綠原酸的生物學(xué)功能及其在畜禽養(yǎng)殖上的應(yīng)用

劉靜慧 ， 蔡宇恒 ， 劉福鑫 ， 陳寶江 ， 谷子林 ， 陳賽娟 ， 劉亞娟 *

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，河北保定 071001；2.國(guó)家北方山區(qū)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，河北保定 071001；3.河北省山區(qū)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，河北保定071001；4.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)山區(qū)研究所，河北保定 071001）

綠原酸（CGA）又名咖啡鞣酸、咖啡單寧酸，是由咖啡酸與奎尼酸組成的縮酚酸，由植物在有氧呼吸過(guò)程中經(jīng)莽草酸途徑產(chǎn)生，廣泛存在于植物中，以金銀花、杜仲中的含量較高，具有廣泛的藥理作用。綠原酸類物質(zhì)具有抗菌消炎、清除自由基、調(diào)節(jié)血糖血脂等生物活性，在多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。目前對(duì)綠原酸的提取、合成等方面研究較多，但在動(dòng)物生產(chǎn)方面研究較少。本文主要就綠原酸的生物學(xué)功能及其在動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用做一綜述，為綠原酸在動(dòng)物生產(chǎn)上的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 綠原酸的生物學(xué)功能

1.1 綠原酸的抗菌功能 綠原酸對(duì)大腸桿菌、葡萄球菌、嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌、炎克雷伯菌、幽門螺桿菌等多種菌類都有明顯的抑制或殺滅作用（Naveed 等，2018）。 張澤生等（2005）發(fā)現(xiàn)，1.0 g/L金銀花中的綠原酸抑菌效果最明顯，尤其是對(duì)大腸桿菌和藤黃八疊球菌，其次是金黃色葡萄球菌與枯草芽孢桿菌。朱玉婷（2012）指出，平臥菊三七中綠原酸濃度為80 mg/mL時(shí)對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和沙門氏菌有非常明顯的抑制作用。胡居吾等（2017）試驗(yàn)表明，平臥菊三七、金銀花、杜仲葉綠原酸提取物100 mg/mL對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和沙門氏菌均有明顯的抑制作用。

綠原酸的抗菌機(jī)制復(fù)雜，一方面，綠原酸可通過(guò)增大細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性，使細(xì)菌完整性遭到破壞，從而抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。周志娥（2014）、Zheng等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，綠原酸類物質(zhì)可在150 min內(nèi)破壞大腸桿菌細(xì)胞壁，細(xì)胞膜滲透性增加，DNA、RNA及電解質(zhì)等外漏，造成菌體細(xì)胞死亡。羅藝晨等（2016）檢測(cè)到綠原酸使β-半乳糖苷酶漏出率上升，表明細(xì)胞膜通透性改變，菌體細(xì)胞完整性受到破壞。另一方面，綠原酸可以抑制細(xì)菌體內(nèi)代謝相關(guān)的酶活性，降低物質(zhì)和能量代謝水平，從而對(duì)細(xì)菌增殖產(chǎn)生抑制作用。Feng等（2005）在體外研究發(fā)現(xiàn)，綠原酸通過(guò)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人癌細(xì)胞的增殖。Lee等（2006）確定了綠原酸通過(guò)抑制M.SssI DNMT和人DNMT1脫氧核糖核酸甲基化，從而抑制酶促DNA甲基化。

1.2 綠原酸的抗炎功能 LPS是革蘭陰性菌細(xì)胞壁釋放的物質(zhì)，是重要的致炎因子，可誘導(dǎo)炎癥發(fā)生，引起組織損傷。炎癥發(fā)生時(shí)，IL-6、TNF-α等促炎細(xì)胞因子活性增強(qiáng)，激活NF-κB通路，NF-κB是許多炎癥介質(zhì)表達(dá)所必需的轉(zhuǎn)錄因子，NF-κB活性增強(qiáng)可引發(fā)組織損傷與炎癥反應(yīng)（楊斌等，2009）。綠原酸通過(guò)干擾NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)途徑，抑制LPS刺激的炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生，起到抗炎作用（Shan 等，2009）。

霍小芳等（2003）研究綠原酸對(duì)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞NF-κB表達(dá)的影響，試驗(yàn)中LPS作用于機(jī)體2 h后，NF-κB p65表達(dá)率升高，并持續(xù)至 4 h，當(dāng)加入綠原酸后，其表達(dá)率明顯下降，表明綠原酸可通過(guò)抑制NF-kB的過(guò)表達(dá)從而起到抗炎作用。Vardi等 （2012）研究表明，綠原酸通過(guò)抑制HMGB1 釋放到外環(huán)境，Toll 4 過(guò)表達(dá)，NF-κB、IRF-1以及促炎介質(zhì)的表達(dá)等誘導(dǎo)Nrf2/HO-1通路，對(duì)大鼠肝臟缺血再灌注損傷起保護(hù)作用。Ruifeng等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，綠原酸可通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)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達(dá)水平下降，從而發(fā)揮抗炎作用。Ye等（2017）在試驗(yàn)中得出，綠原酸可顯著抑制LPS誘導(dǎo)的急性腎損傷小鼠的NF-κB活化和IκB降解，使炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-6和IL-1β含量降低。

1.3 綠原酸的抗氧化功能 羥自由基、超氧陰離子自由基等都是機(jī)體代謝過(guò)程中產(chǎn)生的自由基，具有強(qiáng)氧化性。當(dāng)機(jī)體中自由基濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)對(duì)機(jī)體造成損傷，損害其正常生理功能。綠原酸化學(xué)結(jié)構(gòu)中的R-OH基，能形成具有抗氧化作用的氫自由基，以消除羥基自由基和超氧陰離子等自由基的活性，從而保護(hù)機(jī)體免受氧化作用的損害（劉則學(xué)等，2013）。

梁萱等（2018）采用體外化學(xué)模擬法對(duì)桃花綠原酸粗提物的抗氧化活性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明桃花提取物濃度為200μg/mL時(shí)對(duì)羥基自由基、二苯代苦味?；杂苫―PPH自由基）、超氧陰離子自由基的清除率分別為66.42%、82.12%、95.78%。關(guān)炳峰等（2018）也用化學(xué)模擬體系，對(duì)金銀花中綠原酸的抗氧化作用進(jìn)行了探討，結(jié)果表明，金銀花提取物綠原酸濃度大于0.05 mg/mL時(shí)，還原能力增強(qiáng)，0.1 mg/mL羥基自由基和超氧陰離子的清除作用分別為44.26%和96.16%，0.2 mg/mL對(duì)DPPH的清除率達(dá)94.07%。劉亞敏等（2014）研究表明，15μg/mL金銀花綠原酸對(duì)DPPH清除率為93.25%，還原能力隨著濃度的增大而增強(qiáng)。侯彩平等（2017）試驗(yàn)中10μg/mL異綠原酸A對(duì)羥基自由基的清除率為60.01%，DPPH清除率達(dá)到了97.04%。

1.4 綠原酸的調(diào)節(jié)糖脂代謝性能 α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶是重要的糖類水解酶，可通過(guò)裂解糖苷鍵，將糖類水解并吸收。綠原酸可抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性，減少機(jī)體對(duì)糖類的吸收，從而起到降糖功能。陳曉麟等（2010）在體外試驗(yàn)中得出，綠原酸濃度為23.01μg/mL時(shí)金銀花水煮液對(duì)α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制率達(dá)到了66.67%和79.93%，曾橋等（2018）同樣通過(guò)體外試驗(yàn)得出，1.4 mg/mL杜仲葉綠原酸對(duì)α-淀粉酶的抑制率達(dá)到83.26%，0.18 mg/mL杜仲葉綠原酸對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制率達(dá)到96.80%，都起到良好的降血糖作用。另一方面，綠原酸在機(jī)體內(nèi)可以對(duì)胃腸道激素和胰島素分泌產(chǎn)生影響，使腸道對(duì)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收減少，起到降血糖的作用 （Bassoli等，2008；Johnston 等，2003）， 袁俊等（2015）發(fā)現(xiàn)，綠原酸通過(guò)抑制肝糖原的分解和將葡萄糖直接轉(zhuǎn)換為肝糖原從而抑制小鼠高血糖和提高小鼠肝糖原質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Johnston等（2003）試驗(yàn)結(jié)果表明，綠原酸通過(guò)調(diào)節(jié)胃腸激素分泌，可減少腸內(nèi)葡萄糖的吸收。

脂質(zhì)的過(guò)多積累會(huì)造成機(jī)體肥胖，在內(nèi)臟沉積過(guò)多會(huì)造成器官機(jī)能損傷，對(duì)機(jī)體健康造成危害。綠原酸可通過(guò)促進(jìn)脂肪代謝相關(guān)酶活性，減少脂質(zhì)沉積。Shimoda等（2006）發(fā)現(xiàn)，0.5%和1%綠原酸可減少大鼠內(nèi)臟脂肪的蓄積，降低大鼠機(jī)體脂質(zhì)含量。楊天俊等（2018）研究表明，400 mg/kg綠原酸可提高草魚(yú)肝胰臟氨基酸轉(zhuǎn)移酶和脂肪酶含量，顯著降低肝胰臟中脂質(zhì)含量，減少脂肪沉積。

2 綠原酸在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

2.1 綠原酸在豬養(yǎng)殖上的應(yīng)用 綠原酸可以促進(jìn)豬只生長(zhǎng)，改善健康狀態(tài)。黃少文等（2015）在母豬日糧中添加300 mg/kg綠原酸后仔豬初生重提高了3.18%，母豬血清中GSH-Px和CAT分別提高了24.00%和38.56%。賴星等（2016）在斷奶仔豬日糧中添加250 mg/kg綠原酸發(fā)現(xiàn)，平均日增重提高了54.90%，料肉比顯著降低，生長(zhǎng)性能增強(qiáng)；肝臟T-SOD和CAT分別提高了28.00%和15.70%；促進(jìn)了免疫器官與免疫因子的正常發(fā)育與表達(dá)，提高機(jī)體免疫力，改善腸道微生物菌群，促進(jìn)腸道發(fā)育。劉英等（2009）在斷奶仔豬日糧中添加300 mg/kg綠原酸發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)全期平均日增重提高，飼料轉(zhuǎn)化率降低，仔豬生長(zhǎng)性能提高；仔豬血漿GSH-Px和CAT活性分別提高了36.69%、27.08%，MDA含量降低了23.23%，改善了仔豬斷奶后抗氧化能力；血清IgM和IgG含量顯著提高，體液免疫功能增強(qiáng)。王宇等（2018）在仔豬日糧中添加1000 mg/kg綠原酸，料重比顯著降低了8.86%，血清IgG含量顯著提高11.78%，免疫功能增強(qiáng)，小腸結(jié)構(gòu)形態(tài)和生長(zhǎng)性能得到改善。

2.2 綠原酸在家禽養(yǎng)殖上的應(yīng)用 綠原酸可以促進(jìn)肉雞生長(zhǎng)，提高免疫力。陳玉敏等（2015）在AA肉雞日糧中添加含28.51%綠原酸的杜仲提取物，試驗(yàn)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，增強(qiáng)了機(jī)體的免疫應(yīng)答能力。呂武興等（2007）在三黃雞日糧中添加綠原酸含量8.00%的杜仲提取物，在整個(gè)試驗(yàn)全期，添加2500 g/t的量時(shí)，三黃雞的平均日增重顯著提高了10.65%，飼料轉(zhuǎn)化率降低了6.00%，降低了盲腸中大腸桿菌的數(shù)量，抑制了有害微生物的繁殖，有利于腸道健康。

2.3 綠原酸在草食動(dòng)物養(yǎng)殖上的應(yīng)用 綠原酸可以提高草食動(dòng)物免疫力和應(yīng)激能力。周博文等（2016）在犢牛飼糧中添加20 mL蒲公英綠原酸提取液，犢牛19～34日齡日增重顯著提高了6.78%， 血清中 IgM、IgG、IgA、IL-6、IL-10含量顯著提高，犢牛免疫力增強(qiáng)。符運(yùn)斌等（2016）在試驗(yàn)中添加0.2%金銀花提取物綠原酸發(fā)現(xiàn)，熱應(yīng)激肉牛血清、肝臟和肌肉的抗氧化功能提高，緩解了肉牛熱應(yīng)激反應(yīng)。王多伽等（2013）用綠原酸飼喂獺兔，0.15%添加量中血清白蛋白含量呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)，SOD、溶菌酶和MT含量提高，表明綠原酸具有一定的免疫活性調(diào)節(jié)作用。

3 小結(jié)

綠原酸是一種具有諸多藥理活性的天然植物提取物，我國(guó)擁有豐富的植物資源，可擴(kuò)展其開(kāi)發(fā)利用途徑，提高綠原酸的生物利用率，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)綠原酸的生物學(xué)功能與作用機(jī)制的研究，對(duì)綠原酸應(yīng)用于動(dòng)物生產(chǎn)具有重大意義。