門奎練，陳 飛

（濰坊市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中心，山東濰坊 261041）

植物多酚一直被用于藥用，近年研究學(xué)者開始更深入地研究其在反芻動物營養(yǎng)中的應(yīng)用，以提高反芻動物的健康和生產(chǎn)力?？股亻L期以來被用于治療和亞治療目的，包括疾病治療、疾病預(yù)防和促進(jìn)生長。但由于飼用抗生素的限制使用，人們開始開發(fā)一些植物化合物以替代抗生素。植物除了是主要營養(yǎng)素（脂肪、碳水化合物、蛋白質(zhì)）外，還含有次生代謝物，在植物與環(huán)境之間的信號相互作用中發(fā)揮作用。多酚是一種植物次生代謝物，由于其抗氧化和抗炎活性而被認(rèn)為對健康有益（Balasundram等，2006）。根據(jù)酚環(huán)的數(shù)量，多酚可以進(jìn)一步分為類黃酮和非類黃酮，其中黃酮類化合物由15個碳組成，以C6-C3-C6的結(jié)構(gòu)排列。了解不同類黃酮結(jié)構(gòu)很重要，因?yàn)槠湓S多功效取決于結(jié)構(gòu)。

1 植物黃酮化合物的生物利用

1.1 犢牛瘤胃前消化 類黃酮及其代謝產(chǎn)物的全身性是吸收后直接作用所必需的。黃酮類化合物的生物利用度隨瘤胃的發(fā)育而變化，這是由于腸道通透性、吸收能力、微生物定植和瘤胃發(fā)育的變化引起的。如研究最多的槲皮素很容易被犢牛前胃獲取，被瘤胃微生物降解。瘤胃發(fā)育成熟的影響是顯而易見的，與新生兒相比，4周齡時(shí)使用槲皮素，小牛血漿總黃酮醇濃度曲線面積下降（Maciej等，2015）。腸道成熟也影響類黃酮的生物利用度。Gruse等（2015）報(bào)道，槲皮素的生物利用度在7日齡犢牛血漿中下降，在其生命的前2 d接受過初乳的犢牛與只食用過代乳品的犢牛相比更低。作者認(rèn)為，在初乳喂養(yǎng)的犢牛中，槲皮素的生物利用度較低，這是因?yàn)槌跞榇碳つc道成熟，降低了通透性，并且含有已知可以降解槲皮素的細(xì)菌。

槲皮素的給藥形式、槲皮素苷元和其糖苷也會影響其吸收動力學(xué)。Maciej等（2015）基于較高的血漿黃酮醇最大濃度和較短的血漿黃酮醇最大濃度認(rèn)為，槲皮素苷元是新生犢牛較好的槲皮素生物利用來源。血漿黃酮醇濃度達(dá)到最高值的時(shí)間越短，表明腸道動力學(xué)改變或近端腸吸收相對于糖苷的增加。同時(shí)，隨著瘤胃發(fā)育和微生物代謝效率的提高，槲皮素糖苷可作為槲皮素更好的來源。除了槲皮素苷元外，槲皮素單糖苷還能被機(jī)體有效吸收。

1.2 瘤胃降解對黃酮化合物生物利用的影響 雖然微生物活動為聚合物類黃酮的有效利用提供了機(jī)會，但類黃酮的瘤胃降解對某些單體類黃酮的系統(tǒng)生物利用度有負(fù)面影響。黃酮類化合物在小腸中被單胃和前胃吸收，但單分子形式是吸收所必需的。與在初生犢牛中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果相反，瘤胃降解中總黃酮醇的相對生物利用度幾乎是成年奶牛中槲皮素的8倍（Berger等，2012）。單胃微生物通常在大腸中被發(fā)現(xiàn)，而瘤胃微生物可以裂解聚合類黃酮類化合物中的糖苷成分，使它們可被腸道吸收。當(dāng)以皮下注射方式給藥時(shí)，聚合或糖化的類黃酮如蕓香苷不能被小腸吸收，而槲皮素糖苷則易吸收。在反芻動物中，類黃酮是否被瘤胃上皮吸收尚不清楚，但在給予槲皮素30～35 min后，血漿類黃酮濃度出現(xiàn)了早期高峰（Warner等，2014）?？紤]到槲皮素皮下注射后血漿總黃酮醇濃度的增加，從瘤胃流出的黃酮類化合物可能被小腸吸收。

兒茶素和表兒茶素是葡萄籽和果皮提取物中原花青素的主要單體形式，使用葡萄籽和果皮提取物可在血漿中檢測到5種不同酚類化合物，包括表兒茶素（Gladine等，2007）。表兒茶素和其他酚類物質(zhì)的相對高濃度可能是由微生物裂解聚合物原花青素的結(jié)果。黃酮類化合物在腸道和瘤胃中的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制尚不清楚，但Murota和Terao（2003）綜述了槲皮素糖苷在腸道中的轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收機(jī)制。槲皮素的腸上皮細(xì)胞吸收的單糖苷可能通過鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體上，但隨后通過胞質(zhì)β-葡萄糖苷酶水解。此外，槲皮素糖苷可被刷狀邊緣酶（如乳糖酶）水解，導(dǎo)致苷元以簡單擴(kuò)散的方式吸收。在腸上皮細(xì)胞內(nèi)，槲皮素苷元在進(jìn)入循環(huán)前可通過瘤胃降解-葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶或苯酚磺酸基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)化為其共軛代謝物。

2 黃酮類化合物在幼畜上的應(yīng)用

預(yù)防性抗生素通常在動物出生后的最初幾天就開始用于動物生產(chǎn)。在美國50%的小母牛都使用加入藥物的代乳料，其中在7.8%的斷奶前小母牛死亡病例中，有58%是為了防治疥瘡、腹瀉、其他消化系統(tǒng)疾病和呼吸道疾病（Berge等，2012）。Drackley（2008）綜述了藥物代乳品的潛在替代品，包括甘露寡糖、半乳糖、低聚果糖、大蒜素和腸道活性微生物的功能。

2.1 黃酮類化合物對犢牛新陳代謝的影響 多項(xiàng)研究考察了黃酮類化合物對犢牛新陳代謝的影響，主要關(guān)注的是葡萄糖代謝。Cermak等（2004）研究結(jié)果顯示，槲皮素在體外和體內(nèi)均對腸道葡萄糖吸收有抑制作用。Gruse等（2015）更深入地研究了槲皮素對犢牛葡萄糖代謝的影響，初乳飼喂明顯影響葡萄糖代謝，與無初乳飼喂的犢牛相比葡萄糖濃度更高，潛在的機(jī)制包括增加腸道葡萄糖吸收、乳糖酶活性和內(nèi)源性葡萄糖生產(chǎn)。盡管添加了槲皮素的無初乳犢牛在飼喂含木聚糖日糧后血漿木聚糖濃度升高，且其峰值標(biāo)記葡萄糖濃度高于無初乳犢牛，但添加槲皮素并不能完全彌補(bǔ)無初乳的發(fā)育缺陷，槲皮素也不能影響不依賴于初乳飼喂的肝糖異生或糖原分解酶的mRNA表達(dá)。

2.2 黃酮類化合物對犢牛健康的影響 Maciej等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)牛乳或代乳品中添加槲皮素時(shí)，對肝臟抗氧化酶（如過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶）和血漿氧化應(yīng)激標(biāo)記（如抗氧化能力、硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)、鐵還原能力）無顯著影響，這些措施在患病或應(yīng)激犢牛身上有所增加，但在這些研究中，犢牛接受初乳且相對健康，因此，結(jié)果不顯著可能是因?yàn)辄S酮類化合物對患病或處于應(yīng)激的犢牛最有益。

與對照組相比，接種卵球蛋白疫苗后，接種石榴提取物的犢?？僧a(chǎn)生更多的抗卵球蛋白免疫球蛋白G。因此，石榴提取物可能改善體液免疫和細(xì)胞免疫（Oliveira等，2010）。在正常生長條件下，斷奶后1周補(bǔ)充從蜂膠中提取的黃酮類化合物，在劑量和時(shí)間依賴的情況下能有效調(diào)節(jié)循環(huán)中的IgG水平，但在出生后的第一個月，低劑量的黃酮類化合物可以有效降低循環(huán)中的IgG濃度。在8周齡時(shí)，中等劑量最有效地降低了循環(huán)IgG濃度，表明瘤胃發(fā)育需要更大的劑量。作者認(rèn)為，觀察到的免疫反應(yīng)可能與黃酮類化合物的微生物影響有關(guān)，其通過限制某些類型的細(xì)菌，類黃酮可能有助于維持腸道完整性，從而調(diào)節(jié)IgG的循環(huán)水平（Yaghoubi等，2008）?？偟膩碚f，這些研究指出了一種可能性，即類黃酮補(bǔ)充劑可以在疾病、應(yīng)激有限的時(shí)期以減少循環(huán)抗體的方式促進(jìn)健康，同時(shí)增強(qiáng)應(yīng)對應(yīng)激的能力。

2.3 黃酮類化合物對犢牛生長的影響 黃酮類化合物對斷奶前生長性能的影響不尋常，且主要報(bào)道在健康狀況不佳的犢牛中。在大腸桿菌誘導(dǎo)的犢牛腹瀉病中，犢牛接受腸溶性黃酮類化合物可以提高日增重，降低糞中孢子蟲卵數(shù)量（Weyl-Feinstein等，2014），黃酮類化合物降低了腹瀉的發(fā)生率和強(qiáng)度，所以體重差異可能是由于對照組犢牛糞便大量失水造成的。盡管高劑量黃酮化合物組在6周時(shí)體重增加，但在17周時(shí)各組間體重?zé)o顯著差異，這些數(shù)據(jù)表明，增加黃酮類化合物的補(bǔ)充可以緩解犢牛向干飼料的過渡，減少代乳料的使用時(shí)間，并在4個月大時(shí)達(dá)到相似的生長速度（Yaghoubi等，2008）。在不影響采食量的情況下，補(bǔ)充黃酮類化合物可提高斷奶后的生長性能。飼喂添加發(fā)酵綠茶益生菌和混合添加劑的犢牛的日增重與單獨(dú)添加發(fā)酵綠茶益生菌的犢牛相比，前者日增重大于后者（Sarker等，2010）。日糧添加的單寧含量高或添加的果渣適口性差可能是導(dǎo)致采食量下降的原因，由于干物質(zhì)消化率不受影響，飼料攝入量的減少可能是體重增加降低的原因（Oliveira等，2010）。盡管瘤胃發(fā)酵發(fā)生了一些變化，幼齡的荷斯坦牛在濃縮料中添加了植物提取物混合物與對照組公?；蚍媚芫氐墓Ｔ隗w增重方面無顯著差異（Devant等，2007）。

3 黃酮類化合物對瘤胃發(fā)酵的影響

3.1 體外發(fā)酵 采用體外模擬瘤胃發(fā)酵方法研究黃酮類單體、多種黃酮類化合物組成的植物提取物、黃酮類化合物含量高的植物提取物和其他類次生植物代謝物的共混物。當(dāng)研究5種富含類黃酮的植物提取物時(shí)，直到72 h，干物質(zhì)降解性都無顯著差異，但盡管槲皮素和樺樹提取物檢測到的總黃酮和多酚濃度相似，但干物質(zhì)降解性的差異可能表明兩種類黃酮譜存在差異（Kim等，2015）。黃酮類化合物、楊梅素類化合物、山柰醇類化合物能降低干物質(zhì)降解性和揮發(fā)性脂肪酸總濃度，但兒茶素在降低干物質(zhì)降解性時(shí)，揮發(fā)性脂肪酸濃度并沒有降低，這表明兒茶素為微生物提供了一個替代碳源（Oskoueian等，2013）?？偠灾?，體外模擬瘤胃發(fā)酵表明，個體黃酮類化合物、楊梅素、黃酮和山奈酚對發(fā)酵產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑菌作用，但對發(fā)酵性能有負(fù)面影響。植物提取物中黃酮類化合物的組合多呈陽性反應(yīng)，同時(shí)體外試驗(yàn)結(jié)果為黃酮類化合物與瘤胃發(fā)酵的相互作用提供了有價(jià)值的初步數(shù)據(jù)。

3.2 體內(nèi)發(fā)酵 黃酮類化合物對發(fā)酵和甲烷產(chǎn)生的影響在體內(nèi)研究中不明顯，且受日糧的影響。Berger等（2012）在干乳期奶牛日糧中添加懈皮素時(shí)未檢測到瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸濃度的變化，但添加蕓香苷的泌乳奶牛瘤胃揮發(fā)性脂肪酸濃度更大。同樣，Ma等（2017）發(fā)現(xiàn)，食用桑葉類黃酮的綿羊揮發(fā)性脂肪酸濃度升高，但乙酸與丙酸的比例沒有變化。揮發(fā)性脂肪酸濃度的增加是由于有機(jī)物質(zhì)的消化率增加或類黃酮的降解。由于槲皮素在瘤胃中迅速降解，黃酮類化合物被認(rèn)為是瘤胃微生物代謝的替代碳源，可能產(chǎn)生更高的揮發(fā)性脂肪酸總濃度。但必須考慮到除了生產(chǎn)速率的變化外，吸收或通過速率的改變也會引起揮發(fā)性脂肪酸濃度的變化。桑葉類黃酮導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌和原生動物種群數(shù)量減少，同時(shí)使甲烷排放量減少12%（Ma等，2017）。相反，即使在采食量限制引起的代謝應(yīng)激下，添加蕓香苷也不會改變甲烷排放（Stoldt等，2016），作者將其研究缺乏效果歸因于沒有足夠的停留時(shí)間來抑制產(chǎn)甲烷菌。

在精加工日糧中添加黃酮類化合物可以改善瘤胃發(fā)酵，可能降低酸中毒的風(fēng)險(xiǎn)，但這些影響并沒有轉(zhuǎn)化為生長性能的改善。與離子載體莫能菌素類似，在濃縮料中添加含有木犀草素等3種植物提取物可以降低瘤胃pH，降低乙酸與丙酸的比例，但莫能菌素飼喂的公牛額外生長不是通過植物提取物混合物實(shí)現(xiàn)的（Devant等，2007）。因此，在試驗(yàn)誘導(dǎo)酸中毒時(shí)，乳酸分解菌的增加可能是pH下降減弱和接受類黃酮混合物的小母牛體內(nèi)乳酸濃度下降的原因（Seradj等，2014）。