陳 平, 胡長(zhǎng)勝, 陸子濤, 鄧 銘
(1.中華人民共和國(guó)武漢海關(guān),湖北武漢 430040;2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,廣東廣州 510642)
我國(guó)是茶葉消費(fèi)大國(guó),每年都有大量的茶葉和茶飲料生產(chǎn)和消費(fèi)。茶葉加工和消費(fèi)過(guò)程中產(chǎn)生的殘次茶、茶末和茶渣仍然保留了茶多酚等多種有效成分, 將其進(jìn)行深加工并做成畜禽飼料添加劑,一方面可以變廢為寶,減少抗生素及各種添加劑的濫用,降低生產(chǎn)成本;另一方面還可以提高畜禽抗病能力,增強(qiáng)健康水平,改善產(chǎn)品品質(zhì)。茶多酚主要存在于茶葉中,此外在沙棘等植物中也有(胥鑫萌等,2021)。從茶葉中提取出來(lái)的多酚類(lèi)化合物,具有抗氧化、抗腫瘤、抑菌、抗病毒、抗輻射、改善腸道功能、預(yù)防中風(fēng)等各種生物學(xué)功能。 在人類(lèi)的食品保健、 美容和臨床等領(lǐng)域茶多酚得到了廣泛的應(yīng)用(王曉,2018)。茶多酚作為飼料添加劑,有研究者開(kāi)始將其應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖和飼料生產(chǎn)中,發(fā)揮替抗和提高畜禽產(chǎn)品質(zhì)量的潛在價(jià)值。
茶多酚是指茶葉中多酚類(lèi)物質(zhì), 其占干茶的25% ~35%。茶多酚組成復(fù)雜,分子質(zhì)量及其結(jié)構(gòu)差異很大,屬于一種稠環(huán)芳香烴,主要由兒茶素、黃酮類(lèi)、 黃酮醇類(lèi)、 花色苷類(lèi)和酚酸類(lèi)化合物組成。 茶多酚中60% ~80%是黃烷醇類(lèi)兒茶素化合物,主要包含兒茶素(EC)、沒(méi)食子兒茶素(EGC)、兒茶素沒(méi)食子酸酯(ECG)和沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)等物質(zhì),其抗氧化能力強(qiáng)弱順序?yàn)镋GCG>EGC>ECG>EC,且與溫度呈正相關(guān)(曾光輝等,2009)。茶多酚在常溫下為粉末狀,呈淺黃或淺綠色,有澀味,易溶于溫水(40 ~80 ℃)、乙酸、乙醇和乙酯,微溶于油脂。對(duì)熱、酸較穩(wěn)定,在溫度250 ℃左右、pH 4 ~8 的環(huán)境中,1.5 h 內(nèi)均能保持穩(wěn)定;在Fe3+作用下易分解,在堿性條件下易氧化褐變,遇鐵離子同樣容易生成黑綠色化合物(鐘譽(yù),2012)。
2.1 抗氧化功能 茶多酚屬于酚類(lèi)化合物,是從茶葉中提取的具有抗氧化能力強(qiáng)、無(wú)毒副作用、無(wú)異味等特點(diǎn)的全天然抗氧化食品。 據(jù)Coyle 等(2008)的一項(xiàng)體外研究試驗(yàn)表明,綠茶的提取物EGCG 可降低活性氧(ROS)水平,增加細(xì)胞活力,抑制H2O2誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡;Xing 等(2019)研究表明,EGCG 主要通過(guò)Akt 和JNK 途徑的磷酸化來(lái)調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)通路。除此之外,高仁金等(2016)從茶葉廢料中提取茶多酚,并以維生素C 作對(duì)照研究茶多酚的抗氧化性、 對(duì)油脂的過(guò)氧化值和其還原力, 結(jié)果表明茶多酚對(duì)·OH 的抑制率達(dá)78.13%,對(duì)O2-抑制率達(dá)60%,茶多酚和維生素C均具有良好的抑制橄欖油酸敗的作用和還原能力,且抗氧化效果要略好于維生素C。 可見(jiàn),從茶渣中提取的茶多酚仍具有一定生理功能。 另?yè)?jù)劉厚紅等(2018)研究表明,茶多酚作為天然健康的抗氧化劑,功效突出,被廣泛應(yīng)用于保健食品中,主要包括輔助降血脂產(chǎn)品(占21.45%)、減肥產(chǎn)品(占18.28%)、增強(qiáng)免疫力產(chǎn)品(占15.35%)、延緩衰老產(chǎn)品 (占7.45%)、 緩解體力疲勞產(chǎn)品 (占6.32%)、其他類(lèi)產(chǎn)品(占31.15%)。
2.2 抗腫瘤功能 茶多酚能消除有害自由基,可以使脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程中斷, 增強(qiáng)人體內(nèi)的各種酶的活性,達(dá)到抗突變、抗癌癥的效果。 據(jù)流行病學(xué)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,已經(jīng)確定綠茶多酚和EGCG 是有效的抗癌藥和化學(xué)預(yù)防劑。其中,體外和體內(nèi)研究已經(jīng)確定綠茶多酚參與細(xì)胞凋亡,細(xì)胞增殖,腫瘤生長(zhǎng)中的細(xì)胞周期和細(xì)胞遷移, 所有這些都導(dǎo)致某些癌癥類(lèi)型(包括乳腺癌,前列腺癌,結(jié)腸直腸癌和皮膚癌)的風(fēng)險(xiǎn)降低(Xing 等,2019);據(jù)潘喜華等(2000)研究發(fā)現(xiàn),茶多酚可以顯著提高小鼠NK 細(xì)胞的活性。另外,綠茶的許多癌癥化學(xué)預(yù)防性質(zhì)由EGCG 介導(dǎo),其通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期來(lái)控制蛋白的表達(dá), 激活殺傷性半胱天冬酶和抑制核因子κ-B 活化來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯。 它還通過(guò)調(diào)節(jié)參與細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)化、炎癥和轉(zhuǎn)移的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑來(lái)阻斷癌發(fā)生 (Katiyar 等,2007)。 Guo 等(2017)研究發(fā)現(xiàn),每天增加1 杯綠茶,前列腺癌的發(fā)病率有降低的趨勢(shì)。 可見(jiàn),茶多酚已顯示其良好的抗腫瘤作用。
2.3 抑菌功能 茶多酚除具有以上兩種功能外,還對(duì)許多微生物有抗菌作用,包括大腸桿菌、沙門(mén)氏菌屬、芽孢桿菌屬、克雷伯氏菌屬和銅綠假單胞菌等。此外,兒茶素已被證明可以改變細(xì)菌的抗生素敏感性并改變決定細(xì)菌毒力的因子的表達(dá)(Yiannakopoulou 等,2012)。 另外, 有研究表明,綠茶提取物對(duì)幽門(mén)螺桿菌和幽門(mén)螺桿菌的直接體外抗菌活性相對(duì)較弱(Takabayashi 等,2004)。 在畜禽生產(chǎn)中, 飼料中添加一定量的茶葉粉還能降低肉雞體內(nèi)抗藥性微生物的數(shù)量,增加肉雞體重,提高肉雞的生長(zhǎng)性能(Rahman 等,2018)。 因此將茶葉作為一種替抗物質(zhì)應(yīng)用于飼料添加劑領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用前景,值得深入探討。
2.4 抗病毒作用 近30 年來(lái), 隨著茶的抗病毒研究不斷深入, 人們發(fā)現(xiàn)了茶葉具有一定的抗流感病毒感染作用。 日本的一項(xiàng)流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果表明, 每天食用1 ~5 杯的綠茶可預(yù)防兒童感染流感。 EGCG 針對(duì)β-內(nèi)酰胺酶、HIV 的逆轉(zhuǎn)錄酶、結(jié)合酶、 脂肪酸脂肪酶和其他酶具有抗酶活性。EGCG 通過(guò)直接結(jié)合生物分子抑制病毒和酶。 此外,EGCG 誘導(dǎo)流感的凝集病毒,從而防止它們吸附到靶細(xì)胞上 (Park 等,2011)。 另有研究表明,EGCG 的抗病毒作用是介導(dǎo)的通過(guò)抑制病毒組裝或通過(guò)抑制成熟的分裂由腺苷進(jìn)行 (Nance 等,2003)。 美國(guó)專(zhuān)利US20110052727A1 提出了一種藥物用于治療或預(yù)防感染的組合物流感病毒H1N1,其營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑組合包括以下全部或部分成分:甘草酸、槲皮素、綠茶、茶、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸、肉桂、肉桂醛、肉桂酸、硒和蜂膠(Yiannakopoulou 等,2012)。 總之,在畜禽養(yǎng)殖中,利用茶多酚來(lái)加強(qiáng)越來(lái)越多的病毒病的預(yù)防和治療不失為一項(xiàng)可選的策略。
2.5 抗輻射功能 現(xiàn)代社會(huì),電磁輻射已成為一種重要的能源污染方式,其不僅出現(xiàn)在手機(jī)上,其他常用的微波爐、電腦、電視等家用電器都會(huì)釋放出電磁波。電磁輻射會(huì)對(duì)人產(chǎn)生不同程度的危害,嚴(yán)重者可致使人出現(xiàn)頭痛、失眠、心律不齊、視力下降或皮膚瘙癢等癥狀。 有關(guān)研究表明, 茶多酚具有良好的抗輻射功能。據(jù)石衛(wèi)民等(2006)研究,結(jié)果證實(shí)EC 對(duì)受照射小鼠有明顯的防輻射作用,能降低輻射對(duì)小鼠造血組織的損傷,防止射線(xiàn)引起的生長(zhǎng)障礙。郝述霞等(2011)研究也證明,一定量的茶多酚可明顯提高受大劑量γ 射線(xiàn)照射后的小鼠的存活率。
2.6 抗心血管疾病功能 心血管疾病 (CVD)占全球死亡率的50%以上。 上海健康研究的一項(xiàng)調(diào)查結(jié)果表明綠茶消費(fèi)與中老年人全因死亡和心血管疾病死亡風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)。 內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙和CVD 的產(chǎn)生與血管內(nèi)皮細(xì)胞中的ROS 產(chǎn)生密切相關(guān), 血管內(nèi)皮細(xì)胞中ROS 的主要來(lái)源NADPH 氧化酶濃度升高促進(jìn)了高血壓和動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。EGCG 結(jié)果顯示,可通過(guò)抑制NADPH 氧化酶的產(chǎn)生來(lái)抑制血管保護(hù)作用(Ahn 等,2010)。 端粒功能紊亂激活p53(抑癌基因)介導(dǎo)的細(xì)胞生長(zhǎng)停滯和心肌細(xì)胞凋亡,促使心臟功能下降。 EGCG 的抗細(xì)胞凋亡作用是通過(guò)上調(diào)端粒重復(fù)結(jié)合因子2 的表達(dá)抑制ROS 誘導(dǎo)的端粒磨損來(lái)介導(dǎo)的。
總之,茶多酚的作用是廣泛的,目前在洗漱用品、護(hù)膚品、紡織品等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛(王蔚等,2021)。 其他的應(yīng)用還有除臭、作為天然色素、抑制亞硝酸鹽的形成和積累作用等。
基于前人的研究結(jié)果, 茶多酚具有抗腫瘤、抑菌、抗氧化、抗病毒、抗輻射和抗心血管疾病等功能,也有很多研究者探討了其在動(dòng)物養(yǎng)殖中的應(yīng)用價(jià)值。 關(guān)于茶多酚在生豬、家禽及反芻等動(dòng)物中的應(yīng)用研究很多,李振遠(yuǎn)(2017)研究表明,飼糧中添加茶多酚和甜味劑可提高斷奶仔豬的免疫力和抗氧化能力,并改善仔豬腸道主要微生物環(huán)境;飼糧中添加茶多酚可改善畜禽機(jī)體的抗氧化水平,如玉米飼糧中添加120 mg/kg 茶多酚能顯著提高肉鴨生長(zhǎng)性能和血清抗氧化水平,其改善效果優(yōu)于維生素E 和二丁基羥基甲苯(BHT) (張亞茹等,2015)。 具體茶多酚在畜禽健康養(yǎng)殖中的應(yīng)用見(jiàn)表1~表3。
表1 茶多酚在生豬養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用
總體來(lái)說(shuō), 人們對(duì)食品質(zhì)量安全要求越來(lái)越高,對(duì)綠色畜產(chǎn)品的需求會(huì)不斷加大,茶多酚由于其抗氧化、 抑菌以及抗病毒的獨(dú)特生物學(xué)功能和在畜禽體內(nèi)低毒、 低殘留的特點(diǎn)決定了其綠色特性, 符合人們對(duì)食品安全重視的消費(fèi)心理和環(huán)保意識(shí), 是一種可以大力推廣并加以應(yīng)用的綠色飼料添加劑。目前,對(duì)茶多酚在養(yǎng)殖上的應(yīng)用研究主要集中在提高畜禽免疫能力和改善肉質(zhì)等方面。未來(lái)如何擴(kuò)展利用茶葉廢棄物及茶多酚在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用范圍,還需要深入探討,如茶多酚在防止輪狀病毒等有害微生物的感染、 改善動(dòng)物的生產(chǎn)性能、 提高肉品質(zhì)以及調(diào)節(jié)酶的活性等方面的應(yīng)用前景??傊?,深入研究茶葉及其附產(chǎn)物的生物學(xué)功能, 積極探索其在我國(guó)快速發(fā)展的畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用價(jià)值具有重要意義。
表2 茶多酚在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用