大豆異黃酮及其在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張曉霞，劉春雪

(安佑生物科技集團(tuán)股份有限公司，江蘇 太倉 215437)

大豆異黃酮及其在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張曉霞，劉春雪

(安佑生物科技集團(tuán)股份有限公司，江蘇 太倉 215437)

大豆異黃酮是大豆生長過程中形成的一類次生代謝產(chǎn)物，屬于生物黃酮，具有弱植物雌激素功能和抗氧化功能。能促進(jìn)動物的生長，提高繁殖性能，促進(jìn)動物乳腺的發(fā)育，增加泌乳量，被廣泛應(yīng)用于人類健康及飼料添加劑中發(fā)揮其營養(yǎng)作用。對大豆異黃酮及其在豬生產(chǎn)中的最新應(yīng)用研究進(jìn)行綜述，以期為大豆異黃酮的進(jìn)一步研究應(yīng)用提供理論依據(jù)。

大豆異黃酮;生理活性;繁殖性能;抗氧化性能；豬

大豆作為優(yōu)質(zhì)的植物性蛋白源，具有重要的營養(yǎng)作用，已被普遍用于人類食物和動物飼料原料；但是大豆中往往含有一些抗?fàn)I養(yǎng)因子，如胰蛋白酶抑制因子、凝集素、單寧、植酸等，這就很大程度上限制了大豆的充分應(yīng)用。近年來，隨著培育技術(shù)、純化技術(shù)等的逐步發(fā)展，這些抗?fàn)I養(yǎng)因子的抗?fàn)I養(yǎng)作用已可以被消除或降低到營養(yǎng)水平，因此大大提高了大豆的應(yīng)用價(jià)值。目前人們開始更多地關(guān)注大豆的營養(yǎng)性作用，比如其活性提取物——大豆卵磷脂、大豆異黃酮等的應(yīng)用研究。

大豆異黃酮是大豆等豆科植物生長過程中形成的一類次級代謝物，是一種混合物，屬于植物雌激素。在畜牧生產(chǎn)中，大豆異黃酮具有抗氧化、抗應(yīng)激、提高機(jī)體免疫力和抗菌等生理作用，且安全、綠色、無污染，目前已廣泛應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中。很多研究表明，在母豬日糧中添加適量的活化大豆異黃酮能夠促進(jìn)母豬泌乳、提高泌乳量、提高哺乳仔豬斷奶重等。因此對于種豬生產(chǎn)而言，大豆異黃酮具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，在畜牧生產(chǎn)中合理有效的使用將有巨大的經(jīng)濟(jì)意義。

1 大豆異黃酮簡介

1.1大豆異黃酮的來源及存在形式

大豆異黃酮從大豆中提取得到，具有獨(dú)特的晶狀結(jié)構(gòu)，在動物生產(chǎn)中發(fā)揮一定的生物活性作用，是大豆中所含的異黃酮類化合物的總稱[1]。由于異黃酮不溶于己烷和油脂,所以大豆油中不含大豆異黃酮，而脫脂豆粕中異黃酮含量相對增高[2]。

大豆中天然存在的異黃酮共有3大類12種，即黃豆黃素苷類、黃豆苷類和染料木苷類，分別以游離的苷元型異黃酮(約占異黃酮總量的2%～3%)和結(jié)合的糖苷型異黃酮(約占異黃酮總量的97%～98%)兩種形式存在[3-4]。研究發(fā)現(xiàn)，糖苷型異黃酮在動物體內(nèi)不能直接被小腸壁吸收，必須經(jīng)過水解或腸道微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為苷元型大豆異黃酮才能被機(jī)體吸收利用[3-6]。苷元型異黃酮主要以大豆黃素、染料木素、黃豆黃素等3種結(jié)構(gòu)形式存在于自然界中，見圖1。

圖1 苷元型大豆異黃酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)

1.2大豆異黃酮的含量及存在位點(diǎn)

大豆異黃酮在大豆籽粒中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約是0.2%～0.6%[7]。一般來說，大豆異黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于0.3%的大豆就稱之為高異黃酮含量大豆。大豆異黃酮主要分布于大豆種子的子葉和胚軸中，種皮中含量極少。80%～90%的異黃酮存在于子葉中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%～0.3%；胚軸中所含異黃酮的種類較多且濃度較高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～2%[1,8]，但相對整個大豆種子來說，胚軸中總含量相對較低。

1.3大豆異黃酮的生理活性機(jī)理

目前普遍認(rèn)為，大豆異黃酮能與下丘腦、垂體等處的雌二醇受體不同程度的結(jié)合，影響動物神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的生長軸，促進(jìn)垂體生長激素(growth hormone，簡稱GH)的生成和釋放，刺激肝GH受體發(fā)育和胰島素樣生長因子-1的生成增強(qiáng)，從而促進(jìn)母豬生產(chǎn)性能的提高；大豆異黃酮也會影響動物性腺軸，促進(jìn)哺乳母豬睪酮、催乳素生成和釋放作用增強(qiáng)，提高泌乳量，進(jìn)而減少仔豬死亡率[9-10]，提高仔豬斷奶重。

由于大豆異黃酮活性組分與雌激素樣受體(estrogen receptor，簡稱ER)的結(jié)合力遠(yuǎn)低于甾體雌激素與 ER的結(jié)合力，因此大豆異黃酮與雌激素樣受體結(jié)合后的潛在健康效應(yīng)存在 U 型劑量-效應(yīng)關(guān)系，即低劑量時由于它與雌激素競爭結(jié)合 ER 而降低了雌激素活性，因而表現(xiàn)為抗雌激素作用；而中劑量時則發(fā)揮一定的雌激素活性作用；但高劑量時，補(bǔ)充的過量大豆異黃酮則活化因雌激素水平不足而未被活化的 ER，表現(xiàn)為增強(qiáng)雌激素作用[11]。這種U型劑量-效應(yīng)關(guān)系使得大豆異黃酮在動物體內(nèi)發(fā)揮不同的植物雌激素功能，而其作用結(jié)果又依賴于大豆異黃酮在動物體內(nèi)的濃度和大豆異黃酮活性組分的含量，也可能受下丘腦分泌的激素調(diào)節(jié)控制。

大豆異黃酮還可以阻斷機(jī)體器官和細(xì)胞內(nèi)的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，或直接捕獲自由基反應(yīng)鏈生成的自由基，起到保護(hù)機(jī)體細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、染色體免受活性氧的攻擊[5,12-13]，發(fā)揮其抗氧化活性；也可以通過還原作用，提高機(jī)體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的酶活性，提高動物機(jī)體自身抗氧化能力[12-13]。

同時，大豆異黃酮也表現(xiàn)出對酪氨酸蛋白激酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶等的活性具有一定的抑制作用[14]，所以大豆異黃酮也具有抗癌、抑制癌細(xì)胞增殖，抑制骨質(zhì)疏松等作用[1,14]。也可能會破壞細(xì)菌細(xì)胞壁及細(xì)胞膜的完整性、抑制細(xì)菌的呼吸代謝，起到抑菌的作用[15]。

1.4大豆異黃酮的吸收與代謝

大豆異黃酮在進(jìn)入動物體內(nèi)后，在小腸微生物所產(chǎn)生的β-葡萄糖苷酶的催化作用下，結(jié)合的糖苷型異黃酮發(fā)生分解轉(zhuǎn)化生成游離的苷元型異黃酮，然后被動物機(jī)體吸收利用或隨糞便排出體外。

1.5糖苷型異黃酮向苷元型異黃酮的轉(zhuǎn)化

苷元型異黃酮的生物活性高于糖苷型異黃酮的生物活性，且更易被機(jī)體腸道吸收利用。酸性水解和加酶酶解均能促進(jìn)糖苷型異黃酮向苷元型異黃酮轉(zhuǎn)化，但酸水解工業(yè)生產(chǎn)條件要求嚴(yán)格，酶解法成本較高難以規(guī)?；?，而利用微生物發(fā)酵可以提高大豆中β-葡萄糖苷酶的活性，從而提高大豆中苷元型異黃酮含量[1]。目前活化大豆異黃酮使用最多的菌種有安全性較高的乳酸菌、酵母菌、米曲霉菌、枯草芽孢桿菌和少孢根霉，以及多菌種聯(lián)合使用發(fā)揮更好的效果[16]。

熱處理可以使大豆異黃酮中糖苷型的丙二?；擒栈?和)乙?；咸烟擒瞻l(fā)生轉(zhuǎn)化，生成苷元型的黃豆黃素和染料木素[17]，從而提高大豆異黃酮的生物活性。

2 大豆異黃酮在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

大豆異黃酮具有多種生物功能，是綠色無毒的營養(yǎng)性添加劑，且添加劑量較小，在人類健康、動物飼料中有較普遍的應(yīng)用。

2.1提高繁殖性能

飼糧中添加10 mg/kg的大豆異黃酮能改善哺乳母豬的生產(chǎn)性能、血液生化指標(biāo)，維持其腸道微生物菌群平衡[18]。韋習(xí)會等[19]試驗(yàn)研究表明，大約克夏母豬妊娠85 d至產(chǎn)后7 d日糧中添加8 mg/kg和5 mg/kg大豆異黃酮，仔豬哺乳20日齡個體重和窩重均極顯著(P<0.01)高于對照組，同時28日齡斷奶時仔豬個體重和窩重也顯著(P<0.05)高于對照組。另有研究表明，產(chǎn)前一個月的妊娠母豬飼料中添加0.01%大豆異黃酮后其仔豬斷奶窩均重、斷奶頭均重和斷奶日增重均高于對照組[20]。

大量研究表明，斷奶后不發(fā)情或發(fā)情推遲與母豬斷奶時的體重及背膘厚度相關(guān)，斷奶時體重較輕且背膘較薄的母豬，其斷奶后不發(fā)情的幾率更大或發(fā)情間隔更長，因?yàn)槊谌槠谑е靥嗟哪肛i在斷奶后相當(dāng)一段時間內(nèi)仍處于分解代謝狀態(tài)。王開麗等[21]在產(chǎn)后至21 d斷奶的母豬日糧中添加0.27 mg/kg有機(jī)硒和7.5 mg/kg大豆異黃酮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)母豬泌乳期背膘損失、斷奶-發(fā)情間隔分別顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)低于對照組。

2.2提高泌乳力

泌乳量是體現(xiàn)哺乳母豬泌乳性能的重要指標(biāo)。試驗(yàn)表明，哺乳期日糧添加200 mg/kg大豆異黃酮和黃芪多糖(1∶5比例混勻)的混合物顯著(P<0.05)提高母豬采食量和21 d泌乳總量，乳脂率和乳蛋白含量也顯著(P<0.05)高于對照組[22]。陳豐等[23-24]分別在哺乳4～21 d和懷孕100 d至分娩15 d斷奶的母豬日糧中添加15 mg/kg和10 mg/kg大豆異黃酮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加大豆異黃酮可以提高哺乳母豬奶水中乳蛋白和血清中催乳素含量，進(jìn)而提高母豬泌乳量和仔豬斷奶重。王開麗等[21]試驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)前7 d開始在母豬飼料中添加0.27 mg/kg有機(jī)硒和7.5 mg/kg大豆異黃酮，其常乳中的乳蛋白、乳糖和硒含量均高于對照組；試驗(yàn)組仔豬平均日增重和成活率分別比對照組高65.23%和25.51%，差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)。

2.3抗氧化性能

在分娩和泌乳過程中，動物的生理狀態(tài)與營養(yǎng)代謝發(fā)生一系列急劇的變化，內(nèi)分泌系統(tǒng)、脂肪與蛋白質(zhì)的代謝作用明顯，同時動物機(jī)體消耗大量的氧氣和能量，并產(chǎn)生許多自由基[25-26]，使脂質(zhì)發(fā)生過氧化作用，產(chǎn)生大量的丙二醛(MDA)、過氧化氫等。大豆異黃酮具有有效的抗氧化作用，尤其是其組成成分染料木素[27]。Hu 等[28]研究表明，在母豬妊娠后期和哺乳期日糧中添加大豆黃素能提高抗氧化指標(biāo)，降低母豬的乳和血漿中MDA含量。添加大豆異黃酮顯著提高泌乳第21 d母豬血清總抗氧化能力和降低血清MDA含量(P<0.05)，血清總超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活性和催乳素含量顯著提高(P<0.05)[29]。

2.4提高免疫力

大豆異黃酮可以提高機(jī)體非特異性免疫和特異性免疫功能[30-31]。研究表明，妊娠后期母豬每天肌肉注射440 mg染料木黃酮可提高母豬血液IGF-1濃度和新生仔豬胴體脂肪，但對初生仔豬的肌肉發(fā)育、母豬及其后代仔豬的生產(chǎn)性能無顯著影響[32-33]。劉杰等[34]研究發(fā)現(xiàn)，母豬妊娠后期和哺乳期日糧中添加15 mg/kg大豆異黃酮極顯著提高母豬妊娠98 d血清IgM濃度，顯著提高初乳中IgA和IgG的濃度以及仔豬出生7 d和14 d血漿的IgM濃度。大豆異黃酮通過提高哺乳母豬的免疫力而改善哺乳仔豬的健康程度。Huang等[35]在添加50 mg/kg氧化魚油的斷奶仔豬日糧中加入20 μg/kg合成大豆異黃酮(黃豆黃素含量98.4%)，提高了仔豬的抗氧化能力和免疫能力。

3 其它

大豆異黃酮具有明顯的抑制細(xì)菌和真菌作用，其抑菌的活性成分主要是游離型的苷元[36-37]。也有研究表明，青年母豬玉米豆粕型日糧中添加大豆異黃酮，可降低豬肌肉和肝臟中的玉米赤霉烯酮?dú)埩鬧38]。大豆異黃酮還具有抗癌、保護(hù)肝臟、增強(qiáng)骨骼密度等生物活性[7]，因此豬只攝取適宜的大豆異黃酮可以提高其健康水平。

4 小結(jié)

目前，大豆異黃酮在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用研究主要集中在繁殖性能、抗氧化性能和免疫性能上，而且大多數(shù)研究也集中在評價(jià)大豆異黃酮的綜合效應(yīng)，對其發(fā)揮各個效應(yīng)的主要活性成分及其作用機(jī)理報(bào)道相對較少?？勺鳛闃I(yè)界今后研究的主要方向，深入了解大豆異黃酮，以更好地開發(fā)應(yīng)用。

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Researchprogressofsoybeanisoflavonesanditsapplicationinpigsproduction

ZHANG Xiao-xia，LIU Chun-xue

(AnYou Biotechnology Group Co.,Ltd.,Taicang 215437,China)

Soybean isoflavones is a kind of biological flavonoids belonged to secondary plant metabolites, with functions of phytoestrogens and antioxidant. Isoflavones can promote animal growth, improve the reproductive performance, and promote the development of animal mammary gland, also increase the amount of milk. At the same time, isoflavones has non-toxic, no drug residues, is widely applied to human health and animal feed with small dose. We reviewed soybean isoflavone and its application in pigs production, for the further research and application.

soybean isoflavones; physiological activity; reproductive performance; oxidation;pigs

2017-07-07；

2017-07-20

張曉霞(1982-)，女，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)樨i飼料研究與開發(fā)。

劉春雪(1978-)，女，畜牧師，碩士，研究方向?yàn)樨i飼料研究與開發(fā)。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.10.012

S816.73

A

1003-6202(2017)10-0053-04

(責(zé)任編輯舒蓮梅)