水解单宁酸对动物营养与健康的积极作用

摘要:单宁酸是一种多元酚类化合物,有很强的生物学特性和药理活性,是具有重要开发利用价值的天然产物。国内外越来越多的研究表明水解单宁酸在动物营养上应用潜力很大。一些来源于甜栗木的水解单宁酸,在欧洲已经得到了广泛的应用并被许可作为饲料添加剂使用。本文综述水解单宁酸的性质,生物学特性以及对动物营养和健康方面积极的影响。
关键词:单宁酸;生物学特性;动物营养
植物单宁酸是一组非常复杂的多酚类复合物,存在于多种植物中。单宁(tannin)这个词语来自于法语中制革工程师(tanner),最早创造将单宁应用于生皮革处理的方法。关于单宁酸最广泛的定义:一种可溶于水的酚类化合物,分子量在500~3000之间,单宁酸除了具有普通的酚类反应外,还具有一个特殊的性能即沉淀生物碱、明胶及其他蛋白质的能力。(bate-smith and swain,1962)
几乎所有的植物均含有少量的单宁酸,以一种保守的机制存在于环境中。显而易见,在不同的植物当中单宁酸的含量也是不同的。因此,在动物的新陈代谢体系中,机体更适合吸收和利用单宁酸。
在家畜家禽的饲养过程中长期添加抗生素致使病原菌产生耐药性,残留在机体内影响人和动物的免疫效果,以及易产生致病菌的交叉感染。限制抗生素作饲料添加剂,是生产安全食品的需要,是发展的大趋势。单宁酸作为植物产生的抗生素,具有很强的生物和药理活性,在医药、食品、日化等方面具有广泛的应用。国内外越来越多的研究表明单宁酸在动物营养上替代微生物产生的抗生素存在可行性。欧洲对单宁酸的研究一直处于领先地位,2006 年欧盟全面禁止在动物饲料中添加抗生素,单宁酸作为替代抗生素的饲料添加剂被广泛应用于动物饲料中。
1 水解单宁(单宁酸)的组成,结构和性质
1.1 水解单宁(单宁酸)的组成及来源
单宁酸是一种水溶性多酚混合物,分子量在500~3000 之间。几乎所有植物都含有少量的单宁酸,动物可以消化及利用他们,单宁酸广泛存在于咖啡、茶、可可、甘草、菊芋、柿子、草莓、核桃、花生、榛子、板栗、山核桃、可乐坚果、豆类、葡萄以及许多植物中。
单宁酸是一种天然植物多酚,对于各种动物的生长和健康有着多样的效果。根据研究成果,通常将天然单宁分为两种形式:可水解单宁和缩合单宁。缩合单宁的一些抗营养作用被营养学者所熟悉,而可水解单宁(单宁酸)对于动物健康及营养消化的帮助也逐渐被人们所认可。另外传统药用植物所含多为水解单宁,如止血消炎的五倍子、保护消化道粘膜的山枝叶、治疗心血管疾病的牡丹根、皮等。
更深入的研究发现了水解单宁的效果,可以使其在饲料添加剂方面得到广泛的应用。通常情况下,水解单宁具有很强的收敛作用,很好的抗氧化效果,高效抑菌和杀灭病毒作用,有效抑制许多植物源和动物源病原体,从而提高了动物体的健康水平及食品的安全程度,也得到了良好的投入回报率。但是不同来源的单宁酸根据不同的分子量,植物源种类,植物年份,植物生长的地理位置以及提取工艺,其协同作用所产生的效果也有很大的不同,以欧洲南部(主要是意大利)森林所产单宁酸效果,同时也适于工业化生产加工。
1.2 水解单宁(单宁酸)的结构
(1)水解单宁由没食子酸酯或含糖基的鞣酸及其衍生物组成,包含一个多糖的核心组份,通过羟基集团使酚酸酯化,至少有两个没食子酸单位是由碳链与核心相连,比如没食子酸和鞣花酸二聚体复合物,容易发生化学水解或遇酶水解。鞣花单宁和五倍子单宁是非常重要的可水解单宁酸。
可水解单宁在一定条件下可分解成没食子酸,奎宁酸及葡萄糖。
(2)缩合单宁是黄烷-3-醇(儿茶素)为单位的聚合物,其中每个单体单元以相邻的亚基4,8 或4,6连接(高分子黄烷醇)。缩合单宁没有。缩合单宁骨架上不含葡萄糖单元,无羧基,分子量大,大量的酶参与缩合单宁的缩合过程,在缩合过程中,先形成二聚体,随后形成三聚体、四聚体或更高聚合物。由于分子结构的区别,缩合单宁和水解单宁(单宁酸)的对动物营养的作用效果也有很大的区别。缩合单宁: