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摘要:姜黄素是从姜科类植物的根茎中提取出来的一种化学本质为二酮类的可食用型天然色素。物理性质表现为橙黄色的结晶粉末状,在水中难以溶解。姜黄素具有降低血脂浓度、抵抗肿瘤侵袭、阻碍氧化、以及消炎利胆等广泛的药理活性。本文通过阐述姜黄素对畜禽及鱼类的生理功能及其在经济动物养殖中的应用,并综述了姜黄素在国内外的最新研究成果和应用,以期姜黄素在未来的研究中有更大的进展和更广阔的应用前景。
关键词:姜黄素;药理活性;生理功能;经济动物;应用前景
姜黄素是从姜科植物的干燥根茎中提取出来的一种黄色色素,其化学本质是一种二酮类的化合物;其物理性质表现为橙黄色的结晶粉末状固体,不易溶于水和乙醚;姜黄素还具有其他理化特性,如不易受还原剂的影响,稳定性较好。它还具有降血脂、抗炎、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抑制心肌重构、利胆、治疗耐药结核病等多种药理作用[1]。
1姜黄素的应用现状
1.1姜黄素在畜禽养殖中的应用
目前,已有大量的研究表明,姜黄素被广泛应用于人类生产生活和畜禽养殖中,在如今大规模的集约化养殖不断普及的当下,许多养殖场为了追求更高的经济效益而滥用抗生素,这对公共卫生的安全带来了极大的威胁和挑战。而在国家号召限抗禁抗的大背景下,就有不少学者尝试将姜黄素这种天然植物提取物应用于畜禽养殖的过程中,以期能够替代抗生素的使用,实现绿色养殖、环保养殖的目标。
1.2姜黄素在水产养殖中的应用
我国是一个水产养殖大国,稳居世界首位。我国人民对于水产品产量和质量的追求也在日益攀升。现有的一些有关姜黄素在水产养殖中的应用大多是关于其对草鱼和罗非鱼等鱼类的肝脏损伤修复、肠道酶活力调控以及对大黄鱼体色着色增效等等[2]。因此,借助其不溶于水的物理性质,深入研究姜黄素的生理功能及其在鱼类养殖中的作用具有深远的意义。以期在未来开发出一种新型鱼药来防治水产养殖动物的相关疾病,这对于提高水产品质量和水产食品安全而言都具有极大的价值和研究意义。
2姜黄素对经济动物生理功能的影响及作用分析
2.1姜黄素对脂质代谢的调节作用
已有关于禽类脂代谢研究的文章中表明[3],通过动物模型实验,结果显示姜黄素处理可以显著降低肉鸡体重、日均增重、绝对肝重、相对肝重、以及腹脂的绝对重量和相对重量、低密度脂蛋白胆固醇浓度、血浆及肝脏甘油三酯浓度。还可以显著增加肉鸡肝脏中非脂化脂肪酸浓度、肝糖原及肝脂肪酶的活性。在肉鸡的日粮中加入含姜黄素分散体可有效降低肉鸡血清中低密度脂蛋白胆固醇含量,且提高了高密度脂蛋白胆固醇含量,使肉鸡腹脂率、肝脂率下降,提升肌肉与脂肪的比率,从而对改善鸡肉品质以及提升肉鸡生产性能而言都具有积极作用。
2.2姜黄素的抗菌机制
已有相关的研究表明,姜黄素可以抑制链球菌属、葡萄球菌属、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、克雷伯菌等细菌的生长。其作用机理是通过抑制细菌生物膜的形成,增强机体对细菌的清除能力,并能通过减少炎症细胞的聚集、细胞因子的过度表达以及增加活性氧清除能力等手段来减少机体的损伤,所以姜黄素经常被用于细菌性疾病的治疗。这样就可减少抗生素的用量,降低细菌耐药的风险。不仅如此,姜黄素还具有光毒性,可作为一种强大的光敏剂在抗菌治疗中起作用。目前,姜黄素在抗菌方面的应用已十分广泛[4]。
2.3姜黄素的抗炎作用
绝大多数的慢性炎症性疾病,包括呼吸系统疾病、消化系统感染、心血管系统疾病等,这些都与炎症免疫功能的失调相关,姜黄素及其衍生物能与多种炎症反应机制相互作用从而减轻炎症反应[3]。NF-κB作为一种蛋白复合物调控着细胞生存、细胞因子的产生等。当机体受到应激时,IκB蛋白被诱导激活可负反馈调控NF-κB从胞浆转移到胞核。核转录因子-κB(NF-κB)和肿瘤坏死因子(TNF)介导的信号转导通路在炎症反应中起着至关重要的作用。姜黄素能减少不同类型细胞中TNF-α的表达,抑制其所在的信号通路,可作为TNF口服抑制剂。另外,姜黄素能通过抑制IκB激酶的活性,抑制炎症起始阶段NF-κB的激活及转录活性,并进一步减少下游炎症因子的分泌表达,从而减轻炎症反应。
2.4姜黄素的抗氧化活性
氧化作用是在生物体内或生物体外将物质分解并释放出能量的一种过程。氧化作用会对生物体内的生理和病理过程产生影响,细胞内的活性氧直接损害或通过一系列过氧化应激反应引起广泛的生物体结构破坏[5]。姜黄素的抗氧化作用主要包括两个组成部分:一是自由基的直接清除,二是脂质过氧化的抑制。姜黄素的抗氧化机制研究主要集中在酚羥基和β-二酮这两种基团在抗氧化过程中的作用,二者都可以通过提供质子来阻断自由基反应。大量的研究结论都表明,姜黄素或许是通过对抗氧化酶超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的调节来提高细胞的抗氧化能力,从而降低活性氧所造成的损伤。
3总结
目前,姜黄素被广泛应用于经济动物的养殖过程中。姜黄素可使肉鸡腹脂率、肝脂率下降,提升肌肉与脂肪的比率,从而对改善鸡肉品质以及提升肉鸡生产性能而言都具有积极作用。姜黄素在畜禽养殖的过程中,不仅可以起到脂质代谢的调节作用,还可对抗炎抗菌抗氧化等产生帮助。
不仅如此,姜黄素在鱼类养殖中也发挥着重要的作用。姜黄素对黄颡鱼、草鱼等鱼类生长性能、消化能力及部分生化指标的均可产生影响;还可对大黄鱼生长及非特异性免疫功能发挥作用;以及对鲫鱼、罗非鱼、草鱼等鱼类肝损伤的保护和修复提供帮助;也可作为饲料添加剂对鱼类,尤其是大黄鱼的体色产生影响。姜黄素或将成为未来经济动物饲料中的一种重要添加剂,以期姜黄素在未来的研究中有更大的进展和更广阔的应用前景。
参考文献
[1]崔冬月,李媛媛,肖宝平,刘静雯,李健,苏文金,李桂玲.姜黄素抗氧化的初步机理研究[J].食品安全导刊,2019(20):68-72.
[2]关燕云,解文丽,艾春香.姜黄素的生理功能及其在水产配合饲料中的应用[J].中国饲料,2015(16):11-15.
[3]Xie Zhenglu,Shen Guozhi,Wang Yang,Wu Changbiao. Curcumin supplementation regulates lipid metabolism in broiler chickens[J]. Poultry Science,2019,98(1):
[4]余璐,李海燕,李昌崇.姜黄素及其衍生物抗菌抗炎作用研究进展[J].儿科药学杂志,2018,24(05):64-66.
[5]汪海慧,成扬.姜黄素药理作用的研究进展[J].上海中医药大学学报,2007(06):73-76.
作者简介
王洋(1997-),华中农业大学水产学院,硕士研究生,研究方向:农业经济,渔业发展。
关键词:姜黄素;药理活性;生理功能;经济动物;应用前景
姜黄素是从姜科植物的干燥根茎中提取出来的一种黄色色素,其化学本质是一种二酮类的化合物;其物理性质表现为橙黄色的结晶粉末状固体,不易溶于水和乙醚;姜黄素还具有其他理化特性,如不易受还原剂的影响,稳定性较好。它还具有降血脂、抗炎、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抑制心肌重构、利胆、治疗耐药结核病等多种药理作用[1]。
1姜黄素的应用现状
1.1姜黄素在畜禽养殖中的应用
目前,已有大量的研究表明,姜黄素被广泛应用于人类生产生活和畜禽养殖中,在如今大规模的集约化养殖不断普及的当下,许多养殖场为了追求更高的经济效益而滥用抗生素,这对公共卫生的安全带来了极大的威胁和挑战。而在国家号召限抗禁抗的大背景下,就有不少学者尝试将姜黄素这种天然植物提取物应用于畜禽养殖的过程中,以期能够替代抗生素的使用,实现绿色养殖、环保养殖的目标。
1.2姜黄素在水产养殖中的应用
我国是一个水产养殖大国,稳居世界首位。我国人民对于水产品产量和质量的追求也在日益攀升。现有的一些有关姜黄素在水产养殖中的应用大多是关于其对草鱼和罗非鱼等鱼类的肝脏损伤修复、肠道酶活力调控以及对大黄鱼体色着色增效等等[2]。因此,借助其不溶于水的物理性质,深入研究姜黄素的生理功能及其在鱼类养殖中的作用具有深远的意义。以期在未来开发出一种新型鱼药来防治水产养殖动物的相关疾病,这对于提高水产品质量和水产食品安全而言都具有极大的价值和研究意义。
2姜黄素对经济动物生理功能的影响及作用分析
2.1姜黄素对脂质代谢的调节作用
已有关于禽类脂代谢研究的文章中表明[3],通过动物模型实验,结果显示姜黄素处理可以显著降低肉鸡体重、日均增重、绝对肝重、相对肝重、以及腹脂的绝对重量和相对重量、低密度脂蛋白胆固醇浓度、血浆及肝脏甘油三酯浓度。还可以显著增加肉鸡肝脏中非脂化脂肪酸浓度、肝糖原及肝脂肪酶的活性。在肉鸡的日粮中加入含姜黄素分散体可有效降低肉鸡血清中低密度脂蛋白胆固醇含量,且提高了高密度脂蛋白胆固醇含量,使肉鸡腹脂率、肝脂率下降,提升肌肉与脂肪的比率,从而对改善鸡肉品质以及提升肉鸡生产性能而言都具有积极作用。
2.2姜黄素的抗菌机制
已有相关的研究表明,姜黄素可以抑制链球菌属、葡萄球菌属、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌、克雷伯菌等细菌的生长。其作用机理是通过抑制细菌生物膜的形成,增强机体对细菌的清除能力,并能通过减少炎症细胞的聚集、细胞因子的过度表达以及增加活性氧清除能力等手段来减少机体的损伤,所以姜黄素经常被用于细菌性疾病的治疗。这样就可减少抗生素的用量,降低细菌耐药的风险。不仅如此,姜黄素还具有光毒性,可作为一种强大的光敏剂在抗菌治疗中起作用。目前,姜黄素在抗菌方面的应用已十分广泛[4]。
2.3姜黄素的抗炎作用
绝大多数的慢性炎症性疾病,包括呼吸系统疾病、消化系统感染、心血管系统疾病等,这些都与炎症免疫功能的失调相关,姜黄素及其衍生物能与多种炎症反应机制相互作用从而减轻炎症反应[3]。NF-κB作为一种蛋白复合物调控着细胞生存、细胞因子的产生等。当机体受到应激时,IκB蛋白被诱导激活可负反馈调控NF-κB从胞浆转移到胞核。核转录因子-κB(NF-κB)和肿瘤坏死因子(TNF)介导的信号转导通路在炎症反应中起着至关重要的作用。姜黄素能减少不同类型细胞中TNF-α的表达,抑制其所在的信号通路,可作为TNF口服抑制剂。另外,姜黄素能通过抑制IκB激酶的活性,抑制炎症起始阶段NF-κB的激活及转录活性,并进一步减少下游炎症因子的分泌表达,从而减轻炎症反应。
2.4姜黄素的抗氧化活性
氧化作用是在生物体内或生物体外将物质分解并释放出能量的一种过程。氧化作用会对生物体内的生理和病理过程产生影响,细胞内的活性氧直接损害或通过一系列过氧化应激反应引起广泛的生物体结构破坏[5]。姜黄素的抗氧化作用主要包括两个组成部分:一是自由基的直接清除,二是脂质过氧化的抑制。姜黄素的抗氧化机制研究主要集中在酚羥基和β-二酮这两种基团在抗氧化过程中的作用,二者都可以通过提供质子来阻断自由基反应。大量的研究结论都表明,姜黄素或许是通过对抗氧化酶超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的调节来提高细胞的抗氧化能力,从而降低活性氧所造成的损伤。
3总结
目前,姜黄素被广泛应用于经济动物的养殖过程中。姜黄素可使肉鸡腹脂率、肝脂率下降,提升肌肉与脂肪的比率,从而对改善鸡肉品质以及提升肉鸡生产性能而言都具有积极作用。姜黄素在畜禽养殖的过程中,不仅可以起到脂质代谢的调节作用,还可对抗炎抗菌抗氧化等产生帮助。
不仅如此,姜黄素在鱼类养殖中也发挥着重要的作用。姜黄素对黄颡鱼、草鱼等鱼类生长性能、消化能力及部分生化指标的均可产生影响;还可对大黄鱼生长及非特异性免疫功能发挥作用;以及对鲫鱼、罗非鱼、草鱼等鱼类肝损伤的保护和修复提供帮助;也可作为饲料添加剂对鱼类,尤其是大黄鱼的体色产生影响。姜黄素或将成为未来经济动物饲料中的一种重要添加剂,以期姜黄素在未来的研究中有更大的进展和更广阔的应用前景。
参考文献
[1]崔冬月,李媛媛,肖宝平,刘静雯,李健,苏文金,李桂玲.姜黄素抗氧化的初步机理研究[J].食品安全导刊,2019(20):68-72.
[2]关燕云,解文丽,艾春香.姜黄素的生理功能及其在水产配合饲料中的应用[J].中国饲料,2015(16):11-15.
[3]Xie Zhenglu,Shen Guozhi,Wang Yang,Wu Changbiao. Curcumin supplementation regulates lipid metabolism in broiler chickens[J]. Poultry Science,2019,98(1):
[4]余璐,李海燕,李昌崇.姜黄素及其衍生物抗菌抗炎作用研究进展[J].儿科药学杂志,2018,24(05):64-66.
[5]汪海慧,成扬.姜黄素药理作用的研究进展[J].上海中医药大学学报,2007(06):73-76.
作者简介
王洋(1997-),华中农业大学水产学院,硕士研究生,研究方向:农业经济,渔业发展。