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茶多酚不同作用机理的探讨及其在动物生产上的应用
日期：2006-4-13 15:13:00 来源：河南畜牧网 主题：茶多酚不同作用机理的探讨及其在动物生产上的应用
李香鑫 张彬 湖南农业大学动物科学技术学院
摘 要 本文剖析了茶多酚的生物学活性及作用机理，并展望了茶多酚在饲料工业及畜牧业中的应用前景。
关键词 茶多酚； 理化特性；生物学活性； 抗氧化；抗病原菌、抗病毒、添加剂
茶多酚（Teapolyphenols，简称为TP）中儿茶素的结构中具有邻苯酚基，其抗氧化、清除自由基的能力高于一般非自由酚性或单酚羟基类抗氧化剂，也高于人工合成的抗氧化剂BHA、BHT等，是维生素E的18倍，维生素C的3～10倍。茶多酚的这种抗氧化、清除自由基的功能，使茶多酚具有抗因自由基引起的各种不良症状或疾病，如抗应激、抗疲劳、抗衰老、抗动脉硬化、抗肿瘤、抗癌症、防治糖尿病、白内障以及保色、保鲜和提高畜禽产品质量等。
茶多酚作为一种广谱、高效、低毒的抗菌、抗病毒药已被许多国家的学者公认，它对于自然界中19类约100种细菌、病毒均有良好的抗菌活性，甚至对耐热的肉毒杆菌等、引起食物中毒的肠炎孤菌属以及艾滋病病毒等都有超强的抵抗抗性，并且还具有抗多药耐药性[14]；茶多酚还起化学益生素的作用,对有害菌的增殖起抑制作用的同时能促进有益菌菌群的生长，对有益菌菌群的促进作用能间接地抑制病菌的菌群的增长，因而茶多酚能平衡肠道微生物生态环境，改善微生物结构。
另外，茶多酚还具有解毒、抗过敏、调节脂肪代谢、促生长作用等，为优质、安全的畜产品研究与开发展示了广阔的前景。以下就茶多酚在各种作用机理作一探讨。
1 茶多酚的生物学活性及作用机理
1.1茶多酚的抗氧化性
茶多酚中的黄烷醇结构内，5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性，同时茶多酚作为一种优良的质子或中子给予体，因而：①茶多酚与金属离子螯合，茶多酚与氧化性金属离子，茶多酚能使之还原成还原性金属离子，防止氧化性金属离子与其它物质反应生成各种形式的自由基而危害动物体[1]。②茶多酚与DNA络合，能保护因自由基对DNA中的碱基、核糖及氢键的侵害，因而避免因DNA链断裂或碱基破坏、缺失，所造成遗传信息改变，而使生物体发生突变或产生的病变；以及更为严重的DNA损伤因无法修复，以致造成的细胞死亡，最终对动物机体的危害。③茶多酚与蛋白质络合，通过茶多酚-维生素、有机酸等-生物活性酶途径保护蛋白质免受自由基的破坏，维持或激活酶的活性使机体的新陈代谢正常进行；其次，茶多酚[3]通过氢键与蛋白质结合并改变其构像，甚至使其沉淀，从而使促自由基产生的酶的生物活性失活；再次，茶多酚[4]通过茶多酚-VC、VE、VA等物质-生物活性酶途径还能保护抗氧化酶如谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶、酯还原酶、谷胱甘肽-S-转移酶等的活性抗氧化酶不被氧化剂或各种自由基所氧化，并增强其活性，从而增强抗氧化、清除自由基的能力；另外，茶多酚经过加工处理与蛋白酶、脂肪等络合，能显著增强其抗氧化能力。④茶多酚与脂类络合，可以防止脂肪酸被氧化，尤其是不饱和脂肪酸，防止生成脂质过氧化物，以免因脂质过氧化物进一步分解产生醛类，尤其是丙二醛可与一些蛋白质、核酸等反应，导致分子间的交联聚合所生成的生成大分子难溶物(即脂褐素)沉积在细胞内，因而产生一系列疾病。⑤茶多酚与维生素络合，可以避免维生素被氧化而遭破坏，并且还能与还原性维生素如VC等协作加强其抗氧化作用，另外，茶多酚是维生素C的载体能促进维生素C、维生素E的吸收并提高其在肝脏、脾脏、肠道、脑部、血液等组织器官中的积累，降低其分解代谢和尿中的排泄率。
1.2茶多酚对细菌的作用
茶多酚抗菌主要通过以下途径：①在黄烷醇的结构中，5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性，可结合菌体蛋白质、糖类等大分子，从而特异性结合病菌；②茶多酚通过氢键与蛋白质结合并改变其构像，从而抑制菌体蛋白酶的活性，从而达到灭菌效果；③儿茶素在有氧的情况下通过自身氧化反应产生具有杀菌功能的超氧阴离子和过氧化氢，直接杀死病菌,或通过激活动物大肠内的过氧化物酶-硫氰酸盐反应系统,使乳酸过氧化物酶与过氧化氢结合,然后将硫氰酸盐氧化成氧化性中间产物,抑制葡萄球菌等病菌的生长繁殖；④茶多酚可以通过增强机体免疫力来抵抗病菌的入侵；⑤茶多酚通过嵌入DNA或DNA-RNA杂交双链中抑制DNA复制与转录，或者抑制生物活性酶而抑制细菌支持物的产生最终达到灭菌的功效；⑥茶多酚作为质子供体可以降低喂肠道内PH值，从而抑制包括很多革兰氏阳性菌等对酸敏感的病原菌。
茶多酚还起化学益生素的作用,对有害菌的增殖起抑制作用的同时能促进有益菌菌群的生长，对有益菌菌群的促进作用能间接地抑制病菌的菌群的增长，因而茶多酚能平衡肠道微生物生态环境，改善微生物结构。
1.3 茶多酚抗病毒
茶多酚抗病毒主要通过三条途径：①茶多酚中黄烷类的结构中，5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性，可结合病毒及其抗体；②茶多酚刺激机体产生自由基,自由基破坏病毒的细胞膜的脂质层，使病毒发生形态学的变化,直接杀死病毒；③茶多酚中儿茶素衍生物对病毒逆转录酶及其DNA、RNA聚合酶及反转录酶，从而在在遗传上抑制病毒数量的增多；④茶多酚通过与病毒内活性酶结合并抑制其活性从而抑制病毒毒素的分泌；⑤茶多酚能增强机体免疫力抑制病毒的浸染；⑥茶多酚与病毒的血细胞凝集素相结合，抑制病毒在机体细胞上吸附，因而阻断病毒的侵染力。
1.4茶多酚解毒
茶多酚解毒主要通过以下途径：①茶多酚中，5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性，可络合重金属离子沉淀或还原，茶多酚还可抑制重金属参与的膜蛋白巯基构想变化，来消除因重金属所造成的不良生理反应，从而具有重金属解毒的作用；②茶多酚还可破坏一些的外源性生物酶，尤其对蛋白质酶活性具有很强的破坏性，就是蛇毒液中的活性酶也有很强的抑制性和解毒性；③茶多酚中黄烷类的特殊结构也能络合细菌、病毒分泌的毒性物质并与它发生生化反应而使之失去毒性。④茶多酚还可以通过抑制或消除细菌、病毒来抑制或消除毒性物质的产生从而达到解毒作用。
1.5茶多酚抗过敏
茶多酚抗过敏主要通过以下途径：①茶多酚抑制化学物质诱导的过敏反应。②组胺是过敏的诱导因子之一，茶多酚抑制组胺的释放。③茶多酚促进肾上腺垂体的活动而有消炎作用。④茶多酚抑制透明质酸酶的活性，透明质酸酶是过敏的诱导因子之一。
1.6 茶多酚能调节脂肪代谢
茶多酚调节脂肪代谢主要通过以下途径：①茶多酚能增强激素敏感性脂肪酶的活性，该酶是脂肪分解的限速酶，脂肪组织的甘油脂在它的作用下释放出游离脂肪酸和甘油二酯，促进脂肪酸进入线粒体氧化分解，从而促使甘油三酯水解速率加快，加速脂肪的动员；②茶多酚可抑制胰脂酶活性，从而使脂肪吸收受阻；③茶多酚具有维生素PP的作用，能促进胃肠道蠕动，从而加速了食物中脂肪排出体外；④茶多酚通过增强肝脂酶的活性，血液中的肝脂酶能水解甘油三酯并且是其限速酶；而肝细胞上的肝脂酶与细胞膜上的硫酸乙酰肝素多糖结合，在脂蛋白与肝细胞之间起桥梁作用，有利于肝细胞摄取血液中脂质；⑤茶多酚可上调肝细胞低密度脂蛋白受体的表白，有利于肝脏清除肝脏中低密度脂蛋白，有利于降低血浆中总胆固醇水平；⑥茶多酚抑制胆固醇氧化，使酸败物质生成量减少，抑制脂质在血管壁上沉淀，从而改善了血液流变性和微血管功能；⑦阻止不饱和脂肪酸氧化，从而减少血清总胆固醇含量及保持脂质在动脉壁的进入和移出正常动态平衡；⑧茶多酚的儿茶素可与胆固醇形成不溶性的沉淀或通过抑制ACAT的活性，减少胆固醇的吸收；⑨茶多酚可增加胆汁酸的分泌和排泄，使胆汁酸经肠道的重吸收减少，从而活化胆固醇7α-羟化酶，后者可将胆固醇转化为胆汁酸经肠道排泄体外。
1.7茶多酚抗辐射
茶多酚的黄烷醇类化合物在波长200～300nm处有较多的吸收峰，因而茶多酚能吸收大量的紫外线和核辐射；另外，茶多酚清除因紫外线照射和核辐射而产生的自由基，能减轻或消除因紫外线照射引起的不良影响，因而茶多酚有“紫外线过滤器”的美称。在原子弹轰炸日本广岛后，凡有饮茶习惯的日本人存活率较高，放射性病症状轻。在随后的动物实验也证实茶叶的抗辐射作用，并且其主要的功能物质是茶多酚。因此日本人习惯称：“茶叶是原子时代饮料，宣传茶叶可以把你从辐射中拯救出来”。
1.8 茶多酚除臭
在黄烷醇的结构中,5位和7位二羟基团和1位氧能使6位和8位碳原子产生强烈的亲核性,能与发臭化合物如:含硫化合物、含氮化合物、酸及醇类物质结合直接除臭或经过发生化学反应后达到除臭效果；另外，茶多酚还能通过抗菌及抑制其分泌臭物质来达到消臭作用。
1.9 提高免疫功能
茶多酚能促进淋巴细胞的转化和增殖、影响细胞因子的分泌，茶多酚能抑制磷酸二酯酶活性，抑制细胞内环腺苷酸的水解，使细胞内CAMP水平提高，CAMP对细胞增殖有双向调节功能，这提示茶多酚可增加淋巴细胞内CAMP，促进幼龄免疫力低下的动物和免疫力缺陷动物的淋巴细胞分化、发育、成熟；茶多酚可拮抗环磷酰胺造成的免疫抑制，提高淋巴细胞刺激指数和产生增效剂-白介素-2（IL-2）的水平，IL-2水平提高又可以支持淋巴细胞持续增长、增多，并促进淋巴细胞产生淋巴细胞毒素、γ干扰素、诱导细胞毒素T等，从而调节机体免疫功能。
茶多酚提高抗体的产生水平，它可以促进B细胞的分化、发育、成熟以提高血清中IgG、IgM、IgA等免疫球蛋白的含量，尤以IgM，IgA为明显；同时，当人体中血清中原来的Ig含量较低的，茶多酚增效显著，当原来含量较高的，茶多酚可维持其高水平。
另外，茶多酚还具有促生长作用，茶多酚具有维生素PP的作用，能显著促进喂肠道的蠕动，进而促进食物消化；能降低喂肠道pH值，因而可以激活胃蛋白酶，促进蛋白质的消化、吸收；茶多酚具有益生素的作用，能改善喂肠道微生物环境，促进有益菌如乳酸菌、双岐杆菌等的生长，这些有益菌可在肠内合成维生素B族和K族以及蛋白质，增加血液中钙、镁的含量，改善动物对矿物质的吸收，甚至产生某些未知生长因子，加强动物体营养代谢，促进动物生长；茶多酚作用于肌细胞的β-受体，从而激活细胞膜上CAMP酶的活性，使细胞中CAMP浓度提高，CAMP含量的提高可激活蛋白激酶，蛋白激酶又可如降低肌肉中组织蛋白酶的活性，加强肌肉细胞中核苷酸活性等，从而促进了蛋白质沉积。
2.茶多酚在动物生产中的应用
2.1茶多酚提高动物生产性能
2.1.1茶多酚在养禽业中应用 乌兰查托（1998）试验，在肉仔鸡日粮中加入绿茶粉末3%，结果表明，试验组比对照组增重率提高14.63%，料肉比降低2.47%，经济效益提高22.43%。
舒庆龄等（1995）用含2%糖化茶渣的饲料喂养肉仔鸡30d后发现，试验组仔鸡增重8%。
孙桂新（1995）报道，在肉仔鸡饲料中添加茶叶，可提高增重率13.5%。夏季，在饲料中添加3%-5%茶末，或用茶水喂蛋鸡，可提高产蛋率5%-8%。
尹靖东等研究结果显示，茶多酚对蛋鸡的产蛋率有不同程度的影响，随着茶多酚添加量的不断增加，产蛋率有相应的提高趋势，当添加量为40mg/kg时，产蛋率提高了5%。骆先辉等（2000）在蛋鸡日粮中添加1%的茶叶末，经110d试验，产蛋率、蛋重、和产蛋量分别比对照组提高了16.8%、3.5%、17.6%，料蛋比降低了1.34%，鸡体重提高了3.4%。张爱平等（2001）报道，在蛋鸡日粮中加入6%茶渣，结果产蛋率比对照组提高了17.2%，蛋平均增重2.8%，但试验组的蛋壳质量较对照组下降。
2.1.2茶多酚在养猪业中应用 孙克年1999）在猪的配合饲料中添加3%的茶渣，增重提高14.7%，饲料利用率提高8.5%，育肥期提前11d，经济效益提高19.4%。
2.1.3茶多酚在养反刍动物中应用 李英（1983）认为，速溶茶渣对过瘤胃蛋白有双重保护作用。Ishihara N.等（1998）报道，绿茶提取物按35g/d的量从小牛7日龄开始添加，至分娩前食喂一年，结果胃中双歧杆菌、乳酸菌菌群增加，而细菌数量没有明显变化，枝孢菌减少；育成期缩短51d，产奶量由20.3kg升至21.7kg；胃肠道中硫化物、氨化物等显著减少。赖建辉等（1994）在奶牛饲料中添加乌龙茶粉，10d预试期添加0.44，40d试验期添加0.5%，结果产奶量提高1倍。Sayama K.等（1996）报道，儿茶素类化合物生长奶牛的乳腺发育生长有促进作用。另据报道，在肉兔精料中添加105%茶末，可使其增重提高12.7%，饲料利用率提高8.5%，成活率提高6.5%；在草鱼饲料中添加1%茶粉，增重率提高8%，且肠炎显著减低。
2.2茶多酚改善禽畜产品品质
2.2.1茶多酚在养鸡业中的应用 曹兵海报道，茶多酚能显著降低腹腔脂肪的沉积量和沉积率。朱庆龙（1996）报道，在饲料中加入一定绿茶粉喂肉鸡，可使鸡肉脂质过氧化无含量降低，而抗氧化物质含量升高，鸡肉鲜嫩；用一定浓度的茶水作蛋鸡饮用水，可提高产蛋率10%，且蛋质优于一般鸡蛋。佐野满昭报道，将茶渣按3%添加到肉仔鸡的饲料中喂养35d后发现，试验组仔鸡与对照组仔鸡生长速度没有差异，但其肉质更鲜，风味更好；经过分析，试验组鸡肉中维生素E含量增加2.2～2.4倍维生素A增加1.2～1.4倍，而引起氧化变性的过氧化脂质含量降低25%；蛋鸡的试验表明，蛋中维生素E含量增加2倍，鲜度更好。成训研（1997）报道，日本复合饲料公司和三井——诺林公司研究人员发现往鸡、鸭、鹌鹑饲料中加入以绿茶、红茶、乌龙茶为原料制取的提取物是发现，所产蛋脂肪含量比普通蛋低13%，过氧化物低30%-50%，且蛋白透明度好，易发泡，煮熟后呈纯白色，非常适合焙制和糕点加工，蛋煮熟后蛋黄略带黄色，蛋香味加浓。Mcknignt（2000）研究结果表明，茶叶可使禽肉细菌数明显减少，肉汁滋味增加，滴水损失减少，增加货架寿命，保持了肉的风味和色泽。日本1996年的报道，日本新上市一种商品名为“儿茶素鸡蛋”的新型饲料，其中加有茶多酚的儿茶素，用这种饲料喂鸡的鸡所产的鸡蛋脂肪含量比一般鸡蛋低10%，胆固醇含量低10%，促进人体衰老的过氧化脂质组分含量减少18%。该产品已于1996年4月上市。日本静冈猪禽试验站和静冈茶叶试验站的研究人员共同就茶粉对肉鸡和蛋鸡鸡肉、蛋品质的影响做了研究。结果表明，饲料中添加3%的绿茶粉和茶渣对鸡的日常采食量无任何影响，但是鸡肉更加鲜嫩，肉中VE和VA等脂溶性抗氧化物增加。添加5%的绿茶粉对蛋壳的强度和品质有一定的影响，但是对蛋的品质无任何不良影响，而且还可以显著增加蛋黄中的VE的含量。闻择报道，日本株式会社永田农业研究所发明了绿茶蛋及其生产方法的专利，并向中国专利局提出了专利申请（CN1147340A）该专利的特征是，在母鸡饲料中添加0.1%～10%（优选量是1.0%～1.5%）重量比的绿茶粉，用该饲料喂母鸡10d后，鸡蛋白开始发生变化，饲喂20～30d后，产出的鸡蛋蛋白无令人不愉快的鱼腥味，蛋清无色透明，蛋黄亮黄色，富有弹性，且比普通鸡蛋耐贮藏，经卫生检验，鸡蛋中未发现有大肠杆菌和大肠沙门细菌等有害微生物，母鸡排泄物中臭味明显减少。
2.2.2茶多酚在养猪业中的应用 李凤发介绍，1997年,日本鹿儿岛县农户以白猪为试验对象,在饲料中添加适量的茶叶,进行长期喂养,直到猪长大，然后，将这种添喂茶叶的猪屠宰，再分析猪肉品质，检查以茶养猪的效果。结果发现，白猪中原有的独特腥味大幅度降低，而猪肉中的维生素C含量则是一般猪的3倍。不过，最受瞩目的发现，还是这些猪肉中所含有的次嘌呤核苷酸，又称肌苷酸，比一般猪肉也多得多。而次嘌呤核苷酸在猪肉中含量的多寡，是决定口感的重要因素，以茶养猪的猪肉，用“茶美豚”的商标，在东京等主要消费地区上市后，立即受到消费者的欢迎。1999年，该县以茶养猪的数量就达4万头。目前，茶叶养猪的数量仍在不断增加。
2.2.3茶多酚在养鱼业中的应用 鲁成银报道，用茶多酚饲育的鲥鱼肉在冰藏过程中其过氧化值（POV）、TBA值及偏肌红蛋白转化率上升受到抑制，且随着饲养时间延长和添加量增加，抑制效果更加明显。与不添加茶多酚的对照组相比，添加区鲥鱼肉中的POV、TBA值较低，结果显示，茶多酚能增强鲥鱼活体的抗氧化活性，从而能保持在流通过程中鱼肉的鲜度和品质。茶多酚添加组香鱼和鲥鱼的平均体重较对照组轻，鱼肉中脂肪含量低。据戈仑介绍，日本静冈大学药学系的研究结果，在饲料中加入相当于3%重量的绿茶粉末可以提高食用鸡鸡肉的嫩度，进一步研究表明，用加有茶叶末的饲料喂的食用鸡的鸡肉中脂质过氧化物含量低，而抗氧化物如VA、VE含量较高，鸡肉的鲜嫩度提高。
2.3 茶多酚提高畜禽抗病力
詹勇等（1992）将0.25%茶多酚添加到饲料中喂给14月龄的健康的肉用仔鸡，结果发现茶多酚能显著提高自然法氏囊病鸡血液中红细胞C3受体和免疫复合物的含量，并可保证肝脏正常免疫功能的作用。曹兵海等（2003）报道，茶多酚能降低肉鸡死亡率,从而提高肉鸡饲养业的生产水平和经济效益。 刘晓华（2003）报道，茶多酚可以明显促进肉仔鸡胸腺的生长，可以显著升高血清中免疫球蛋白的含量，提高T-淋巴细胞转化率，和白细胞吞噬率，且茶多酚的不同水平之间也有显著差异。Hara等（1996）给30日龄的仔猪饲喂含有0.2%茶多酚添加剂饲料时发现，2周后仔猪粪中乳酸杆菌数量显著增加，细菌和类菌体数量则减少。Ishihara N.报道，每天1.5g剂量与牛奶一起喂饲10-30日龄的小奶牛连续4周,可以明显减轻腹泻 [57],并且促进双歧杆菌、乳酸菌和肠杆菌菌科等细菌的生长，此外还可抑制产气荚膜梭菌的生长。儿茶素具有很强的狗钩虫杀卵和杀幼虫的作用[58]。阿根廷科学家2004年发现，儿茶素类化合物在nmol/L低浓度级下可以抑制寄生虫能量代谢的一种关键酶-糖氨基酸激酶50%的活性；在0.12pmol/L低浓度下可以溶解供试小鼠血液中存在的50%的寄生虫，在100nmol/L浓度下可使动物细胞中50%的无鞭毛体死亡。
2.4 茶多酚提高饲料品质
汪绍锋、朱金华、丁晓菲通过与饲料常用抗氧化剂的对比试验证明了茶多酚作为饲料抗氧化剂的优越性：可提高其营养成分的利用率、延长储藏期及提高经济效益。俄联邦预混料工业研究所（1987）研究发现，牧草粉在贮藏期间废茶粉，可改善其品质，延长贮藏期。舒爱民报道[63]，儿茶素有效抑制鱼油的过氧化物形成和多烯脂肪酸分解，在相同的条件下，儿茶素在抗氧化活性优于VE。陈宗懋报道，饲料中β-胡萝卜素在化学结构上具有11对双键，因而对氧化作用非常敏感。过去常加VC抗氧化。最近，日本用茶多酚进行了预防β-胡萝卜素降解的效果试验表明，茶多酚的EGCG、ECG、EGC和GC都具有很强的防止胡萝卜素褪色的作用。
2.5 茶多酚改善畜禽生态环境的效果
Hara H.等报道，与饲料中添加茶多酚前相比，添加后，乳酸杆菌的数量显著增加，而细菌和类菌体数量剧减。在茶多酚喂饲期间，梭状杆菌的卵磷脂酶的检出率呈下降趋势；粪便中氨的浓度显著减少，粪便中的酚类、对-甲酚和类酚也显著减少，粪便中短链脂肪酸、醋酸和乳酸均显著增加，pH值略有下降，粪臭味显著降低。
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来源：山东饲料
