袁天翔

長(zhǎng)春職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130000

近年來(lái)，隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的大力開(kāi)展，養(yǎng)殖業(yè)和飼料行業(yè)也得到了飛速的發(fā)展，企業(yè)在注重畜禽生產(chǎn)性能和料肉比的同時(shí)，對(duì)胴體品質(zhì)和飼料品質(zhì)也提出了更高的要求。一直以來(lái)，使用抗生素、促生長(zhǎng)類(lèi)飼料添加劑可以有效促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)并提高養(yǎng)殖效率，但長(zhǎng)期使用對(duì)于食品安全和環(huán)境污染也帶來(lái)了較大的隱患，嚴(yán)重制約著我國(guó)畜牧業(yè)和飼料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。所以從2020年1月起，國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部明確規(guī)定禁止在畜禽飼料中使用藥物類(lèi)添加劑，表明以抗生素類(lèi)藥物為代表的飼料添加劑將全部退出飼料市場(chǎng)。從目前形勢(shì)來(lái)看，亟需尋找替代品來(lái)增強(qiáng)飼料添加劑中的抗病活性，使畜禽能夠健康生長(zhǎng)。中草藥、植物提取物等活性成分逐漸被越來(lái)越多的飼料企業(yè)所重視并進(jìn)行合理使用。槲皮素作為較常見(jiàn)的植物中提取的黃酮醇類(lèi)物質(zhì)，在很多中草藥、植物以及水果中廣泛存在，其作為食品添加劑或營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，具有促進(jìn)動(dòng)物消化吸收、提高機(jī)體免疫機(jī)能、改善畜禽胴體品質(zhì)等功能，據(jù)相關(guān)研究表明，槲皮素對(duì)于奶牛來(lái)說(shuō)還有提高泌乳量的作用。本文通過(guò)對(duì)槲皮素生理功能及在奶牛飼料添加劑中應(yīng)用進(jìn)行綜述，為今后奶牛飼養(yǎng)中形成安全、有效、綠色飼料添加劑提供理論依據(jù)。

1 槲皮素的來(lái)源及理化性質(zhì)

1.1 槲皮素的來(lái)源

槲皮素作為一種黃酮類(lèi)化合物廣泛存在于自然界中，可在很多種蔬菜、水果等植物或中草藥中找到，如蘋(píng)果、洋蔥、銀杏、車(chē)?yán)遄?、三七、黃芪等，也有人在蜂膠、紅酒、綠茶和橄欖油等食物中提取到了槲皮素，其生理作用對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物的健康具有較多的有益作用。

1.2 理化性質(zhì)

槲皮素的分子式為 C15H10N7，分子結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為3，3',4',5，7—五羥基黃酮。從槲皮素化學(xué)結(jié)構(gòu)可以看出，A環(huán)和B環(huán)為典型芳香族結(jié)構(gòu)，而C環(huán)屬于雜環(huán)結(jié)構(gòu)，正是因?yàn)镃環(huán)這一雜環(huán)結(jié)構(gòu)具有多樣性，可以形成黃酮類(lèi)化合物多種亞類(lèi)，如黃烷酮、黃酮醇、黃酮、花青素和異黃酮等。槲皮素廣泛存在于植物中，且大部分以糖苷衍生物的形式存在。雖然槲皮素化學(xué)結(jié)構(gòu)中存在4個(gè)酚羥基結(jié)構(gòu)，但槲皮素平面型的分子結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其在液體中的溶解性較差，難溶于水分子，在液體中很難被分解，加之化學(xué)降解性同樣較低，尤其是在如動(dòng)物體內(nèi)的堿性環(huán)境中，最終導(dǎo)致其在動(dòng)物體內(nèi)具有較低的生物利用效率。近些年，通過(guò)許多科研人員的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)槲皮素結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的改造和修飾，可以極大程度地提高其在液體中的溶解能力，并最終合成可在動(dòng)物體內(nèi)高效率利用的化合物，也有學(xué)者通過(guò)聚合物納米顆粒技術(shù)，將槲皮素以靶向定位的方式進(jìn)行運(yùn)送，極大程度地發(fā)揮其生物學(xué)活性，以達(dá)到預(yù)期效果。除此之外，槲皮素分子結(jié)構(gòu)中還含有5個(gè)羥基，從生物活性方面進(jìn)行判斷，羥基數(shù)量和抗氧化能力成正比關(guān)系，相鄰羥基數(shù)量越多，則抗氧化能力越強(qiáng)，從結(jié)構(gòu)來(lái)看，槲皮素含有5個(gè)羥基，所以可以得出結(jié)論，槲皮素具有較強(qiáng)的抗氧化作用[1]。

2 生理功能

2.1 抗氧化功能

黃酮類(lèi)物質(zhì)是天然的植物多酚類(lèi)化合物，最主要的生物學(xué)功能便是抗氧化性，存在范圍廣、利用效率高。槲皮素作為典型的黃酮類(lèi)物質(zhì)，是人和動(dòng)物攝入最多的黃酮類(lèi)物質(zhì)之一，其抗氧化功能在動(dòng)物體內(nèi)和體外均有功效。有研究學(xué)者通過(guò)槲皮素對(duì)奶牛乳腺上皮細(xì)胞抗氧化性能和乳脂合成的影響表明，槲皮素能夠有效提高奶牛乳腺上皮細(xì)胞的抗氧化功能，進(jìn)而增強(qiáng)乳腺細(xì)胞的活性并降低乳脂的合成，表明槲皮素能增強(qiáng)機(jī)體內(nèi)細(xì)胞組織的抗氧化能力。槲皮素在體內(nèi)主要作用于血管的內(nèi)皮細(xì)胞，提高一氧化氮含量和外周血總抗氧化能力，以此來(lái)提高抗氧化功能[2]。在體外主要體現(xiàn)在消除羥自由基、單線態(tài)氧以及超氧陰離子實(shí)現(xiàn)抗氧化功能。此外，槲皮素還可以提高谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶等抗氧化酶的活性，從而促進(jìn)酶的活性，使表達(dá)效果增強(qiáng)，起到抗氧化作用。研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)物發(fā)生病理變化時(shí)，槲皮素可以通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)谷胱甘肽水平整合機(jī)體的解毒功能，進(jìn)而有效清除體內(nèi)過(guò)量的活性氧，達(dá)到提高機(jī)體抗氧化能力的效果。

2.2 抗菌功能

槲皮素在人類(lèi)醫(yī)學(xué)或動(dòng)物醫(yī)學(xué)中作為一種植物性殺菌劑，因?yàn)榫哂胁灰滓鹉退幮缘奶攸c(diǎn)近些年被廣泛關(guān)注，具有良好的廣譜抗菌性和體內(nèi)外抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的作用。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，槲皮素對(duì)殺滅多種細(xì)菌有明顯療效，包括金黃色葡萄桿菌、沙門(mén)氏菌、枯草芽孢桿菌以及較常見(jiàn)的大腸桿菌等，對(duì)革蘭氏陰性菌更加敏感，殺菌作用強(qiáng)于革蘭氏陽(yáng)性菌[3]。幽門(mén)螺旋桿菌感染鼠胃腸黏膜的試驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯勘砻?，槲皮素在幽門(mén)腔黏膜和胃體黏膜中能導(dǎo)致細(xì)菌數(shù)量的顯著減少，表明槲皮素除了可在體外抗菌以外，在體內(nèi)抗菌的作用也十分明顯，且其抗菌能力與細(xì)菌的群感效應(yīng)基因表達(dá)和抑制細(xì)菌生物膜形成有較大相關(guān)性。

2.3 抗癌功能

槲皮素的抗癌功效主要體現(xiàn)在針對(duì)性較強(qiáng)，可直接作用于癌細(xì)胞，使細(xì)胞死亡，對(duì)機(jī)體正常組織細(xì)胞損傷較小。且在癌細(xì)胞死亡的同時(shí)，對(duì)抗致癌和促癌因子，從而抑制癌細(xì)胞數(shù)量增殖和生長(zhǎng)，作用明顯[4]。槲皮素還可通過(guò)抑制細(xì)胞色素P-450和磺基轉(zhuǎn)移酶活性而減少雜環(huán)胺類(lèi)等致癌前體物質(zhì)的生成。另外，槲皮素還可通過(guò)逆轉(zhuǎn)癌癥的多藥性和耐藥性，與其他抗癌藥物共同起到藥物聯(lián)合的作用，發(fā)揮自身療效的同時(shí)，增強(qiáng)其他抗癌藥的效果。槲皮素可誘導(dǎo)乳腺癌、結(jié)直腸癌、前列腺癌細(xì)胞的凋亡,通過(guò)NF-κB途徑抑制癌細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期阻滯,從而降低肺癌、膀胱癌、結(jié)腸癌等的核苷二磷酸激酶β活性,有效預(yù)防癌癥。

2.4 消炎功能

所謂炎癥，是指由不同種類(lèi)的細(xì)胞和細(xì)胞因子參與其中并受多種信號(hào)通路調(diào)節(jié)的復(fù)雜反應(yīng)，對(duì)動(dòng)物機(jī)體損傷較大。降低炎癥是槲皮素核心作用之一，效果比較顯著。槲皮素可直接調(diào)控白細(xì)胞并通過(guò)細(xì)胞信號(hào)通路中的蛋白激酶和磷酸酶來(lái)改善炎癥以及影響機(jī)體免疫。對(duì)于槲皮素的眾多研究成果中均顯示，在人類(lèi)或動(dòng)物體內(nèi)外不同細(xì)胞類(lèi)型，均可通過(guò)抑制炎癥酶類(lèi)物質(zhì)和炎癥細(xì)胞因子來(lái)進(jìn)行抗炎癥作用，雖然利用率不高，且易轉(zhuǎn)化成其他衍生物，但產(chǎn)生的衍生物對(duì)于槲皮素的消炎作用不會(huì)產(chǎn)生不良影響。槲皮素還可直接或間接作用于機(jī)體中較常見(jiàn)的內(nèi)毒素-脂多糖，通過(guò)抑制脂多糖誘發(fā)巨噬細(xì)胞腫瘤壞死因子-α（TNF-α），從而抑制機(jī)體炎癥的產(chǎn)生。除以上功能以外，對(duì)于槲皮素的報(bào)道還證實(shí)其具有保護(hù)肝臟器官、保護(hù)心腦血管、調(diào)節(jié)脂肪代謝、調(diào)節(jié)血脂濃度以及抗血栓等，具體實(shí)驗(yàn)均可以在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)，以便進(jìn)行下一步研究[5]。

2.5 抗病毒作用

加拿大公共衛(wèi)生局邱香果教授等已經(jīng)證實(shí)，槲皮素3-β-O-D-葡萄糖苷（Q3G）包含一個(gè)葡萄糖苷分子，是槲皮素的天然衍生物。被攝取后顯示出更好的溶解性和生物活性。早前的研究聚焦于槲皮素及其衍生物的抗癌、提升免疫力和治療代謝相關(guān)疾病的療效上，最近邱香果教授等的研究表明這些化合物還具有廣譜抗病毒的效果，如抗流感病毒、基孔肯雅病毒、EB病毒、乙肝病毒、丙肝病毒、馬雅羅病毒及埃博拉病毒等[6]。

2.6 其他功能

槲皮素作為較為常見(jiàn)，且被廣泛利用在人類(lèi)和動(dòng)物膳食中的黃酮類(lèi)化合物之一，除了上述功能以外，研究表明槲皮素還具有抗肥胖、心臟保護(hù)、抗血栓、降低血壓血脂、抗纖維化等多項(xiàng)功能。人類(lèi)在食用蔬菜和水果過(guò)程中，可以通過(guò)槲皮素其多酚類(lèi)物質(zhì)潛移默化的影響內(nèi)皮細(xì)胞功能來(lái)降低心腦血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)；攝入體內(nèi)的槲皮素可以調(diào)節(jié)體內(nèi)抗氧化酶等物質(zhì)的基因表達(dá)來(lái)預(yù)防氧化應(yīng)激，有效預(yù)防缺血性心臟病、高血壓、中風(fēng)偏癱以及心力衰竭等疾病。以上功能對(duì)于動(dòng)物同樣有效，某些具體功能在畜禽方面的應(yīng)用可以通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步研究和證實(shí)。

3 槲皮素在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用

筆者通過(guò)飼養(yǎng)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加槲皮素，對(duì)奶牛的產(chǎn)奶能力和抗病性的提高均具有積極作用，具體表現(xiàn)為：可以有效提高奶牛免疫功能，提高產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率以及乳糖率，有效降低牛奶中尿素氮的含量，增強(qiáng)奶牛對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率，對(duì)奶牛提高料重比、降低死淘率及提高器官指數(shù)均有促進(jìn)作用，且對(duì)奶牛腸絨毛、腸道內(nèi)容物酸堿值和微生物數(shù)量具有積極影響。綜上所述，通過(guò)在奶牛飼料中添加適量槲皮素，能夠有效提高奶牛產(chǎn)奶量、增強(qiáng)乳品質(zhì)，提高奶牛抗病能力[7]。

3.1 提高奶牛生產(chǎn)性能

奶牛生產(chǎn)性能高低很大程度取決于飼料尤其是精料的利用率，奶牛屬于反芻動(dòng)物，依靠瘤胃對(duì)營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行消化吸收，瘤胃中富含各種微生物，如瘤胃細(xì)菌、厭氧真菌及少量噬菌體等。研究證明，槲皮素在瘤胃內(nèi)的生物利用率較低，發(fā)揮作用不明顯，而通過(guò)瘤胃部位后的生物利用率則接近豬、雞等單位動(dòng)物的消化吸收水平，生物利用率明顯增強(qiáng)，因此過(guò)瘤胃添加槲皮素可充分發(fā)揮其功能，促進(jìn)消化吸收作用，提高生產(chǎn)性能。此外，還有試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，槲皮素還可通過(guò)提髙奶牛精料中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的存留率、增大采食量、提高日增重等生產(chǎn)性能相關(guān)指標(biāo)，促進(jìn)奶牛生長(zhǎng)。

3.2 提高奶牛抗病能力

現(xiàn)代畜牧業(yè)生產(chǎn)中，感染疾病造成畜禽死亡，是導(dǎo)致養(yǎng)殖效益下降的最主要原因。槲皮素作為廣泛存在的黃酮類(lèi)化合物，具有抗菌、消炎、提高免疫功能以及調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體菌群平衡等多項(xiàng)功能，已被證實(shí)可有效提高畜禽自身免疫機(jī)能、調(diào)節(jié)腸道菌群，從而有效提高畜禽抗病能力的功效。

奶牛處于圍產(chǎn)期時(shí)，由于采食量降低導(dǎo)致攝入能量不足，機(jī)體難以滿(mǎn)足泌乳的需要，此時(shí)奶牛會(huì)分解體內(nèi)脂肪提供能量，當(dāng)奶牛肝臟吸收的脂質(zhì)超過(guò)其分泌和氧化的含量時(shí)，奶牛就會(huì)產(chǎn)生脂肪肝，脂肪肝發(fā)生的同時(shí)會(huì)造成肝臟組織損傷和肝細(xì)胞功能下降。研究證明，槲皮素能有效降低肝臟脂肪聚積，有效預(yù)防脂肪肝的發(fā)生。除此以外，槲皮素還可提高奶牛血液中胰島素的含量，從而降低葡萄糖的吸收作用，與在人糖尿病中的作用相類(lèi)似，且對(duì)糖代謝的相關(guān)基因不產(chǎn)生顯著影響，因此槲皮素可通過(guò)促進(jìn)胰島素的分泌、降低其他組織對(duì)葡萄糖的吸收而降低血液中葡萄糖的含量，從而促進(jìn)奶牛機(jī)體健康生長(zhǎng)。

3.3 提高奶牛產(chǎn)乳性能

研究表明，在奶牛瘤胃中長(zhǎng)期灌服槲皮素的衍生物-蘆丁，可使奶牛產(chǎn)奶量提高10%左右，且對(duì)乳品質(zhì)無(wú)顯著影響，效果明顯[4]。在飼料中添加槲皮素可提高奶牛泌乳期牛乳中的乳蛋白含量，且不影響乳糖和乳脂含量，這一結(jié)果的產(chǎn)生與前文提到的槲皮素可提高血液中胰島素含量關(guān)系密切。2007年陳光明利用槲皮素對(duì)奶牛乳腺上皮細(xì)胞抗氧化性能和乳脂合成試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，槲皮素能夠有效提高奶牛乳腺上皮細(xì)胞的抗氧化能力進(jìn)而提高乳腺細(xì)胞活性，并通過(guò)抑制脂肪酸合成酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)，提高奶牛產(chǎn)奶性能，降低乳脂率[6]。

3.4 提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝率

在奶牛飼養(yǎng)過(guò)程中，提高蛋白質(zhì)利用率會(huì)極大提高機(jī)體中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收代謝率。研究發(fā)現(xiàn)，在奶牛飼糧中添加槲皮素可有效增強(qiáng)腸胃中蛋白酶活性，并可通過(guò)激活雷帕霉素靶蛋白信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑來(lái)促進(jìn)蛋白質(zhì)的沉積并提高蛋白質(zhì)在消化吸收過(guò)程中的利用率。槲皮素可通過(guò)調(diào)控氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)載體的表達(dá)來(lái)提高小腸上皮細(xì)胞對(duì)蛋白質(zhì)的利用效率[7]。此外，利用槲皮素對(duì)體外培養(yǎng)奶牛小腸上皮細(xì)胞生長(zhǎng)影響結(jié)果分析可以得知，槲皮素能夠有效提高奶牛小腸上皮細(xì)胞的抗氧化酶活性，降低小腸上皮細(xì)胞產(chǎn)生活性氧，進(jìn)而抑制上皮細(xì)胞的凋亡，促進(jìn)細(xì)胞活性，從而有效提高小腸上皮細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括蛋白質(zhì)的消化吸收率，增強(qiáng)蛋白質(zhì)的利用效率。

4 小結(jié)

目前，槲皮素在奶牛生產(chǎn)性能方面的諸多應(yīng)用還處于起步階段，許多功能還有待研究和開(kāi)發(fā)。從當(dāng)前的研究來(lái)看，槲皮素具有抗菌、消炎、抗癌、抗氧化等多種有益功能，可作為新一代綠色、安全的飼料添加劑成分，在國(guó)家對(duì)促生長(zhǎng)類(lèi)藥物、抗生素等成分禁止使用的情況下，將槲皮素添加到奶牛飼料中，可有效提高奶牛生產(chǎn)性能，增強(qiáng)奶牛抗病能力，提高產(chǎn)奶量、降低乳脂率，從而增加養(yǎng)殖收益，應(yīng)用前景非常廣闊，同時(shí)也為新型飼料添加劑的研發(fā)與生產(chǎn)提供了依據(jù)。但不可否認(rèn)的是，目前市場(chǎng)中槲皮素的相關(guān)產(chǎn)品在制作過(guò)程中存在問(wèn)題，具有較大的局限性，諸如產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)比較昂貴、生產(chǎn)工藝還不完善、相關(guān)設(shè)備有待開(kāi)發(fā)、生物活性明確但作用機(jī)理還需深入研究等，最主要的問(wèn)題還是使用劑量尚不明確，需要科研工作者和相關(guān)科研單位通過(guò)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)和數(shù)據(jù)進(jìn)行有針對(duì)性的研究，使其早日形成產(chǎn)品投入市場(chǎng)，助力奶牛無(wú)抗養(yǎng)殖早日步入正軌。