棕榈脂肪酸馏分-氧化钙包埋技术提升藤黄儿茶素在反刍动物饲料中的抗菌与抗氧化效能研究

为解决植物源性多酚在反刍动物瘤胃中易降解的问题，研究人员开发了基于棕榈脂肪酸馏分(PFAD)和氧化钙(CaO)的包埋技术，用于保护藤黄(Uncaria gambir)提取的儿茶素。通过体外发酵实验证实，该技术显著提高了儿茶素在瘤胃后的生物利用度，最佳配方(3:10比例，2%添加量)使干物质消化率提升至72.76%，同时维持了瘤胃发酵参数(pH 6.92-7.04，VFA 122.50-127.50 mM)的稳定。这项研究为开发替代抗生素的功能性饲料添加剂提供了新策略。

　　

在反刍动物养殖领域，抗生素滥用导致的耐药性问题日益严峻，而植物源性多酚如儿茶素虽具有抗菌和抗氧化潜力，却因瘤胃微生物的快速降解难以发挥功效。藤黄作为东南亚特有植物，其高含量儿茶素(86.71-96.06%)对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)等病原体抑制效果显著(抑菌圈16.87-17.20 mm)，但传统添加方式会导致90%以上活性成分在瘤胃失活。这一矛盾促使研究人员探索新型保护性递送系统。

来自中国的研究团队创新性地利用棕榈油工业副产品——棕榈脂肪酸馏分(Palm Fatty Acid Distillate, PFAD)结合氧化钙(CaO)形成钙皂包埋基质，通过saponification（皂化）技术将藤黄儿茶素封装其中。该研究通过三阶段实验体系：首先优化藤黄儿茶素提取工艺(1:10溶剂比，24小时浸提获得96.06%纯度)；随后测试三种包埋比例(1:10, 2:10, 3:10)的保护效果；最后通过体外瘤胃发酵模型评估营养利用效率。

关键技术包括：(1)紫外分光光度法(UV-VIS)测定儿茶素含量；(2)PFAD-CaO钙皂包埋工艺；(3)体外瘤胃发酵系统(Tilley-Terry法)模拟消化过程；(4)DPPH自由基清除实验评估抗氧化活性(92.63%抑制率)；(5)琼脂扩散法测定对大肠杆菌(Escherichia coli)等病原体的抑菌效果。实验使用屠宰场获取的瘤胃液，基础日粮含50%象草和15%豆腐渣。

3.1 儿茶素提取优化
通过溶剂比(1:5 vs 1:10)和浸提时间(2h vs 24h)的双因素实验发现，1:10比例结合24小时浸提(A2B2组)获得最高儿茶素含量(96.06%)和提取率(48.06%)。值得注意的是，延长浸提时间虽提高得率，但抗氧化活性(91.88-92.63%)和抗菌效果(对Salmonella sp抑制圈14.45-15.50 mm)无显著差异，表明儿茶素生物活性具有稳定性。

3.2 包埋效率与特性
PFAD-CaO包埋展现出86.53-91.07%的高效率，其中1:10比例(T1)包埋效率最高，但3:10比例(T3)提供了最高的瘤胃后儿茶素残留量(44.35%)。钙皂基质成功抵抗了瘤胃降解，使包埋组瘤胃残留儿茶素(2.96%)显著高于对照组(0.10%)。近红外分析显示包埋体含4.44%儿茶素和1.96%钙，粗蛋白含量受包埋比例影响显著(4.19-6.07%)。

3.3 瘤胃发酵影响
所有包埋处理均维持了正常瘤胃参数：pH 6.92-7.04、氨氮(NH₃)15.81-16.66 mg/100mL、挥发性脂肪酸(VFA)122.50-127.50 mM。尤其值得注意的是，3:10包埋组(T7-T9)使干物质消化率提升至72.76%(对照组70.27%)，粗蛋白消化率最高达79.62%(T7)。但粗脂肪消化率从61.41%(对照)降至18.43-40.87%，可能与PFAD的瘤胃惰性有关。

3.4 生物活性递送
突破性发现在于包埋儿茶素在肠道段的释放动力学：2%添加量的3:10配方(T9)使小肠儿茶素含量达44.35%，是对照组(0.23%)的193倍。这证实PFAD-CaO基质能精准控制释放位点，避免瘤胃降解(仅2.45%释放)的同时确保肠道生物活性。

该研究首次将农业副产品PFAD创新应用于多酚包埋，解决了植物活性成分在反刍动物应用中"瘤胃屏障"的核心难题。通过钙皂技术实现的86.53%以上包埋效率，以及72.76%的干物质消化率提升，表明这种递送系统兼具经济性和实用性。更深远的意义在于，2%添加量下44.35%的小肠儿茶素生物利用度，为替代抗生素防控乳房炎等疾病提供了物质基础——此前研究证实藤黄儿茶素对引起乳房炎的金黄色葡萄球菌具有17.20 mm抑菌圈。未来研究需在活体实验中验证其对甲烷减排(本研究中28.63-31.00 mL/g DOM)和免疫调节的作用机制。这项发表于《Results in Engineering》的成果，为绿色畜牧业发展提供了关键技术支撑。