王淑楠，董　麗，喻禮懷

（揚州大學動物科學與技術學院，江蘇 揚州　225009）

苜蓿黃酮在動物生產(chǎn)中的應用及其作用機制

王淑楠，董麗，喻禮懷*

（揚州大學動物科學與技術學院，江蘇 揚州225009）

苜蓿作為畜禽青綠飼料，在動物生產(chǎn)中具有十分重要的價值和地位。苜蓿生長中形成的一類次生代謝產(chǎn)物苜蓿黃酮，具有抗氧化、抗腫瘤、提高免疫力、類雌激素等生物學功能，且在飼料生產(chǎn)中具有較好的開發(fā)和利用價值。文章就苜蓿黃酮在畜禽生產(chǎn)中的應用、主要生物學功能及其作用機制作以綜述。

苜蓿黃酮；動物生產(chǎn)；生物學功能；作用機制

苜蓿是苜蓿屬植物的通稱，多年生開花草本，其中最著名的是作為畜禽飼料與牧草的紫花苜蓿。紫花苜蓿莖葉柔嫩鮮美、品質(zhì)優(yōu)良、營養(yǎng)豐富且易于家畜消化；其生產(chǎn)潛力大，商品性好，在世界各國廣泛種植，具有十分重要的價值和地位，有“牧草之王”的美譽［1］。黃酮是苜蓿中主要的生物活性物質(zhì)之一，苜蓿黃酮具有抗氧化、抗腫瘤、提高機體免疫力、類雌激素樣作用等生物學功能，可促進畜禽生長、改善繁殖性能和提高生產(chǎn)性能，因此，苜蓿黃酮在畜禽生產(chǎn)中具有很好的應用前景［2-3］。

1　苜蓿黃酮的組成

苜蓿黃酮主要存在于苜蓿的莖葉中，是苜蓿生長中形成的一類次生代謝產(chǎn)物。苜蓿黃酮是一類多酚類化合物，含兩個酚羥基的苯環(huán)與中間的吡喃相互連接而成。苜蓿黃酮類成分主要結(jié)構類型有：黃酮醇及其苷類、異黃酮類、異黃烷類、二氫黃酮、二氫異黃酮、查耳酮和紫檀烷類［4］。其主要成分為苜蓿素、芹菜素、木樨草素、金圣草黃素、楊梅黃素、美迪紫檀素、槲皮素、蘆丁和刺芒柄花黃素等。其中苜蓿素是最具代表性且最有特色的［5］。

2　苜蓿黃酮在動物生產(chǎn)中應用

飼料中添加適宜劑量的苜蓿黃酮對小鼠、家禽、單胃動物和反芻動物的生產(chǎn)性能均有顯著影響，在動物生產(chǎn)中主要體現(xiàn)在促進動物生長發(fā)育、增強機體免疫力、提高生產(chǎn)性能和改善繁殖性能等方面。

朱宇旌等研究表明，灌胃異黃酮40 mg·kg-1BW·d-1，對雄性小鼠有極顯著的生長促進作用（P＜0.01）；苜蓿異黃酮120 mg·kg-1BW·d-1處理可顯著增加小鼠重要免疫器官（胸腺、脾臟）系數(shù)，巨噬細胞、血清溶血素等免疫指標均顯著上調(diào)，表明一定劑量的苜蓿異黃酮對小鼠有提高生長性能、改善免疫功能的作用［6］。有研究表明，崇仁麻雞母雛日糧中添加苜蓿黃酮提取物為150～450 mg·kg-1，可以降低料重比、提高雞只的日增重；促進體脂降解、減少脂肪沉積、改善胴體品質(zhì)；促進免疫器官脾臟、法氏囊的發(fā)育、提高機體抗病能力，其最適添加量為300 mg·kg-1［7］。

綿羊日糧中添加苜蓿黃酮具有潛在的促生長功能，可調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，增強機體蛋白質(zhì)的利用，提高氮的利用率，維持體內(nèi)Ca、P平衡，且對機體能量代謝及肝臟功能等無不良影響。綿羊基礎日糧中添加苜蓿黃酮0.2%效益最佳［8］。過氧化氫酶（CAT）與谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）都是機體內(nèi)防御酶系統(tǒng)重要的抗氧化酶類，研究表明添加一定量異黃酮，可顯著提高奶牛乳腺上皮細胞內(nèi)超氧化物岐化酶（SOD）、GSH-Px和CAT活性（P＜0.05），奶牛乳腺上皮細胞的抗氧化能力提高［9］。苜蓿黃酮對奶牛乳腺上皮細胞的增殖具有一定雌激素作用，其活性成分作用于雌激素的受體，促進乳腺管的增生，引起奶牛乳腺上皮細胞的增殖，對奶牛的泌乳性能有積極的影響［10］。荷斯坦奶牛泌乳期日糧中添加黃酮，血清中生長激素、催乳素、雌二醇和甲狀腺素（T4）的含量增多；乳脂率和乳蛋白率顯著提高，可改善乳品質(zhì)，產(chǎn)奶量有增加趨勢；泌乳奶?；A日糧中黃酮的適宜添加量為20～30 mg·kg-1［11］。蘇效雙等RT-PCR試驗結(jié)果表明，苜蓿黃酮通過下調(diào)Caspase-3、SOCS3、p53、STAT1基因表達，發(fā)揮減輕炎癥反應、抑制細胞凋亡、阻止細胞癌變等作用［12］。

彭寶安等在母豬妊娠期飼糧中用20%～30%苜蓿鮮草替代精料，血清中總膽固醇降低，母豬血清脂類代謝改善，初乳和仔豬血清中免疫球蛋白的含量均有所提高，且初生窩產(chǎn)活仔總數(shù)增加，母豬的生產(chǎn)性能提高［13］。在斷奶仔豬飼糧中添加大豆異黃酮5 mg·kg-1可緩解腹瀉，且去勢公仔豬增重顯著，其體內(nèi)睪酮含量顯著提高。在育肥豬中添加異黃酮可改善肉質(zhì)、提高胴體瘦肉率、降低胴體脂肪率和背膘厚度。異黃酮用于母豬飼料中，可使其泌乳量增加，初乳中乳蛋白質(zhì)含量提高，提高血清和初乳中特異性抗體水平［14］。

3　苜蓿黃酮的作用機制

國內(nèi)外關于苜蓿黃酮在動物生產(chǎn)中的應用以及其相關生理活性的研究表明，苜蓿黃酮主要具有抗氧化、抗腫瘤、提高機體免疫力、類雌激素作用的生物學功能。

3.1抗氧化作用及其機制

黃酮類化合物可抑制自由基對機體的氧化損傷，發(fā)揮抗氧化作用。苜蓿黃酮抗氧化機制主要有以下幾個方面：抑制自由基的產(chǎn)生，通過抑制產(chǎn)自由基酶的活性，絡合可催化自由基形成的過渡金屬離子，抑制脂自由基或脂氧自由基等脂質(zhì)鏈式氧化過程中的中間產(chǎn)物作用，終止鏈反應，從而抑制脂質(zhì)氧化［15］；直接清除自由基，其分子中的多個羥基與自由基反應，生成穩(wěn)定的半醌式物質(zhì)而終止自由基的鏈式反應，對機體已產(chǎn)生的自由基具有較強的直接清除作用［16］；激活機體抗氧化體系，通過增強抗氧化酶的活性、增加抗氧化因子，激活體內(nèi)固有的抗氧化系統(tǒng)，發(fā)揮抗氧化作用［17］。

張縱圓對苜蓿不同溶劑提取物抗氧化性進行比較，結(jié)果表明，紫花苜蓿提取物可清除羥自由基（·OH），其抗氧化能力來源于苜蓿黃酮［18］。施偉梅等研究表明，紫花苜蓿總黃酮對二苯基苦酰肼基自由基（DPPH）和·OH具有較好的清除效果，其半數(shù)清除濃度（IC50）分別為14.31和28.23 μg·mL-1［19］。苜蓿黃酮中含有的多種酚類物質(zhì)，可捕獲過氧化自由基，阻斷過氧化鏈式反應的進行，從而抑制油脂氧化。試驗研究表明，苜蓿黃酮粗提物與維生素C、維生素E具有明顯的協(xié)同抗氧化作用［20］。

3.2提高免疫力作用及其機制

黃酮類化合物通過調(diào)節(jié)機體體液免疫和增強非特異性免疫，改善細胞免疫功能，提高T細胞、NK細胞和K細胞的免疫機能，進而提高動物機體免疫力。其作用機制主要有3個方面：直接作用于胸腺、脾臟等免疫器官或各種免疫細胞上的雌激素受體；調(diào)節(jié)垂體生長激素的分泌；降低體內(nèi)生長抑素對免疫細胞的抑制作用［21］。

灌胃中劑量苜蓿異黃酮，小鼠脾臟指數(shù)、巨噬細胞吞噬指數(shù)均有提高，高劑量苜蓿異黃酮可提高胸腺系數(shù)和血清溶血素值；表明苜蓿黃酮對提高機體的免疫水平具有重要的促進作用。董曉芳等研究表明，不同劑量的苜草素對肉仔雞免疫的影響，添加苜草素500 mg·kg-1可顯著提高新城疫血凝抑制抗體效價、血清甲狀腺素水平、血清球蛋白量和T、B淋巴細胞轉(zhuǎn)化率［22］。黃酮在適量范圍內(nèi)，可促進小鼠脾細胞DNA和蛋白質(zhì)的合成，進而促進細胞的增殖，可促進小鼠脾細胞IFN-γ mRNA的表達和IFN-γ的產(chǎn)生與分泌，IFN-γ可激活NK細胞，促進T、B細胞分化，刺激B細胞分泌抗體，從而增強免疫調(diào)節(jié)作用［23］。

3.3抗腫瘤作用及其機制

苜蓿黃酮是一種多酚化合物，被認為是潛在的抗癌物質(zhì)；研究表明，植物中提取的黃酮類化合物可抑制腫瘤細胞的生長，但對正常細胞沒有影響［24］。其抗腫瘤作用機制主要有：通過負調(diào)節(jié)細胞周期依賴的激酶活性，抑制癌細胞株拓撲異構酶活性，誘導細胞周期停止，抑制癌細胞增殖，促進腫瘤細胞凋亡［25］；抑制細胞信號轉(zhuǎn)導過程中的酪氨酸蛋白激酶、蛋白激酶C、磷脂酰肌醇3-激酶活性，促進抑癌基因表達而抑制癌基因的表達［26］。

研究表明，苜蓿黃酮的母核芹菜素，可通過抑制黑色素瘤細胞周期蛋白依賴性激酶（CDK1）的表達，使細胞分裂增殖于G2/M期，從而達到抑制腫瘤細胞生長的作用［27］。張羽男等通過MTT法、細胞活力測定法及雙熒光染色法，研究苜?？傸S酮的體外抗腫瘤活性，結(jié)果表明，苜?？傸S酮對人肝癌細胞SMMC7721有抑制作用，可使癌細胞數(shù)量減少，誘導癌細胞凋亡，其體外抗腫瘤活性效果顯著［28］。腫瘤細胞可通過釋放血管生成因子激活血管內(nèi)皮細胞，促進內(nèi)皮細胞增殖和遷移，導致腫瘤血管形成。研究表明，黃酮類化合物能夠調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子和基質(zhì)金屬蛋白酶表達，抑制NF-κB、PI3-K/Akt和ERK 1/2信號通路，達到抑制腫瘤血管生成的作用［29］。

3.4類雌激素作用及其機制

研究表明，苜蓿黃酮的主要成分染料木素、香豆雌酚、芒柄花素等均具有與雌二醇（E2）相似的結(jié)構，具有微弱雌激素活性［30］。黃酮類化合物可結(jié)合到雌二醇激素受體上，與機體內(nèi)源雌二醇競爭，通過神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的下丘腦-垂體-性腺軸，調(diào)控生殖、泌乳和產(chǎn)蛋等機能，并在甲狀腺軸、生長軸等參與下，使相關代謝激素參與營養(yǎng)過程，調(diào)節(jié)生長激素、胰島素樣生長因子，促進肌肉、組織等的生長。還能夠調(diào)節(jié)垂體睪酮、促黃體素和促卵泡素的合成與分泌，改善動物的繁殖性能［31］。

苜蓿黃酮的雌激素作用主要體現(xiàn)在促進動物生長和生殖方面。朱宇旌等研究表明，低劑量紫花苜蓿異黃酮，可提高雄性小鼠平均日增質(zhì)量和胃質(zhì)量百分率［6］。在雞的日糧中添加苜蓿黃酮提取物300 mg·kg-1，能夠提高雞的生產(chǎn)性能，降低腹脂率，改善免疫功能［32］。此外，紫花苜蓿黃酮可以提高大鼠產(chǎn)仔數(shù)，對初生窩重有提高的趨勢。在一定程度上影響性成熟和未性成熟雌鼠的激素分泌和生殖器官的發(fā)育［33］。對成年和未達性成熟期大鼠灌胃苜蓿黃酮后，大鼠體內(nèi)均產(chǎn)生了雌激素效應，通過下丘腦-垂體-卵巢性腺軸產(chǎn)生負反饋調(diào)節(jié)，顯著抑制GnRH的表達，從而影響雌鼠性腺軸上其他相關基因的表達［34］。

4　小結(jié)

苜蓿產(chǎn)量高且適口性好、營養(yǎng)豐富、易于家畜消化；其中含有的黃酮類化合物具有提高動物繁殖性能，改善生長和生產(chǎn)性能，提高機體免疫功能等作用。因此，苜蓿黃酮具有成為一種新型飼料添加劑的潛力。但在開發(fā)苜蓿黃酮類活性成分的過程中仍存在一些問題，包括：隨著刈割期、處理方法和存儲條件的不同，苜蓿中的黃酮類成分的產(chǎn)量和質(zhì)量表現(xiàn)出較大的差異；雖然涉及黃酮類化合物提取的方法很多，但大部分仍局限于實驗室階段，對苜蓿黃酮的提取遠未實現(xiàn)大批量的商業(yè)化生產(chǎn)水平；對苜蓿黃酮作用機制的研究，目前僅有大量的體外實驗數(shù)據(jù)，對其在動物機體內(nèi)的消化吸收、轉(zhuǎn)運代謝等機制方面的研究不多，限制了其在飼料工業(yè)中的開發(fā)應用。目前，我國對苜蓿的應用主要以干草或草粉的形式作為畜禽飼料，少部分經(jīng)加工后作為飼料添加劑應用，但隨著研究的不斷深入，生產(chǎn)技術的不斷成熟，苜蓿黃酮將會作為新型綠色飼料添加劑廣泛應用于動物生產(chǎn)中。

［1］夏素銀，嚴學兵，王成章，等.紫花苜蓿生物活性成分在畜禽生產(chǎn)中的應用［J］.草業(yè)科學，2010，27（7）:133-140.

［2］Spillman A.Nutrient boost for alfalfa silage［J］.Agricultural Re?search，2003，51（12）:20.

［3］Xu Q，Shen Y，Wang H，et al.Application of response surface methodology to optimise extraction of flavonoids from fructus so?phorae［J］.Food Chemistry，2013，138（4）:2 122-2 129.

［4］余凡，葛亞龍，楊恒拓，等.苜蓿黃酮的研究概況［J］.食品與發(fā)酵科技，2014，50（1）:9-13.

［5］Kowalska I，Stochmal A，Kapusta I，et al.Flavonoids from barrel medic（Medicago truncatula）aerial parts［J］.Journal of Agricultur?al and Food Chemistry，2007，55（9）:2 645-2 652.

［6］朱宇旌，張勇，寧自利，等.苜蓿異黃酮提取物對小鼠生長和免疫功能的影響［J］.營養(yǎng)學報，2008，30（6）:615-618.

［7］周萍芳.苜蓿黃酮提取物對麻雞生產(chǎn)性能及脂肪沉積的影響［D］.南昌:江西農(nóng)業(yè)大學，2011.

［8］王夢竹，劉艷豐，王文奇，等.苜蓿黃酮對綿羊生長性能和血清指標的影響［J］.中國畜牧獸醫(yī)，2015，42（9）:2 345-2 351.

［9］盧志勇，梁代華，楊運玲，等.大豆異黃酮對奶牛乳腺上皮細胞泌乳性能及抗氧化能力的影響［J］.飼料與畜牧:新飼料，2013 （2）:25-28.

［10］ Mu Y，Jiang L Z.Influence of isoflavones on the proliferation and lactation of mammary epithelial cells in dairy cow［J］.Chinese Jour?nal of Animal and Veterinary Sciences，2013，40（1）:187-190.

［11］李晶晶.日糧中添加染料木黃酮對荷斯坦奶牛生產(chǎn)性能和血液生化指標的影響［D］.保定:河北農(nóng)業(yè)大學，2008.

［12］蘇效雙，占今舜，詹康，等.苜蓿黃酮對體外培養(yǎng)的奶牛乳腺上皮細胞增殖與抗氧化的影響［J］.草業(yè)學報，2015（12）:139-145.

［13］彭寶安，高永革，王成章，等.紫花苜蓿對母豬生產(chǎn)性能的影響［J］.草業(yè)科學，2010，27（5）:106-111.

［14］李曉剛，顧歡，田曉曉，等.大豆異黃酮在養(yǎng)豬生產(chǎn)上的應用研究進展［J］.養(yǎng)豬，2011（6）:9-12.

［15］周達，羅成，魯曉翔.黃酮作為酶抑制劑研究進展［J］.食品科技，2009（6）:174-178.

［16］魯曉翔.黃酮類化合物抗氧化作用機制研究進展［J］.食品研究與開發(fā)，2012，33（3）:220-224.

［17］Montoro P，Braca A，Pizza C，et al.Structure-antioxidant activity relationships of flavonoids isolated from different plant species［J］. Food Chemistry，2005，92（2）:349-355.

［18］張縱圓.新疆紫花苜蓿中有效化學成分分析及其抗氧化性研究［D］.烏魯木齊:新疆大學，2008.

［19］施偉梅，王妙飛，羅雙慧，等.超聲聯(lián)合酶法提取紫花苜?？傸S酮及其抗氧化性能研究［J］.作物雜志，2015（6）:64-69.

［20］朱宇旌，李新華，張勇，等.苜蓿黃酮抗氧化性研究［J］.潘陽農(nóng)業(yè)大學學報，2006，37（4）:615-618.

［21］屈健.異黃酮類化合物的生物學功能及其在養(yǎng)殖業(yè)中的應用［J］.獸藥與飼料添加劑，2002，7（4）:18-20.

［22］董曉芳，江勇，高微微，等.苜草素對肉仔雞免疫、內(nèi)分泌和脂類代謝的一些指標的影響［J］.動物營養(yǎng)學報，2007，19（4）: 407-410.

［23］唐浩國，魏曉霞，李葉，等.竹葉黃酮對小鼠脾細胞免疫的分子機制研究［J］.食品科學，2007，28（9）:523-526.

［24］ Vizzotto M，Porter W，Byrne D，et al.Polyphenols of selected peach and plum genotypes reduce cell viability and inhibit prolif?eration of breast cancer cells while not affecting normal cells［J］. Food Chemistry，2014，164（1）:363-370.

［25］馬曉方，杜曉光，辛現(xiàn)良，等.腫瘤細胞惡性增殖和細胞周期調(diào)控改變的分子機制［J］.現(xiàn)代生物醫(yī)學進展，2009，9（5）:950-953.

［26］楊楠，賈曉斌，張振海，等.黃酮類化合物抗腫瘤活性及機制研究進展［J］.中國中藥雜志，2015，40（3）:373-381.

［27］ Casagrande F，Darbon J M.Effects of structurally related flavo?noids on cell cycle progression of human melanoma cells:regula?tion of cyclin-dependent kinases CDK2 and CDK1［J］.Biochemi?cal Pharmacology，2001，61（10）:1 205-1 215.

［28］張羽男，黃淼，張宇，等.紫花苜?？傸S酮的微波輔助提取及其體外抗腫瘤活性研究［J］.時珍國醫(yī)國藥，2014（6）:1 300-1 302.

［29］Mojzis J，Varinska L，Mojzisova G，et al.Antiangiogenic effects of flavonoids and chalcones［J］.Pharmacological Research the Offi?cial Journal of the Italian Pharmacological Society，2008，57（4）: 259-265.

［30］王妍琪，單安山.異黃酮類化合物的營養(yǎng)作用及其應用［J］.中國飼料，2003（18）:18-20.

［31］王淑惠，李蘭芳，張勤增，等.不同生長期紫花苜蓿中苜蓿素的測定［J］.中草藥，2009，40（2）:311-312.

［32］歐陽克蕙，熊小文，王文君，等.苜蓿黃酮對崇仁麻雞生長性能及肌肉化學成分的影響［J］.草業(yè)學報，2013，22（4）:340-345.

［33］王偉，馬登坦，翟新瑩，等.苜蓿黃酮對雌性大鼠生長和繁殖性能的影響［J］.草業(yè)學報，2013，22（2）:100-108.

［34］王偉，王鳳云，田苗苗，等.苜?？傸S酮對未達性成熟期及成年雌性大鼠下丘腦-垂體-卵巢性腺軸相關基因表達量的影響［J］.草地學報，2014，22（3）:600-604.

Application and Mechanism of Alfalfa Flavonoids in Animal Production

WANG Shunan，Dong Li，YU Lihuai
（College of Animal Science and Technology，Yangzhou University，Yangzhou 225009，Jiangsu China）

Alfalfa，as livestock feed and forage grass，has important value and status in animal production. With the functions of antioxidant，anti-tumor，improving immunity，the role of estrogen and other effects.Alfalfa fla?vonoid has broad application prospects in livestock production，and has good development value in feed production. This paper reviewed the application of alfalfa flavonoids in livestock production and its mechanism of main biologi?cal functions.

alfalfa flavonoids；animal production；the main role；mechanism

S816.5+1；S814

A

1001-0084（2016）07-0014-04

2016-06-01

揚州市國內(nèi)產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新項目（2014-21）；安徽省國際科技合作計劃項目（1403062026）

王淑楠（1992-），女，河南南陽人，碩士研究生，研究方向為動物營養(yǎng)調(diào)控與飼料資源開發(fā)。
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副教授，碩士生導師，E-mail:lhyu@yzu.edu.cn。