我国农业农村部194号公告发布饲料中禁用抗生素，因此寻找安全、绿色的替抗产品成为畜牧领域的研究热点。单宁酸又称单宁、丹宁、鞣酸，作为植物次级代谢产物，广泛存在于五倍子、栗木、塔拉、高粱和咖啡等植物中。由于单宁酸能够与蛋白质、多糖和金属离子等结合形成沉淀，降低动物机体对饲料养分的消化和吸收，曾被认为是抗营养因子[1]。但越来越多研究发现，单宁酸具有良好的抗腹泻、抑菌、抗氧化等功能[2]，在动物营养学中得到广泛关注[3]。文章综述水解单宁酸的功能及其在畜牧生产中的研究成果，为水解单宁酸在畜牧生产中的进一步应用提供参考。1单宁酸的理化特性及分布单宁酸的化学式为C76H52O46，化学结构中含有数个酚羟基的苯核，具有较强的生物活性[4]。单宁酸按化学结构分类主要分为水解单宁和缩合单宁[5]，目前畜牧生产中常用的是水解单宁。水解单宁是以D-葡萄糖为核心的酚酸聚类化合物，分子量为500~3 000 U，在酸、碱、酶的作用下易水解成多元醇和酚酸，广泛存在于茶、葡萄、花生、豆类和各种坚果中。缩合单宁（儿茶酚类）是由黄烷缩合的聚合物，相对分子质量在2 900~28 000 U之间，在酸、碱酶的作用下不易被水解，不易被动物胃肠道利用吸收，常存在于双子叶植物的花、茎、树皮中，灌木中含量较高，禾木中含量较少。2水解单宁酸的生物学功能2.1抗腹泻功能单宁酸具有较好的抗腹泻效果。单宁酸进入胃肠道后，可保护胃黏膜不受食物刺激，能够起到局部抗炎、止血和镇痛的作用[6]。单宁酸还可凝固炎症表面的蛋白质，减少炎性渗出，呈现抗腹泻的作用[4]。此外，单宁酸对大肠杆菌、轮状病毒毒素和沙门氏菌具有显著的抑制作用[7]。有研究发现，单宁酸可降低肉兔和断奶仔猪的腹泻率[8-9]。Girard等[10]通过产肠毒素大肠杆菌F4（ETEC F4）攻毒断奶仔猪后发现，1%水解单宁酸显著降低了仔猪的腹泻率和腹泻持续时间。Xu等[11]研究发现，0.15%单宁酸可有效降低断奶仔猪腹泻，提高肠道屏障功能，改善肠道微生物群落结构。腹泻的内在表现为肠道上皮液体分泌过多或吸收障碍，肠液吸收由Na+通过上皮细胞与等量的Cl-和HCO3-发生交换而导致[12]，其次细胞内信使包括Ca2+、cAMP和cGMP在内也与肠液吸收密切相关[13-14]。单宁酸可通过减少细胞内Ca2+内流或激活钙泵系统，缓解由蓖麻油诱导的腹泻[15]。Yang等[16]建立蓖麻油引起的小鼠腹泻模型中，结果发现，五倍子单宁提取物具有明显的止泻作用，并呈剂量依赖性。肠液分泌主要依赖细胞膜基底外侧和顶端Cl-分泌通道，NKCCl、CFTR和CaCCl是调控肠液分泌的重要蛋白位点[17]。研究表明，单宁酸可以通过调控腹泻相关离子靶蛋白的表达降低腹泻的发生率，如调控CFTR和CaCC的表达等[18]。但单宁酸抗腹泻的分子机制仍需进一步研究加以明确。2.2抗氧化功能活性氧（ROS）参与调节细胞增殖、分化、信号传导、病原体防御以及炎症反应。动物氧化应激时，异常的ROS通过损害蛋白质、脂质和DNA对机体造成病理上的危害[19]。在小鼠模型中，铁超载会产生氧化应激，诱导ROS介导的组织损伤和纤维化。单宁酸可通过调节ROS，抑制参与凋亡途径的各种表达蛋白产生，具有改善铁超载诱导的肝毒性的潜力，是一种优秀的天然抗氧化剂[20]。此外，单宁酸还可通过调节动物体内抗氧化酶活，减轻氧化应激对机体的影响。刘华伟[21]研究发现，兔日粮中添加栗木单宁可显著降低机体中丙二醛（MDA）的含量，提高超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性，增加肝脏中GSH-Px、SOD基因的表达量。单宁酸可体外清除1,1-二苯基（DPPH）自由基、羟自由基等。羔羊生殖发育早期饲喂单宁酸可增加湖羊睾丸中的总抗氧化能力和SOD活性，上调GPx和Cu-Zn-SOD的表达[22]，主要归因于单宁可通过清除自由基，上调SOD和GSH-Px活性，降低脂氧合酶活性，捕捉体内的自由基，从而抑制自由基产生[23]。2.3抗炎性能单宁酸具有抗炎功能。单宁酸可通过抑制炎症相关通路，从而抑制炎症相关因子产生[24]。单宁酸的抗炎作用主要归因于抑制细胞中ROS的形成和NF-κB通路的激活，抑制TLR4信号通路诱导细胞中ROS、一氧化氮（NO）、白细胞介素-6（IL-6）和白细胞介素-1β（IL-1β）的产生[25]。炎症和氧化应激存在紧密联系，Gui等[26]探索五味子水解单宁酸可通过抑制Nrf2介导的肾小管细胞NF-κB表达抑制，预防脂多糖（LPS）诱导的肾脏炎症和损伤，为脓毒症诱导的急性肾损伤提供了一种潜在的治疗策略。Soyocak等[27]研究表明，单宁酸可通过作用于髓过氧化物酶（MPO）抑制大鼠足跖炎。在卵清蛋白诱导的小鼠哮喘模型中，单宁酸处理可显著降低肺部炎性细胞浸润和各种炎性介质的表达，抑制核因子κB（NF-κB）的激活和细胞黏附因子的表达[28]。Song等[29]研究发现，单宁酸可通过阻断细胞内Caspase-1的切割，抑制IL-1β分泌，抑制炎症小体的激活，起到抑制炎症的作用。2.4抗菌性能单宁酸不仅可以提高肠道对营养物质的吸收和利用，促进肠道健康，还可促进动物肠道内有益细菌的繁殖，同时抑制有害菌的生长，调节动物肠道菌群丰度的相对稳定[30]。李茜等[31]研究发现，饲喂水解单宁可降低蛋鸡肠道中pH值，提高淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶活性，提高蛋鸡对营养物质的利用率，改善肠黏膜健康状态。单宁及其衍生物对沙门氏菌和其他病原体的抑制作用机制主要包括：与细胞壁成分的直接相互作用，改变细胞壁的形态，增加细菌的膜通透性[32]；降低微生物酶活性[33]；竞争致病菌所需的蛋白质和矿物质等基本营养素[34]。单宁还可通过抑制致病菌的运动、群体感应和生物膜形成限制病菌的致病性[35]。Reyes等[36]发现，单宁酸处理后，小鼠细胞的肌动蛋白聚合和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）磷酸化降低，激活细胞因子产生并抑制宿主中的细菌增殖，在控制布鲁氏菌感染方面的具有潜在用途。单宁酸的抑菌效果明显，未来有望在畜牧生产领域发挥重要作用。3单宁酸在畜牧养殖中的应用3.1单宁酸在猪生产中的应用单宁酸作为新型的饲料添加剂，通过抗腹泻、抗菌、抗病毒、抗炎等生物学功能调节机体内环境，促进猪的生长发育。在日粮中添加0.19%的水解单宁酸可提高猪的体重、日增重和饲料利用率[37]。从栗子和藜芦中提取的单宁酸具有抗菌和抗氧化作用，可改善动物的生长性能和健康状况，饲料中添加单宁酸可改善断奶仔猪和生长猪的生长性能和胃肠健康情况[38]。断奶仔猪易发生腹泻，其中猪霍乱沙门菌是引起仔猪腹泻的主要原因。李东等[39]研究发现，五倍子对霍乱沙门氏菌生长具有良好的抑制效果，对治疗仔猪腹泻具有一定的积极作用。农斯伟等[40]研究发现，饲料中添加有效含量为546.8 g/t的栗木水解单宁可降低断奶仔猪腹泻率，表明单宁提取物可以缓解断奶仔猪腹泻问题[41]。单宁酸的抗腹泻作用在于其对沙门氏菌、大肠杆菌等生长繁殖具有抑制作用，还可通过调节机体的抗氧化能力和抗炎作用，改善机体免疫状态[32,41]。添加单宁酸可改善断奶仔猪的肠道形态和消化酶活性，提高断奶仔猪的血清和肠黏膜抗氧化能力、免疫球蛋白和挥发性脂肪酸（VFA）水平；与对照组相比，单宁酸饲喂组的腹泻率降低了2.8%[42]。3.2单宁酸在家禽生产中的应用饲料中添加一定量的单宁酸可提高肉鸡的生长性能[43-44]。单宁酸的抑菌性、抗炎作用和抗氧化等特性可有效应对肉鸡、蛋鸡养殖过程中的疾病问题。刘洋等[45]研究发现，肉鸡日粮中添加0.05%栗木单宁酸可有效减少产气荚膜梭菌50%的毒素活性，改善因产气荚膜梭菌感染造成的坏死性肠炎，提高肉鸡的生长性能，增加经济效益。Redondo等[46]通过体外试验表明，栗木单宁对鸡伤寒沙门氏菌、出血败血性巴斯德菌、金黄色葡萄球菌、空肠弯曲杆菌、肠炎沙门氏菌、大肠杆菌和产气荚膜菌等均具有良好的抑制作用。Karaffová等[47]研究发现，单宁酸通过上调免疫球蛋白A和黏蛋白2的表达，有助于维持鸡的黏膜免疫成分。Ramah等[48]发现，日粮中添加单宁酸可改善鸡免疫系统CD4+、CD8+以及炎症因子等相关表达。也有研究显示，日粮中添加水解单宁酸显著提高了蛋鸡肠道内乳酸杆菌和双歧杆菌的增殖能力，抑制了大肠杆菌生长，提高蛋鸡的生产性能，降低疾病发病率[49]。王春明等[50]研究发现，日粮中添加200 mg/kg单宁酸可提高鸭的生长性能，改善肠道菌群环境。3.3单宁酸在反刍动物生产中的应用反刍动物的瘤胃微生物生态群落相对稳定状态对反刍动物的生长和生产具有重要意义，维持瘤胃微生物区系的相对稳定是反刍动物养殖过程中的一个难题。此外，反刍动物产生的甲烷气体也是养殖生产中待解决的问题。刘绘汇等[51]研究发现，添加0.2%的单宁酸提高了湖羊的采食量和末重，降低了湖羊的腹泻发生率，间接提高了湖羊对养分的吸收和利用。Ryel等[52]研究发现，日粮中添加一定量的单宁酸，山羊肠道中变形菌门的相对丰度降低15％，甲烷杆菌科的相对丰度降低42%，甲烷短杆菌属的相对丰度降低35%，表明山羊日粮中添加单宁酸可减少甲烷产生。刘立成等[53]研究发现，日粮中添加40 g单宁酸可提高奶牛过瘤胃蛋白数量，降低粪尿中氮含量，提高奶牛对蛋白质的利用效率。原因可能是单宁酸与蛋白质在瘤胃中结合成单宁酸-蛋白质复合物，降低了蛋白质在瘤胃的降解速度，提高了蛋白质的利用率。回海勇等[54]研究发现，在基础日粮中添加0.1%单宁酸，试验组奶牛日产奶量前期比对照组提高5.89%，后期提高4.14%，并显著改善乳品质以及奶牛对营养物质的利用效率以及奶牛的免疫力等。3.4单宁酸在其他动物生产中的应用单宁酸在其他动物中也有相关研究与应用。陈赛娟等[55]研究发现，在獭兔日粮中添加0.15%单宁酸可提高獭兔的平均日增重，降低料重比，有效预防腹泻。单宁酸对鹌鹑养殖具有积极作用，日粮中添加0.10%单宁酸可提高鹌鹑的生长性能及屠宰性能，促进肠道发育[56]。4结论单宁酸因其生物学特性在畜牧生产中的应用较为广泛，但有部分试验结果显示水解单宁酸可能受其理化特性、加工工艺等影响对动物的生长性能具有抑制作用。为水解单宁酸在畜禽生产中更合理地应用，其在肠道内的代谢过程、作用机理及加工提取工艺仍需进一步探究。