蘇婷婷，韓迪，張璐，梁麗萍，劉海英*

（1.沈陽農業(yè)大學動物科學與醫(yī)學學院，遼寧沈陽 110866；2.遼寧省現(xiàn)代農業(yè)生產基地建設工程中心，遼寧遼陽 111000；3.遼寧康普利德生物科技有限公司，遼寧鐵嶺 112600）

單寧（Tannins）普遍存在于植物根、莖、花內，且含量豐富，是自然、無毒和高度反應的芳香生物分子之一。在過去的幾十年里，人們?yōu)閷ふ绎曈每股氐奶烊惶娲愤M行了廣泛研究。飼糧中添加單寧可顯著抑制瘤胃內蛋白質的降解，且改變微生物區(qū)系、調控瘤胃發(fā)酵，進而提高養(yǎng)殖收益，研究發(fā)現(xiàn)飼糧中添加1%～2%的單寧對反芻動物具有獨特的益處，且單寧可有效減少反芻動物瘤胃對蛋白質飼料的過度降解。因此，單寧對反芻動物瘤胃代謝和微生物區(qū)系的調節(jié)作用也越來越受到關注。目前，單寧已作為飼料添加劑應用于畜禽生產中，植物單寧還可有效降低反芻動物瘤胃內過瘤胃蛋白的降解、提升糞氮尿氮比、降低糞便中氮排泄，同時影響瘤胃蛋白質降解菌（如溶纖維丁酸弧菌、棲瘤胃普雷沃氏菌等）的相對豐度。而不同來源、結構和添加量的單寧對反芻動物氮代謝和微生物影響不同。因此，本文通過綜述單寧對反芻動物瘤胃氮代謝及其對瘤胃溶纖維丁酸弧菌、棲瘤胃普雷沃氏菌的影響，以期為單寧在反芻動物飼糧中的應用提供理論支撐。

1 單寧理化性質

單寧是植物次生代謝物，廣泛存在于牧草、灌木鞥植物中，來源眾多，是除木質素以外含量最多的酚類物質，味道澀而苦，在保護植物免受昆蟲、真菌、細菌、食物感染方面起著根本作用。單寧具有很強的理化活性，與降解酶、合成酶、金屬、離子反應迅速，其相鄰的酚類羥基群具有金屬螯合的能力，酚羥基和芳香環(huán)基團能夠與蛋白質、多糖等形成可逆或非可逆復合物。單寧還具有從水中分離重金屬離子（如鎘、鉛、銅、鋅和鎳）的能力。由于單寧捕捉自由基能力極強、速度快，因此其還具有極強的氧化性。

單寧在口腔中可與蛋白質或蛋白酶發(fā)生作用，使唾液潤滑作用降低，因此，當牧草中富含單寧時，牧草的適口性受到限制，進而降低家畜的采食量，同時，單寧能夠改變不飽和脂肪酸在瘤胃中的生物氫化（Biohydrogenation，BH）作用，同時對蛋白質有極強的親和力，可與蛋白質通過次級鍵（如氫鍵、范德華力）或疏水堆積形成復合物，達到沉淀蛋白質的功能。由于單寧來源廣、低成本，其在油田化學中可用作水泥緩凝劑以及水基鉆井降黏劑。單寧具有表面活性、殺菌等特性，在醫(yī)療方面也一定應用。目前，單寧在冶金、制革、印染、食品、醫(yī)藥、化妝品、鞣革等工業(yè)生產中均有應用。

2 單寧對瘤胃氮代謝的影響

2.1 單寧抑制過瘤胃蛋白降解的原理 單寧作為一種異質多酚類化合物，存在于多種植物中，由于其來源不同和結構的差異，在生產中的作用效果亦不同，如單寧有抗腹瀉作用，但也可能增加食物在口腔中的澀度而影響采食。因此，應正確利用不同種類單寧及適量添加，針對其特性在畜禽生產中應用，使其發(fā)揮關鍵作用。大量資料顯示，微生物蛋白的有限供應會降低反芻動物的生產力。而單寧可與蛋白質等生物大分子結合形成復合物，用含縮合單寧的牧草飼喂反芻動物會降低過瘤胃蛋白的降解，促進微生物蛋白合成，對反芻動物瘤胃的過瘤胃蛋白具有良好的保護作用，增加氮素利用率進而提高生產力。研究表明，單寧與蛋白質之間通過非共價鍵形成可逆復合物，疏水堆積為主首先通過單寧的酚羥基和蛋白質分子中的苯丙胺環(huán)通過疏水堆積力作用，繼而進行二次氫結合，有助于蛋白質復合物的穩(wěn)定性和其相互作用，增加過瘤胃蛋白含量降低其在瘤胃中的降解，在真胃中可逆性解離，釋放出蛋白質，從而提高過瘤胃蛋白質的供給量。因此，在反芻動物日糧中添加一定量的單寧可有效提升過瘤胃蛋白的含量，提升經濟收益。

2.2 單寧對瘤胃氮代謝的調節(jié) 反芻動物飼糧中的氮以蛋白質和非蛋白氮的形式利用，在瘤胃中蛋白質在蛋白酶的作用下分解成小分子肽和氨基酸，氨基酸進而產生揮發(fā)性脂肪酸（VFA）和NH被動物機體利用。瘤胃微生物利用蛋白質，在內源分泌物及酶的作用下，分解為小分子肽類，為反芻動物吸收利用，在小腸與盲腸中通過微生物作用于氨基酸進而產生氨氣（NH）被機體利用，而未利用的氮素通過代謝糞氮、代謝尿氮的形式排出體外?？梢?，微生物在反芻動物氮代謝的過程中起著極其重要的作用，其中瘤胃丁酸梭菌（）、嗜淀粉瘤胃桿菌（）、棲瘤胃普雷沃氏菌（）等起主要作用。研究顯示，水解單寧與縮合單寧均對反芻動物瘤胃微生物有顯著影響，可抑制蛋白質降解菌的活性，進而達到增加過瘤胃蛋白含量、調節(jié)反芻動物氮代謝的目的。

單寧通過與飼料蛋白質的可逆結合對反芻動物氮利用率進行改善，也可通過對蛋白酶的抑制作用保護過瘤胃蛋白，提高后消化道的含氮量，增加瘤胃微生物利用非蛋白氮（NPN）合成微生物蛋白（MCP），減少排泄物中的氮排放。研究表明，反芻動物飼糧中添加單寧，氨態(tài)氮（N-NH）含量明顯減少，單寧濃度為1%、2%、4%、6% 干物質（DM）時均能降低N-NH濃度。Aboagye 等認為，茶單寧對于體外和體內的強效蛋白酶都有良好的抑制作用，通過對蛋白酶的抑制，提升過瘤胃蛋白含量。單寧可改變哺乳期奶牛的氮排泄。相比于正常飼喂的奶牛，在其飼糧中添加0.02%單寧使尿氮減少了7%左右。因此，單寧在調節(jié)反芻動物氮代謝、增加過瘤胃蛋白等方面具有一定效果。

白堅木單寧可不同程度降低飼糧養(yǎng)分消化率，顯著降低牛奶和血液尿素氮含量以及尿氮排泄；含4%DM白堅木單寧的飼糧，可顯著提高奶牛瘤胃液氨氮濃度，增加過瘤胃蛋白含量，提高瘤胃食糜和十二指腸食糜中粗蛋白質含量，降低糞便中粗蛋白質含量；白堅木單寧提取物添加量為0.45%DM 時，減少尿氮排泄物，對奶牛產奶量影響較小，但降低了飼料利用率；0.2%白堅木單寧可顯著增加瘤胃后消化道氮供應量。但當在黃牛飼糧中白堅木單寧添加量達到5%時，黃牛采食量下降，過瘤胃蛋白量也顯著下降。因此，反芻動物飼糧中單寧改善氮素消化利用的結果差異較大，與單寧的來源、結構和劑量有關。Sebastian 等體外試驗表明，栗木單寧添加量達到5%DM 時，可最大程度上減少尿氮排泄物，添加量達到7%DM 時，瘤胃N-NH呈下降趨勢。隨著單寧添加量增加，氮排泄物減少，且未影響生產性能，有效降低瘤胃蛋白質降解率，為反芻動物瘤胃微生物提供良好的蛋白質供應。但若添加量達到30 g/kg DM，則對反芻動物的負面影響較大，不僅會降低尿素濃度，膳食粗蛋白質的逆向降解也隨之減少，30 g/kg DM 單寧酸能顯著降低尿囊素、尿嘌呤衍生物以及微生物氮的含量，降低糞氮、尿氮、瘤胃食糜氮消化率，提高機體沉積氮和全消化道氮表觀消化率，但仍未確定最佳添加量。單寧可通過提高反芻動物過瘤胃蛋白及氮代謝，進而提高飼料蛋白質利用率，但由于種類及添加量選擇不同，單寧含量過高會對DM 攝入量、和營養(yǎng)消化率等產生不利影響。因此，不同來源的單寧對動物氮代謝的影響程度不同，需結合其結構和劑量進行更加深入的研究，科學合理地利用單寧，達到提高瘤胃氮代謝、降低氮排泄、提高飼料利用率的目的。

3 單寧對瘤胃微生物的影響

3.1 單寧對瘤胃溶纖維丁酸弧菌的影響 瘤胃微生物依賴于過瘤胃蛋白產生微生物蛋白，單寧有助于合成過瘤胃蛋白，因此添加單寧對瘤胃微生物有一定影響。溶纖維丁酸弧菌屬于反芻動物瘤胃蛋白質降解菌之一，具有嚴格控制瘤胃氮含量的作用。溶纖維丁酸弧菌是一種嚴格的厭氧菌，不產生芽孢，屬梭菌屬，梭菌類，硬毛門，是瘤胃核心菌群之一，占瘤胃細菌總量一半左右。單寧可影響瘤胃溶纖維丁酸弧菌豐度，進而影響瘤胃中多不飽和脂肪酸（PUFA）生物氫化過程。研究顯示，在綿羊飼糧中添加2%和4% DM 的檸條單寧可顯著降低瘤胃內溶纖維丁酸弧菌數量，羔羊采食4%的櫟類水解單寧，同樣能有效降低瘤胃溶纖維丁酸弧菌等同種菌屬的相對豐度。當栗木單寧和櫟類單寧混合添加量低于2% DM 時就可使瘤胃內溶纖維丁酸弧菌生長受到抑制。飼糧中3% DM 的縮合單寧可使延邊黃牛瘤胃細菌豐度下降，其中溶纖維丁酸弧菌豐度下降尤為明顯。因此，飼糧中添加單寧可減少反芻動物瘤胃溶纖維丁酸弧菌。體外試驗發(fā)現(xiàn)，200 mg/kg 葡萄單寧能夠線性降低瘤胃內容物中溶纖維丁酸弧菌數量和豐度。與未添加單寧組相比，葡萄籽原花青素添加組均使溶纖維丁酸弧菌含量下降，抑制作用明顯。然而，Pham 等研究表明，隨著白頭金合歡縮合單寧添加量的增加，瘤胃內溶纖維丁酸弧菌的數量也隨之增加，添加量為4.5%～6.4% DM 時，溶纖維丁酸弧菌豐度顯著增加，母羊飼糧中添加栗木單寧和櫟類單寧后，瘤胃內溶纖維丁酸弧菌的數量與對照組比較分別增加了3 倍和5 倍，這可能與單寧種類以及牧草來源不同有關。因此，單寧對瘤胃溶纖維丁酸弧菌的影響及劑量效應及其機制尚未清晰，有待更進一步研究。

3.2 單寧對瘤胃棲瘤胃普雷沃氏菌的影響 棲瘤胃普雷沃氏菌是一類多形態(tài)桿菌，不產芽孢、不運動、嚴格厭氧。棲瘤胃普雷沃氏菌是瘤胃中主要分解蛋白質的一類細菌。瘤胃內過瘤胃蛋白含量降低，進入后消化道中的氮量也隨之降低，代謝糞氮含量升高，最終導致飼糧中蛋白質浪費。Zhou 等研究發(fā)現(xiàn)，單寧可有效抑制蛋白質降解菌的活性，降低其在瘤胃內的數量，增加過瘤胃蛋白含量，降低代謝糞氮，同時對棲瘤胃普雷沃氏菌抑制效果明顯，與40 mg/kg DM 單寧比，在肉牛飼糧中添加60 mg/kg DM 單寧可顯著降低肉牛瘤胃棲瘤胃普雷沃氏菌的相對豐度，并不影響肉牛生產性能。體外試驗表明，縮合單寧與水解單寧混合添加，可顯著降低棲瘤胃普雷沃氏菌總數，單寧添加量為1 000 mg 時棲瘤胃普雷沃氏菌豐度顯著增加。但Yang 等認為，縮合單寧可一定程度上降低棲瘤胃普雷沃氏菌的菌群數量，但未影響瘤胃中總的蛋白質降解菌數量，當單寧添加量為6 g/kg DM 時會對棲瘤胃普雷沃氏菌生長產生抑制。但Henke 等研究表明，如果單寧的濃度低于15 mg/kg DM 時可能會抑制瘤胃微生物豐度，同時增加過瘤胃蛋白含量，促進瘤胃發(fā)酵。因此，采用單寧抑制棲瘤胃普雷沃氏菌數量來調節(jié)瘤胃氮代謝過程，還需繼續(xù)探索單寧的添加濃度或飼糧中的適宜含量。

4 小 結

反芻動物飼糧中添加適量及適宜種類的單寧，能夠顯著降低反芻動物過瘤胃蛋白的降解率，增加氮素的利用率，抑制溶纖維丁酸弧菌、棲瘤胃普雷沃氏菌生長，抑制瘤胃脂肪酸的生物氫化和代謝過程，降低反芻動物氮的排放，提高氮素利用率。但不同種類及添加量的單寧對反芻動物氮代謝及瘤胃菌群結構的影響不同，與其來源和化學結構相關。綜合前人研究發(fā)現(xiàn)，反芻動物生產中單寧添加量在2%～6% DM 較為合適，使用時要根據其來源確定最優(yōu)添加量，以提高飼料利用效率，科學開發(fā)、利用含單寧類飼草，實現(xiàn)單寧在動物生產和飼料工業(yè)中的合理利用。