异黄酮类化合物——大豆黄酮的生物学功能及其在动物生产中的应用

   日期:2019-10-10     来源:互联网    作者:admin    浏览:3    评论:0    
核心提示:摘 要 异黄酮类化合物是一种存在于豆科植物中的生物活性物质,具有较弱的雌激素样活性,而大豆黄酮是此类化合物中存在较广、近年
摘 要 异黄酮类化合物是一种存在于豆科植物中的生物活性物质,具有较弱的雌激素样活性,而大豆黄酮是此类化合物中存在较广、近年来研究也较多的一种。大豆黄酮在畜禽日粮中的应用,能够较显著地促进动物生长、降低饲料成本、提高动物繁殖力和增强机体免疫力等,又因其广泛存在于豆类作物和牧草中,所以研究和开发这类化合物作为新型饲料添加剂将具有较大的潜力和广阔的发展前景。
关键词 大豆黄酮;生物学功能;应用
中图分类号 S816.79
The Biological Function of Isoflavonoids Daidzein and Its Application on Animal production
Wang Jing, Zhou He
Abstract Isoflavonoids are a kind of substances in leguminous plants which have biological activity and faintish estrogenic activity. Daidzein is one of the most classes in these substances. Recent years, there were more and more researches on it. Daidzein, when used in livestocks diets, are claimed to improve animal growth, decrease feed cost, promote animals reproduction and enhance body immunity. Owing to its wildly exist in legume crop and grass, the research and utilization of this compounds as new feed additives will have bright future.
Key words daidzein;biological function;application
异黄酮类化合物由于在医学上具有抗氧化、强心、降血脂等作用,一直以来被人们用来治疗心血管系统疾病[1]。1974年,异黄酮类化合物首次被匈牙利科学家用作饲料添加剂,20世纪80年代和90年代又陆续有科学家研究发现异黄酮类化合物有促进动物生长和提高生产力的作用[6]。之后此类化合物逐渐引起了动物科学家们的兴趣,并成为研究热点。大豆黄酮(Daidzein,DA)作为异黄酮类化合物中最重要的种类之一,同样引起科学家们的关注,因而近年来对其来源、理化特性、生物学功能以及在各类动物生产中的应用等方面都做了大量研究。我国从20世纪90年代也开始了这方面的研究,目前已能人工合成大豆黄酮,研究成果令人瞩目。
大豆黄酮广泛存在于豆类、牧草、谷物、水果和蔬菜等众多天然植物中,大豆及其它豆科植物是大豆黄酮的主要来源。近年来的动物营养研究表明,异黄酮类化合物应用于饲料添加剂中,有剂量小、见效快、毒性低等优点。在动物体中显示出明显的生物活性,具有能显著地促进动物生长、减少腹脂沉积、改善繁殖性能、提高免疫力等生理作用,是一种具有广阔应用前景的新型饲料添加剂[2]。
1 DA的化学结构、理化特性及代谢
异黄酮化学名为3-苯基苯并吡喃-4-酮,结构式如图1所示。当取代基不同时可得到不同的异黄酮类衍生物,如大豆黄素为7,4-二羟基异黄酮。大豆黄酮的化学结构与17-β雌二醇(图2、图3)比较,芳环上有对应于雌二醇的两个羟基结构,均属于极性化合物,这使其在理化特性上与17-β雌二醇有许多相似之处,具有弱的雌激素样活性[3]。
常温下大豆黄酮呈白色粉状,无毒、无味,不溶于水,在醇、酮类溶剂中有一定的溶解度,极易溶于二甲亚砜(DMSO),生物测定它的雌激素活性约为17-β雌二醇的10-3~10-5倍[4]。
大豆黄酮在体内的吸收与代谢速率与动物的种类有关。一般情况下单胃动物慢于复胃动物。大豆中95%以上的大豆黄酮以糖甙形式存在,只有被肠道微生物脱去糖基形成甙元后才能被吸收。
2 DA的生产
大豆黄酮的生产主要有两种方法,即天然提取法和化学合成法。
2.1 天然提取法
大豆黄酮的天然提取法生产是以大豆等为原料,先通过水、醇等溶剂浸提,

然后分离提取液得到粗黄酮制品,再经过色谱柱和树脂吸附可得到较纯的大豆黄酮。但此类方法受到原料中大豆黄酮含量较低、纯度较差等因素的限制,生产成本高、周期长、步骤繁琐,近年来的发展前景不是很好。
2.2 化学合成法
目前国内已有人研究了用化学方法来合成大豆黄酮。用不同的原料,可以合成2-甲基取代和2-位无取代的大豆黄酮。刘建中等(1999)用间苯二酚和苯乙酸为原料经过两步反应来制备大豆黄酮。第一步,都是以间苯二酚和苯乙酸为原料制得4-苯乙酰基-1,3-苯二酚。在第二步闭环反应中,如以醋酐或醋酸钠闭环,则得2-甲基取代大豆黄酮;如以吡啶、六氢吡啶、原甲酸三乙酯闭环则,得2-位无取代的大豆黄酮[5]。
3 DA的生物学功能
3.1 对动物机体免疫机能的影响
大豆黄酮通过改善细胞免疫功能、调节体液免疫和增强非特异性免疫3种方式来提高动物机体的免疫机能。
3.1.1 大豆黄酮能提高T细胞等特异性细胞的免疫功能
Wang等(1997)在体外培养脾淋巴细胞的实验中发现,大豆黄酮能显著提高刀豆素A或脂多糖诱导的脾淋巴细胞增殖反应,并能促进刀豆素A诱导T淋巴细胞产生白介素2和白介素3。其中白介素2在淋巴细胞的增殖过程中起轴心作用,可激发和维护淋巴细胞的生长,最终导致淋巴细胞的分化和增殖,维护免疫自身稳定;而白介素3能刺激各类血细胞的增殖[6]。
3.1.2 大豆黄酮能增强体液免疫功能即B淋巴细胞介导的免疫应答反应
母猪在妊娠后期摄入5.0mg/kg大豆黄酮,可明显提高母猪对特异性抗原(猪瘟疫苗等)刺激产生的免疫应答反应,即血清和初乳中猪瘟抗体和溶血素水平显著提高。表明母猪的体液免疫功能明显增强。同时使新生仔猪血液中母源抗体水平显著提高[7]。
3.1.3 大豆黄酮能增强免疫器官的功能,提高动物非特异性免疫水平
在一般情况下,每天给小鼠灌服20mg/kg的大豆黄酮,一周后,可发现小鼠胸腺湿重明显提高,而脾脏重量无显著变化,腹腔巨噬细胞的吞噬功能和空斑形成细胞的溶血能力显著增强。表明适量的大豆黄酮能够提高机体的非特异性免疫功能。
3.2 对生殖系统及繁殖力的影响
大豆黄酮通过影响体内促性腺激素释放激素(GnRH)、促黄体生成素(LH)和阿片肽受体等与生殖有关的激素以及通过调节性激素水平来提高动物的生殖性能。王根林等(2000)[8]给不同性别的仔猪(7日龄,雌雄各8头)肌肉多次注射大豆黄酮,以研究其对垂体GnRH受体的调节作用。结果表明,仔猪垂体GnRH受体水平上升,处理后母仔猪垂体GnRH受体最大结合量显著高于对照组,公仔猪受体特异性结合量显著增加。韩兆玉等(2003)[9]给雄性小鼠饲喂5mg/kg大豆黄酮,发现可以显著提高睾酮分泌水平(p<0.01),睾丸增重明显(p<0.05)。
3.3 对乳腺发育及泌乳力的影响
据早期文献报道,异黄酮植物性雌激素能引起空怀母羊和阉公羊的乳头增长,甚至出现泌乳现象。国外也有报道,应用适量的植物雌激素饲喂奶牛,能使试验奶牛日产奶量有增加趋势。张荣庆等(1993)[10]给妊娠大鼠每千克日粮中添加100mg大豆黄酮,研究表明,大豆黄酮能显著促进去卵巢和完整卵巢的性成熟前大鼠的乳腺发育,表现为乳腺重增加,乳腺中核酸(DNA和RNA)均明显增加。放免测定表明,大豆黄酮能明显提高血中GH(生长激素)和pRL(催乳素)的含量。刘根桃等(1999)[11]于母猪预产期前一个月开始在每千克日粮中添加0.005mg大豆黄酮,产后一周停喂。试验发现:饲喂大豆黄酮23d后,母猪血液中胰岛素样生长因子(IGF—I)水平上升(p<0.01);仔猪初生窝重显著地高于对照组(p<0.05);母猪第10d和第20d的每次泌乳量分别比对照组提高10.57%(p<0.

05)和14.67%(p<0.01)。
3.4 对动物生长的影响
曾有以适量富含异黄酮类化合物的豆科牧草喂养幼牛使其增重速度显著加快的报道。郭慧君等(2001)[12]在断乳雄性大鼠基础日粮中添加大豆黄酮3mg/kg,持续30d。结果显示:试验组大鼠比对照组日增重和采食量分别提高14.90%(p<0.01)和18.31%(p<0.05);血液IGF—I和睾酮含量分别提高36.86%(p<0.05)和17.30%(p<0.05);而雌二醇含量降低24.11%(p<0.01)。试验结果表明,大豆黄酮能显著增强雄性动物的生长,并与性激素和生长激素分泌有密切关系。程忠刚等(2002)[13]在黄羽肉鸡上做大豆黄素的应用效果试验,结果表明:添加大豆黄素50mg/kg、100mg/kg和150mg/kg分别提高公鸡日增重4.4%、5.1%和4.3%(p<0.05);提高公鸡采食量1.0%、2.2%和3.8%(p<0.05)。
3.5 对家禽产蛋性能的影响
大豆黄酮对家禽产蛋性能的影响机理可能是它可促进甲状腺分泌,使血中三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)水平明显升高,提高机体对营养物质的代谢和利用,从而提高家禽产蛋性能。柯叶艳等(2002)[14]在12月龄蛋鹌鹑日粮中添加6mg/kg的大豆黄酮,持续40d。结果发现:产蛋率比对照组提高了10.3%(p<0.01),料蛋比下降8.5%,T3、T4和IGF—I水平分别提高34.8%(p<0.01)、27.6%(p<0.05)和30.8%(p<0.05)。朱建平等(2002)[15]选用56周龄樱桃谷肉种鸭分为3组,分别在日粮中添加2mg、4mg、6mg大豆黄酮进行试验,试验结果显示,3个试验组产蛋率比对照组分别提高3.10%、4.17%、5.56%(p<0.05),说明大豆黄酮对产蛋率具有明显的影响。
4 DA的应用前景及其存在的问题
研究表明,大豆黄酮具有多种生物学效应,它通过影响动物的神经内分泌系统来调节机体的生殖和营养过程,能促进动物生长、降低饲料成本、提高动物繁殖力和增强机体免疫力,并在动物体内具有低毒、低残留的优点,是一种值得推广应用的新型饲料添加剂;且同时其又广泛的存在于豆类作物和牧草中,因此,具有诱人的应用前景。
但由于对此类化合物的研究还不是非常深入,在许多方面还需要进行更进一步的探索与了解。
4.1 DA在动物生产中的适宜添加量
大豆黄酮是一种具有双重生物活性的生理调节剂,它可与动物体内神经内分泌系统的雌激素受体相结合,并根据体内雌激素浓度高低、受体数目、结合程度及加入大豆黄酮的剂量而表现对体内雌激素活性的协同或拮抗作用。因此,今后尚需进一步研究的是大豆黄酮在不同性别、种类和不同生长期动物饲料中的适宜添加量,以更好地发挥其生物学功能。
4.2 DA在动物体内的残留,远期毒性研究
大豆黄酮在动物体内的吸收和代谢非常迅速。猪饲料中添加20%的红三叶草,8h后,55%的大豆黄酮经尿排出,24h后血液和尿中已检测不出大豆黄酮的存在。因此,大豆黄酮与化学合成雌激素相比,是一种低毒、低残留的饲料添加剂。但也可能存在潜在的副作用,如长期采食豆科牧草三叶草的山羊会患繁殖障碍病等。目前对大豆黄酮过量使用的长期毒性和药物残留问题研究得较少。有资料显示,食品中若含有适量的大豆黄酮等天然植物雌激素,对人类健康也非常有益[16,17]。因此,深入研究大豆黄酮在动物生产中的合理利用,这不但对动物,而且对人类均具有重要意义。
摘自:饲料工业

 
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