姜黄素免疫学功能对畜禽生产的应用

 论文栏目:免疫学论文     更新时间:2016/1/4 9:20:59   

近年来,随着人们对食品安全以及生态环境的关注度不断提高,抗生素的残留和细菌的耐药性等问题也逐渐暴露出来,抗生素的禁用将会是畜牧业发展的必然趋势。植物提取物、粗纤维、益生菌已经成替代抗生素的主要物质。而姜黄素(Curcumin)是从中药姜黄中提取的一种酚类物质,其是日常生活中常用的天然色素。现代医学研究表明,姜黄素除了能够作为色素添加剂外,还具有很多营养性以及免疫学功能,包括抗炎作用、抑制病变、清除自由基、抗氧化增强免疫功能括抗氧化、降血脂和增强免疫功能等作用。因此其极具有开发成饲料添加剂的应用价值。而本文主要综述姜黄素的理化性质、免疫学功能及其在畜禽生产中的应用,以期为姜黄素开发成高效、绿色、无残留的饲料添加剂提供有力的理论基础。

1姜黄素的理化性质

姜黄素是姜黄色素的主要组成部分,是一种黄色略带酸性的二苯基庚烃物质的统称,其化学结构中包含两个邻甲基化的酚,一个β-二酮功能基团,这种结构特性与其多种生物活性甚至毒性作用有着紧密的关系。其难溶于水,但易溶于甲醇、乙醇、醋酸、丙酮、碱和氯仿等有机溶剂,微溶于苯和乙醚。在碱性条件下,化学性质不稳定,易被分解呈现黄色或棕褐色,但在酸性和中性条件下,可以稳定保存。其热稳定性好,不受Cu2+等金属离子的影响,碳酸钠和苯甲酸钠在一定程度上对其稳定性起?;ぷ饔?。而目前在生产应用中,姜黄素产品主要是由姜黄素、去甲姜黄素和环丙烷姜黄素组成的混合物。

2姜黄素的免疫学功能

因姜黄素其独特的理化性质与结构,导致其有对动物体具有一些免疫学功能,其具体如下:

2.1抗氧化作用

邻-二羟基基团的酚类物质会具有很强的抗氧化活性,并且能够在抗氧化的过程中产生稳定性强的醌类物质。而姜黄素含有两个邻甲基化的酚,因此从结构上看,其也是一种很好的抗氧化剂。姜黄素抗氧化活性主要来自两个方面,一方面是姜黄素作为一种脂溶性的抗氧化剂,能够清除自由基。ZHANG等选用鸡的红细胞为试验对象建立氧化应激模型,其结果显示,姜黄素可以缓解AAPH诱导的红细胞溶解和细胞凋亡现象,显著提高红细胞SOD活性和降低MDA含量。这说明姜黄素可能利用本身的亲脂性,直接发挥清除自由基和抗氧化作用。另一方面是姜黄素是细胞内抗氧化信号通路的诱导剂,可以通过增强抗氧化酶的活性,提高细胞的抗氧化防御能力。余建国等在探究姜黄素对雏鸡T淋巴细胞转化功能的过程中指出,姜黄素能通过持续增强雏鸡NK细胞活性,其机理与姜黄素的抗自由基等作用有关,其研究还提示,姜黄素可抑制黄嘌呤脱氢酶向黄嘌呤氧化酶转化,从而抑制氧自由基的产生,增加谷胱甘肽的水平,?;せ遄橹鞴倜馐芮趾?。韩刚等研究表明日粮中添加姜黄素固体分散体较姜黄素降低肉鸡血脂水平,提高肉鸡的抗氧化能力更显著,且高剂量姜黄素固体分散体的利用效果比低剂量姜黄素固体分散系好。因此表明姜黄素添加的量不同,所产生的效果也不同,而一般的在饲粮中添加姜黄素500mg比添加250mg的抗氧化效果好。

2.2降脂作用

姜黄素的降脂作用可改变体内的脂肪酸代谢,从而改变体内的组织或动物产品的胆固醇含量。胡忠泽等在研究姜黄素对肉鸡体脂沉积作用中提示,日粮中添加姜黄素能降低肉鸡的腹脂率、肝脂率、皮下脂肪厚,并且随着添加量的增加,降低幅度也增加。因此,适量的姜黄素能显著降低血清总脂、TC、TG、LDL-C含量,降低动物肌肉和肝脏中TC、TG含量。因此表明姜黄素具有降低高脂饲料所引起的高血脂和高胆固醇的作用。

2.3免疫调节作用

姜黄素不仅能提高巨噬细胞的吞噬功能,还能提高机体的特异性免疫功能。李新建等研究表明,姜黄素能够显著增强小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能。有研究表明,用含有姜黄素(40mg/kg)的饲料饲喂大鼠5周,能提高体内的IgG水平,但对自然杀伤细胞活性及迟发性超敏反应影响不显著。

2.4对肝脏疾病的作用

大多数慢性肝病是由肝脏纤维化引起的,Rukkumani等的研究显示,肝纤维化是引起肝细胞损伤的直接因素。近年来,大量的姜黄素抗肝损伤作用的研究表明,姜黄素可以通过多种途径进行抗肝纤维化。姜黄素可以通过抗脂质过氧化作用,提高机体清除氧自由基的能力,同时可以有效地预防因乙醇和多不饱和脂肪酸氧化生成自由基所造成的肝毒性损伤,具有阻断、延缓肝损伤病理进程的作用。

3姜黄素在畜禽中的应用

3.1姜黄素在鸡饲料中的应用

目前关于姜黄素在动物生产中的报道并不多,主要集中在家禽的研究中。胡忠泽等在1日龄肉鸡日粮中添加250mg/kg的姜黄素,可以显著提高肉鸡日增重和采食量,降低料重比,同时还能显著提高肉鸡的胸腺指数和抗体效价,说明姜黄素具有促进肉鸡生长和提高免疫功能的作用。胡忠泽等的进一步研究得出姜黄素能显著提高血清中免疫球蛋白IgG的含量,增强对白细胞的吞噬功能,同时能明显提高肉鸡血清的抗氧化性能。此外,姜黄素可通过调节血脂代谢改变皖江黄鸡体内脂肪代谢相关没的活性,降低脂肪沉积。祝国强等在研究姜黄素对肉仔鸡日增重、脂肪代谢与肉品质的影响中,除了发现姜黄素具有上述的作用外,还能改善肉色、提高鸡肉品质。对蛋鸡而言,姜黄素对蛋鸡采食量基本上无影响,但能够显著提高产蛋率,并且,当添加量为150mg/kg姜黄素时,所获得的经济效益最好。由此可见,在饲粮中添加不同水平的饲粮可以提高肉鸡的生产性能、肌肉品质,增强机体的免疫能力和抗氧化力。

3.2姜黄素在水产动物饲料中的应用

研究证明,将不同含量的姜黄素添加到鱼的基础日粮中,0.04%左右的姜黄素是饲料中的最适添加量,姜黄素添加量的逐渐提高,在皮肤及肌肉组织中的含量也随之升高,对大黄鱼具有强烈的着色作用,使其体色有明显改善,添加量黄体素500mg/kg组的鱼体重增长速度最快,SOD活性显著增强,肠道中脂肪酶活性显著提高;姜黄素添加量为800mg/kg时,鱼胰脂肪酶、肝谷胱甘肽过氧化物酶和SOD活性均显著提高,肝、胰中丙二醛水平则显著下降。因此,在鱼类饲料中添加姜黄素,能够促进鱼类生长、提高消化酶活性以及改善鱼体色泽。

3.3姜黄素在猪饲养中的应用

王斌等用不同水平的姜黄素试验饲粮饲喂育肥猪5周,结果表明,添加量400mg/kg姜黄素可以使脂肪含量显著降低。脂肪氧化是猪肉变质和变味的主要原因,因此,姜黄素降低脂肪率的作用可以得以发挥。周明等在用姜黄素代替喹烯酮在育肥猪饲粮中发挥作用的研究中指出,姜黄素可以替代育肥猪饲粮中的喹烯酮,并且能改善肉质,提高免疫学效价,也可不同程度地降低猪血清GOT、GPT活性以及MDA的含量,并由试验得出,在育肥猪饲粮中添加300mg/kg的姜黄素最适宜育肥猪的生长性能的提高,而根据血清生化指标,姜黄素的最适宜添加量为400mg/kg。Ilsley等在29日龄断奶仔猪的日粮中添加200mg/kg姜黄素饲喂3周,发现姜黄素对仔猪的生产性能以及免疫功能没有显著影响,并指出,姜黄素对猪免疫力的影响需要进一步研究。由此可见,虽然当前姜黄素在猪饲料中的应用研究极少,在姜黄素应用于猪饲料的早期研究中。

4小结

在饲料添加剂方面扮演者重要的角色。在动物的生产中添加姜黄素可以提高动物体的免疫功能,提高生长性能,能够很好地清除自由基及过氧化物,维持动物机体的健康。因此,姜黄素的开发利用对食品安全、人类健康以及集约化养殖业的可持续发展有着非常重要的意义,具有相当可观的发展前景。

作者:张光磊 欧阳富龙 王勤华 范志勇 单位:湖南农业大学动物科技学院

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