禚建樹, 安 沙, 呂尊周, 王 萍, 王正國, 張前防, 黃李蓉, 燕 磊,2*
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在我國, 多數的廉價茶葉和茶葉加工副產物的利用率較低,近年來,隨著家禽飼料研究的深入發展,綠色無公害飼料的開發顯得尤為重要,而茶作為一種富含生物活性物質的植物, 在家禽飼料營養領域的應用潛力極大。 本文針對茶在家禽養殖領域的研究進展進行歸納, 為茶葉及其副產物在家禽生產中的應用提供參考。
茶葉富含多種活性物質, 具有促進脂質代謝、提高免疫力及抗氧化作用。早在1981 年,印度已經開始嘗試將茶葉加工后的廢料作為一種潛在的家禽飼料來源(Konwar 等,1986),這能有效降低茶葉資源的浪費,并且能夠節約飼料生產成本。 近期研究發現,飼料中添加茶葉粉可以減少肉雞體內抗藥性微生物的數量,增加肉雞體重,改善肉雞的生長性能,因此也可以將茶葉作為一種理想的抗生素替代物應用于飼料添加劑領域(Rahman 等,2018)。
茶葉中的活性物質主要包括茶多酚、 茶氨酸和茶皂素等,其中,茶多酚的含量占茶葉干物質的20%~30%(周巧儀等,2018), 是茶葉中多酚類物質的總稱,稠環芳香烴的一種,為淺黃綠色粉末狀,有輕微苦澀味,主要成分包括表兒茶素(EC)、表沒食子兒茶素(EGC)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)以及表沒食子兒茶素-3-沒食子酸酯(EGCG)四種物質(Ahmad 等,1997),茶多酚在自然界中來源廣泛,除在茶葉中可以提取外,松枝、葡萄籽和石榴中也可提取出來,可以作為一種理想的飼料添加劑應用于家禽養殖中(Pasrija 等,2015)。
茶氨酸占茶葉中游離氨基酸總量的40% ~70%(Mukai 等,1992), 其分子式為CH3CH2NHCO(CH2)2-CH(NH2)-COOH(Nathan 等,2006),有D 型茶氨酸和L 型茶氨酸, 其中L 型茶氨酸具有很高的生物學活性, 而D 型茶氨酸活性則很低(Vuong 等,2011)。茶氨酸具有抗腫瘤、抗氧化、放松和保護神經等重要功效, 在食品和醫藥領域深受重視。研究發現,茶氨酸能夠通過增加腫瘤細胞對抗腫瘤藥物的生物藥效率來達到高效的抗腫瘤作用(Sharma 等,2018),Li 等(2018)研究表明,L-茶氨酸可以提高H9C2細胞的抗氧化能力, 防止H2O2誘導的細胞凋亡;此外,茶氨酸也可以直接提供抗帕金森相關神經毒素物質以保護神經,能夠對谷氨酸受體激動劑介導的腦損傷起預防作用, 保護腦卒中大鼠體內的神經細胞(Zukhurova等,2013;Cho 等,2008)。
茶皂素在茶葉中的含量為4% ~6%,呈白色細微柱狀晶體,其味苦澀,分子式為C57H90O26,分子量為1203,是廣泛存在于山茶科(茶、山茶、油茶) 植物中的一類齊墩果烷型三萜類皂甙混合物(李國武等,2016),具有抗氧化、免疫調節及防突變等多種生物學活性,是茶葉中重要的功能物質。茶皂素通常情況下多以茶籽皂苷+茶葉皂苷混合物的形式存在,其結構也因茶的品種、產地等因素而復雜多變(李國武等,2016),此外,茶皂素也可以作為一種高效抗氧化劑應用于家禽養殖(Chi等,2017)。
2.1 茶葉活性物質對家禽生產性能的影響 研究表明,日糧中添加一定劑量的茶多酚、茶氨酸和茶皂素均能有效改善家禽的生產性能(Saeed 等,2018;羅獻梅等,2011;陳瑋等,2010),曹兵海等(2003)研究發現,410 mg/kg 的茶多酚可以有效降低28 ~42 日齡母肉雞的死亡率,降幅達62.5%,對料重比、體增重有輕微改善但并不顯著(料重比降低1.6%,體增重升高2.2%),同時研究還發現,茶多酚的添加能夠有效改善肉雞的腸道微環境,410 mg/kg 的茶多酚能夠使28 ~42 日齡的肉雞腸道內鏈球菌數量下降19%,葡萄球菌數量下降42%, 腸桿菌的數量下降11%(Cao 等,2018);羅獻梅等(2011)研究表明,在飼料中添加250、500、1000 mg/kg 的茶多酚均可使肉鴨的生產性能得到提升, 其中500 mg/kg 與1000 mg/kg 的茶多酚添加效果最為顯著,分別使日增重增加7.3%、9.7%,料重比分別降低8.8%、11%, 兩者均使肉鴨的死亡率降低5%。
茶氨酸的鮮爽氣味能夠提高飼料的適口性,有效緩解茶葉中咖啡堿與茶多酚的苦澀味, 提高家禽的生長性能 (彭思敏等,2018), 而Xu 等(2012)發現,與春季綠茶相比,夏季綠茶中茶氨酸含量下降,茶多酚及咖啡堿的含量上升,導致夏季綠茶苦澀味加重。 Saeed 等(2018)研究表明,基礎日糧中添加200 mg/kg 的茶氨酸能夠使1 ~21 日齡的肉雞體重增加22.7%、料重比下降11.8%,使22 ~42 日齡的肉雞體重增加19.5%、料重比下降10.7%,全期來看(1 ~42 日齡),200 mg/kg 的茶氨酸能夠使肉雞體重增加15.1%、 料重比下降6.6%,而茶氨酸針對熱應激下家禽生產性能的改善也具有積極作用,汪麗偉等(2016)通過對180只蛋用仔公雞的研究發現,舍溫(32±3)℃,濕度70%熱應激條件下,400 mg/kg 茶多酚+200mg/kg茶氨酸的混合制劑能夠使仔公雞日增重提高6.6%,除此之外,飼糧中添加L-茶氨酸還可以使肉色顯著改善(Saeed 等,2018)。
茶皂素的使用不僅能使家禽的生產性能得到提高,還能明顯改善禽肉產品的質量,陳瑋(2011)研究發現,日糧中添加500 mg/kg 茶皂素后,肉雞的平均日增重提高8.74%, 料重比下降15.52%,300 mg/kg 及400 mg/kg 的茶皂素添加量也能夠使肉雞的料重比分別下降5.6%和10.3%, 此外,500 mg/kg 的茶皂素能夠使肉雞的胸肌、腿肌剪切力分別下降17.19%、29.17%,400 mg/kg 的茶皂素能夠使胸肌、腿肌的滴水損失分別降低11.19%和13.51%。 而何夢曉等(2017)研究表明,肉雞在21日齡感染雞球蟲后,使用添加250 mg/kg 茶多酚+150 mg/kg 茶皂素混合制劑的飼料能夠使肉雞的日增重比對照組提高36%,并且日增重、料重比等生產性能指標與抗生素添加組(200 mg/kg 甲基鹽霉素)相比得到輕微改善但并不顯著。
2.2 茶葉活性物質對家禽脂質代謝、免疫力及抗氧化能力的影響 茶多酚能夠通過抑制肉雞肝臟中脂質代謝基因的表達來降低肉雞腹部皮下脂肪、血清中總膽固醇、低密度蛋白膽固醇和甘油三酯的含量, 也可通過抑制脂肪酸合成以及刺激脂肪的分解來減輕肉雞的過度肥胖和血脂水平,此外,Amp 激活蛋白激酶(AMPK)的激活也是茶多酚調控肝臟脂質代謝的另一種潛在機制, 可以降低脂質的合成,促進脂肪的分解,降低肉雞的肥胖率(Huang 等,2017;Huang 等,2013)。Eid 等(2003)發現,飼料中添加茶多酚能夠使肉雞肝臟的重量減輕,使肌肉和肝臟中硫代巴比妥酸反應物(TBARS)的濃度降低。茶多酚還可顯著降低肉雞腸菌群數量以 及 菌 群 代 謝 產 物 (Cao 等,2018),Terada 等(1993)研究表明,在添加茶多酚的后期,益菌乳酸菌的數目增加9.3%,腸桿菌的數量減少6.4%,并伴有明顯的除臭效果。 錢麗紅等(2010)研究表明,茶多酚具有明顯的抗菌作用,尤其對葡萄球菌及綠膿桿菌,其能夠抑制細菌細胞蛋白的表達,使細菌酶的活性降低,影響細菌的正常生理功能。 茶多酚在肉雞體內還有高效的抗氧化應激和抗炎癥反應的功能(Mi 等,2008)。 有研究發現,茶多酚不但可以減少多氯聯苯(Aroclor1254)和次黃嘌呤-黃嘌呤氧化體系(HX-XO)誘導產生的毒素量,使睪丸細胞內的抗氧化系統得以恢復(Mi 等,2008),還可以通過皮質酮途徑降低肉雞的氧化應激反應(Eid 等,2003)。黃進寶等(2017)研究顯示,茶多酚在飼糧中的添加量達到160 mg/kg 時,肉雞體內的二十二碳五烯酸(EPA)含量升高32.8%。
茶氨酸對家禽免疫力的提升有至關重要的作用,文慧等(2012)研究表明,400 mg/kg 的L-茶氨酸能夠使黃羽肉雞前期腸道分泌性免疫球蛋白A(SIgA) 水平提高45.6%, 后期血清白細胞介素2(IL-2)、白細胞介素4(IL-4)以及干擾素γ(IFN-γ)含量分別提高40.3%、25%和54.3%,從而增強肉雞的免疫功能。 炎癥誘導因子脂多糖(LPS)可引起肉雞體內α1-酸性糖蛋白(α1-AGP)(Packialakshmi等,2016)以及白細胞介素6(IL-6)水平升高(Szot等,2017),對肉雞的生長發育造成不良影響,而L-茶氨酸能夠減緩肉雞體內α1-AGP 和IL-6 升高的趨勢(Li 等,2018), 從而有效地改善肉雞體內由LPS 誘導的免疫應激反應, 使免疫器官指數升高;Saeed 等(2018)研究還發現,L-茶氨酸可以使肉雞血清總膽固醇含量降低, 其添加量為200 mg/kg時, 肉雞血液中SOD 和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)水平顯著提高,肉雞機體抗氧化能力得到改善, 而除以上功效外,L-茶氨酸還具有激活機體天然免疫反應的作用(Miyagawa 等,2008)。
環磷酰胺能夠誘導動物機體產生氧化應激反應并引起免疫抑制現象 (Wei 等,2012),Chi 等(2017)研究表明,在肉雞體內注射環磷酰胺的條件下, 茶皂素能夠使肉雞體內輔酶A 的分泌、LPS 誘導的淋巴細胞增殖、 血清新城疫病毒抗體的產生、傳染性支氣管炎病毒抗體的產生均得到增強,證明茶皂素可以使環磷酰胺誘導的免疫抑制有所緩解,此外, 茶皂素也可使肉雞體內的超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶以及抗壞血酸等水平提高,降低丙二醛和蛋白質羧基水平(Wei 等,2012),增強肉雞的抗氧化能力。 Ueda 等(2000)研究發現,在高膽固醇和高油脂飲食條件下,茶皂素具有降低肉雞體內膽固醇含量的功能。
茶葉在家禽飼料中的產品形式可分為3 種:茶葉粉 (Biswas 等,2000)、 茶葉副產物 (Yang 等,2003)及茶葉提取物(Farahat 等,2016),以茶葉粉的添加最為常見。而不同產品形式會對家禽的生產性能造成不同的影響。
茶葉粉是茶葉經瞬間粉碎法,以茶葉粉末形式添加到家禽飼料中。在蛋雞飼料中添加茶葉粉可降低蛋黃中脂質的含量,也可使雞蛋中的凝膠比例和碳水化合物含量以及產蛋量明顯上升(Biswas 等,2000)。Uuganbayar 等(2005)研究發現,綠茶粉的添加有助于降低蛋黃中膽固醇的含量,當蛋雞飼料中茶葉粉的添加量達到2%時, 可明顯抑制蛋黃中膽固醇含量與蛋黃中硫代巴比妥酸(TBA)水平;Shao等(2010)的研究也表明,綠茶粉能減少蛋雞體內及雞蛋中膽固醇和甘油三酯的含量。 在肉雞飼養中,綠茶粉的添加量為0.5%時, 肉雞的體增重達到最高, 綠茶粉添加量為2%時肉雞的采食量顯著提高(周巧儀等,2018)。 綠茶粉的添加還能降低肉雞體內重金屬殘留量(郭芳等,2009)。 Biswas 等(2001)發現,0.5%的綠茶粉能夠使肉雞體重增加6.1%,肝臟膽固醇降低14.0%, 血清膽固醇水平降低22%,肉雞體內的脂肪含量降低9.3%,蛋白質含量增加2.7%。 此外,Jeong 等(2009)研究發現,綠茶粉對雞肉品質也有積極作用,3.0%的綠茶粉能夠使雞肉中多不飽和脂肪酸含量增加6.4%,飽和脂肪酸含量降低4.6%,雞肉亞油酸和亞麻酸的含量也隨綠茶粉的攝入量增加而升高, 并且飼喂綠茶粉對體重并無不良影響。 綜上所述, 綠茶粉在家禽飼料中的應用對于家禽養殖具有積極作用, 但也有研究證明其具有相反的作用。 如Sarker 等(2010)證明,綠茶粉在飼料中的添加量為1%時,肉雞的體增重和采食量均降低。
茶葉副產物是茶葉經生產加工后的廢液或者茶渣, 可作為飼料添加劑應用到家禽養殖中去。Yang 等(2003)研究表明,飼料中添加綠茶副產物使羅斯肉雞腹脂含量和血漿中的二十二碳六烯酸含量升高,體內硫代巴比妥酸水平降低;而在蛋雞養殖中,2%和4%的紅茶加工廢液有助于蛋品質及抗氧化水平的提升,但在添加量超過4%時,單寧酸的含量升高, 對產蛋量以及蛋品質產生不利影響(Kaya 等,2014)。
茶葉提取物是指從茶葉中提取的活性物質總稱,包括多酚類物質、咖啡堿以及茶葉中所含有的氨基酸和維生素等,具有抗炎癥、抗氧化應激的作用(Bogdanski 等,2012),Erener 等(2011)研究表明,飼料中添加0.2%綠茶提取物可以使肉雞胴體重增加10.4%,腹部脂肪厚度降低13.0%,相對腸道長度降低0.02%,料重比降低0.02%,并且能夠使盲腸中大腸桿菌數量減少, 原因是綠茶提取物中茶多酚的存在降低了腸桿菌的數量(Terada等,1993)。Jelveh 等(2018)研究發現,綠茶提取物與綠茶粉添加濃度相同的條件下, 添加綠茶提取物的肉雞飼料轉化率更高, 并且雞胸與雞腿重顯著高于添加綠茶粉的肉雞, 原因可能是茶多酚含量不同引起的, 綠茶提取物中茶多酚含量為10.2%,而綠茶粉中茶多酚含量為14.9%,因此飼料中添加相同的綠茶提取物時, 更能有效地提高肉雞的生產性能。
茶葉資源來源廣泛,其產品形式豐富多樣,并富含多種活性物質, 可以減少肉雞體內抗藥性微生物的數量,茶葉中的茶多酚、茶氨酸及茶皂素具有提高家禽生產性能、 增強免疫力及抗氧化的能力,并且能夠改善脂質代謝,茶多酚+茶皂素可以替代抗生素(甲基鹽霉素)改善感染球蟲后肉雞的生產性能,茶氨酸氣味鮮爽,能夠提高適口性,茶皂素在提高生產性能的同時還能提升雞肉品質,因此,將茶葉作為飼料添加劑進行開發利用,對提高家禽產品品質和綠色集約化養殖均有重要意義。 然而,在茶葉應用于家禽養殖的實際過程中,仍需注意以下幾個問題:(1)茶多酚與茶皂素的添加量在一定范圍內會促進肉雞的生產性能, 但由于它們均具有苦澀味, 且茶多酚可促進家禽代謝產熱,因此添加量應適宜,不宜過多。(2)春季茶葉中茶氨酸含量高,茶葉氣味較為鮮爽,茶多酚及咖啡堿等的含量低,茶葉苦澀味輕,應多選用苦澀味較輕的春季茶葉作為飼料原料。(3)與茶葉粉或茶葉提取物相比,茶葉副產物多使用茶渣或廢液,能夠在提高家禽生產性能的前提下有效降低飼料生產成本。 (4)由于茶多酚含量存在差異,茶葉粉與茶葉提取物在同一劑量下會對家禽的生產性能產生不同的影響,在實際生產中,可根據成本選擇不同的產品形式, 或者采用多種茶葉產品形式結合使用。 目前,茶葉飼料仍處于試驗研究階段,很少進行規模化生產,因此在家禽飼養領域,茶葉飼料的研究仍有待進一步深入。