吳丹
(滇西科技師范學院 生物技術與工程學院,云南臨滄 677000)
我國是茶葉的故鄉,有著悠久的飲茶史,茶圣陸羽的《茶經》中記載“茶之為飲,發乎神農”,可見我國的飲茶文化已經有5000多年的歷史。據2016年國家統計局數據顯示,我國實有茶園面積達290.21萬公頃,可采摘面積為220.41萬公頃,全國干茶產量為231.33萬噸,2017年干茶產量達246.04萬噸[1]。海關進出口統計數據顯示,2016年我國茶葉出口32.87萬噸,金額約14.85億美元[2]。
我國是傳統的茶葉大國,隨著社會生活水平的提高,人們關注綠色健康食品的意識也迅速突顯出來。茶葉作為飲品在抗衰老和免疫調節、抗癌、降脂減肥、預防治療心血管疾病等方面的保健功能早已得到了證實。我國的茶產業雖然種植面積大但利用效率低,作為地方尤其是一些貧困地區的支柱產業,茶葉的種植規模零散,種植技術落后,不合理施用農藥化肥等因素限制了我國茶產業在國際上競爭力。
我國又是畜牧大國,畜牧業的發展對提高國民收入和改善人民生活起了很大的作用。歐盟早于2016年1月就禁止在動物飼料中投放任何種類的抗生素,研究開發無毒副作用、無藥殘的抗生素替代物也是當下科研的熱點。因此,茶葉、桑葉、中草藥等天然植物的功能性飼料研究越來越受到科研人員的關注。以茶多酚作為飼料添加劑應用到畜牧業中,提高茶副產品的利用率,不僅促進了我國茶產業的發展,而且基于茶多酚的多種生物學保健功能,也能有效改善養殖動物肉質的品質,符合當下人們對有機、綠色環保等產品的消費需求。
茶葉中的多酚類物質屬縮合鞣質(或稱縮合單寧),為了區別,冠以“茶”字,稱茶鞣質(或稱茶單寧)。因其大部分能溶于水,所以又稱水溶性鞣質。它是由黃烷醇類(兒茶素類)、黃酮類和黃酮醇類、4-羥基黃烷醇類(茶白素類)、花青素類、酚酸和縮酚酸類組成的一群復合體[3]。茶多酚類中最重要的是以兒茶素為主體的黃烷醇類,其含量占多酚類總量的70%~80%,占茶葉干重的12%~24%,兒茶素在茶樹各個器官中的分布廣,主要集中在茶樹新梢的旺盛部分[4]。茶葉中的兒茶素主要包括簡單兒茶素和酯型兒茶素,前者包括表兒茶素(EC)、表沒食子兒茶素(EGC)、兒茶素(C)、沒食子兒茶素(GC);后者包括表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、兒茶素沒食子酸酯(CG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)。
體內外實驗表明,茶多酚是一種強抗氧化劑,它的抗氧化作用機理國內外都有研究。茶多酚發揮抗氧化作用的三大機制是抑制自由基產生、直接清除自由基和激活自由基的清除體系。茶多酚是以α-苯基苯丙吡喃為結構基礎的類黃酮化合物,其中羥基取代基最為質子的供體,使其具有特殊的生理功能[4],這些生理功能與其清除自由基的抗氧化效果有密切聯系。
除此之外,茶多酚還具有抑菌、抗病毒、改善腸道微生物、提高機體免疫力、調節脂代謝等生理功能。在動物飼糧中添加適量茶多酚,可增強機體免疫功能、改善生產性能和產品品質等[5]。
氧化應激是生物機體內由于氧自由基比例失衡導致機體出現生理變化甚至發生疾病的過程[6]。茶多酚由于結構的特殊性,能直接或間接地清除和抑制自由基,激活細胞內抗氧化防御系統,調節與抗氧化相關的激素水平、酶基因和相關轉錄子的表達[5]。
在奶牛飼糧中添加茶多酚,能夠減輕奶牛圍產期和泌乳高峰期由于代謝需要的增加而導致的體內活性氧的過剩,減輕奶牛的氧化應激狀態,從而預防乳房炎、子宮炎、酮病、脂肪肝等疾病的發生。同樣,茶多酚的抗氧化能力也可改善家禽生產性能。在家禽飼料中添加茶多酚,可改善家禽由于氧化應激產生的不適癥狀,預防和緩解應激損傷。
另外,有研究報告顯示,在飼料中添加茶多酚可有效防止飼料中油脂氧化,降低抗氧化成本,明顯改善飼料適口性,顯著延長飼料的保質期[7]。
李明元等[8]的研究結果顯示,在飼糧中添加0.3%的茶多酚復合添加劑能極顯著(p<0.01)提高育肥豬的日增質量,且同時極顯著地提高豬肉的pH值,緩解豬肉變質,并對豬肉中維生素E、肌苷酸的含量有極顯著的增加,使豬肉更加鮮美。晁婭梅[9]的研究結果顯示,在育肥豬飼糧中添加400mg/kg的茶多酚顯著改善了育肥豬的平均日增重和凈增重。黎偉[10]通過對照試驗表明,在肥育豬生長后期飼喂茶多酚和維生素E(基礎日糧中添加40mg/kg茶多酚和200mg/kg維生素E),能夠延長豬冷卻肉的貨架期。徐曉娟等[11]在青腳麻雞日糧中添加茶多酚,雞的平均體重和平均日增重都有提高趨勢,并且能明顯提高其飼料轉化率,但飼料轉化率不與茶多酚添加量成正比;還能提高雞肉的嫩度,降低雞的腹脂率。李樺等[12]的研究表明,在飲水中添加茶多酚,能不同程度的改善肉雞的平均日增重,降低料重比。李衛春[13]研究指出,茶多酚能降低料肉比,且對肉雞生產性能的影響存在性別差異。
另外,飼糧中添加茶多酚對改善水貂、仔豬、羅非魚、虹鱒等動物的生產性能也多見報道[14-18]。由眾多的研究結果可見,將適量的茶多酚添加到動物日糧中,可從動物的飼料轉化率、肉質系水性、肉品質和口感等多方面改善肉用動物的生產性能。
動物的免疫功能直接影響著動物的抗病能力,在規模化養殖中,許多養殖戶選擇在飼料中添加抗生素來幫助動物抵御疾病。近些年來,抗生素的濫用導致的“超級細菌”產生的耐藥性引起了人們的高度重視,選擇不添加或少添加抗生素的有機肉類也成為廣大消費者的選擇。茶多酚作為天然無毒副作用的綠色添加劑,其在提高動物免疫功能的作用也受到研究者的重視。
早有研究證明,茶多酚能提高荷瘤小鼠脾的相對質量和細胞數,脾是機體的重要的免疫器官,研究者認為茶多酚的免疫調節功能可能是通過脾臟造血組織向T細胞分化的結果。茶多酚能夠提高荷瘤小鼠的免疫功能,有助于腫瘤的防治。另外,一定劑量的茶多酚還能激活正常小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬功能,但較高劑量的茶多酚對小鼠的體液免疫有抑制作用。因此,飼糧中添加茶多酚時,一定要注意適量。茶多酚在細胞免疫中的作用主要體現在提高淋巴細胞的轉化功能。
郜衛華[19]報道:茶多酚可以明顯促進肉仔雞胸腺的生長,顯著升高血清中免疫球蛋白的含量,提高T-淋巴細胞轉化率和白細胞吞噬率。茶多酚對提高羅非魚、肉雞、仔豬、幼犬、兔等動物的免疫功能也見報道[20-24]。
有實驗證明,綠茶在幾秒內使霍亂弧菌失活,也有研究表明,茶多酚對引起人或動植物病密切相關的幾個細菌類群有較顯著的抑制作用,但對腸道菌群卻有選擇性作用,即抑制大腸桿菌、霍亂弧菌、幽門螺桿菌及金黃色葡萄球菌等有害菌,并促進雙歧桿菌和乳桿菌等有益菌。茶多酚的抑菌機理是多方面的綜合作用,首先茶多酚能破壞細菌的細胞膜使細菌失活,另外,茶多酚能絡合微生物膜蛋白和金屬離子、抑制酶活性,并抑制微生物的轉錄和復制。除此之外,茶多酚對真菌、病毒、支原體和螨類等多種微生物都有明顯的抑制作用。
茶多酚對微生物的抑制作用在規模化密集養殖中有十分重要的意義,利用茶多酚的抑菌作用來控制病原菌,減少抗生素的使用,生產出更健康的畜禽肉,對改善我國當前食品安全狀況有積極的意義。
綜合茶多酚的多項生物學功能,除作為茶飲受到人們的喜愛之外,還可將茶葉及其副產品作為飼料添加劑應用到畜牧業中。茶多酚對提高動物抗氧化能力,改善動物肉質等生產性能,提高動物免疫力,降低養殖業中抗生素的使用等,都具有現實的積極意義。由于茶多酚會影響機體對微量元素的吸收,作為飼料添加劑使用時,一定要綜合考慮動物的種類、生理期、環境等多方面因素,已達到最佳的利用效果。另外,雖然茶多酚具有廣譜的抗菌作用,但對于霉菌,不但完全失去抑制作用,甚至還能以茶多酚為碳源持續生長。目前對茶多酚功能的研究主要集中在人類醫學中,茶多酚在生物體內的生物利用率、有效和耐受濃度及存在形式尚鮮有報道,茶多酚穩定性差、易氧化等問題亟待解決,茶多酚作為飼料添加劑在實際生產中的應用劑量及應用形式還有待進一步的探索和研究。