单宁酸又名鞣酸、单宁等,是一种广泛分布在于植物中的多酚类物质。多为黄色和棕色的无晶状粉末,部分呈鳞片状,微有特殊气味,味极涩。
1920年Freudenberg根据单宁酸结构和活性的不同将其分为两类:水解单宁酸和缩合单宁酸。
水解单宁酸
水解单宁酸在我国主要存在于板栗、树莓、五倍子、黄栌、金缕梅树等植物的树皮与果实中。
主要是由多元醇(如D-葡萄糖)与没食子酸或六羟基二苯酸等结合形成,其分子质量为500 ~ 3000Da,在肠道内易受到酸、碱和一些酯酶的影响而降解(Roberts等,1989)。
水解单宁酸可以作为添加剂应用到畜禽饲料中,除本身具有收敛、抑菌和抗氧化作用外,其水解产物葡萄糖和没食子酸对单胃动物的肠道健康和生长性能都有积极的作用。
缩合单宁酸
缩合单宁酸也被称为原花青素。
在我国,主要存在于高粱、葡萄、红豆草和百脉根等植物的茎、叶和果实中。
分子质量为1000 ~ 20000 Da,大部分是由黄酮-3-醇组成的一种聚合物。
与水解单宁酸不同,浓缩单宁的结构更复杂,只有强氧化或酸性的物质才能解聚浓缩单宁(Huang等,2017)。
由于缩合单宁酸分子质量较大,而且结构复杂,很难在消化道中被降解,其生物活性和化学性质与植物来源、组成以及分子间相互作用的不同而存在很大差异,因此通常被认为是单胃动物的一种抗营养因子。
如高粱中的缩合单宁,具有涩味,会降低适口性和采食量,影响氨基酸的消化率(Koeleman,2010),从而影响动物的生产性能。
抗营养作用
(1)与蛋白质结合
①降低适口性
一方面单宁酸味苦涩,适口性差;另一方面单宁酸一经摄入,会和舌头表面的黏蛋白结合,导致口腔黏蛋白介导的“水化边界/混合润滑”系统的暂时失效,进而提高舌头表面的摩擦系数,降低饲料的适口性,从而降低动物采食。
②降低蛋白利用率
饲料内的蛋白质和单宁酸相互结合,降低了饲料中蛋白质的利用率(Butler等,1984)。
③降低消化酶活性
单宁酸进入胃肠道内和蛋白质结合,降低畜禽胃肠道中多种消化酶的活性,进而影响蛋白质在胃肠道内的正常消化。
④抑制转运蛋白
单宁酸对肠道刷状缘氨基酸转运蛋白存在抑制作用,从而抑制氨基酸吸收。
(2)与矿物元素络合
单宁酸还可以和矿物质元素发生络合反应,降低饲料中营养物质的利用率。
Lee 等(2010、2009)发现单宁酸可以降低仔猪血液中铁的含量,且随着饲料中单宁酸含量增加,血液中的铁有进一步降低的趋势。