饲料添加番茄红素对猫机体抗氧作用的影响研究

时间：2024-05-23

张丽霞，刘瑞雪，何密雪

（北京精诚动保商贸有限责任公司，北京 100124）

番茄红素（lycopene，LP）是植物体内含有的一种天然色素，属于类胡萝卜素的一种，兼备营养和着色功能，又称ψ－胡萝卜素，其结构中包含11 个共轭双键和2 个非共轭双键（Clinton，1998）。番茄红素作为抗氧化剂和着色剂，被广泛应用于食品、保健品、药品以及化妆品等很多领域（解瑞宁和沈新南，2005）。研究显示，番茄红素能够直接清除细胞代谢产生的活性氧（ROS），其清除单线态氧的能力是β－胡萝卜素的2 倍，是维生素E 的10 倍（Palozza 等，2012）。此外，番茄红素能够对细胞增殖与分化产生影响，其主要机理是刺激细胞间隙连接，使细胞间的信号传导得以提高；增强与改善机体的抗氧化性能，提高机体的健康状况，从而起到预防癌症等各类疾病发生的作用（Rajoria 等，2010）。

目前，有关番茄红素的研究大部分集中在人和大鼠上（Sadek 等，2016；NOSKOVá 等，2015；Fornelli 等，2007）以及对家禽家畜生产性能的影响上，如在热应激条件下，对羊生产性能及肉品质的影响（马骋远等，2018；Jiang 等，2015）和对鹌鹑采食量和增重的影响（Sahin 等，2006），对蛋鸡免疫系统（Karadas 等，2005）以及对改善鸡的脂质代谢和脂质分布（Sevcikova 等，2008）等研究。研究结果也显示了番茄红素在这些领域的抗氧化性能。然而，在正常的环境温度下，番茄红素对宠物机体的抗氧化作用鲜见研究报道。因此，本试验通过在猫饲料中添加不同量的番茄红素，分析番茄红素对血清中超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性的影响，从而研究番茄红素对猫机体抗氧化作用的影响，为番茄红素在宠物食品上的应用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料番茄红素（微囊制备，10%），购自晨光生物科技集团股份有限公司。SOD、MDA、GSH-Px 检测试剂盒，南京建成生物工程研究所。基础猫粮，采用喵达全猫期猫粮搭配喵达Premium 养生系列汤罐（饲料及罐头中未检出番茄红素）。

1.2 试验仪器与试剂仪器：低温离心机、电子分析天平、荧光分光光度计、恒温水浴箱、旋涡混匀器等。试剂：无水乙醇、冰醋酸（分析纯，乙酸浓度≥99.5%）等。

1.3 试验设计选择48 只成年美短猫，体重3 ～4 kg，以喵达全猫期猫粮搭配喵达Premium 养生系列汤罐进行10 d 适应性饲喂后，随机将猫分为4 组，每组4 个重复，每个重复3 只。对照组（Ⅰ组）仅饲喂基础猫粮，试验组（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组）每天在饲喂基础猫粮的基础上分别添加番茄红素25、50 mg和100 mg。室内环境温度18 ～25 ℃，所有猫均自由活动。试验过程中每只猫单独饲喂，将番茄红素混合在罐头中使其完全采食，自由采食干粮与饮水，每天清洁喂食器及饮水器，保证水源及干粮的干净卫生。试验期设定40 d，适应期10 d，正试期30 d，其中，在10 d 的适应期间不喂食番茄红素，从正试期开始再添加番茄红素。

1.4 测定指标与方法分别在正试期第0 天（D0）、第10 天（D10）、第20 天（D20）和第30 天（D30）对猫进行采血，采血前需空腹12 h 以上，采血部位前肢静脉，每只猫采集3 mL 全血，将血液注入离心管内倾斜静置，2500 r/min，离心10 min，分离血清，-20 ℃保存待测。按照购买的试剂盒说明步骤测定血清SOD 活性、GSH-Px 活性以及MDA 含量。

1.5 数据统计分析使用SPSS 20.0 软件进行数据单因素方差分析（one-way ANONA），结果以“平均值±标准差”表示，P＜0.05 被认为具有差异显著性。

2 结果

2.1 不同添加量番茄红素对SOD 活性的影响如表1 所示，D0 天，各组SOD 活性差异不显著（P＞0.05）；D10 天，Ⅲ组、Ⅳ组血清中SOD 活性与对照组相比具有差异显著性（P＜0.05），SOD活性分别增长10.5%、28.9%；同时两组间具有统计学意义（P＜0.05）， Ⅳ组比Ⅲ组升高16.6%； Ⅱ组血清中SOD 活性有所升高，增长2.9%，但与对照组相比无统计学意义（P＞0.05）；D20 天，Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组血清中SOD 活性与对照组相比具有差异显著性（P＜0.05），与Ⅰ组相比， Ⅱ组、 Ⅲ组、 Ⅳ组分别升高9.0%、29.0%、41.7%，同时各组间均具有统计学意义（P＜0.05）；D30 天，Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组血清中SOD 活性与对照组相比具有差异显著性（P＜0.05），分别升高13.5%、44.8%、46.1%； Ⅲ组与Ⅳ组影响相近（0.9%），两组间差异不显著（P＞0.05）。

表1 不同添加量番茄红素对血清SOD 活性的影响U/mL

2.2 不同添加量番茄红素对血清GSH-Px 活性的影响如表2 所示，D0 天，对照组GSH-Px 与试验组相比无统计学意义（P＞0.05）；D10 天，Ⅲ组与Ⅳ组血清中GSH-Px 活性与对照组相比具有差异显著性（P＜0.05），GSH-PX 活性分别提升5.2%、19.3%；D20 天，Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组GSH-Px 活性与对照组相比分别增高6.8%、25.9%、36.7%，且具有差异显著性（P＜0.05），同时各组间均具有统计学意义（P＜0.05）；D30 天，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组血清GSHPx 活性均显著高于对照组（Ⅰ组）（P＜0.05），分别提高12.4%、40.3%、41.8%， Ⅲ组和Ⅳ组的血清GSH-Px 活性相差1.1%，无显著性差异（P＞0.05）。

2.3 不同添加量番茄红素对血清MDA 含量的影响如表3 所示，D0 天，试验组相比对照组无统计学意义（P＞0.05）；D10 天，Ⅲ组、Ⅳ组MDA含量明显低于Ⅱ组和对照组（P＜0.05）；Ⅱ组和对照组之间无统计学意义（P＞0.05）；Ⅲ组、Ⅳ组相比Ⅰ组分别降低8.0%、20.1%；D20 天， Ⅱ组、Ⅲ组、 Ⅳ组MDA 含量较Ⅰ组分别降低11.9%、25.4%、32.9%，各组间均具有统计学意义（P＜0.05）；D30 天，Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组MDA 含量较Ⅰ组分别降低14.9%、32.7%、35.2%（P＜0.05），Ⅳ组与Ⅲ组相比，血清中MDA 含量相接近，仅降低3.8%，且差异不显著（P＞0.05）。

表3 不同添加量番茄红素对血清MDA 含量的影响nmol/mL

3 讨论

宠物机体内存在一整套的抗氧化系统，正常生理活动下，自由基不断生成，又被及时清理，从而维持动态的平衡状态，预防各种疾病。而环境、温度、饮食甚至情绪造成的应激，会导致自由基的大量产生和累积，当这些大量产生的自由基没有得到及时清除的时候，就会威胁机体健康，加速衰老，甚至引发各类疾病。因此提高宠物机体抗氧化系统性能成为一个重要的研究方向。

SOD、MDA 和GSH-Px 均是该抗氧化系统中的重要指标，其活性/含量能够反映机体抗氧化能力的强弱。 SOD 通过催化超氧阴离子自由基发生歧化反应而生成过氧化氢和氧，可不断清除氧自由基及避免脂质的氧化，减少黑色素及脂褐素、腊样质的形成，从而保护机体健康，延缓衰老，预防各类疾病，提高机体免疫能力。SOD 在机体起到重要的维持机体代谢平衡的作用（朱秀敏，2011）。

研究证明，番茄红素的使用可以有效提高SOD 活性，从而提高机体抗氧化能力（于文丽等，2005）。潘洪志等（2004）对小鼠灌胃饲喂番茄红素，观察对肿瘤生长、免疫系统及抗氧化系统的影响。结果表明番茄红素能够明显抑制肿瘤的增长，提高机体免疫系统功能，同时还提高了SOD、GSH-Px 的活性，降低MDA 含量，说明番茄红素具有良好的抗氧化作用；饲喂番茄红素对四氯化碳急性损伤下的大鼠机体具有保护作用。万丽葵等（2006）通过检测血清及肝肾匀浆中酶活性发现，番茄红素能有效提高机体的SOD、GSH-Px、GSH 酶类活性，降低MDA 的含量，在搭配其他抗氧化原料或提高其添加量的同时，如维生素A、维生素E 等，其抗氧化作用又得以显著性提高。本研究结果表明，相较于对照组，试验组血清SOD 活性均提高，并随着添加量的增加，SOD 活性也随之升高，其中Ⅳ组SOD活性略高于Ⅲ组，但没有显著性差异（P＞0.05）；这是由于番茄红素具有很强的抗氧化性，其清除单线态氧的能力是VE 的100 倍，是β-胡萝卜素的2 倍多，在添加量较低时也可以达到有效作用（Nguyen 等，1999）。从影响SOD 活性方面来看，考虑到番茄红素的使用成本较高，在本试验中认为Ⅲ组的添加量为最优。

GSH-Px 在巯基（-SH）的作用下与自由基结合，能够调节机体代谢及抗氧化防御能力，清除体内自由基，保护机体重要酶蛋白巯基不被氧化/灭活，组织细胞不再遭受损伤，保持机体组织健康（代涛等，2014）。 Armstrong（2002）等的研究发现，如降低GSH 的含量，随之产生的氧自由基增加，会加快组织细胞的凋亡，机体抗氧化能力也会明显降低。本研究结果显示，Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组的番茄红素添加量均能有效提高GSH-Px活性，这与曲扬华（2017）在绵羊上的结果相一致。曲扬华等（2017）在绵羊饲粮添加番茄红素后发现，不仅平均日增重、背最长肌重和GR 值的趋势得到提高，而且可显著提高绵羊血清过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性。番茄红素具有抗氧化、抗癌、抗炎症及抗衰老等功能，主要原理是通过抑制过氧化氢、二氧化氮和羟基自由基等的生成，达到抗氧化作用的目的，从而使DNA、脂质和蛋白质不会因为氧化作用受到损伤（方洲等，2022）。

MDA 是自由基攻击生物膜引发脂质过氧化反应的产物，组织中的MDA 含量可反映脂质过氧化的程度，间接地反映细胞受自由基攻击和损伤的程度（Sato 等，2000；Szczeklik 和 Gxyglewski，1992）。本研究结果表明，不同添加量番茄红素均可有效降低MDA 含量。这主要是由于番茄红素的添加可以提高SOD 和GSH-Px 活性，进而减少了氧自由基的产生及组织细胞的凋亡现象，同时抑制由自由基损伤产生脂质过氧化物反应，降低脂质过氧化物终产物MDA 的含量。王克勤（2016）在研究番茄红素对运动员训练后血液中SOD 和MDA 含量的影响试验中表明，番茄红素组与安慰剂胶囊组相比，在运动前服用番茄红素，其在运动过后的MDA含量增涨不明显，说明番茄红素抑制了MDA 的增涨，同时运动后的MDA 含量增长幅度明显低于服用安慰剂胶囊组的水平，因此可以推断出番茄红素能够增强人体在运动后的抗氧化能力，从而降低疲劳感；向琴琴（2016）在研究番茄红素结晶及番茄红素油树脂对小鼠的抗氧作用试验结果表明，番茄红素结晶和番茄红素油树脂都能显著性降低MDA的含量，从而说明番茄红素具有抗氧化功能，本试验研究结果与其一致。