白藜蘆醇調(diào)控脂質(zhì)代謝影響肉品質(zhì)的作用機制研究進展

劉志輝，李巖利，胡睿智，伍小松,2*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)學院，湖南長沙 410000；2.湖南農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院，湖南長沙 410000）

白藜蘆醇（Resveratrol，RES）是一種常見的植物多酚類化合物，主要存在于葡萄皮、虎杖、漿果、花生等植物中。白藜蘆醇具有抗炎、抗氧化、調(diào)節(jié)菌群及調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝等多方面的藥理活性。本課題組前期研究表明白藜蘆醇抑制黃羽肉雞熱應激反應，減輕炎癥反應，進一步研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇可降低北京鴨腹部脂肪沉積，刺激肌肉內(nèi)脂肪和風味氨基酸沉積改變肌肉纖維特性，改善北京鴨肉品質(zhì)。本文綜述了白藜蘆醇在體內(nèi)吸收代謝特點、脂質(zhì)代謝及對畜禽肉品質(zhì)的作用，以期為白藜蘆醇的開發(fā)和利用提供參考依據(jù)。

1 白藜蘆醇的結(jié)構(gòu)、來源

白藜蘆醇化學名稱 3，4’,5-三羥基 1，2-二苯乙烯，是一種非黃酮類多酚化合物，分子式 CHO，相對分子質(zhì)量為228.25，性狀為白色無味針狀結(jié)晶，熔點在256～257℃。白藜蘆醇廣泛存在于葡萄、虎杖、花生及松樹等天然植物及果實中，是天然的植物抗毒素，當植物遭受病原微生物或極端環(huán)境時，植物會分泌白藜蘆醇來抵抗霉菌感染。白藜蘆醇有順式和反式結(jié)構(gòu)之分（圖1），主要以糖苷結(jié)合態(tài)和游離態(tài)形式存在于植物中，其反式結(jié)構(gòu)的生物活性比順式強，經(jīng)陽光或紫外線照射可以轉(zhuǎn)化為順式白藜蘆醇。

圖1 白藜蘆醇的結(jié)構(gòu)式

2 白藜蘆醇的代謝特點

白藜蘆醇口服吸收率高，代謝快速，但生物利用度低。Walle 等研究表明在人體內(nèi)口服25 mg 劑量白藜蘆醇，檢測到吸收率約為70%，30 min 內(nèi)達到血漿峰值，血漿內(nèi)白藜蘆醇代謝物的峰值血藥濃度約為2 μmol/L，半衰期為9～10 h。白藜蘆醇口服攝入后，通過被動擴散吸收或與膜轉(zhuǎn)運蛋白形成復合物在腸道內(nèi)吸收。進入血液后，白藜蘆醇基本上可以以3 種不同形式出現(xiàn)：葡糖醛酸、硫酸鹽或游離形式，游離形式可以結(jié)合白蛋白和脂蛋白。白藜蘆醇和代謝物在血液中通過被動擴散或受體介導的轉(zhuǎn)運至肝臟，在肝臟廣泛的II 期代謝，攝入的化合物幾乎完全轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇葡萄糖苷和硫酸鹽白藜蘆醇等結(jié)合代謝物，而在全身循環(huán)中僅有微量的不變白藜蘆醇。硫酸鹽和葡糖醛酸化物在肝臟內(nèi)的靶組織中進行腸肝循環(huán)轉(zhuǎn)化為白藜蘆醇，并在小腸中解偶聯(lián)并重新吸收。白藜蘆醇進入體內(nèi)以結(jié)合型分布到不同組織中，更多分布于心臟、肝臟、脾臟、肺和腎臟，在血漿和組織中濃度較低。綜上所述，白藜蘆醇在體內(nèi)代謝特點為：①白藜蘆醇在動物體內(nèi)代謝速度快，短時間內(nèi)迅速達到血漿峰值。②口服后白藜蘆醇很容易被代謝為硫酸鹽和葡萄糖醛酸化物結(jié)合物。③白藜蘆醇溶解度低，Walle 等在體內(nèi)遞增白藜蘆醇劑量，發(fā)現(xiàn)血漿中白藜蘆醇濃度呈線性增加，但在最高劑量（5 000 mg）后，血漿峰值水平也僅達到約500 ng/mL，白藜蘆醇在血漿內(nèi)濃度增加有限。

3 白藜蘆醇調(diào)控脂質(zhì)代謝的潛在作用機制

白藜蘆醇對脂質(zhì)代謝的調(diào)控通過與其相對應的基因進行調(diào)控轉(zhuǎn)錄或去乙酰化作用，誘導調(diào)節(jié)一系列生物學活動，通過促進脂肪酸氧化和抑制脂質(zhì)合成達到降脂的作用。研究表明，白藜蘆醇通過AMPK 和PPAR 途徑對脂質(zhì)代謝進行調(diào)控。此外，白藜蘆醇作為多酚類物質(zhì)會進入后腸道與腸道菌群產(chǎn)生交互作用，并靶向調(diào)控腸道菌群影響機體的脂質(zhì)代謝。

3.1 AMPK 途徑 AMP 激活的蛋白激酶（AMPK）作為機體重要的能量代謝感受器，主要在糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝方面發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。沉默信息調(diào)節(jié)因子1（Silencing Information Regulator 1，SIRT1）脫乙?；缚梢种浦竞铣刹⒋碳ぶ狙趸０邹继J醇可激活SIRT1 和AMPK，AMPK 和SIRT1 相互調(diào)節(jié)，對脂質(zhì)代謝進行調(diào)控。白藜蘆醇作為 SIRT1 的激活劑，其在促進脂肪細胞凋亡、抑制脂肪細胞增殖分化中具有重要作用。Alberdi 等研究表明白藜蘆醇抑制高脂高蔗糖喂養(yǎng)大鼠引起的肝臟脂肪堆積，白藜蘆醇通過激活AMPK/SIRT1 軸的介導增加脂肪酸氧化和減少脂肪生成。在胰島素瘤細胞系克隆1E 細胞試驗中，白藜蘆醇通過調(diào)節(jié)SIRT1 上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體輔助激活因子-1（PGC-1）和叉頭盒蛋白（FOΧO）3a 的水平，促進線粒體生物發(fā)生，并增強脂肪酸-氧化活性，以減少脂質(zhì)沉積表達。

AMPK 被磷酸化后，下游靶分子被激活，促進脂質(zhì)分解代謝，乙酰輔酶A 羧化酶（ACC）是AMPK 調(diào)控的下游靶點，是脂肪酸合成與代謝的重要調(diào)節(jié)器，活化的AMPK 可以磷酸化ACC，使ACC 失去活性，加速細胞脂質(zhì)分解，抑制脂肪酸與膽固醇合成。白藜蘆醇增加AMPK 的活性，抑制ACC 活性，促進脂肪分解并增加-氧化，減少脂質(zhì)積累。此外，白藜蘆醇通過激活AMPK，進而激活其下游信號通路中的PGC-1，PGC-1 在生物體內(nèi)主要起調(diào)控能量代謝作用，是線粒體生成的關(guān)鍵調(diào)控因子，促進其下游與脂肪酸氧化相關(guān)基因的表達。大量證據(jù)表明，白藜蘆醇通過AMPK-SIRT1-PGC1信號通路刺激白色脂肪褐變，是對抗肥胖的關(guān)鍵機制之一。

AMPK/ 固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c（SREBP-1c）是控制肝脂質(zhì)代謝相關(guān)通路的關(guān)鍵信號分子。SREBP-1c 增強了與脂質(zhì)和膽固醇代謝相關(guān)的基因表達，而SREBP-1c 過表達導致脂肪細胞標志物的表達增加和大量脂肪積聚。AMPK-SREBP-1c 信號傳導參與甘油三酯（TG）的合成和脂質(zhì)代謝。白藜蘆醇通過激活AMPK 途徑抑制SREBP-1c 依賴的脂肪生成基因表達而改善了肝細胞脂肪變性。Tang 等研究表明，白藜蘆醇除了能增強AMPK 和ACC 的磷酸化，還能通過下調(diào)SREBP-1c 和脂素（Lipin1）的表達減少脂質(zhì)積累并保護HepG2 細胞。

3.2 PPAR 途徑 過氧化物酶體增殖物激活受體（Peroxi some Proliferator-Activated Receptors，PPARs）是調(diào)節(jié)目標基因表達的核內(nèi)受體轉(zhuǎn)錄因子超家族成員，PPARs 在脂肪合成、脂質(zhì)代謝和胰島素敏感等生理過程中，尤其是參與脂肪酸-氧化作用的一些重要酶類表達調(diào)控過程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。Huang 等研究表明，白藜蘆醇通過激活PPAR阻止了肝細胞脂肪變性模型中甘油三酯的合成并增加了脂肪酸氧化。PPAR調(diào)節(jié)與脂質(zhì)代謝相關(guān)的基因、脂肪酸合酶（）和激素敏感性脂肪酶（）表達，并促進脂肪形成。羅馳騁研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇能夠通過調(diào)控蛋雞肝細胞脂肪變性PPAR信號通路相關(guān)基因的表達來改善脂質(zhì)沉積水平。Zhang 等在育肥豬日糧中添加白藜蘆醇，發(fā)現(xiàn)降低了PPAR和FAS 的mRNA 水平，并降低了FAS 和脂蛋白脂肪酶（LPL）活性，HSL、肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶-1（CPT-1）mRNA 水平升高，白藜蘆醇抑制脂肪酸從頭開始合成，從而達到降脂作用。在體外試驗中白藜蘆醇可減少脂肪形成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子PPAR、SREBP-1c 的表達，減少在3T3-L1 細胞系中的脂質(zhì)積累和脂肪生成。白藜蘆醇調(diào)控脂質(zhì)代謝如圖1 所示。

圖1 白藜蘆醇調(diào)控脂質(zhì)代謝示意圖

3.3 白藜蘆醇通過改變腸道菌群組成調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝 白藜蘆醇與腸道菌群相互作用，改變腸道中的多種微生物組成。Zheng 等研究表明在羅非魚日糧中添加白藜蘆醇（0.025 g/kg）提高了腸道的操作分類單元（OTU）數(shù)量以及厚壁菌門豐度，如乙酰桿菌科和甲基桿菌科的比例增加，而有鏈球菌科比例降低。腸道菌群的兩個主要細菌菌群擬桿菌和硬毛菌在調(diào)節(jié)脂質(zhì)、碳水化合物和膽汁酸在宿主代謝中起重要作用。Chen 等在小鼠中研究表明，日糧中添加白藜蘆醇（4 g/kg）可對腸道微生物群重塑，擬桿菌、乳酸菌、雙歧桿菌和阿克曼氏菌的相對豐度增加，普氏菌、瘤胃球菌科、厭氧菌、阿洛維茨、幽門螺桿菌和胃球菌科的相對豐度減少。

白藜蘆醇與腸道微生物相互作用以影響宿主脂質(zhì)代謝。Campbell 等研究表明白藜蘆醇有效地阻止高脂小鼠誘導的和細菌豐度增加，抑制了高脂小鼠誘導的血清甘油三酯、低密度脂蛋白、膽固醇、葡萄糖和內(nèi)毒素血癥升高。在糞便菌群移植試驗中，白藜蘆醇逆轉(zhuǎn)了高脂誘導的小鼠腸道菌群失調(diào)，增加了擬桿菌的相對豐度，降低了厚壁菌門和變形菌門的相對豐度，對白藜蘆醇供體小鼠的糞便移植可改善高脂小鼠的肝脂肪變性，增加空腹誘導的脂肪因子的基因表達，并減少與脂肪形成相關(guān)的基因和蛋白質(zhì)（和）的表達。綜上所述，白藜蘆醇具有調(diào)節(jié)腸道菌群的作用并可能通過影響菌群而調(diào)控脂質(zhì)代謝。

白藜蘆醇能通過影響菌群代謝產(chǎn)物實現(xiàn)對機體脂質(zhì)代謝調(diào)節(jié)的作用。腸道微生物群具有將膳食成分生物轉(zhuǎn)化為多種代謝產(chǎn)物的能力，將復雜的碳水化合物和植物多糖消化成短鏈脂肪酸（SCFA），并參與與膽汁酸有關(guān)的代謝。SCFA 是腸道菌群發(fā)酵膳食纖維的最終產(chǎn)物，主要由乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽組成，參與機體能量代謝。SCFA 還可以作為信號分子通過激活細胞膜上的G 蛋白偶聯(lián)受體（G Protein-coupled Receptor，GPR）參與多種細胞生理代謝反應，包括調(diào)控胰高血糖素樣肽-1（Glucagon-like Peptide-1，GLP-1）、肽YY（Peptide YY，PYY）以及瘦素的分泌等。日糧中補充SCFA 可調(diào)節(jié)GPR43 和GPR41 的表達發(fā)生顯著變化，降低厚壁菌門比例和增加擬桿菌比例，調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。Wang 等在HFD 喂養(yǎng)的小鼠中添加白藜蘆醇，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生SCFA 的細菌（例如同花異色菌，擬桿菌和藍藻菌）的豐度增加，將白藜蘆醇組小鼠糞便移植到喂食HFD 的小鼠中，顯示FAS、ACC 的表達水平顯著降低，改善脂質(zhì)代謝。膽汁酸是膽汁的重要組成成分，是膽固醇的終末降解產(chǎn)物，膽汁酸的代謝通過介導G 蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體5（G Protein Coupledbile Acid Receptor 5，TGR5）增加表達，從而改善糖耐量和胰島素抵抗在葡萄糖和脂質(zhì)代謝中發(fā)揮作用。Hui 等研究表明，白藜蘆醇通過重塑微生物BAs-TGR5/UCP1 信號通路，增強棕色脂肪活性，促進白色脂肪褐變，從而減輕肥胖，改善了葡萄糖穩(wěn)態(tài)。

腸道菌群具有的特殊代謝酶能將白藜蘆醇代謝生成一系列生物活性代謝物。白藜蘆醇攝入后，在腸道菌群的作用下產(chǎn)生葡萄糖醛酸苷、硫酸白藜蘆醇綴合物以及雙氫白藜蘆醇等腸道微生物產(chǎn)生的其他衍生物。白皮杉醇是白藜蘆醇的葡萄糖醛酸化的代謝化合物，降低PPAR和FAS 蛋白表達，增加AMPK、PPAR和CPT1-蛋白的表達和磷酸化ACC，減少TG 合成和脂質(zhì)的積累。Wang等研究表明在小鼠白藜蘆醇（300 mg/kg）顯著調(diào)解高脂小鼠腸道菌群組成，在腸道微生物中轉(zhuǎn)化為各4-羥苯基乙酸（4-HPA）和3-羥苯基丙酸（3-HPP）腸道代謝產(chǎn)物，其中降低脂肪生成基因（和）的mRNA 表達，并增加了脂肪酸氧化基因（和）的mRNA 表達，從而抑制脂質(zhì)的積累減少脂質(zhì)沉積。

4 白藜蘆醇對畜禽脂質(zhì)代謝和肉品質(zhì)的影響

目前白藜蘆醇對肉品質(zhì)影響的研究及應用主要集中在2 個方向:①通過在畜禽日糧中補充白藜蘆醇改變機體脂質(zhì)代謝來影響肉品質(zhì)；②在肉制品中直接添加白藜蘆醇，利用白藜蘆醇的抗氧化特性保持肉品質(zhì)的穩(wěn)定。

肉品質(zhì)一般由肉色、瘦肉率、肌間脂肪和理化性質(zhì)來評定，肉質(zhì)性狀可取決于肌肉本身的化學組成和物理形態(tài)結(jié)構(gòu)特征。Cheng 等研究表明，在日糧中添加白藜蘆醇（300 mg/kg）可通過上調(diào)PPAR和靶向基因表達來增強脂肪酸氧化，抑制肌肉氧化應激，增加氧化肌纖維比率，從而對宮內(nèi)發(fā)育遲緩豬的肉質(zhì)進行改善。脂質(zhì)是風味物質(zhì)的重要前體物質(zhì)，肌內(nèi)脂肪作為不可忽視的指標，它與豬肉的嫩度、風味、多汁性存在顯著相關(guān)。Yu 等研究表明添加白藜蘆醇（300 mg/kg）可增加北京鴨的肌內(nèi)脂肪、粗蛋白以及總風味氨基酸含量，減少腹部脂肪沉積，促進北京鴨的肌肉內(nèi)脂肪和風味氨基酸的沉積，并改變肌肉纖維的特性。Zhang 等研究發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)飼糧中添加白藜蘆醇（600 mg/kg）可提高背最長肌中肌內(nèi)脂肪含量，過氧化物酶體增殖物激活受體、脂肪酸合成酶、乙酰輔酶a 羧化酶和脂蛋白脂肪酶mRNA 豐度上調(diào)與脂質(zhì)代謝相關(guān)的miRNA和基因表達，改善育肥豬肉品質(zhì)。富含n-3 和n-6 多不飽和脂肪酸的肉類產(chǎn)品更健康，通過調(diào)控肉品脂肪酸組成，降低多不飽和含量和n-6/n-3 比值，提高肉制品營養(yǎng)價值。有研究表明，日糧中添加白藜蘆醇可提高羔羊長鏈n-3 脂肪酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸含量，降低n-6/n-3 比值，對肉質(zhì)有一定的改善作用。運輸應激受損的肉類品質(zhì)與運輸應激誘導的肌肉能量代謝和抗氧化能力的負性變化有關(guān)。Zhang 等研究發(fā)現(xiàn)飼糧中中添加白藜蘆醇可通過降低肌肉無氧糖酵解代謝和提高肌肉的抗氧化能力來防止肉雞的運輸應激受損的肉質(zhì)。

脂質(zhì)氧化是造成儲存過程中肉品質(zhì)下降的主要原因，其次蛋白質(zhì)的氧化也增加了肉的韌性，降低肉品質(zhì)。白藜蘆醇直接接觸食品可更直接地發(fā)揮作用，在食用涂層中添加白藜蘆醇可延長畜產(chǎn)品的保質(zhì)期。白藜蘆醇在生羊肉餡餅中表現(xiàn)出強大的脂質(zhì)抗氧化活性，在生羊肉中添加白藜蘆醇可降低生羊肉餡餅的變色率，降低了生羊肉餡餅在儲存過程中的脂質(zhì)氧化，并增加了紅度（a*）值。研究表明，白藜蘆醇在魚糜中具有抗氧化和抗菌作用，將白藜蘆醇（0.01%）添加到意大利臘腸中可延緩意大利臘腸的自氧化過程，提高產(chǎn)品的貨架期。白藜蘆醇添加到碎牛肉中可降低牛肉餡餅中大腸桿菌數(shù)量，使肉餅顏色更穩(wěn)定，a* 值更高，延長了牛肉餅保質(zhì)期。食用涂層中加入天然抗氧化劑是另一種提高新鮮農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和保質(zhì)期的有效包裝。有研究表明用在保護性粘土添加劑上負載白藜蘆醇可以最大程度地延長食品的保質(zhì)期，含有白藜蘆醇的活性薄膜會通過自由基捕獲機制將紅肉的貨架期延長幾天。白藜蘆醇納米乳液食用涂層包覆在新鮮豬腰肉上，減少豬肉 pH 和顏色變化、延緩脂質(zhì)和蛋白質(zhì)氧化、保持肉嫩度和抑制微生物生長，顯著延長豬肉的保質(zhì)期。

5 小 結(jié)

白藜蘆醇作為一種具有抑菌、抗炎、抗氧化和調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝等多種生物活性的天然植物多酚，在畜禽生產(chǎn)中具有廣闊的應用前景。一方面，白藜蘆醇可通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達及腸道菌群影響機體脂質(zhì)代謝，提高動物生長性能并改善肉品質(zhì)；另一方面，白藜蘆醇可替代合成的抗氧化添加劑，減少肉制品營養(yǎng)物質(zhì)損失，延長其貨架期。進一步探究白藜蘆醇在體內(nèi)調(diào)控脂質(zhì)代謝的具體機制，對利用白藜蘆醇改善畜禽胴體品質(zhì)和肉品質(zhì)具有重要意義，同時可為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)畜禽產(chǎn)品以滿足消費者對高質(zhì)量肉產(chǎn)品的需求提供重要理論依據(jù)和新的思路。