綠原酸功能及應用研究進展

河南省農業科學院畜牧獸醫研究所 李文嘉 徐彬 鄧文 王琳燚 周瑩 李紹鈺

隨著我國畜牧業的快速發展，人均肉、蛋、奶消費比例逐步提高，其中，畜禽在優質蛋白質的提供方面占有很大比重。然而，集約化、高密度、快速化的現代化飼養模式導致畜禽應激加重、病害頻發，使其生產性能、繁殖性能、免疫性能下降，從而導致畜產品品質下降，影響經濟效益。因此，企業通常在飼料中添加低于治療劑量的抗生素以預防常見疾病和促進養殖動物生長，以此達到提高生產效率和維持動物健康的目的。然而，自2020 年7 月1 日起，我國禁止在飼料中添加抗生素，因此應用新型綠色抗氧化劑來維持肉雞機體氧化還原系統的平衡，減少氧化應激對生產造成的危害已成為研究熱點。

綠原酸（Chlorogenic acid，CA）是飲食中常見的一種酚酸類物質，因其抗氧化特性備受關注。研究表明，在動物體內，綠原酸可以通過增強抗炎活性、抑菌活性、抗氧化活性和調節脂質代謝等生物功能來提高畜禽生長性能、免疫和腸道屏障功能；也有研究表明綠原酸在體外對細菌有抑制作用。綠原酸不僅可以通過其化學結構來清除體內的ROS 自由基，還可以通過調控信號通路（Nrf2/ARE、Nrf2/HO-1）及FOXO 家族基因等，加強機體的抗氧化防御體系。因此，在畜禽生產中綠原酸能作為一種新型的綠色抗氧化劑替代抗生素和激素類藥物。

一、綠原酸化學結構及特性

綠原酸是由咖啡酸和奎寧酸生成的酚酸，是植物體在有氧呼吸過程中生成的一類苯丙素化合物。化學通用名為3-咖啡酰奎寧酸，系統名為1，4，5-三羥基環己烷甲酸3-（3，4-二羥基肉桂酸）或3-（3，4-二羥基肉桂酰基）奎寧酸，分子量為354.31，化學式為C16H18O9，分子式包含酯鍵、不飽和雙鍵和多元酚。綠原酸在水中溶解度不大，且隨著溫度上升溶解度升高，25℃時其在水中溶解度約為4%，其與水形成的半水合物為針狀結晶。綠原酸難溶于親脂性有機溶劑氯仿、乙醚、苯等，微溶于乙酸乙酯，易溶于水、醇等；常溫下為固體，顏色呈淡黃色。據報道，多種植物含有綠原酸，但由于在提取過程中分子內的酯基發生遷移及水解，綠原酸存在多種同分異構體，其中，單咖啡酰奎寧酸（1分子咖啡酸和1 分子奎尼酸之間形成的酯）和二咖啡酰奎寧酸（2 分子咖啡酸與1 分子奎尼酸之間形成的酯）較為常見，如新綠原酸（5-咖啡酰奎寧酸，5-CQA）、隱綠原酸（4-咖啡酰奎寧酸，4-CQA）、綠原酸（3-咖啡酰奎寧酸）、異綠原酸A（3，5-DICQA，3，5-二咖啡酰奎寧酸）、異綠原酸B（3，4-DICQA，3，4-二咖啡酰奎寧酸）、異綠原酸C（4，5-DICQA，4，5-二咖啡酰奎寧酸）及萊薊素（1，3-DICQA）等。在以上由植物提取的綠原酸類物質中，綠原酸占絕大多數。

二、綠原酸來源

綠原酸類物質分子結構復雜，合成成本高昂，至今未見大規模化學工業合成生產的報道。然而，在自然界中綠原酸卻來源廣泛，主要被發現存在于高等雙子葉植物和蕨類植物中，例如菊科蒿屬植物（如向日葵）、忍冬科忍冬屬（如金銀花）、杜仲科杜仲屬（如杜仲），還存在于綠咖啡豆、土豆、蘋果以及茶葉中。研究發現，不同植物所含綠原酸種類不同，例如甜葉菊中主要提取出的綠原酸種類為異綠原酸A 和C；而在茵陳中含量較高的則為1，5-二咖啡酰奎寧酸，隨后才是綠原酸和異綠原酸A；在對金銀花提取物分析中發現，綠原酸和異綠原酸A 占綠原酸類化合物的比例較高。同時，不同植物及同一植物的不同部位，在不同季節和環境下綠原酸的含量均會有較大差異。例如向日葵籽粒的綠原酸提取率僅為1.36%，而作為忍冬科植物的金銀花，在特定提取條件下，其花、莖、葉綠原酸的提取率分別為6.67%、5.43%和4.80%；綠原酸類物質含量較高的巴拉圭綠茶葉片中提取率為8.70%～13.20%。有研究發現，杜仲葉片在春季的綠源酸含量高于秋季，各組織間綠原酸含量（約0.30%～4.60%）由高到低順序為葉、雄花、皮、果。此外，有諸多研究發現，在蒲公英、苧麻、甘薯莖葉、菊花、咖啡等植物中也含有綠原酸類物質。

三、綠原酸生物學活性

（一）抗氧化活性研究

綠原酸類物質不僅可以通過其化學結構來清除體內的ROS 自由基，還可以通過調控信號通路（Nrf2/ARE、Nrf2/HO-1）及FOXO 家族基因等，加強機體的抗氧化防御體系。文獻指出，綠原酸是一種強有力的酚型抗氧化劑，化學結構中含有的活性羥基，可抵消動物機體組織產生的自由基，從而達到良好的抗氧化效果。綠原酸能促進細胞蛋白激酶B（Protein kinase B，PKB）的磷酸化作用，增強叉頭盒家族轉錄因子（Forkhead box O）表達，降低活性氧對骨髓干細胞的破壞。此外，綠原酸能提高內源性抗氧化酶（如GSH-Px、SOD 和CAT）的活性，抑制黃嘌呤氧化酶等的活性。

（二）抗菌及抗病毒作用研究

綠原酸可以通過抑制病原菌生長和促進有益菌生長來改善腸道健康。文獻研究指出，綠原酸能有效抑制大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、肺炎桿菌及白色念珠菌等致病作用。其主要機制可能是通過破壞細菌細胞膜、抑制細菌細胞膜的形成、降低細胞壁剛度和減少靶向細胞內大分子物質等。在抗病毒方面，有關綠原酸作用的報道較少，有研究指出，綠原酸能夠抑制單純皰疹病毒、豬藍耳病毒、豬細小、鴨乙型肝炎、H5N1 等病毒的復制。

（三）免疫調節與抗炎活性研究

綠原酸對生物體免疫反應有一定的調節作用，可以通過抑制免疫細胞和免疫因子并活化免疫抑制因子等一系列活動起到抗炎和免疫調節作用。研究表明，綠原酸可以通過提高IL-2R 和IFN-γ 的基因表達，促進T 細胞、巨噬細胞和NK 細胞的活力，也可以通過調節鈣調磷酸酶來增加巨噬細胞的作用效果；還可以通過調控白細胞介素8（IL-8），從而抑制由TNF-α 與H2O2引起的腸上皮細胞炎癥反應。還有文獻指出，綠原酸能夠緩解免疫細胞的程序性死亡和增強細胞因子及趨化因子的釋放能力，以此來提高動物體的免疫能力。

（四）調節糖脂代謝

綠原酸可以改善動物體的糖脂代謝功能。研究表明，綠原酸能減緩肝糖原的代謝速度，同時也是胰脂肪酶的抑制因子之一，因此，綠原酸對肥胖和糖尿病有一定的干預作用。綠原酸還可以通過調控腸道葡萄糖轉運相關基因的表達影響腸道對葡萄糖的吸收能力，有利于降低機體脂肪沉積，減少肝臟和血液中的脂肪含量。

四、綠原酸在畜禽養殖中的應用

杜仲、金銀花等提取的綠原酸和綠原酸類物質，因不含有抗營養因子，對益生菌、益生素等無不良影響，在畜禽類替抗過程中發揮了重要作用。研究表明，飼料中添加綠原酸可以顯著提高斷奶仔豬的平均日增重，增加粗蛋白、粗脂肪的腸道表觀消化率，降低料重比和腹瀉率。扶佳歡等研究發現，將綠原酸添入飼料可以改善肉雞免疫性能和腸道菌群結構，且與益生菌配合添加效果優于其單獨添加，說明綠原酸可強化益生菌對肉雞腸道健康的作用效果。Chen 等研究發現，綠原酸可以降低腸黏膜組胺和胰蛋白酶含量，增加炎癥抑制因子表達，抑制腸上皮細胞過度凋亡，提高機體免疫防御作用。張瑞仙研究發現，用1%～2%杜仲葉和金銀花飼喂蛋雞，可以提高蛋雞的機體免疫力，降低熱應激對蛋雞生產性能的影響，增加蛋雞產蛋率，降低膽固醇含量，改善蛋黃風味。劉英研究發現，在斷奶仔豬飼料中添加0.3%綠原酸，血漿中GSH-PX、CAT 的活性顯著增加。鄭家寬研究發現，飼料中添加250 mg·kg-1的綠原酸，可以提高肉雞生長性能，降低料重比，同時還可以調節肉雞盲腸微生物中的優勢菌群豐度，提高肉雞腸道健康。潘亞麗在對肉雛雞的研究中指出，胚蛋注射綠原酸可以提高孵化雛雞的抗氧化能力，以及后期盲腸中厚壁菌門和乳桿菌屬細菌的相對豐度。

五、結論

綠原酸是一種無污染、無殘留的綠色飼料添加劑，因其具有較強的抗氧化性能，備受關注。綠原酸單獨或與其他微生態制劑復配應用于飼料，對畜禽的生長、抗氧化性能和免疫能力具有一定的促進作用，同時也具有改善畜禽腸道健康和微生物組成的作用。然而，綠原酸種類與用量、基礎飼料成分、肉雞生長階段、養殖環境的不同，可能導致綠原酸應用效果的不同。隨著相關研究的進一步深入，綠原酸類物質在畜禽養殖業中的應用會越來越廣泛。