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单宁酸对动物营养作用及结构机理

日期: 2016-11-17
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单宁酸对动物营养作用及结构机理

刘娜 曾敏英 钟小明


引言:

自20世纪中叶发现抗生素对动物的促生长作用以来,抗生素在畜牧业中得到了广泛应用,对畜牧业的发展做出了巨大的贡献。但随着抗生素在饲料营养中的长期使用,导致多种致病菌耐药性,引发严重的食品安全问题和环境污染问题。

限制抗生素在饲料中添加,是生产安全食品的需要,是发展的大趋势。1986年,瑞典全面禁止在畜禽饲料中使用抗生素,成为第一个不准使用抗生素作为饲料添加剂的国家。

1997年,欧盟委员会决定所有欧盟成员国禁止使用阿伏霉素作为饲料添加剂。1999年7月和9月,欧盟委员会决定所有欧盟成员国禁止使用泰乐菌素、螺旋霉素、杆菌肽和维吉尼亚霉素等四种抗生素饲料添加剂。

2014年美国FDA禁止饲料使用抗生素;2006年1月1日起,欧盟禁止黄霉素、效美素、盐霉素和莫能霉素等最后四种抗生素作为促生长饲料添加剂使用;2016年中华人民共和国农业部公告第2428号——硫酸粘菌素禁用。

单宁酸作为一种植物提取物,具有显著的生物活性及药理作用,越来越广泛的应用在医药、日化、食品、畜牧等领域。目前随着抗生素在饲料行业中的限用,单宁酸在国内外畜牧行业中得到越来越多的研究和应用。



1
单宁的结构与分布


单宁(Tannin)是一类广泛存在于植物体内的多酚化合物,系植物代谢过程中产生的一种次生物质,因植物种类、生长环境不同而提取含量不同。

单宁的相对分子量通常为500-3000Da,但有的高达28000Da (Haslam,1996)。目前根据单宁结构特征分为两类:一类是缩合单宁,是黄烷醇衍生物,分子中黄烷醇的第2位通过C-C键与儿茶酚或苯三酚结合(图 1.1)。

另一类是可水解的单宁,由碳水化合物(如葡萄糖)与没食子酸、鞣酸、六羟二酚酸等多酚酯化而成(图 1.2)。

单宁酸对动物营养作用及结构机理

单宁酸对动物营养作用及结构机理



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水解单宁酸化学及生理特性
1.1 与蛋白质结合,又称收敛性


对于水溶性蛋白质,单宁酸可以与之发生结合,生成不溶性的复合物。而对于不溶性的蛋白质,如胶原纤维等,单宁酸与之结合后可以使其物理和化学性质的稳定性增强。


1.2 抑制酶促反应和微生物的生长


单宁对许多种酶促反应有抑制作用。其抑制机理主要是单宁可以与参与酶促反应的酶或者是酶作用的底物相结合形成复合物,使酶的活性降低甚至丧失,从而抑制了酶促反应的正常进行。

因此,在医药领域,许多从植物中提取的单宁常常被用来治疗由酶促反应紊乱引发的许多疾病,如:高血压、龋齿、发炎等。

此外,单宁对多种细菌、真菌、酵母菌都有明显的抑制作用。2006年,Graziani 等人在体外研究了从栗树中提取的单宁的抑菌效果。

结果发现,该单宁对大肠杆菌(Escherichia coli)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、肠炎沙门氏(Salmonella Enteritidis)、产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)都具有抑制作用。

Molan 等(2000)研究表明,400mg/mL 的缩合单宁能抑制瘤胃许多菌种的生长。



1.3 抗氧化及清除自由基的作用



单宁分子中含有的邻位酚羟基是一种优良的供氢体,对超氧阴离子自由基、羟基自由基等氧自由基有明显的清除作用,可以使机体的许多生物大分子如蛋白质、DNA、脂质免遭自由基的攻击,从而对机体组织起到一定的保护作用(宋立江等,2000)。



1.4 与金属离子等结合或者络合。



单宁酸因具有以上生物活性,因此被广泛的应用在医药治疗咽喉炎、扁桃腺炎、痔疮和皮肤疱疹、烧伤创面保护以及化妆品、鞣革、墨水制造、纸张和丝绸上胶、锅炉除垢等。



结论

水解单宁酸具有独特的化学特性及特殊的生理和药理功能,因此在日用化学工业、医药工业、食品工业、畜牧饲料行业方面获得了极为广泛的应用。

总之,从目前研究成果来看,单宁酸对动物的繁殖、防疫和免疫等方面有很大的潜力,并且在一定的程度上能够代替抗生素的使用。

未来,单宁酸在动物营养上应用的前景被看好。




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