柚皮苷的生物學(xué)功能及其在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

李留學(xué) 趙玉超 余詩強(qiáng) 蔣林樹

(北京農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102206)

除中藥外的所有促生長類藥物飼料添加劑被禁用后,我國飼料行業(yè)進(jìn)入“無抗”時(shí)代,尋找新的飼料添加劑替代抗生素成為畜牧業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。天然植物提取物因其來源廣、毒副作用小以及具有多種生物活性作用成為替抗產(chǎn)品的潛在候選物,并引起廣泛關(guān)注。柚皮苷(naringin,NAR)是柑橘類水果中主要的生物活性多酚,其具有抗氧化[1]、抗炎[2]、抗腫瘤[3]以及調(diào)節(jié)糖和脂代謝[4]等多種生物學(xué)活性。歐盟委員會(huì)于2012年發(fā)布法規(guī),批準(zhǔn)NAR作為所有動(dòng)物飼料添加劑,并于2023年進(jìn)行了授權(quán)續(xù)期。但目前關(guān)于NAR在畜牧生產(chǎn)中的研究相對(duì)較少,阻礙了其作為飼料添加劑在生產(chǎn)中的應(yīng)用和推廣。因此,本文就NAR的理化性質(zhì)、生物學(xué)功能以及在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行綜述,旨在為其飼用化研究提供理論參考。

1 NAR的來源、結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)

NAR又稱柚苷、柑橘苷和異橙皮苷,主要存在于檸檬、橙子和葡萄柚等多種柑橘類水果的果皮和果肉中,同時(shí)也是骨碎補(bǔ)[5]、化橘紅[6]和枳殼[7]等中藥的主要藥效成分。NAR最早于1857年在柚子樹花中被發(fā)現(xiàn),但直到1928年其化學(xué)結(jié)構(gòu)才被首次闡明,其由2個(gè)鼠李糖單元連接在其苷元(柚皮素)C-7位置[8-10](圖1)。NAR為一種淡黃色結(jié)晶性粉末,味苦,常溫下在水中的溶解度僅為0.1%,易溶于甲醇、乙醇和稀堿溶液中,不溶于乙醚、己烷和氯仿等非極性溶劑[11]。

圖1 NAR的結(jié)構(gòu)

2 NAR的生物學(xué)功能及其作用機(jī)制

2.1 抗氧化功能

NAR具有較強(qiáng)的抗氧化能力。研究發(fā)現(xiàn),NAR(0.5 g/kg)抗氧化能力可與商用抗氧化劑普羅布考(0.5 g/kg)和洛伐他汀(0.3 g/kg)相媲美[12-13]。NAR可直接清除自由基,減少機(jī)體氧化應(yīng)激的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn),NAR清除羥基自由基和2,2′-聯(lián)氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸自由基的半抑制濃度分別為0.32和0.39 mg/mL,而且其清除羥基自由基的能力比抗氧化劑2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚更強(qiáng)[14]。同時(shí),NAR對(duì)超氧陰離子自由基和2,2-聯(lián)苯基-1-苦基肼基也具有顯著的清除能力[15]。NAR也可提高內(nèi)源性抗氧化酶的活性,減輕氧化應(yīng)激損傷。體外試驗(yàn)表明,NAR顯著改善了因缺氧/復(fù)氧導(dǎo)致H9C2細(xì)胞中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性的降低,其還顯著降低了細(xì)胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species,ROS)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的水平,減少了氧化應(yīng)激損傷[16]。體內(nèi)試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn),NAR通過提高SOD和CAT活性,上調(diào)SOD、CAT和GSH-Px基因的表達(dá),在調(diào)節(jié)機(jī)體抗氧化能力中發(fā)揮重要作用[13]。NAR還參與調(diào)控氧化應(yīng)激信號(hào)通路,增強(qiáng)機(jī)體抗氧化防御能力。核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)是抗氧化信號(hào)通路的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,負(fù)責(zé)調(diào)控Ⅱ相解毒酶和抗氧化酶基因的協(xié)調(diào)和表達(dá),而NAR通過磷酸肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信號(hào)通路激活Nrf2,提高受Nrf2調(diào)控的抗氧化蛋白血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)和還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸醌氧化還原酶1[NAD(P)H quinone oxidoreductase 1,NQO1]的表達(dá),減少機(jī)體氧化損傷[17-18]。此外,另有研究發(fā)現(xiàn),NAR還可通過激活單磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMP-activated kinase,AMPK)/Nrf2途徑減輕體外氧化應(yīng)激[19]。綜上可知,NAR一方面通過直接清除自由基,拮抗自由基對(duì)細(xì)胞的攻擊;另一方面通過提高機(jī)體內(nèi)源性抗氧化酶活性,緩解機(jī)體氧化應(yīng)激;此外,NAR還可通過激活抗氧化信號(hào)通路,增強(qiáng)機(jī)體抗氧化防御系統(tǒng)(圖2)。

Naringin:柚皮苷;PI3K:磷酸肌醇3激酶 phosphatidylinositol 3 kinase;Akt:蛋白激酶B protein kinase B;Keap1:Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1 Kelch-like epichlorohydrin-associated protein 1;Nrf2:核因子E2相關(guān)因子2 nuclear factor E2-related factor 2;ARE:抗氧化反應(yīng)元件 antioxidant response element;HO-1:血紅素加氧酶-1 heme oxygenase-1;NQO1:還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸醌氧化還原酶1 NAD(P)H quinone oxidoreductase 1;Nucleus:細(xì)胞核;Oxidative stress:氧化應(yīng)激;CAT:過氧化氫酶 catalase;SOD:超氧化物歧化酶 superoxide dismutase;GSH-Px:谷胱甘肽過氧化物酶 glutathione peroxidase。

2.2 抗炎功能

炎癥是一種先天的免疫機(jī)制,是免疫反應(yīng)的一個(gè)組成部分。但炎癥過度或不受控的情況下,會(huì)損害宿主組織并引起機(jī)體損傷。目前,已有大量研究表明,NAR在動(dòng)物氣道炎癥[20-21]、肝炎[22]、關(guān)節(jié)炎[23]及結(jié)腸炎[24]等炎癥疾病中發(fā)揮抗炎及緩解炎癥損傷作用。在小鼠腹膜炎模型中,NAR顯著逆轉(zhuǎn)了卡拉膠引起的炎癥過程所導(dǎo)致的腹膜液中輔助型T細(xì)胞1細(xì)胞因子白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-2、IL-6、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和IL-17水平的升高,并刺激了腹膜液中輔助型T細(xì)胞2細(xì)胞因子IL-4和IL-10的分泌[25];該研究還表明,NAR處理可降低肺組織中誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)、細(xì)胞黏附分子-1和巨噬細(xì)胞炎性蛋白-2等炎性介質(zhì)的mRNA表達(dá)水平,并顯著升高轉(zhuǎn)化生長因子-β1的mRNA表達(dá)水平[25]。以上研究表明,NAR不僅通過重新調(diào)整促炎和抗炎細(xì)胞因子釋放之間的平衡來誘導(dǎo)其抗炎作用,而且還在基因表達(dá)上影響這些細(xì)胞因子的平衡。研究發(fā)現(xiàn),蕓香柚皮苷顯著抑制脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)/ATP刺激的巨噬細(xì)胞中促炎因子IL-6、IL-1β和TNF-α的分泌[26]。蕓香柚皮苷還可抑制LPS/ATP刺激的巨噬細(xì)胞中NOD樣受體蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)介導(dǎo)的促炎過程[IL-1β的成熟、活化的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-1的產(chǎn)生、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(apoptosis-associated speck-like protein,ASC)的寡聚化及gasdermin D-N末端(GSDMD-NT)的產(chǎn)生和焦亡][26]。此外,NAR還通過抑制核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)和PI3K/Akt信號(hào)通路抑制LPS誘發(fā)的NLRP3和IL-1β表達(dá),并通過干擾NLRP3和ASC之間的相互作用抑制NLRP3炎性小體組裝,發(fā)揮抗炎作用[26]。NAR還可通過抑制炎癥信號(hào)通路發(fā)揮抗炎功能。Liu等[27]研究表明,NAR通過干擾NF-κB和MAPK信號(hào)通路顯著抑制了LPS誘導(dǎo)的趨化因子IL-8、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1,MCP-1)和巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-1α(macrophage inflammatory protein-1α,MIP-1α)的分泌,并呈劑量依賴性顯著降低LPS誘導(dǎo)的IL-8、MCP-1和MIP-1α的mRNA表達(dá)。此外,NAR還通過抑制NF-κB的活化減少LPS誘導(dǎo)的一氧化氮(NO)的產(chǎn)生[28]。綜上可知,NAR可通過調(diào)整促炎和抗炎細(xì)胞因子釋放之間的平衡,抑制NLRP3途徑介導(dǎo)的促炎過程和促炎因子的釋放,抑制炎癥信號(hào)通路發(fā)揮抗炎功能(圖3)。

2.3 抗腫瘤功能

近年來研究發(fā)現(xiàn),NAR具有良好的抗癌作用,有希望成為預(yù)防和治療癌癥的候選化合物[29]。一方面,NAR通過干擾細(xì)胞周期,誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡。NAR通過降低磷酸β-連環(huán)蛋白(Ser675)和磷酸糖原合酶激酶-3β(Ser9)的表達(dá)和磷酸化阻斷β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路,同時(shí)增加細(xì)胞周期檢查點(diǎn)蛋白P21/cip和P27/kip的表達(dá),觸發(fā)宮頸癌細(xì)胞周期停滯在G0/G1期,阻斷癌細(xì)胞分裂[30]。在胃癌細(xì)胞中同樣發(fā)現(xiàn)NAR阻斷癌細(xì)胞周期,誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞凋亡[31]。另一方面,NAR通過外源性和內(nèi)源性途徑介導(dǎo)癌癥細(xì)胞凋亡。Banjerdpongchai等[32]研究表明,NAR通過激活線粒體介導(dǎo)的Caspase-9和Caspase-8介導(dǎo)的促凋亡因子Bid蛋白的水解,誘導(dǎo)肝癌HepG2細(xì)胞凋亡。Ramesh等[33]研究發(fā)現(xiàn),NAR通過死亡受體和線粒體途徑增加促凋亡基因Caspase、p53、B細(xì)胞淋巴瘤-2相關(guān)X蛋白(B-cell lymphoma 2-associated X protein,Bax)、Fas死亡受體及其銜接蛋白Fas相關(guān)死亡域蛋白(Fas associated death domain protein,FADD)的表達(dá)誘導(dǎo)SiHa宮頸癌細(xì)胞凋亡。NAR可通過信號(hào)通路介導(dǎo)的自噬誘導(dǎo)癌癥細(xì)胞凋亡。NAR通過阻斷PI3K/Akt信號(hào)通路,增加微管相關(guān)蛋白1輕鏈3B-Ⅱ和自噬相關(guān)蛋白Beclin1的表達(dá)以及減少p62的表達(dá)激活自噬,誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞凋亡[34]。NAR還可通過激活MAPK抑制PI3K/Akt/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號(hào)通路誘導(dǎo)自噬,發(fā)揮其抗AGS胃癌細(xì)胞的增殖活性[35]。此外,NAR通過阻斷MAPK信號(hào)通路的激活,降低基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)和活性,抑制膠質(zhì)瘤U87細(xì)胞的侵襲、遷移和黏附作用[36]。除以上途徑外,NAR還可通過抑制新生血管的形成,減少癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移,以及與抗癌藥物聯(lián)合應(yīng)用,抑制癌細(xì)胞生長并減弱抗癌藥物的副作用[37-38]。

Naringin:柚皮苷;LPS:脂多糖 lipopolysaccharide;NF-κB:核因子-κB nuclear factor-κB;NO:一氧化氮 nitric oxide;MAPK:絲裂原活化蛋白激酶 mitogen activated protein kinase;PI3K:磷酸肌醇3激酶 phosphatidylinositol 3 kinase;Akt:蛋白激酶B protein kinase B;Nucleus:細(xì)胞核;IL-8:白細(xì)胞介素-8 interleukin-8;MCP-1:單核細(xì)胞趨化蛋白-1 monocyte chemotactic protein-1;MIP-1α:巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-1α macrophage inflammatory protein-1α;NLRP3:NOD樣受體蛋白3 NOD-like receptor protein 3;Pro-IL-1β:白細(xì)胞介素-1β前體 interleukin-1β precursor;ASC:凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白 apoptosis-associated speck-like protein;Pro-Caspase-1:半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1前體 cysteine aspartate protease 1 precursor;Caspase-1:半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1 cysteine aspartate protease 1;GSDMD:gasdermin D;GSDMD-NT:gasdermin D-N末端 gasdermin D-N terminal;IL-1β:白細(xì)胞介素-1β interleukin-1β;Th1 cell:輔助型T細(xì)胞1 T helper cell 1;Th2 cell:輔助型T細(xì)胞2 T helper cell 2;IL-2:白細(xì)胞介素-2 interleukin-2;IL-6:白細(xì)胞介素-6 interleukin-6;TNF-α:腫瘤壞死因子-α tumor necrosis factor-α;IL-17:白細(xì)胞介素-17 interleukin-17;IL-4:白細(xì)胞介素-4 interleukin-4;IL-10:白細(xì)胞介素-10 interleukin-10。

2.4 調(diào)節(jié)血糖代謝功能

NAR通過調(diào)節(jié)碳水化合物分解酶的活性干擾體內(nèi)碳水化合物代謝。α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶是動(dòng)物體內(nèi)負(fù)責(zé)催化碳水化合物分解產(chǎn)生單糖以供機(jī)體吸收的酶,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常通過抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性,延緩機(jī)體對(duì)碳水化合物的吸收,降低餐后血糖水平[39]。研究發(fā)現(xiàn),NAR可顯著抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性,且都呈濃度依賴性[40]。另一項(xiàng)研究同樣表明,NAR顯著抑制了α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性,且其對(duì)2種酶的半抑制濃度作用效果高于降糖藥阿卡波糖[41]。因此,NAR可被認(rèn)為是一種有效的餐后高血糖調(diào)節(jié)的天然化合物。NAR也可通過調(diào)節(jié)肝臟糖酵解和糖異生限速酶的活性,控制葡萄糖進(jìn)入循環(huán),進(jìn)而調(diào)控機(jī)體血糖水平。研究表明,NAR通過顯著降低肝臟葡萄糖-6-磷酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性和升高肝臟葡萄糖激酶活性,進(jìn)而調(diào)控糖異生和糖酵解,改善2型糖尿病db/db小鼠的高血糖[42]。另有研究表明,NAR抑制了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和葡萄糖-6-磷酸酶的mRNA表達(dá),顯著上調(diào)了葡萄糖激酶的mRNA水平,改善了2型糖尿病小鼠的高血脂癥和高血糖[43]。胰島素是一種降糖激素,通過促進(jìn)葡萄糖攝取、抑制肝糖異生來維持機(jī)體葡萄糖穩(wěn)態(tài),而胰島素抵抗是一種無法對(duì)胰島素刺激做出反應(yīng)的病理狀態(tài),導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)糖代謝紊亂[44]。研究發(fā)現(xiàn),NAR可以劑量依賴性地改善胰島素缺陷型糖尿病小鼠的高血糖,通過抑制內(nèi)源性和外源性途徑抵消鏈脲霉素誘導(dǎo)的β細(xì)胞凋亡且這種保護(hù)作用與抑制DNA損傷、NF-κB和MAPK介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑有關(guān)[45]。此外,NAR還可改善高脂飲食誘導(dǎo)和2型糖尿病大鼠模型的胰島素抵抗,調(diào)節(jié)機(jī)體血糖水平[46-47]。

2.5 調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝功能

脂質(zhì)從頭生成和甘油-3-磷酸(glycerin-3-phosphate,G3P)途徑是機(jī)體甘油三酯合成的重要途徑,乙酰輔酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase,ACC)、脂肪酸合成酶(fatty acid synthetase,FAS)、甘油-3-磷酸?；D(zhuǎn)移酶-1(glycerol-3-phosphate acyltransferase-1,GPAT-1)和二?；视王；D(zhuǎn)移酶-2(diacylglycerol acyltransferase-2,DGAT-2)分別是脂質(zhì)從頭生成和G3P途徑的限速酶[48-50]。研究發(fā)現(xiàn),NAR可逆轉(zhuǎn)果糖喂養(yǎng)大鼠肝臟中碳水化合物反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(carbohydrate response element binding protein,ChREBP)、甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c(sterol regulatory element binding protein-1c,SREBP-1c)表達(dá)的增加,以及它們下游靶點(diǎn)ACC和FAS的表達(dá)上調(diào),同時(shí)降低GPAT-1和DGAT-2的蛋白水平,抑制脂質(zhì)從頭生成和G3P途徑,減少肝臟中甘油三酯產(chǎn)生[51]。NAR通過激活A(yù)MPK的mRNA水平及蛋白磷酸化表達(dá),顯著抑制其下游ACC、FAS和SREBP-1c的mRNA及蛋白表達(dá),抑制脂質(zhì)合成[52]。Zhang等[53]研究發(fā)現(xiàn),NAR還可通過下調(diào)白細(xì)胞分化抗原36(leukocyte differentiation antigen 36,CD36)和ACC降低脂肪酸的攝取和新生脂肪的生成。

AMPK被認(rèn)為是細(xì)胞能量傳感器和脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)器,在脂解過程中調(diào)節(jié)脂解基因激素敏感脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL)和脂肪甘油三酯脂酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)的表達(dá),控制脂質(zhì)降解[54]。AMPK在脂肪酸β-氧化中可上調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator activated receptor α,PPARα)調(diào)控的下游基因肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1(carnitine palmitoyl transferase 1,CPT1)和?；o酶A氧化酶1(acyl-CoA oxidase 1,ACOX1)誘導(dǎo)脂肪酸β-氧化[55]。研究發(fā)現(xiàn),NAR處理可增強(qiáng)肥胖小鼠AMPK的激活,顯著提高脂肪組織中脂解限速酶HSL和ATGL的蛋白表達(dá),上調(diào)小鼠組織中與脂肪酸β-氧化相關(guān)基因CPT1、ACOX1和解偶聯(lián)蛋白2(uncoupling protein 2,UCP2)的表達(dá),表明NAR通過促進(jìn)脂肪分解和脂肪酸β-氧化有助于減少脂肪堆積[4]。NAR還可通過增加AMPK和ACC的磷酸化,降低3-羥基3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(3-hydroxy 3-methylglutaryl CoA reductase,HMGCR)的表達(dá)從而降低3T3-L1脂肪細(xì)胞的脂質(zhì)積累和甘油三酯含量[56]。因此,NAR可通過降低脂質(zhì)從頭生成和G3P途徑中關(guān)鍵酶活性及脂肪酸的攝取減少脂質(zhì)合成,提高脂解途徑中酶活性及脂肪酸β-氧化水平促進(jìn)脂質(zhì)分解,從而調(diào)節(jié)機(jī)體脂質(zhì)代謝(圖4)。

3 NAR在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 NAR在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1.1 NAR對(duì)家禽生長性能的影響

飼糧中添加NAR不僅可提高雞的生長性能,而且可保護(hù)機(jī)體免受有毒、有害物質(zhì)導(dǎo)致的雞機(jī)體損傷。研究發(fā)現(xiàn),在農(nóng)藥福美雙誘導(dǎo)的脛骨軟骨發(fā)育不良的肉雞飼糧中添加30 mg/kg NAR,不僅可通過下調(diào)印第安刺猬蛋白、上調(diào)甲狀旁腺激素相關(guān)肽mRNA和蛋白的表達(dá)恢復(fù)受損脛骨的發(fā)育,而且能夠提高肉雞的采食量和平均日增重;此外,NAR還可提高肝臟抗氧化能力,減輕肉雞肝臟損傷[57]。Ebirim等[58]研究表明,飼糧中添加80和160 mg/kg NAR顯著提高了小公雞的體重。此外,NAR還顯著提高了醋酸鉛毒性誘導(dǎo)的公雞體重下降,緩解了鉛中毒導(dǎo)致的GSH-Px、谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase,GST)和SOD活性下降,并改善了公雞的抗氧化防御系統(tǒng)及血清NO的生物利用度[58]。胚蛋注射NAR的研究中發(fā)現(xiàn),17.5 d胚齡的胚蛋注射30 mg NAR可顯著增加蛋中孵化小雞的體重和體長,降低胚胎晚期死亡率[59]。然而,Goliomytis等[60]研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加0.75和1.5 g/kg NAR對(duì)肉雞的體重及胴體和內(nèi)臟質(zhì)量無顯著影響。NAR導(dǎo)致雞在促增重方面的差異可能歸因于不同品種和不同的添加劑量,因此還需進(jìn)一步研究。

3.1.2 NAR對(duì)家禽繁殖性能和產(chǎn)品品質(zhì)的影響

研究發(fā)現(xiàn),飼糧中添加NAR顯著提高了產(chǎn)蛋后期三黃雞的血清雌激素水平以及雌激素受體蛋白和基因的表達(dá)水平,提高了卵黃前體物形成中的關(guān)鍵基因的轉(zhuǎn)錄水平,以及通過增加抗氧化物、減少氧化產(chǎn)物,上調(diào)肝臟組織中抗氧化基因的轉(zhuǎn)錄水平,增強(qiáng)肝臟抗氧化能力來促進(jìn)卵黃前體的形成和運(yùn)輸[61]。另一項(xiàng)研究表明,飼糧中添加0.1%、0.2%和0.4%的NAR 8周后,可降低產(chǎn)蛋后期三黃種雞的料蛋比,提高產(chǎn)蛋率和蛋重,改善蛋黃顏色[62]。此外,飼糧中添加0.2%和0.4%的NAR均可提產(chǎn)蛋后期三黃雞排卵前的排卵數(shù)、生長卵泡數(shù)、卵巢指數(shù)和卵巢體細(xì)胞增殖率,且這種作用可能是由于NAR提高了三黃種雞抗氧化能力,減輕了氧化應(yīng)激引起的卵泡閉鎖[62]。Bao等[63]證實(shí)了NAR能夠緩解氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的小白卵泡閉鎖,并通過降低氧化應(yīng)激維持衰老母雞的產(chǎn)蛋性能。除以上生長和繁殖性能外,飼糧中添加NAR還可提高雞蛋和屠宰后雞胴體的抗氧化能力,延長畜產(chǎn)品的貨架期。研究表明,NAR能通過減少飽和脂肪酸和增加多不飽和脂肪酸含量改善肉雞脂肪酸譜,且其對(duì)脂肪酸的作用可能是通過調(diào)節(jié)肝臟中PPARα和ACOX1的表達(dá)來增加脂肪酸β-氧化而介導(dǎo)的[64]。在肉雞飼糧中添加1.5 g/kg NAR對(duì)雞肉的pH、肉色、剪切力和蒸煮損失無影響,卻顯著降低了雞肉儲(chǔ)存期間(4 ℃下6和9 d,-20 ℃下120 d)MDA的含量,并且其抗氧化效果與維生素E相當(dāng)[60]。此外,在蛋雞飼糧中添加0.75 g/kg NAR,提高了雞蛋的氧化穩(wěn)定性,延長了雞蛋的貨架期,并可改善蛋黃顏色[65]。

3.2 NAR在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

NAR可提高仔豬的生產(chǎn)性能,改善育肥豬肉品質(zhì)和氧化穩(wěn)定性。在仔豬飼糧中添加NAR可顯著提高整個(gè)試驗(yàn)期(25～66日齡)的體重和飼料轉(zhuǎn)化率,提高仔豬的生產(chǎn)性能[66]。此外,NAR還顯著提高了磷、丙氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、賴氨酸和總氨基酸的表觀盲腸前消化率[66]。在育肥豬飼糧中添加0.5 g/kg NAR顯著提高了豬的眼肌面積和瘦肉含量,且添加劑量為1.5 g/kg時(shí)顯著提高了背最長肌pH45 min、肌苷酸含量以及SOD活性和總抗氧化能力,并提高了肝臟SOD和GSH-Px活性[67],表明NAR不僅可改善育肥豬的胴體特性,還可提高豬肉氧化穩(wěn)定性和品質(zhì)。此外,在豬里脊肉中添加1、3、5和7 g/kg的NAR改變了肉色的光學(xué)指標(biāo),并且添加5 g/kg NAR可顯著提高豬肉的亮度和紅度值,降低黃度值,改善新鮮感官度[68]。

3.3 NAR在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

反芻動(dòng)物生產(chǎn)常通過提高飼糧的精料比例來提高生產(chǎn)性能。然而,高精料常導(dǎo)致瘤胃pH下降,并引起瘤胃酸中毒等一系列代謝性疾病。因此,如何緩解高精料造成代謝性疾病的發(fā)生是反芻動(dòng)物生產(chǎn)中面臨的重大問題。研究發(fā)現(xiàn),在高精料飼糧中添加0.5 g/kg NAR顯著提高了山羊瘤胃pH和丁酸比例,降低了戊酸比例和乳酸濃度,緩解了因高精料飼糧導(dǎo)致的瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失衡和瘤胃酸中毒[69]。此外,NAR還顯著降低了山羊血清IL-6和淀粉樣蛋白A含量,緩解了高精料飼糧誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng),顯著提高了血清GSH-Px活性,降低了血清MDA含量,改善了高精料飼糧誘發(fā)的氧化應(yīng)激[69]。Balcells等[70]同樣研究證明,飼糧中添加生物黃酮(主成分為NAR)可有效改善飼喂高精料飼糧的小母牛瘤胃發(fā)酵,并降低瘤胃酸中毒的發(fā)生率。

熱應(yīng)激可降低動(dòng)物體抗氧化狀態(tài)和免疫反應(yīng)并引起機(jī)體氧化應(yīng)激和炎癥,降低反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能[71-72]。Alhidary等[73]研究發(fā)現(xiàn),給予熱應(yīng)激羔羊7 g/周NAR,顯著提高了羔羊的平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率,改善了羔羊的生產(chǎn)性能;給予14 g/周NAR顯著提高了血漿SOD和GSH-Px活性,增強(qiáng)了機(jī)體的抗氧化狀態(tài)。此外,補(bǔ)充NAR增加了注射植物血凝素24 h后羔羊的皮褶厚度,改善了機(jī)體細(xì)胞免疫[73]。

反芻動(dòng)物飼糧中添加NAR還可提高肉和乳的抗氧化能力。研究發(fā)現(xiàn),羔羊飼糧中添加2.5 g/kg的NAR對(duì)肉的pH、肉色、持水力、剪切力和蒸煮損失均無顯著影響,但延緩了冷藏條件下羔羊胸最長肌中的脂肪氧化,提高了肉的抗氧化能力[74]。此外,在母羊飼糧中添加6 g/kg NAR提高了羊乳的氧化穩(wěn)定性,且作用效果與維生素E相當(dāng),并對(duì)乳樣的化學(xué)成分、凝固特性和脂肪酸組成無影響[75]。

4 小 結(jié)

在“無抗”背景下,NAR作為天然植物飼料原料陳皮、枳殼和骨碎補(bǔ)的主要成分,不僅具有多種生物學(xué)功能,而且可提高畜禽的生產(chǎn)性能、繁殖性能和改善畜產(chǎn)品品質(zhì),可見其具有較好的應(yīng)用前景。但目前關(guān)于NAR在畜禽生產(chǎn)中的研究相對(duì)較少,且集中在家禽生產(chǎn)上,在豬和反芻動(dòng)物上的研究匱乏。這就導(dǎo)致NAR在畜禽生產(chǎn)中的研究不夠系統(tǒng)和深入,不能明確同品種不同生長階段或不同品種畜禽的最適添加劑量及作用效果。因此,未來應(yīng)加強(qiáng)開展NAR在畜禽生產(chǎn)上的研究,為飼料禁抗背景下NAR在畜禽生產(chǎn)上的應(yīng)用和推廣提供依據(jù)。