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茶多酚作为饲料添加剂的应用现状

2019-02-15吴丹

生物化工 2019年2期
关键词:儿茶素茶多酚饲粮

吴丹

(滇西科技师范学院 生物技术与工程学院,云南临沧 677000)

我国是茶叶的故乡,有着悠久的饮茶史,茶圣陆羽的《茶经》中记载“茶之为饮,发乎神农”,可见我国的饮茶文化已经有5000多年的历史。据2016年国家统计局数据显示,我国实有茶园面积达290.21万公顷,可采摘面积为220.41万公顷,全国干茶产量为231.33万吨,2017年干茶产量达246.04万吨[1]。海关进出口统计数据显示,2016年我国茶叶出口32.87万吨,金额约14.85亿美元[2]。

我国是传统的茶叶大国,随着社会生活水平的提高,人们关注绿色健康食品的意识也迅速突显出来。茶叶作为饮品在抗衰老和免疫调节、抗癌、降脂减肥、预防治疗心血管疾病等方面的保健功能早已得到了证实。我国的茶产业虽然种植面积大但利用效率低,作为地方尤其是一些贫困地区的支柱产业,茶叶的种植规模零散,种植技术落后,不合理施用农药化肥等因素限制了我国茶产业在国际上竞争力。

我国又是畜牧大国,畜牧业的发展对提高国民收入和改善人民生活起了很大的作用。欧盟早于2016年1月就禁止在动物饲料中投放任何种类的抗生素,研究开发无毒副作用、无药残的抗生素替代物也是当下科研的热点。因此,茶叶、桑叶、中草药等天然植物的功能性饲料研究越来越受到科研人员的关注。以茶多酚作为饲料添加剂应用到畜牧业中,提高茶副产品的利用率,不仅促进了我国茶产业的发展,而且基于茶多酚的多种生物学保健功能,也能有效改善养殖动物肉质的品质,符合当下人们对有机、绿色环保等产品的消费需求。

1 茶多酚的生物学功能

茶叶中的多酚类物质属缩合鞣质(或称缩合单宁),为了区别,冠以“茶”字,称茶鞣质(或称茶单宁)。因其大部分能溶于水,所以又称水溶性鞣质。它是由黄烷醇类(儿茶素类)、黄酮类和黄酮醇类、4-羟基黄烷醇类(茶白素类)、花青素类、酚酸和缩酚酸类组成的一群复合体[3]。茶多酚类中最重要的是以儿茶素为主体的黄烷醇类,其含量占多酚类总量的70%~80%,占茶叶干重的12%~24%,儿茶素在茶树各个器官中的分布广,主要集中在茶树新梢的旺盛部分[4]。茶叶中的儿茶素主要包括简单儿茶素和酯型儿茶素,前者包括表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素(EGC)、儿茶素(C)、没食子儿茶素(GC);后者包括表儿茶素没食子酸酯(ECG)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、儿茶素没食子酸酯(CG)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)。

体内外实验表明,茶多酚是一种强抗氧化剂,它的抗氧化作用机理国内外都有研究。茶多酚发挥抗氧化作用的三大机制是抑制自由基产生、直接清除自由基和激活自由基的清除体系。茶多酚是以α-苯基苯丙吡喃为结构基础的类黄酮化合物,其中羟基取代基最为质子的供体,使其具有特殊的生理功能[4],这些生理功能与其清除自由基的抗氧化效果有密切联系。

除此之外,茶多酚还具有抑菌、抗病毒、改善肠道微生物、提高机体免疫力、调节脂代谢等生理功能。在动物饲粮中添加适量茶多酚,可增强机体免疫功能、改善生产性能和产品品质等[5]。

2 茶多酚在畜牧业中的应用

2.1 动物氧化应激的改善

氧化应激是生物机体内由于氧自由基比例失衡导致机体出现生理变化甚至发生疾病的过程[6]。茶多酚由于结构的特殊性,能直接或间接地清除和抑制自由基,激活细胞内抗氧化防御系统,调节与抗氧化相关的激素水平、酶基因和相关转录子的表达[5]。

在奶牛饲粮中添加茶多酚,能够减轻奶牛围产期和泌乳高峰期由于代谢需要的增加而导致的体内活性氧的过剩,减轻奶牛的氧化应激状态,从而预防乳房炎、子宫炎、酮病、脂肪肝等疾病的发生。同样,茶多酚的抗氧化能力也可改善家禽生产性能。在家禽饲料中添加茶多酚,可改善家禽由于氧化应激产生的不适症状,预防和缓解应激损伤。

另外,有研究报告显示,在饲料中添加茶多酚可有效防止饲料中油脂氧化,降低抗氧化成本,明显改善饲料适口性,显著延长饲料的保质期[7]。

2.2 动物生产性能的提高

李明元等[8]的研究结果显示,在饲粮中添加0.3%的茶多酚复合添加剂能极显著(p<0.01)提高育肥猪的日增质量,且同时极显著地提高猪肉的pH值,缓解猪肉变质,并对猪肉中维生素E、肌苷酸的含量有极显著的增加,使猪肉更加鲜美。晁娅梅[9]的研究结果显示,在育肥猪饲粮中添加400mg/kg的茶多酚显著改善了育肥猪的平均日增重和净增重。黎伟[10]通过对照试验表明,在肥育猪生长后期饲喂茶多酚和维生素E(基础日粮中添加40mg/kg茶多酚和200mg/kg维生素E),能够延长猪冷却肉的货架期。徐晓娟等[11]在青脚麻鸡日粮中添加茶多酚,鸡的平均体重和平均日增重都有提高趋势,并且能明显提高其饲料转化率,但饲料转化率不与茶多酚添加量成正比;还能提高鸡肉的嫩度,降低鸡的腹脂率。李桦等[12]的研究表明,在饮水中添加茶多酚,能不同程度的改善肉鸡的平均日增重,降低料重比。李卫春[13]研究指出,茶多酚能降低料肉比,且对肉鸡生产性能的影响存在性别差异。

另外,饲粮中添加茶多酚对改善水貂、仔猪、罗非鱼、虹鳟等动物的生产性能也多见报道[14-18]。由众多的研究结果可见,将适量的茶多酚添加到动物日粮中,可从动物的饲料转化率、肉质系水性、肉品质和口感等多方面改善肉用动物的生产性能。

2.3 动物免疫功能的增强

动物的免疫功能直接影响着动物的抗病能力,在规模化养殖中,许多养殖户选择在饲料中添加抗生素来帮助动物抵御疾病。近些年来,抗生素的滥用导致的“超级细菌”产生的耐药性引起了人们的高度重视,选择不添加或少添加抗生素的有机肉类也成为广大消费者的选择。茶多酚作为天然无毒副作用的绿色添加剂,其在提高动物免疫功能的作用也受到研究者的重视。

早有研究证明,茶多酚能提高荷瘤小鼠脾的相对质量和细胞数,脾是机体的重要的免疫器官,研究者认为茶多酚的免疫调节功能可能是通过脾脏造血组织向T细胞分化的结果。茶多酚能够提高荷瘤小鼠的免疫功能,有助于肿瘤的防治。另外,一定剂量的茶多酚还能激活正常小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能,但较高剂量的茶多酚对小鼠的体液免疫有抑制作用。因此,饲粮中添加茶多酚时,一定要注意适量。茶多酚在细胞免疫中的作用主要体现在提高淋巴细胞的转化功能。

郜卫华[19]报道:茶多酚可以明显促进肉仔鸡胸腺的生长,显著升高血清中免疫球蛋白的含量,提高T-淋巴细胞转化率和白细胞吞噬率。茶多酚对提高罗非鱼、肉鸡、仔猪、幼犬、兔等动物的免疫功能也见报道[20-24]。

2.4 茶多酚对微生物的抑制作用

有实验证明,绿茶在几秒内使霍乱弧菌失活,也有研究表明,茶多酚对引起人或动植物病密切相关的几个细菌类群有较显著的抑制作用,但对肠道菌群却有选择性作用,即抑制大肠杆菌、霍乱弧菌、幽门螺杆菌及金黄色葡萄球菌等有害菌,并促进双歧杆菌和乳杆菌等有益菌。茶多酚的抑菌机理是多方面的综合作用,首先茶多酚能破坏细菌的细胞膜使细菌失活,另外,茶多酚能络合微生物膜蛋白和金属离子、抑制酶活性,并抑制微生物的转录和复制。除此之外,茶多酚对真菌、病毒、支原体和螨类等多种微生物都有明显的抑制作用。

茶多酚对微生物的抑制作用在规模化密集养殖中有十分重要的意义,利用茶多酚的抑菌作用来控制病原菌,减少抗生素的使用,生产出更健康的畜禽肉,对改善我国当前食品安全状况有积极的意义。

3 结语

综合茶多酚的多项生物学功能,除作为茶饮受到人们的喜爱之外,还可将茶叶及其副产品作为饲料添加剂应用到畜牧业中。茶多酚对提高动物抗氧化能力,改善动物肉质等生产性能,提高动物免疫力,降低养殖业中抗生素的使用等,都具有现实的积极意义。由于茶多酚会影响机体对微量元素的吸收,作为饲料添加剂使用时,一定要综合考虑动物的种类、生理期、环境等多方面因素,已达到最佳的利用效果。另外,虽然茶多酚具有广谱的抗菌作用,但对于霉菌,不但完全失去抑制作用,甚至还能以茶多酚为碳源持续生长。目前对茶多酚功能的研究主要集中在人类医学中,茶多酚在生物体内的生物利用率、有效和耐受浓度及存在形式尚鲜有报道,茶多酚稳定性差、易氧化等问题亟待解决,茶多酚作为饲料添加剂在实际生产中的应用剂量及应用形式还有待进一步的探索和研究。

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