大豆异黄酮及其在猪生产中的应用研究进展

张晓霞，刘春雪

(安佑生物科技集团股份有限公司，江苏 太仓 215437)

大豆异黄酮及其在猪生产中的应用研究进展

张晓霞，刘春雪

(安佑生物科技集团股份有限公司，江苏 太仓 215437)

大豆异黄酮是大豆生长过程中形成的一类次生代谢产物，属于生物黄酮，具有弱植物雌激素功能和抗氧化功能。能促进动物的生长，提高繁殖性能，促进动物乳腺的发育，增加泌乳量，被广泛应用于人类健康及饲料添加剂中发挥其营养作用。对大豆异黄酮及其在猪生产中的最新应用研究进行综述，以期为大豆异黄酮的进一步研究应用提供理论依据。

大豆异黄酮;生理活性;繁殖性能;抗氧化性能；猪

大豆作为优质的植物性蛋白源，具有重要的营养作用，已被普遍用于人类食物和动物饲料原料；但是大豆中往往含有一些抗营养因子，如胰蛋白酶抑制因子、凝集素、单宁、植酸等，这就很大程度上限制了大豆的充分应用。近年来，随着培育技术、纯化技术等的逐步发展，这些抗营养因子的抗营养作用已可以被消除或降低到营养水平，因此大大提高了大豆的应用价值。目前人们开始更多地关注大豆的营养性作用，比如其活性提取物——大豆卵磷脂、大豆异黄酮等的应用研究。

大豆异黄酮是大豆等豆科植物生长过程中形成的一类次级代谢物，是一种混合物，属于植物雌激素。在畜牧生产中，大豆异黄酮具有抗氧化、抗应激、提高机体免疫力和抗菌等生理作用，且安全、绿色、无污染，目前已广泛应用于畜禽生产中。很多研究表明，在母猪日粮中添加适量的活化大豆异黄酮能够促进母猪泌乳、提高泌乳量、提高哺乳仔猪断奶重等。因此对于种猪生产而言，大豆异黄酮具有较高的经济效益，在畜牧生产中合理有效的使用将有巨大的经济意义。

1 大豆异黄酮简介

1.1大豆异黄酮的来源及存在形式

大豆异黄酮从大豆中提取得到，具有独特的晶状结构，在动物生产中发挥一定的生物活性作用，是大豆中所含的异黄酮类化合物的总称[1]。由于异黄酮不溶于己烷和油脂,所以大豆油中不含大豆异黄酮，而脱脂豆粕中异黄酮含量相对增高[2]。

大豆中天然存在的异黄酮共有3大类12种，即黄豆黄素苷类、黄豆苷类和染料木苷类，分别以游离的苷元型异黄酮(约占异黄酮总量的2%～3%)和结合的糖苷型异黄酮(约占异黄酮总量的97%～98%)两种形式存在[3-4]。研究发现，糖苷型异黄酮在动物体内不能直接被小肠壁吸收，必须经过水解或肠道微生物发酵转化为苷元型大豆异黄酮才能被机体吸收利用[3-6]。苷元型异黄酮主要以大豆黄素、染料木素、黄豆黄素等3种结构形式存在于自然界中，见图1。

图1 苷元型大豆异黄酮的化学结构

1.2大豆异黄酮的含量及存在位点

大豆异黄酮在大豆籽粒中的质量分数大约是0.2%～0.6%[7]。一般来说，大豆异黄酮质量分数高于0.3%的大豆就称之为高异黄酮含量大豆。大豆异黄酮主要分布于大豆种子的子叶和胚轴中，种皮中含量极少。80%～90%的异黄酮存在于子叶中，质量分数为0.1%～0.3%；胚轴中所含异黄酮的种类较多且浓度较高，质量分数为1%～2%[1,8]，但相对整个大豆种子来说，胚轴中总含量相对较低。

1.3大豆异黄酮的生理活性机理

目前普遍认为，大豆异黄酮能与下丘脑、垂体等处的雌二醇受体不同程度的结合，影响动物神经内分泌系统的生长轴，促进垂体生长激素(growth hormone，简称GH)的生成和释放，刺激肝GH受体发育和胰岛素样生长因子-1的生成增强，从而促进母猪生产性能的提高；大豆异黄酮也会影响动物性腺轴，促进哺乳母猪睾酮、催乳素生成和释放作用增强，提高泌乳量，进而减少仔猪死亡率[9-10]，提高仔猪断奶重。

由于大豆异黄酮活性组分与雌激素样受体(estrogen receptor，简称ER)的结合力远低于甾体雌激素与 ER的结合力，因此大豆异黄酮与雌激素样受体结合后的潜在健康效应存在 U 型剂量-效应关系，即低剂量时由于它与雌激素竞争结合 ER 而降低了雌激素活性，因而表现为抗雌激素作用；而中剂量时则发挥一定的雌激素活性作用；但高剂量时，补充的过量大豆异黄酮则活化因雌激素水平不足而未被活化的 ER，表现为增强雌激素作用[11]。这种U型剂量-效应关系使得大豆异黄酮在动物体内发挥不同的植物雌激素功能，而其作用结果又依赖于大豆异黄酮在动物体内的浓度和大豆异黄酮活性组分的含量，也可能受下丘脑分泌的激素调节控制。

大豆异黄酮还可以阻断机体器官和细胞内的自由基链式反应，或直接捕获自由基反应链生成的自由基，起到保护机体细胞内脂质、蛋白质、染色体免受活性氧的攻击[5,12-13]，发挥其抗氧化活性；也可以通过还原作用，提高机体内抗氧化系统的酶活性，提高动物机体自身抗氧化能力[12-13]。

同时，大豆异黄酮也表现出对酪氨酸蛋白激酶、拓扑异构酶等的活性具有一定的抑制作用[14]，所以大豆异黄酮也具有抗癌、抑制癌细胞增殖，抑制骨质疏松等作用[1,14]。也可能会破坏细菌细胞壁及细胞膜的完整性、抑制细菌的呼吸代谢，起到抑菌的作用[15]。

1.4大豆异黄酮的吸收与代谢

大豆异黄酮在进入动物体内后，在小肠微生物所产生的β-葡萄糖苷酶的催化作用下，结合的糖苷型异黄酮发生分解转化生成游离的苷元型异黄酮，然后被动物机体吸收利用或随粪便排出体外。

1.5糖苷型异黄酮向苷元型异黄酮的转化

苷元型异黄酮的生物活性高于糖苷型异黄酮的生物活性，且更易被机体肠道吸收利用。酸性水解和加酶酶解均能促进糖苷型异黄酮向苷元型异黄酮转化，但酸水解工业生产条件要求严格，酶解法成本较高难以规模化，而利用微生物发酵可以提高大豆中β-葡萄糖苷酶的活性，从而提高大豆中苷元型异黄酮含量[1]。目前活化大豆异黄酮使用最多的菌种有安全性较高的乳酸菌、酵母菌、米曲霉菌、枯草芽孢杆菌和少孢根霉，以及多菌种联合使用发挥更好的效果[16]。

热处理可以使大豆异黄酮中糖苷型的丙二酰基糖苷或(和)乙酰基葡萄糖苷发生转化，生成苷元型的黄豆黄素和染料木素[17]，从而提高大豆异黄酮的生物活性。

2 大豆异黄酮在猪生产中的应用

大豆异黄酮具有多种生物功能，是绿色无毒的营养性添加剂，且添加剂量较小，在人类健康、动物饲料中有较普遍的应用。

2.1提高繁殖性能

饲粮中添加10 mg/kg的大豆异黄酮能改善哺乳母猪的生产性能、血液生化指标，维持其肠道微生物菌群平衡[18]。韦习会等[19]试验研究表明，大约克夏母猪妊娠85 d至产后7 d日粮中添加8 mg/kg和5 mg/kg大豆异黄酮，仔猪哺乳20日龄个体重和窝重均极显著(P<0.01)高于对照组，同时28日龄断奶时仔猪个体重和窝重也显著(P<0.05)高于对照组。另有研究表明，产前一个月的妊娠母猪饲料中添加0.01%大豆异黄酮后其仔猪断奶窝均重、断奶头均重和断奶日增重均高于对照组[20]。

大量研究表明，断奶后不发情或发情推迟与母猪断奶时的体重及背膘厚度相关，断奶时体重较轻且背膘较薄的母猪，其断奶后不发情的几率更大或发情间隔更长，因为泌乳期失重太多的母猪在断奶后相当一段时间内仍处于分解代谢状态。王开丽等[21]在产后至21 d断奶的母猪日粮中添加0.27 mg/kg有机硒和7.5 mg/kg大豆异黄酮，结果发现母猪泌乳期背膘损失、断奶-发情间隔分别显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)低于对照组。

2.2提高泌乳力

泌乳量是体现哺乳母猪泌乳性能的重要指标。试验表明，哺乳期日粮添加200 mg/kg大豆异黄酮和黄芪多糖(1∶5比例混匀)的混合物显著(P<0.05)提高母猪采食量和21 d泌乳总量，乳脂率和乳蛋白含量也显著(P<0.05)高于对照组[22]。陈丰等[23-24]分别在哺乳4～21 d和怀孕100 d至分娩15 d断奶的母猪日粮中添加15 mg/kg和10 mg/kg大豆异黄酮，结果发现，添加大豆异黄酮可以提高哺乳母猪奶水中乳蛋白和血清中催乳素含量，进而提高母猪泌乳量和仔猪断奶重。王开丽等[21]试验结果表明，产前7 d开始在母猪饲料中添加0.27 mg/kg有机硒和7.5 mg/kg大豆异黄酮，其常乳中的乳蛋白、乳糖和硒含量均高于对照组；试验组仔猪平均日增重和成活率分别比对照组高65.23%和25.51%，差异均达显著水平(P<0.05)。

2.3抗氧化性能

在分娩和泌乳过程中，动物的生理状态与营养代谢发生一系列急剧的变化，内分泌系统、脂肪与蛋白质的代谢作用明显，同时动物机体消耗大量的氧气和能量，并产生许多自由基[25-26]，使脂质发生过氧化作用，产生大量的丙二醛(MDA)、过氧化氢等。大豆异黄酮具有有效的抗氧化作用，尤其是其组成成分染料木素[27]。Hu 等[28]研究表明，在母猪妊娠后期和哺乳期日粮中添加大豆黄素能提高抗氧化指标，降低母猪的乳和血浆中MDA含量。添加大豆异黄酮显著提高泌乳第21 d母猪血清总抗氧化能力和降低血清MDA含量(P<0.05)，血清总超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性和催乳素含量显著提高(P<0.05)[29]。

2.4提高免疫力

大豆异黄酮可以提高机体非特异性免疫和特异性免疫功能[30-31]。研究表明，妊娠后期母猪每天肌肉注射440 mg染料木黄酮可提高母猪血液IGF-1浓度和新生仔猪胴体脂肪，但对初生仔猪的肌肉发育、母猪及其后代仔猪的生产性能无显著影响[32-33]。刘杰等[34]研究发现，母猪妊娠后期和哺乳期日粮中添加15 mg/kg大豆异黄酮极显著提高母猪妊娠98 d血清IgM浓度，显著提高初乳中IgA和IgG的浓度以及仔猪出生7 d和14 d血浆的IgM浓度。大豆异黄酮通过提高哺乳母猪的免疫力而改善哺乳仔猪的健康程度。Huang等[35]在添加50 mg/kg氧化鱼油的断奶仔猪日粮中加入20 μg/kg合成大豆异黄酮(黄豆黄素含量98.4%)，提高了仔猪的抗氧化能力和免疫能力。

3 其它

大豆异黄酮具有明显的抑制细菌和真菌作用，其抑菌的活性成分主要是游离型的苷元[36-37]。也有研究表明，青年母猪玉米豆粕型日粮中添加大豆异黄酮，可降低猪肌肉和肝脏中的玉米赤霉烯酮残留[38]。大豆异黄酮还具有抗癌、保护肝脏、增强骨骼密度等生物活性[7]，因此猪只摄取适宜的大豆异黄酮可以提高其健康水平。

4 小结

目前，大豆异黄酮在猪生产中的应用研究主要集中在繁殖性能、抗氧化性能和免疫性能上，而且大多数研究也集中在评价大豆异黄酮的综合效应，对其发挥各个效应的主要活性成分及其作用机理报道相对较少。可作为业界今后研究的主要方向，深入了解大豆异黄酮，以更好地开发应用。

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Researchprogressofsoybeanisoflavonesanditsapplicationinpigsproduction

ZHANG Xiao-xia，LIU Chun-xue

(AnYou Biotechnology Group Co.,Ltd.,Taicang 215437,China)

Soybean isoflavones is a kind of biological flavonoids belonged to secondary plant metabolites, with functions of phytoestrogens and antioxidant. Isoflavones can promote animal growth, improve the reproductive performance, and promote the development of animal mammary gland, also increase the amount of milk. At the same time, isoflavones has non-toxic, no drug residues, is widely applied to human health and animal feed with small dose. We reviewed soybean isoflavone and its application in pigs production, for the further research and application.

soybean isoflavones; physiological activity; reproductive performance; oxidation;pigs

2017-07-07；

2017-07-20

张晓霞(1982-)，女，助理研究员，硕士，研究方向为猪饲料研究与开发。

刘春雪(1978-)，女，畜牧师，硕士，研究方向为猪饲料研究与开发。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.10.012

S816.73

A

1003-6202(2017)10-0053-04

(责任编辑舒莲梅)