癌细胞A549 均有不同程度的抑制作用。李萌（2017）研究发现镰形棘豆中提取到的黄酮化合物能够有效抑制A549肺癌细胞的增殖生长，具有显著的抗肿瘤效果。Qiao 等（2021）发现黄芩素能够通过下调AKT/mTOR 信号通路，抑制FAK、PI3K、AKT 和mTOR 的磷酸化，实现对胃癌细胞的增殖和迁移的有效抑制。Sarno 等（2020）研究发现白车轴草中富含异黄酮的组分，在正常细胞中不会表现出细胞毒性，但在慢性粒细胞白血病K562 细胞中会通过抑制BCR-ABL/STAT5 信号通路和激活p38 信号通路来抑制细胞增殖，对其表现出较强的细胞毒性。

2 黄酮类化合物在畜牧生产中的应用

2.1 黄酮类化合物在猪生产中的应用

黄酮类化合物对猪的生长性能、免疫性能等多方面均有一定的调控作用。在猪的基础饲粮中添加一定量的黄酮类化合物能够提高猪的采食量、日增重和对饲粮营养物的消化吸收率等，促进猪的生长和生产性能。林厦菁等（2020）通过在仔猪的基础日粮中分别添加0、10、20、40、80mg/kg 的大豆异黄酮发现，40mg/kg 的大豆异黄酮能够最有效地提高断奶仔猪的采食量和饲料转化率，从而提高仔猪的生长性能，促进断奶仔猪生长。黄酮类化合物还可以有效发挥其抗氧化、抗肿瘤、抗炎等生物功能，提升猪的免疫力，降低不良因素对猪的影响，使其健康生长。张响音等（2005）每3 天对仔公猪注射0.5mg/kg 体重的大豆黄酮，连续8 次，发现大豆黄酮能够在一定时间内提高仔公猪机体的免疫能力。袁带秀等（2022）研究发现在断奶仔猪的基础饲粮中添加杜仲黄酮能够有效缓解呕吐毒素诱导的断奶仔猪的生长抑制与肝脏、脾脏病变，同时还能够有效促进仔猪机体的氧化还原平衡以及提高其机体的抗炎能力。吴国云（2019）研究发现额外添加染料木素体外培养猪的卵巢颗粒细胞能够抑制血清饥饿诱导的细胞凋亡，提高猪卵巢颗粒细胞在营养匮乏条件下的存活率。

2.2 黄酮类化合物在家禽生产中的应用

黄酮类化合物对家禽的机体代谢、生长性能、生产性能等方面具有不同程度的影响，并且具有改善家禽抗氧化功能和免疫功能的作用。黄酮类化合物能够通过调节肉鸡、肉鸭等家禽的肠道菌群平衡，提高其对饲粮的消化率，从而促进其生长，还能够提高鸡、鸭的产蛋率，改善蛋的质量，提高其生产性能。王一冰等（2021）在文昌鸡日粮中添加大豆异黄酮发现，大豆异黄酮能够显著提高平均日增重、明显降低料重比，提高文昌鸡的生长性能，同时还能够在一定程度上提高文昌鸡的抗氧化能力，改善其肌肉品质。郑艳等（2007）研究发现青刺果黄酮能够提高鸡血清中IgG、IgM 和IgA 三种免疫球蛋白的含量，具有一定的免疫增强作用。Tan 等（2022）研究发现，黄酮类化合物可以影响家禽的脂肪积累，抑制脂肪的生成，有效防止组织中的自由基损伤，缓解组织炎症。张硕等（2023）研究发现饲粮中添加竹叶黄酮能够提高仙居鸡的生产性能和鸡蛋品质。

2.3 黄酮类化合物在水产动物生产中的应用

黄酮类化合物因其低毒性、易吸收、生物活性多样等特点，逐渐作为一类饲用抗生素替代物被广泛应用于水产动物养殖中。黄酮类化合物对水产动物的生长生产、免疫调节、肠道健康、生殖功能及肝脂代谢等多方面具有影响。李剑等（2014）研究发现在罗非鱼饲料中添加200～800 mg/kg 的槲皮素能够降低饲料系数，提高蛋白质效率和罗非鱼肥满度，提高罗非鱼幼鱼的生长性能。Pês 等（2016）通过研究发现芦丁可以提高银鲶机体内的多种抗氧化酶的活性，有效改善其抗氧化能力，且0.15%为最适宜的剂量。Qian 等（2019）发现饲料中添加40～60 mg/kg 橙皮素可以有效缓解白斑综合征病毒对克氏原螯虾的毒害作用，改善其免疫能力，且在添加剂量为50 mg/kg 时效果最佳。袁瑞等（2018）研究发现离体条件下，培养液中添加0.5mg/mL 的大豆异黄酮能够提高褐牙鲆多种细胞的免疫力，显著提高褐牙鲆的相关免疫活力。陈密等（2019）研究发现低剂量的芦丁能够提高草鱼肠道中淀粉酶和胰蛋白酶的活性，有效提高草鱼肠道的消化吸收能力。

2.4 黄酮类化合物在反刍动物生产中的应用

黄酮类化合物对反刍动物的生产性能、肌肉品质、免疫性能、瘤胃发酵、冷热应激等均有一定的调控作用。如冷热应激会影响反刍动物的采食量和产奶量等，黄酮类化合物有助于增加瘤胃微生物数量，进一步促进纤维的消化和能量供应，缓解冷热应激诱发的一系列不良反应，促使动物健康生长（王杰等，2023）。陈伟仁（2016）研究发现沙葱黄酮能够通过提高肉羊日增重、降低料肉比，提高肉羊的生产性能，并且能够提高肉羊肌内脂肪含量，改善肉羊肌肉品质。白齐昌等（2020）研究发现饲粮中添加0.3%的沙棘黄酮能够有效提高绵羊的体外发酵产气量和营养物质降解率，降低甲烷的产量。沈菲等（2020）研究发现饲喂5、15 和30 mg/kg 的大豆异黄酮，均能够提高泌乳早期奶牛的平均日产奶量，同时还能在一定程度上预防乳腺炎，改善牛奶品质。

3 小结

作为一种绿色健康、高效的饲用抗生素替代物，黄酮类化合物具有极大的开发潜力和应用前景。但值得注意的是，黄酮类化合物的应用需要根据具体情况进行调整和监控，包括适宜的添加剂量和配方，以及适宜的动物品种和生长阶段，以确保其安全性和有效性。黄酮类化合物的合理利用将有助于提高畜牧生产的经济效益，为其未来的可持续发展奠定坚实的基础。