鞣花酸的生物學功能及其在動物生產中的應用

黃宇宸， 曹 晶， 代重山

（獸醫公共衛生安全全國重點實驗室，中國農業大學動物醫學院，北京海淀 100193）

長期在飼料中添加抗生素會導致病原微生物抗藥性以及其在畜產品和環境中的殘留問題，因此， 尋找新型綠色飼料添加劑來代替抗生素已經成為當前飼料研究的重要方向之一。 中草藥單體具有天然性、低毒（或無毒）、低殘留（或無殘留）、不易造成病原菌耐藥性等特點， 其開發與利用受到畜牧生產者的關注， 以期將其作為抗生素的代替品用于動物生產。 鞣花酸是一種來源豐富的天然多酚類小分子化合物， 廣泛存在于石榴、 覆盆子、板栗等果實中，具有顯著的抗氧化、抗炎以及抗微生物等功能， 因此受到國內外學者的廣泛關注。 本文就近年來鞣花酸的生物學功能及其在動物生產上的應用作一綜述， 為進一步對其的研究和應用提供參考依據。

1 鞣花酸的生物學功能

1.1 抗氧化功能 在動物的生產及繁殖過程中，種畜繁殖障礙、幼畜疾病發病率高和成活率低、畜產品品質下降等現象常常與氧化應激相關。因此，在飼料中合理添加抗氧化物質， 對維持動物體內自由基動態平衡，降低氧化應激損傷，改善動物生長性能顯得尤為重要。

鞣花酸是一種多酚二內酯類化合物， 含有4個羥基、兩個內酯環，化學式為CH6O8，呈反式沒食子酸單寧結構，是一種沒食子酸的二聚衍生物。鞣花酸具有很強的抗氧化功能。 刁玉林等（2018）研究發現， 秀麗莓中的鞣花酸可通過結構中的酚羥基以氫鍵、苯環經π-π 鍵作用的方法與受體蛋白的氨基結合起效，其抗氧化活性是維生素C 的2.6 倍。Singh 等（2019）的試驗證明，鞣花酸的抗氧化活性是維生素E 的50 倍， 可以防止由于氧化應激所產生的毒性作用。

李海燕（2019）研究發現，鞣花酸連續灌胃4周（15 mg/kg·d）可以抑制大鼠肺組織的氧化應激損傷， 其抗氧化活性可能與提高超氧化物歧化酶（SOD）等重要抗氧化酶的水平和降低細胞脂質過氧化物（MDA）水平相關。 此外，鞣花酸補充對缺氧性神經損傷、 急性肝損傷均具有一定的保護作用 （Beigi 等，2022； 陳敏純等，2021； 李海燕，2019）。研究發現，給小鼠經口灌胃鞣花酸溶液（7 g/L，7 d），可以通過抑制細胞色素P450（CYP2E1）/一氧化氮合酶（iNOS）/一氧化氮（NO）/3-N 氧化通路，顯著改善葡聚糖硫酸鈉鹽（DSS）誘導的結腸炎（UC）小鼠的腸和肝臟組織的炎癥程度和組織學損傷（鄭志，2022）。 Zhang 等（2022）發現，口服鞣花酸能夠通過轉錄因子核因子紅細胞系2 相關因子2（Nrf2）依賴性方式，增加SOD 的表達水平， 以此來有效地減少敵草快誘導的體重減輕并通過提高抗氧化能力來減輕氧化應激。

Gul 等（2022）通過一系列的試驗證明了鞣花酸具有血清抗氧化能力、 肝臟抗氧化能力以及降低雞肉中的脂質過氧化能力。 趙麗紅等（2022）發現，鞣花酸作為飼料添加劑（添加劑組分包括：鞣花酸穩態抗氧化制劑5.0% ~ 20.0%，微生態制劑0.5% ~ 1.0%，復合載體79.0% ~ 94.5%。其中所述鞣花酸穩態抗氧化制劑為含量不低于90.0%的鞣花酸、尿石素A、尿石素B 或尿石素C 中的一種或幾種， 以及酵母硒/維生素E 和淀粉的混合物）可以增加肉雞腸道抗氧化能力。 趙銘偉等（2019）通過用鞣花酸喂養仔豬（基礎日糧中加入500 g/t鞣花酸，飼喂40 d）發現，鞣花酸可以使仔豬的腸道黏膜變得更加完整。這些證據表明，鞣花酸可通過其抗氧化功能，保護畜禽腸道、黏膜，減少氧化應激損傷，從而改善動物的生產性能。

1.2 抗炎功能 鞣花酸具有較強的體內外抗炎能力，Du 等（2019）對石榴皮多酚進行研究時發現，鞣花酸可以顯著抑制脂多糖 （LPS） 誘導的Raw264.7 巨噬細胞內ROS 的產生，并且呈計量依賴性。 作為LPS 的重要受體，位于9 號染色體的基因TLR4 的mRNA 轉錄和蛋白的表達也會被鞣花酸抑制。其抗炎的分子機制除了與絲裂原蛋白活化激酶（MAPK）信號通路有關外，還與核轉錄因子κB（NF-κB）通路有關。鞣花酸通過阻斷LPS 誘導的核因子κB 抑制蛋白（IKB）的磷酸化、泛素化和降解，抑制NF-κB 的活化。 Gao 等（2019）研究熱毒寧注射液的解熱機制時也同樣證明，鞣花酸能抑制核因子κB 抑制蛋白α（IKB-α 蛋白）的表達，減少下游促炎因子的產生，這一結果表明，鞣花酸的解熱抗炎機制與IKB-α/NF-κB 信號通路有關。除此之外，鞣花酸具有結合代謝物多途徑、 多靶點的特點，因此，鞣花酸的解熱抗炎作用還與氨基酸代謝、糖代謝和脂代謝有一定的關系。 之后的研究結果也表明，鞣花酸可以通過降低血漿促炎細胞因子，比如腫瘤壞死因子（TNF-α）、白細胞介素-1β（IL-1β）的水平，提高血漿抗炎細胞因子IL-10 水平，以此來抑制硫氧還蛋白互作蛋白（TXNIP）、IL-1β 介導的炎癥，從而改善高糖脂及鏈脲佐菌素（STZ）誘發的胰腺組織損傷、 發揮抗抑郁作用等等（張?之等，2021；黃小霞，2020）。

研究發現，鞣花酸可以降低感染小鼠肺臟38絲裂原活化蛋白激酶磷酸化（p-p38）和成熟小鼠巨噬細胞標志（F4/80）蛋白的表達，以及下調IL-18、IL-6、IL-1β、NF-κB、p38 等基因的表達水平，從而減輕小鼠的炎癥反應（黃俊杰，2022）。 Yang等（2022）發現，高劑量的短桿乳酸菌23017（L.brevis 23017，5.0×1010CFU）和鞣花酸（60 mg/kg）的聯合應用（11 ~ 20 日齡雞每日口服1 次L.brevis 23017 灌胃，16 ~ 20 日齡聯合鞣花酸灌胃），可以通過調節雞的Toll 樣受體15 （TLR15）/炎性小體由傳感器蛋白（NLRP3）/IL-1β 途徑發揮抗炎作用。Khan（2022）發現，鞣花酸可以通過減少IKB的磷酸化和抑制IKB-NF-κB 復合物激活保護Ⅱ型膠原誘導的大鼠關節炎。 Manal 等（2022）的研究結果表明， 通過灌胃給與小鼠源自草莓果實的鞣花酸（50 mg/kg·d，15d）可以減輕STZ 誘導的2型糖尿病嚙齒動物模型中的胰腺損傷， 其中抑制與IL-6 和TNF-α 相關的信號通路是一個重要的途徑， 這也表明鞣花酸可能是修復糖尿病中胰島損傷的有效成分。 Wang 等（2022）進行了膳食補充鞣花酸來抑制半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶識別細胞焦亡執行者（Caspase-1-GSDMD）誘導的細胞焦亡的研究， 從而保護肝臟免受缺血再灌注損傷， 在這項研究中， 預防性補充鞣花酸（60 mg/kg·d）兩周可抑制肝缺血再灌注損傷中的細胞焦亡， 這可能有助于減少缺血再灌注動物的肝臟炎癥和損傷。這項研究的結果提供了一個思路，使得預防性使用鞣花酸對有肝臟缺血再灌注損傷的動物具有一定的保護作用。

1.3 抗微生物功能 鞣花酸可以通過破壞細菌細胞壁和細胞膜結構，增大細胞通透性，影響細胞結構穩定性，導致金屬離子、蛋白質滲漏，使細胞內物質和能量代謝水平降低，從而改變細胞代謝、干擾酶活性、 抑制核酸合成， 達到抗微生物的效果。 閆莉等（2020）的研究表明，3.125 ~ 25mg/mL的鞣花酸對變異鏈球菌的生物膜形成產生了抑制作用，且12.5 mg/mL 濃度的鞣花酸可以破壞細菌測定生物膜結構， 證明了鞣花酸不僅可以抑制浮游細菌的生長，還能抑制細菌生物膜的形成，并進一步對其機制進行研究， 通過對藥物作用后的細菌中的細胞外聚合物（EPS）進行收集和測定，發現鞣花酸對變異鏈球菌不溶性EPS 和水溶性EPS 均有不同程度的抑制作用， 說明鞣花酸可以通過干擾EPS 途徑抑制細菌生物膜的形成。 趙麗紅等（2022）研究開發的鞣花酸飼料添加劑，可以顯著緩解產氣莢膜梭菌導致的肉雞血清炎性標志物水平上升和空腸黏膜氧化應激。 Gul 等（2022）發現， 鞣花酸對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有很強的殺滅活性， 但是對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）則無效。 黃俊杰（2022）通過體內外的殺菌試驗， 證明了250 μg/mL 的鞣花酸對豬胸膜肺炎放線桿菌株有較好的殺菌作用， 可以通過破壞細胞膜完整性來發揮其殺菌作用。

除了具有抗菌作用之外，鞣花酸對于真菌和病毒也具有一定的作用。 李治建等（2020）的研究表明， 鞣花酸在64 ~ 256 μg/mL 均能使真菌中蛋白酶MEP、SUB 基因表達量下降， 發揮抗真菌作用。吳濤等（2022）等通過體外研究發現，鞣花酸在10~100 μg/mL 可劑量依賴性抑制豬流行性腹瀉病毒（PEDV）、豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV）和豬輪狀病毒（PoRV）的復制，并且在仔豬飼料中添加不同濃度鞣花酸（預防用劑量為10 mg/kg·BW，治療用劑量為100 mg/kg·BW） 能夠顯著降低仔豬關于PEDV、TGEV 和PoRV 感染的發病率與死亡率。

1.4 其他功能 除了抗氧化功能、 抗炎功能、抗微生物功能和免疫調控功能之外， 鞣花酸還具有抗寄生蟲、改善氨基酸和脂質代謝、抑制凋亡、抗腫瘤、改善肌肉功能、提升耐力及抗疲勞性、抑制破骨細胞的骨吸收面積、防治骨質疏松、提高公雞精子解凍后的質量、修復睪丸損傷、促進正常精子發生、 減輕雄激素介導的前列腺增生和提高雞蛋孵化率等多種功能 （Park 等，2022；Gul 等，2022；Harakeh 等，2021；鄭進萍等，2021；王一子，2021；黃小霞，2020；蘆宇婷等，2020；王丹，2020；林茜茜，2019；Najafi 等，2019）。

2 鞣花酸在動物生產中的應用

2.1 提高動物生產性能 鞣花酸具有抗氧化、抗炎和抗微生物等生物學功能， 這些功能對于維持動物腸道菌群平衡、 機體氧化平衡、 減少環境應激，從而提高動物的生產性能具有重要的意義。趙銘偉等（2020）研究發現，在仔豬的基礎日糧中加入500 g/t 的鞣花酸，飼喂40 d 后，可以顯著提高仔豬的生長性能并且降低腹瀉率。 趙麗紅等（2022）所研究的一種鞣花酸添加劑，通過將鞣花酸穩態抗氧化制劑10%，釀酒酵母0.50%，枯草芽孢桿菌0.50%， 小麥次粉12%， 蒙脫石77%按照0.75%比率與斷奶仔豬飼料搭配后， 在實際的飼育過程中效果良好， 添加了鞣花酸飼料添加劑之后，仔豬的生長性能得到了顯著的提升。李佳豪等（2022）在對純血1 歲馬匹補喂鞣花酸之后，發現在每匹馬日糧中添加30 mg/kg·BW 的鞣花酸（飼喂40 d）可顯著提高其總增重、平均日增重、胸圍總增長和平均日增長， 表明鞣花酸具有提高馬生產性能的能力， 增強了1 歲純血馬養分消化利用率以及營養物質的沉積量， 從而促進其體重的增加，維持馬匹的生長發育。 Gul 等（2022）的試驗表明，添加100 mg/kg 鞣花酸和200 mg/kg 石榴提取物的日糧（飼喂28 ~ 44 周齡）可顯著提高母雞的雞蛋孵化率。 Najafia 等（2019）發現，負載鞣花酸的脂質體對解凍后的公雞精子質量產生了積極影響，并改善了細胞凋亡的發生，不僅增加了存活精子，而且顯著降低了早期精子凋亡的比例，對于種雞繁育有著極其重要的作用， 可以提高養殖場的經濟效益。除此之外，鞣花酸對于水產也具有一定的作用，Serpil（2019）研究發現，在虹鱒魚飼糧中添加100 mg/kg 或200 mg/kg 的鞣花酸 （飼喂8周）可以提高虹鱒魚的生長性能。

2.2 減少脂質過氧化，改善肉品質 Gul 等（2022）的試驗表明，向雞飼料中添加有100 mg 鞣花酸（飼喂28~44 周齡），可以降低雞肉中脂質的過氧化，提高雞肉品質。姚潔玉（2019）發現在帶魚4 ℃貯藏的過程中，隨著貯藏時間的延長，添加鞣花酸-聚乙烯吡咯烷酮的固體分散系進行保存的帶魚的硫代巴比妥酸反應物（TBARS）值、過氧化值、羰基含量、二聚酪氨酸上升都更為平緩，巰基含量、蛋白溶解度和持水性的降低速度也更加的緩慢， 除此之外，蛋白電泳圖譜、感官評價結果和質構分析結果與空白對照組表現出較大的差別， 表明鞣花酸對帶魚4 ℃貯藏過程中脂肪氧化、蛋白質氧化、質構品質劣變有較好的抑制作用，在帶魚的實際貯藏過程中具有良好的應用價值。

2.3 提高抗病能力， 增強抗應激能力 由于鞣花酸本身具有一定的抗微生物和免疫調控能力，當鞣花酸作為飼料添加劑使用時，可以通過調節機體免疫能力或者清除病原微生物， 以此來提高動物抗病能力以及抗環境應激能力。 趙麗紅等（2022）發明的一種鞣花酸添加劑在實踐中證明，通過使用含鞣花酸500 mg/kg 的基礎雞日糧來喂養1 日齡雄性AA 肉雞，可以顯著緩解產氣莢膜梭菌攻毒誘導的肉雞血清炎性標志物水平上升和空腸黏膜氧化應激， 顯著緩解產氣莢膜梭菌攻毒誘導的肉雞空腸屏障損傷和空腸炎癥基因表達， 以此來保護肉雞腸道。 吳濤等（2022）研究發現，鞣花酸能夠抑制住傳染性胃腸炎病毒、豬輪狀病毒、豬流行性腹瀉病毒的增殖，以及抑制其對細胞的感染，降低發病豬的死亡率。 除此之外，鞣花酸對于魚類也能提高抗病能力，Serpil（2019）研究發現，在虹鱒魚飼糧中添加100 mg/kg 或者200 mg/kg 的鞣花酸 （飼喂8周）可以提高虹鱒魚的免疫反應、抗氧化能力和對綠斑魯氏耶爾森菌的抗病性。 楊學蓮（2021）研究發現，鞣花酸（30 mg/kg·d，飼喂16 ~ 20 日齡） 可以有效改善雞柔嫩艾美爾球蟲感染造成的腸道損傷。

3 小結與展望

鞣花酸通過其抗氧化、抗炎、抗微生物活性等多種生物學功能，能夠提高動物生產性能、抗病及抗應激能力、改善畜禽肉類品質，較傳統飼料添加劑具有毒性小、無公害、無污染等優勢。因此，鞣花酸具有天然綠色飼料添加劑的開發前景。