竹叶黄酮的生物学功能及其在动物生产的应用

时间：2024-05-23

曹晶，代重山

（兽医公共卫生安全全国重点实验室，中国农业大学动物医学院，北京海淀 100193）

抗生素滥用可导致潜在的细菌耐药性及药物残留，引起食品安全、环境污染等问题，严重威胁人类健康。我国农业农村部已经规定：在2020 年全面禁止饲料中添加抗生素用于促进动物生长使用。因此，开发新型绿色添加剂产品已成为新的趋势。竹叶黄酮（Bamboo leaf flavonoids）是竹叶中的主要活性成分，是天然的抗氧化剂，具有抗氧化、抗炎、抗菌、免疫调节等一系列生物学功能，也是天然、绿色、无污染的成分，具有作为新型动物饲料添加剂的潜力。本文归纳总结了竹叶黄酮的生物学功能及其在动物生产中的应用，旨在为其临床应用和产品开发提供理论依据。

1 竹叶黄酮的主要类型

竹叶中含有丰富的黄酮类化合物，平均占2%左右，且主要以碳苷类黄酮为主。异荭草苷（Homoorientin）、荭草苷（Orientin）、异牡荆苷（Isoviextin）和牡荆苷（Vitexin）是竹叶黄酮类化合物的主要存在形式（贾可敬，2014）。

2 竹叶黄酮的生物学功能

2.1 抗氧化功能竹叶中的黄酮类化合物中存在3 ～4 个羟基，可起到清除自由基的作用，同时氢基在不同环上的不同位置也影响到其抗氧化活性，其中，苯环3、4 位上的羟基具有强氧化活性，是清除自由基的关键性结构（于晶等，2008）。研究表明，竹叶黄酮有很强的清除超氧阴离子自由基、羟自由基以及1，1-二苯基-2-苦肼基（DPPH）自由基的能力（姚林娜等，2021；欧阳吾乐等，2019；段丽娜等，2018；Gong 等，2015）。研究发现，竹叶黄酮对DPPH 自由基、羟基自由基、超氧阴离子自由基的清除能力较强，其中对羟基自由基的清除能力与维生素C 接近（罗洪杰等，2022；王世彬等，2021；段丽娜等，2018）。

竹叶黄酮补充可以显著提高动物体内抗氧化酶的活性，抵抗氧化应激损伤。侯昆等（2019）研究发现，30 g/d 的竹叶黄酮，连续饲喂奶牛14 d，可以显著提高奶牛血清中的超氧化物歧化酶（SOD）的活性。张硕（2021）在饲喂仙居鸡后发现，鸡在食用添加了竹叶黄酮（500 mg/kg，含40%黄酮，每日2 次，连续饲喂90 d）的饲料后，血清中SOD、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）的活性显著提高，说明竹叶黄酮膳食补充可显著提高动物机体的抗氧化能力。 Zhang 等（2014）研究发现，小鼠连续被口服灌胃给予125、250、500 mg/kg体重竹叶黄酮4 周后，可显著提高肝脏组织中SOD、CAT、GSH-PX 活性，从而改善急性四氯化碳（CCl4）暴露诱导的肝功能失调。相似的，沈明明等（2020）研究发现，在雄性肉鸡的日粮中添加竹叶提取物（0.10%、0.20%、0.40%，黄酮含量70 mg/g，每日2 次）21 d，可显著提高肉鸡胸肌中抗氧化酶CAT、SOD 水平，同时显著上调抗氧化物质谷胱甘肽（GSH）水平。

Gu 等（2022）研究发现，人永生化表皮细胞（HaCaT 细胞）被10、20 μg/mL 和40 μg/mL 的竹叶黄酮处理48 h 后，可剂量依赖性的增加细胞内SOD、GSH-PX 和CAT 等抗氧化酶的含量，降低偶氮二异丁脒盐酸盐诱导的活性氧（ROS）的产生和氧化应激损伤。进一步研究发现，竹叶黄酮补充可显著抑制磷酸化（p）-38、p-细胞外调节蛋白激酶1/2（ERK1/2）蛋白表达，显著上调p-c-Jun 氨基末端蛋白激酶（JNK）蛋白表达。此外，竹叶黄酮补充还可通过上调细胞自噬，抑制偶氮二异丁脒盐酸盐诱导的氧化应激损伤。Yu 等（2019）通过使用人肝癌细胞系（HepG2 细胞）发现，竹叶黄酮在120 μg/mL处理12 h 后，可显著抑制油酸诱导的HepG2 细胞氧化应激损伤，主要机制涉及上调抗氧化酶CAT、GSH-PX 等抗氧化酶活力，抑制细胞内ROS 产生。竹叶黄酮也可通过调控细胞内源性抗氧化系统发挥抗氧化活性。研究证实，竹叶黄酮可显著上调核因子-E2 相关因子2（Nrf2）的转录调控，从而激活单加氧酶（HO-1）表达，显著改善油酸处理诱导的HepG2 细胞氧化应激损伤（Yu 等，2019）。

2.2 脂代谢调节能力竹叶黄酮补充有促进动物机体脂质代谢的作用。阮振婷等（2021）研究发现，在萧山鸡公鸡的基础日粮中分别添加0.75‰、1.50‰、2.25‰和3.00‰的竹叶黄酮（120 g/d，连续饲喂90 d）可剂量依赖性的降低血清中谷丙转氨酶（ALT）、乳酸脱氢酶（LDH）和甘油三酯（TG）的含量，表明竹叶黄酮补充可增强肝细胞的物质代谢，促进脂类的吸收和代谢。张硕（2021）研究发现，仙居鸡在使用了添加竹叶黄酮（500 mg/kg，含40%黄酮，每日2 次，连续饲喂90 d）的饲料后，其体内的脂肪酸合成酶（FAS）的mRNA 表达水平显著降低，表明竹叶黄酮补充可抑制脂肪酸的合成，减少鸡体内肝脏中的脂肪沉积。

2.3 抗炎功能竹叶黄酮有较强的抗炎能力。侯昆等（2019）研究发现，在奶牛日粮中添加竹叶黄酮（30 g/d，连续饲喂14 d），可以有效降低奶牛血清中白介素-1β（IL-1β）与肿瘤坏死因子-α（TNFα）的含量，上调白介素-2（IL-2）含量，从而有效改善奶牛乳房炎。周晓燕等（2016）研究发现，大鼠连续被口服给予100 mg/kg·d 竹叶黄酮12 周后，能够有效抑制糖尿病大鼠脑组织海马区炎症因子白介素-6（IL-6）、环氧合酶-2（COX-2）和TNF-α 的表达，从而抑制大鼠海马区的炎症反应。

2.4 抗菌功能研究表明，竹叶黄酮具有一定的抑菌能力。杨英等（2011）认为，竹叶黄酮对金黄色葡萄球菌、痢疾志贺氏菌、乙型副伤寒沙门氏菌、马红球菌、柠檬酸杆菌及藤黄微球菌具有一定的抑制效果；同时，还发现竹叶黄酮的水解成分对藤黄微球菌、金黄色葡萄球菌、柠檬酸杆菌、马红球菌和乙型副伤寒沙门氏菌的抑菌效果显著好于其自身。方菊（2012）研究发现，竹叶黄酮对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和β-嗜碱芽孢杆菌有显著抑制作用，其最小抑菌浓度（MIC）分别为0.029、0.018 mg/mL 和0.07 mg/mL，而对酵母菌无明显的抑制作用。游辉（2009）发现，竹叶黄酮对霉菌的抗菌活性要优于其对酵母菌和细菌的抗菌活性，此外，研究发现，在120 °C 下，竹叶黄酮的抗菌活力基本不受影响。许丽旋等（2006）发现，竹笋壳黄酮的90%乙醇提取液对金黄色葡萄球菌和藤黄八叠球菌抑制作用较强。

2.5 免疫调节能力栗明月等（2019）研究发现，对泌乳期奶牛每天饲喂竹叶黄酮30、60 g 和90 g（连续饲喂35 d）可以提高奶牛血液中中性粒细胞和淋巴细胞的数量和比例，从而提高奶牛的细胞免疫能力；其中，高剂量的竹叶黄酮补充可显著提高奶牛血液中IgG、IgM 和IgA 的浓度，从而通过调节免疫球蛋白的分泌来调节机体的体液免疫，低剂量的竹叶黄酮补充可以提高奶牛血液中白介素-4（IL-4）和γ 干扰素（INF-γ）的含量，从而提高奶牛的免疫能力。唐浩国等（2007）研究得出，适量的竹叶黄酮（0 ～80 mg/L，培养24 h）可促进小鼠（BALB/C 纯系小鼠）的脾细胞DNA 和蛋白质的合成，促进细胞增殖，促进小鼠脾细胞中IFN-γ mRNA 的表达以及IFN-γ 的产生与分泌，反过来激活了NK 细胞，促进T、B 细胞分化和细胞毒性T 淋巴细胞（CTL）成熟，刺激B 细胞分泌抗体，从而起到增强免疫力的作用。

2.6 其他功能除上述功能外，竹叶黄酮还具有调节血脂、抗肿瘤和保肝护胆等多种生物学功能（舒刚，2015；钱俊青等，2014；张师，2014；黄宇玫等，2012；付晓春等，2005）。

3 竹叶黄酮在动物生产中的应用

3.1 提高动物生长性能竹叶黄酮具有抗氧化、抗炎、抗菌以及免疫调节等生物学功能，这些功能有利于改善动物机体的应激状态以及抗氧化功能等，从而起到提高动物生产性能的作用。沈明明（2020）研究发现，日粮中添加0.20%的竹叶黄酮（每日2 次，连续饲喂42 d），最终肉鸡的平均采食量和平均日增重分别提高了6.2%和10.5%，屠宰性能也显著提高。杨仕群等（2017）通过研究发现，在基础日粮中添加0.5%的竹叶黄酮（含85%竹叶黄酮，连续饲喂28 d），最终蓝孔雀幼雏的日采食量和抗氧化能力显著提高，料重比显著降低，说明竹叶黄酮促进了蓝孔雀的消化吸收，提高了饲料转化率，增强了蓝孔雀幼雏抗氧化的能力。张锦玥等（2015）研究发现，肉鸡（1 日龄Arbor Acres母雏鸡）在食用添加了竹叶黄酮（1.6 g/kg·d，含85%竹叶黄酮，连续饲喂35 d）的饲料后，促进了其免疫器官的发育，同时可以减少免疫病对免疫系统的损害。兰永红（2021）试验中，将母马分为三组，分别补喂10、20 g/d 和30 g/d 的竹叶提取物（含60%竹叶黄酮，每日1 次，连续饲喂60 d），结果分析表明竹叶黄酮提高了伊犁母马乳中的免疫因子，降低了幼驹体内生长抑制素的水平，在幼驹吸食母乳后，体内生长因子升高，自身的免疫作用提高，机体最终达到增重的效果，幼驹生长性能得到提高。

同时，竹叶黄酮还能提高动物的生产性能。张硕（2021）认为，在饲料中添加竹叶黄酮（500 mg/kg·d，含40%黄酮，每日2 次，连续饲喂90 d）可以提高母体营养物质的代谢和吸收，向蛋中转移的同时仙居鸡的产蛋率也随之提高。 Liu等（2019）通过研究雌性大熊猫饲料中的竹叶黄酮含量与它们生殖激素的关系，得出大熊猫尿液中雌二醇的含量与竹叶黄酮类浓度呈正相关，表明竹叶黄酮或许在调节雌性大熊猫的生殖激素方面有其特殊的作用。

3.2 调节脂肪代谢，改善肉品质竹叶黄酮可以有效调节动物体内的脂肪代谢，同时提高其肉的品质。张硕等（2022）认为，在饲料中添加合适量的竹叶黄酮（500 mg/kg·d，含40%黄酮，连续饲喂90 d），可能会以转录的方式实现对肝脏和血浆中脂质的合成、分解以及转运的调控作用，从而调节肉鸡的脂质代谢。沈明明等（2021）试验得出，在日粮中添加0.30%、1.50%和3.00%的竹叶提取物（黄酮含量70 mg/g，每日2 次，连续饲喂35 d）可以提高肉鸡的脂肪代谢。不仅如此，竹叶黄酮还可以改善肉鸡胸肌的系水力以及pH，如沈明明（2020）研究发现，肉鸡食用了分别添加0.10% ～0.50%竹叶提取物（黄酮含量70 mg/g，每日2 次）的饲料42 d，其胸肌的肌肉品质得到了显著改善。胡科娜等（2021）研究发现，冷风干燥后（WD），并在4 ℃条件下把鳗鱼浸入含0.25%竹叶黄酮和8%食盐的腌制液中6 h，在这个基础上对真空包装的鳗鱼鳖用6kGy 剂量进行辐照处理，结果显示，适量的竹叶黄酮可以提高车间冷风干燥处理后的鳗鱼鲞的风味与感官品质，在加上一定量的电子束辐射后，风味和品质更优，表明竹叶黄酮对改善鳗鱼鲞品质具有一定的作用。Fan 等（2013）通过检测浸泡了竹叶黄酮[0.2%（m/V），含（35±3）%黄酮]10 min 的鲢鱼在冷藏期间一系列变化，得出在竹叶黄酮的作用下可以有效缓解水分流失，同时还能减少腐坏，提高了鲢鱼的感官品质。

3.3 提高抗病能力，增强抗应激能力竹叶黄酮本身具有抗菌、抗氧化性和免疫调节的生物学功能，因此通过在日粮中添加竹叶黄酮，可以提高动物机体的免疫能力，提高动物的抗病能力，同时还可以提高抗氧化应激和抗环境应激能力。 Zhang等（2022）研究发现，在中华绒螯蟹的日粮中添加竹叶黄酮（每日2 次，连续饲喂8 周）可以有效地提高其免疫调控能力，其中，加入500 mg/kg 和1000 mg/kg 可以提高肝胰腺中Toll 样受体1（TLR1）和髓样分化因子88（MyD88）mRNA 的表达水平，加入1000 mg/kg 可以提高肝管和肝胰腺中Dif mRNA 的表达水平，从而达到改善免疫调节的目的。 Cao 等（2022）通过研究肉鸡在食用添加了竹叶黄酮（50 mg/kg·d 和250 mg/kg·d，连续饲喂21 d）的饲料后的情况发现，竹叶黄酮有效地诱导血清IgM 显著增多，血清IL-1β、黏膜IL-6 和IL-1β 显著降低，最终导致肉鸡的免疫能力增强。吴睿宸（2021）研究发现，饲喂一定量添加竹叶提取物（10、20 g/d 和30 g/d，含竹叶黄酮60%，每日1 次，连续饲喂60 d）的日粮，在短时间内，可以提高伊犁马血液中IgG、IgM 的浓度，说明竹叶黄酮可以提高伊犁马的机体免疫能力。李建凤等（2022）研究发现，竹叶黄酮在1、5 μg/mL和10 μg/mL 等剂量浓度处理奶牛乳腺上皮细胞（BMECs）12 h 后，可显著降低热应激造成的氧化应激损伤，表明竹叶黄酮补充能够提高奶牛机体的抗热应激能力。

竹叶黄酮还可以提高动物肠道菌群的结构平衡，从而提高动物的抗病能力。Shu 等（2020）通过检测盲肠微生物群发现，在肉鸡（Arbor Acres 鸡，1 日龄）饲料中添加竹叶黄酮（200、400 mg/kg·d和800 mg/kg·d，含黄酮量为85%，连续饲喂42 d），可以有效抑制病原菌的生长，提高有益菌含量，改善肠道的微生物群。刘婷（2021）研究发现，向伊犁马饲喂一定量的竹叶提取物（20 g/d 和30 g/d，竹叶黄酮含60%，连续饲喂60 d）后，其粪便中的相关菌群发生了一定的变化，其中有重要功能意义的厚壁菌门显著高于对照组，与供能相关的瘤胃菌科也显著提高，说明饲喂竹叶黄酮有利于稳定和改善马匹的肠道菌群，同时，疣微菌门的丰度显著低于对照组，存在竹叶黄酮能减少马匹蹄叶炎发生这一可能。