植物黃酮作為飼料添加劑安全可行前景廣闊
黃酮類化合物(flavonoids)，又名生物類黃酮化合物(bioflavonoids)，簡(jiǎn)稱類黃酮，亦稱維生素P，由于廣泛存在植物中，又稱植物黃酮類化合物；是一類重要的天然酚類化合物，屬于植物次級(jí)代謝產(chǎn)物；泛指具有色酮環(huán)與苯環(huán)為基本結(jié)構(gòu)的一類化合物的總稱，其基本骨架具有C6-C3-C6的特點(diǎn)，即由兩個(gè)芳香環(huán)A和B，通過(guò)中央三碳鏈相互連結(jié)而成的一系列化合物。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將黃酮類化合物分為黃酮、黃酮醇、黃烷醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇、花色素、查爾酮、雙黃酮等(Lwashina，2000)。由于黃酮類化合物具有抗氧化、抗衰老、降血糖、降血壓以及預(yù)防心血管疾病和骨質(zhì)疏松、治療腹瀉等功能，對(duì)動(dòng)物的生產(chǎn)性能也有明顯的促進(jìn)作用，近年其研究與利用倍受關(guān)注。本文綜述了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)植物黃酮類化合物的安全評(píng)價(jià)研究進(jìn)展，對(duì)安全合理地利用植物黃酮類化合物具有一定的指導(dǎo)意義。
1植物黃酮類化合物的毒理學(xué)研究
1.1一般毒性試驗(yàn) 外源化學(xué)物在一定劑量、一定接觸時(shí)間和接觸方式下對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生的綜合毒效應(yīng)稱為一般毒性(generaltoxicity)，又稱為基礎(chǔ)毒性(basictoxicity)，一般毒性研究主要揭示外源化學(xué)物與動(dòng)物之間的量效關(guān)系，根據(jù)接觸毒物的時(shí)間長(zhǎng)短又分為急性毒性試驗(yàn)、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)。
1.1.1急性毒性試驗(yàn) 急性毒性是指試驗(yàn)動(dòng)物一次接觸或24h內(nèi)多次接觸某一化學(xué)物所引起的毒效應(yīng)，甚至死亡。目的是了解受試物的毒性強(qiáng)度和性質(zhì)，為蓄積毒性和亞急性毒性試驗(yàn)的劑量選擇提供依據(jù)。致死劑量通常用半數(shù)致死劑量LD50來(lái)表示，其單位是每千克體重所攝入受試物質(zhì)的毫克數(shù)，即mg/(kg•BW)。大量急性毒性試驗(yàn)表明，植物黃酮類化合物在適當(dāng)劑量下是無(wú)毒的。司紅麗等(2003)在狗舌草總黃酮的提取及其毒性試驗(yàn)中測(cè)得狗舌草總黃酮的LD50值為(1392.52±94.62)mg/(kg•BW)，屬于中等毒性，表明狗舌草總黃酮的毒性很低。李立等(2010)在大豆異黃酮復(fù)合膠囊毒理學(xué)安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn)中采用最大耐受劑量法，劑量為10.0g/(kg•BW)，測(cè)得大豆異黃酮復(fù)合膠囊雌、雄小鼠經(jīng)口急性毒性試驗(yàn)最大耐受劑量(MTD)>10.0g/(kg•BW)，屬實(shí)際無(wú)毒級(jí)物質(zhì)。飼料人才網(wǎng)專家虞穎映(2006)對(duì)羅布麻茶食品安全性的系統(tǒng)性毒理學(xué)試驗(yàn)研究結(jié)果表明，羅布麻葉提取物對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物大、小鼠的經(jīng)口急性LD50均大于10.0g/(kg•BW)，屬實(shí)際無(wú)毒級(jí)物質(zhì)。唐浩國(guó)等(2007)在麻竹葉黃酮的毒理學(xué)試驗(yàn)中研究表明，竹葉總黃酮經(jīng)口LD50>21.50g/(kg•BW)，屬實(shí)際無(wú)毒級(jí)物質(zhì)。沈繼紅和張愛(ài)軍(2006)在葡萄多酚的毒性試驗(yàn)中測(cè)得急性毒性半致死濃度為L(zhǎng)D50>10g/(kg•BW)，屬實(shí)際無(wú)毒級(jí)物質(zhì)。隋海霞(2009)在芹菜素(又稱芹黃素，是天然存在的一種黃酮類化合物)安全性和降血壓作用及其機(jī)制的試驗(yàn)研究中測(cè)得大鼠經(jīng)口急性毒性試驗(yàn)的LD50>8g/(kg•BW)，根據(jù)急性毒性試驗(yàn)結(jié)果分級(jí)，芹菜素屬實(shí)際無(wú)毒級(jí)物質(zhì)。Shoji等(2004)研究蘋果多酚(applepolyphenol，AP)對(duì)大鼠的經(jīng)口急性毒性，試驗(yàn)大鼠未表現(xiàn)不良癥狀，試驗(yàn)結(jié)果顯示，AP的最小致死劑量大于2000mg/(kg•BW)。Féres等(2006)研究了巴西豆科植物DMB(DimorphandramollisBenth，DMB)的水醇提取物(含76%蘆丁)對(duì)小鼠的急性毒性，試驗(yàn)小鼠有輕微可恢復(fù)的異常癥狀，
1～3個(gè)月)重復(fù)染毒外源化學(xué)物所引起的毒性效應(yīng)；慢性毒性是指試驗(yàn)動(dòng)物長(zhǎng)期染毒外源化學(xué)物所引起的毒性效應(yīng)。目的是觀察受試物以不同劑量水平較長(zhǎng)期喂養(yǎng)對(duì)動(dòng)物的毒性作用性質(zhì)和靶器官，并確定最大無(wú)作用劑量。在大豆異黃酮復(fù)合膠囊大鼠30d喂養(yǎng)試驗(yàn)中，雌、雄性大鼠低、中、高劑量組的體重、進(jìn)食量、食物利用率、臟器重量和臟器系數(shù)、血液生化和細(xì)胞學(xué)及病理組織學(xué)等各項(xiàng)指標(biāo)與對(duì)照組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明大豆異黃酮復(fù)合膠囊在該劑量范圍內(nèi)是安全的(李立等，2010)。在對(duì)羅布麻茶食品安全性的系統(tǒng)性毒理學(xué)試驗(yàn)研究中，30d短期喂養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，其對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物的生長(zhǎng)情況、血液學(xué)生化指標(biāo)、主要臟體比及組織學(xué)皆無(wú)潛在的毒性作用(虞穎映，2006)。在葡萄多酚的毒性試驗(yàn)中對(duì)葡萄多酚樣品喂養(yǎng)大鼠試驗(yàn)表明，30d內(nèi)大鼠生長(zhǎng)發(fā)育良好，各試驗(yàn)組動(dòng)物體重、體重增加，進(jìn)行量、食物利用率、血常規(guī)、血生化以及臟器系數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)均在正常值范圍內(nèi)，與對(duì)照組之間差異無(wú)顯著性(沈繼紅和張愛(ài)軍，2006)。在芹菜素安全性和降血壓作用及其機(jī)制的試驗(yàn)研究中以0、2、4、6、8g/kg芹菜素喂飼大鼠13周，各劑量組體重、進(jìn)食量、食物利用率、血常規(guī)、血生化以及臟器系數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)與對(duì)照組比較，差異均無(wú)顯著性(P>0.05)(隋海霞，2009)。在研究DMB的水醇提取物對(duì)大鼠的180d慢性毒性中，試驗(yàn)結(jié)果顯示，1000mg/kg劑量組沒(méi)有任何臨床反應(yīng)，2000mg/kg劑量組在試驗(yàn)初期有豎毛、活動(dòng)減退等癥狀，4d后癥狀消失，在試驗(yàn)第31～42天出現(xiàn)輕微變化如呼吸困難、疲勞、衰弱等，試驗(yàn)期間所有受試動(dòng)物無(wú)一例死亡(Féres等，2006)。在進(jìn)行蛇麻素(lupulin)的90d亞慢性毒性試驗(yàn)中，臨床評(píng)價(jià)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的毒性效應(yīng)，試驗(yàn)認(rèn)為蛇麻素的無(wú)不良反應(yīng)劑量(NOAEL)值為每天2000mg/(kg•BW)(Nagasako-Akazome等，2007)。綜合以上試驗(yàn)結(jié)果可知，植物黃酮類化合物在適當(dāng)劑量下不會(huì)在長(zhǎng)時(shí)間的飼喂中產(chǎn)生毒副作用。
1.2蓄積毒性試驗(yàn) 外源化學(xué)物進(jìn)入機(jī)體后，經(jīng)過(guò)代謝轉(zhuǎn)化排出體外，或直接排出體外。但是當(dāng)其連續(xù)地、反復(fù)地進(jìn)入機(jī)體，而且吸收速度超過(guò)代謝轉(zhuǎn)化與排泄的速度時(shí)，化學(xué)物質(zhì)在體內(nèi)的量逐漸增加，稱為化學(xué)物質(zhì)的蓄積作用(accmulation)。外源化學(xué)物的蓄積作用是發(fā)生慢性毒性的基礎(chǔ)。慢性毒性可以是因外源化學(xué)物或其代謝產(chǎn)物的物質(zhì)蓄積，但有的化學(xué)物質(zhì)，經(jīng)長(zhǎng)期接觸后在機(jī)體內(nèi)測(cè)不出該化學(xué)物質(zhì)的原形或其代謝產(chǎn)物，可卻出現(xiàn)了慢性毒性作用時(shí)，稱之為損傷蓄積(也有稱為功能蓄積)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定如果LD50>10g/(kg•BW)者，則可不需要進(jìn)行蓄積毒性試驗(yàn)(中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部，2004)。由急性毒性試驗(yàn)可知，多數(shù)植物黃酮類化合物的LD50都大于10g/(kg•BW)。因此，蓄積毒性試驗(yàn)在植物黃酮類化合物的安全評(píng)價(jià)中很少見。
1.3致突變性試驗(yàn) 致突變性(mutagenicaction)是指外來(lái)因素引起細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變的能力，而且這種改變可隨同細(xì)胞分裂過(guò)程而傳遞。常用的檢驗(yàn)化學(xué)致突變作用的試驗(yàn)主要有骨髓微核試驗(yàn)、精子畸形試驗(yàn)、染色體畸變?cè)囼?yàn)、Ames試驗(yàn)等。在大豆異黃酮復(fù)合膠囊毒理學(xué)安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn)中進(jìn)行Ames試驗(yàn)表明，各劑量組在加S-9或不加S-9條件下，均未引起回復(fù)突變菌落數(shù)明顯增加，大豆異黃酮復(fù)合膠囊Ames試驗(yàn)結(jié)果為陰性；小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)表明，陽(yáng)性對(duì)照組與溶劑對(duì)照組比較差異顯著(P<0.01)，各劑量組微核率與溶劑對(duì)照組比較無(wú)顯著差異(P>0.05)，小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)陰性；小鼠精子畸形試驗(yàn)表明陽(yáng)性對(duì)照組精子畸形率與溶劑對(duì)照組比較差異顯著(P<0.01)，大豆異黃酮復(fù)合膠囊各劑量組精子畸形率與溶劑對(duì)照組比較無(wú)顯著差異(P>0.05)，小鼠精子畸形試驗(yàn)陰性(李立等，2010)。在對(duì)羅布麻茶食品安全性的系統(tǒng)性毒理學(xué)試驗(yàn)研究中進(jìn)行小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)表明，樣品各劑量組小鼠嗜多染紅細(xì)胞微核率與陰性對(duì)照組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即樣品微核試驗(yàn)結(jié)果為陰性；精子畸形試驗(yàn)表明樣品各劑量組小鼠精子畸形率與陰性對(duì)照組相比較，經(jīng)X2檢驗(yàn)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；而陽(yáng)性組與陰性組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，即樣品精子畸形試驗(yàn)結(jié)果為陰性(虞穎映，2006)。在麻竹葉黃酮的Ames試驗(yàn)結(jié)果中表明，麻竹葉黃酮的6個(gè)測(cè)試濃度在加S-9或不加S-9活化的情況下，4個(gè)菌株TA97、TA98、TA100和TA102的回變菌落數(shù)均與陰性對(duì)照組很接近，沒(méi)有顯著性差異(P>0.05)且沒(méi)有超過(guò)陰性對(duì)照組的2倍，而與陽(yáng)性對(duì)照組比較要低得多，有極顯著性差異(P>0.01)，因此，竹葉黃酮不能使鼠傷寒沙門氏菌移碼突變株和堿基置換突變株發(fā)生回復(fù)突變的現(xiàn)象；竹葉黃酮的骨髓微核試驗(yàn)結(jié)果表明，陽(yáng)性對(duì)照組(環(huán)磷酰胺)具有微核嗜多染色紅細(xì)胞數(shù)與陰性對(duì)照組(竹葉黃酮0.00g/kg)相比，差異極顯著(P<0.01)，竹葉黃酮的各劑量組小鼠具有微核嗜多染紅細(xì)胞率與陰性對(duì)照組相比，微核率值非常接近，無(wú)顯著差異(P>0.05)，且無(wú)劑量-效量關(guān)系，因此，竹葉黃酮沒(méi)有對(duì)小鼠骨髓細(xì)胞染色體的斷裂效應(yīng)及紡錘體毒效應(yīng)；竹葉黃酮的小鼠精子畸形試驗(yàn)結(jié)果表明，陽(yáng)性對(duì)照組(環(huán)磷酰胺)小鼠精子畸形率與陰性對(duì)照組(竹葉黃酮0.00g/kg)相比，差異極顯著(P<0.01)。竹葉黃酮的各劑量組小鼠精子畸形率與陰性對(duì)照組相比，小鼠精子畸形率非常接近，無(wú)顯著差異(P>0.05)，且無(wú)劑量-效量關(guān)系，揭示竹葉黃酮對(duì)小鼠精子的畸形無(wú)影響(唐浩國(guó)等，2007)。在葡萄多酚的毒性試驗(yàn)中進(jìn)行Ames試驗(yàn)，結(jié)果表明該受試物各劑量組回變菌落數(shù)均未超過(guò)溶劑對(duì)照菌落數(shù)2倍，亦無(wú)劑量-反應(yīng)關(guān)系，說(shuō)明在加與不加S-9時(shí)受試樣品對(duì)鼠傷寒沙門氏菌TA97、TA98、TA100和TA102四株試驗(yàn)菌株均未出現(xiàn)遺傳毒性，測(cè)試為陰性；小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核和精子畸形試驗(yàn)表明，各劑量組微核率、精子畸形率與陰性對(duì)照組相比，均無(wú)顯著差異，而環(huán)磷酰胺陽(yáng)性對(duì)照組與陰性對(duì)照組比較，差異顯著(P<0.01)(沈繼紅等，2006)。在蛇麻素的研究中，Ames試驗(yàn)和微核試驗(yàn)結(jié)果均表明其無(wú)致突變性和遺傳毒性(Nagasako-Akazome等，2007)。以上試驗(yàn)結(jié)果表明，植物類黃酮化合物在適當(dāng)劑量下不會(huì)引起細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，即無(wú)致突變性。
2小結(jié)
綜上所述，大部分毒理學(xué)研究提示植物黃酮類化合物一般無(wú)毒，但目前尚不完全清楚其作用機(jī)制，有必要對(duì)其展開系統(tǒng)研究，為植物黃酮類化合物的合理科學(xué)利用提供科學(xué)依據(jù)。植物黃酮類化合物在植物中廣泛分布，利用我國(guó)豐富的植物資源從中提取具有多種生物活性和無(wú)毒的植物黃酮作為飼料添加劑，是安全可行的，并將具有廣闊的前景。
