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，即由兩個芳香環(huán)A和B，通過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，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，對動物的生產(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。本文綜述了近年來國內(nèi)外有關(guān)植物黃酮類化合物的安全評價研究進(jìn)展，對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 外源化學(xué)物在一定劑量、一定接觸時間和接觸方式下對試驗動物產(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)物與動物之間的量效關(guān)系，根據(jù)接觸毒物的時間長短又分為急性毒性試驗、亞慢性和慢性毒性試驗。
1.1.1急性毒性試驗 急性毒性是指試驗動物一次接觸或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度和性質(zhì)，為蓄積毒性和亞急性毒性試驗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)。大量急性毒性試驗表明，植物黃酮類化合物在適當(dāng)劑量下是無毒的。司紅麗等(2003)在狗舌草總黃酮的提取及其毒性試驗中測得狗舌草總黃酮的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)安全性評價試驗中采用最大耐受劑量法，劑量為10.0g/(kg•BW)，測得大豆異黃酮復(fù)合膠囊雌、雄小鼠經(jīng)口急性毒性試驗最大耐受劑量(MTD)>10.0g/(kg•BW)，屬實際無毒級物質(zhì)。飼料人才網(wǎng)專家虞穎映(2006)對羅布麻茶食品安全性的系統(tǒng)性毒理學(xué)試驗研究結(jié)果表明，羅布麻葉提取物對試驗動物大、小鼠的經(jīng)口急性LD50均大于10.0g/(kg•BW)，屬實際無毒級物質(zhì)。唐浩國等(2007)在麻竹葉黃酮的毒理學(xué)試驗中研究表明，竹葉總黃酮經(jīng)口LD50>21.50g/(kg•BW)，屬實際無毒級物質(zhì)。沈繼紅和張愛軍(2006)在葡萄多酚的毒性試驗中測得急性毒性半致死濃度為LD50>10g/(kg•BW)，屬實際無毒級物質(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制的試驗研究中測得大鼠經(jīng)口急性毒性試驗的LD50>8g/(kg•BW)，根據(jù)急性毒性試驗結(jié)果分級，芹菜素屬實際無毒級物質(zhì)。Shoji等(2004)研究蘋果多酚(applepolyphenol，AP)對大鼠的經(jīng)口急性毒性，試驗大鼠未表現(xiàn)不良癥狀，試驗結(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)對小鼠的急性毒性，試驗小鼠有輕微可恢復(fù)的異常癥狀，
1～3個月)重復(fù)染毒外源化學(xué)物所引起的毒性效應(yīng)；慢性毒性是指試驗動物長期染毒外源化學(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期喂養(yǎng)對動物的毒性作用性質(zhì)和靶器官，并確定最大無作用劑量。在大豆異黃酮復(fù)合膠囊大鼠30d喂養(yǎng)試驗中，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)等各項指標(biāo)與對照組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，說明大豆異黃酮復(fù)合膠囊在該劑量范圍內(nèi)是安全的(李立等，2010)。在對羅布麻茶食品安全性的系統(tǒng)性毒理學(xué)試驗研究中，30d短期喂養(yǎng)試驗結(jié)果表明，其對試驗動物的生長情況、血液學(xué)生化指標(biāo)、主要臟體比及組織學(xué)皆無潛在的毒性作用(虞穎映，2006)。在葡萄多酚的毒性試驗中對葡萄多酚樣品喂養(yǎng)大鼠試驗表明，30d內(nèi)大鼠生長發(fā)育良好，各試驗組動物體重、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)等各項指標(biāo)均在正常值范圍內(nèi)，與對照組之間差異無顯著性(沈繼紅和張愛軍，2006)。在芹菜素安全性和降血壓作用及其機制的試驗研究中以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)等各項指標(biāo)與對照組比較，差異均無顯著性(P>0.05)(隋海霞，2009)。在研究DMB的水醇提取物對大鼠的180d慢性毒性中，試驗結(jié)果顯示，1000mg/kg劑量組沒有任何臨床反應(yīng)，2000mg/kg劑量組在試驗初期有豎毛、活動減退等癥狀，4d后癥狀消失，在試驗第31～42天出現(xiàn)輕微變化如呼吸困難、疲勞、衰弱等，試驗期間所有受試動物無一例死亡(Féres等，2006)。在進(jìn)行蛇麻素(lupulin)的90d亞慢性毒性試驗中，臨床評價沒有發(fā)現(xiàn)明顯的毒性效應(yīng)，試驗認(rèn)為蛇麻素的無不良反應(yīng)劑量(NOAEL)值為每天2000mg/(kg•BW)(Nagasako-Akazome等，2007)。綜合以上試驗結(jié)果可知，植物黃酮類化合物在適當(dāng)劑量下不會在長時間的飼喂中產(chǎn)生毒副作用。
1.2蓄積毒性試驗 外源化學(xué)物進(jìn)入機體后，經(jīng)過代謝轉(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)入機體，而且吸收速度超過代謝轉(zhuǎn)化與排泄的速度時，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)長期接觸后在機體內(nèi)測不出該化學(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，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(中華人民共和國衛(wèi)生部，2004)。由急性毒性試驗可知，多數(shù)植物黃酮類化合物的LD50都大于10g/(kg•BW)。因此，蓄積毒性試驗在植物黃酮類化合物的安全評價中很少見。
1.3致突變性試驗 致突變性(mutagenicaction)是指外來因素引起細(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)胞分裂過程而傳遞。常用的檢驗化學(xué)致突變作用的試驗主要有骨髓微核試驗、精子畸形試驗、染色體畸變試驗、Ames試驗等。在大豆異黃酮復(fù)合膠囊毒理學(xué)安全性評價試驗中進(jìn)行Ames試驗表明，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試驗結(jié)果為陰性；小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗表明，陽性對照組與溶劑對照組比較差異顯著(P<0.01)，各劑量組微核率與溶劑對照組比較無顯著差異(P>0.05)，小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗陰性；小鼠精子畸形試驗表明陽性對照組精子畸形率與溶劑對照組比較差異顯著(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照組比較無顯著差異(P>0.05)，小鼠精子畸形試驗陰性(李立等，2010)。在對羅布麻茶食品安全性的系統(tǒng)性毒理學(xué)試驗研究中進(jìn)行小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗表明，樣品各劑量組小鼠嗜多染紅細(xì)胞微核率與陰性對照組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，即樣品微核試驗結(jié)果為陰性；精子畸形試驗表明樣品各劑量組小鼠精子畸形率與陰性對照組相比較，經(jīng)X2檢驗差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；而陽性組與陰性組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，即樣品精子畸形試驗結(jié)果為陰性(虞穎映，2006)。在麻竹葉黃酮的Ames試驗結(jié)果中表明，麻竹葉黃酮的6個測試濃度在加S-9或不加S-9活化的情況下，4個菌株TA97、TA98、TA100和TA102的回變菌落數(shù)均與陰性對照組很接近，沒有顯著性差異(P>0.05)且沒有超過陰性對照組的2倍，而與陽性對照組比較要低得多，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結(jié)果表明，陽性對照組(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)胞率與陰性對照組相比，微核率值非常接近，無顯著差異(P>0.05)，且無劑量-效量關(guān)系，因此，竹葉黃酮沒有對小鼠骨髓細(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結(jié)果表明，陽性對照組(環(huán)磷酰胺)小鼠精子畸形率與陰性對照組(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照組相比，小鼠精子畸形率非常接近，無顯著差異(P>0.05)，且無劑量-效量關(guān)系，揭示竹葉黃酮對小鼠精子的畸形無影響(唐浩國等，2007)。在葡萄多酚的毒性試驗中進(jìn)行Ames試驗，結(jié)果表明該受試物各劑量組回變菌落數(shù)均未超過溶劑對照菌落數(shù)2倍，亦無劑量-反應(yīng)關(guān)系，說明在加與不加S-9時受試樣品對鼠傷寒沙門氏菌TA97、TA98、TA100和TA102四株試驗菌株均未出現(xiàn)遺傳毒性，測試為陰性；小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核和精子畸形試驗表明，各劑量組微核率、精子畸形率與陰性對照組相比，均無顯著差異，而環(huán)磷酰胺陽性對照組與陰性對照組比較，差異顯著(P<0.01)(沈繼紅等，2006)。在蛇麻素的研究中，Ames試驗和微核試驗結(jié)果均表明其無致突變性和遺傳毒性(Nagasako-Akazome等，2007)。以上試驗結(jié)果表明，植物類黃酮化合物在適當(dāng)劑量下不會引起細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，即無致突變性。
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毒，但目前尚不完全清楚其作用機制，有必要對其展開系統(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，利用我國豐富的植物資源從中提取具有多種生物活性和無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。
