畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的研究進展

王瑞，蔡文濤，王喜亮，高瑾，黃曼

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畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的研究進展

王瑞1，蔡文濤1，王喜亮2，高瑾1，黃曼1

1 湖北大學 生命科學學院 省部共建生物催化與酶工程國家重點實驗室 藥物高通量篩選技術國家地方聯合工程研究中心 生物資源綠色轉化湖北省協同創新中心 中藥生物技術省重點實驗室，湖北 武漢 430062 2 華中農業大學 動物醫學院 農業微生物學國家重點實驗室 湖北省預防獸醫學重點實驗室，湖北 武漢 430070

畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑是指采用現代發酵技術將益生菌與中藥聯合發酵，發揮兩者的協同作用，以提高畜禽免疫功能、保護畜禽健康的一種新型動物微生態制劑。文中通過調研近幾年關于益生菌及中藥微生態制劑等方面的文獻，綜述了畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的產生背景及菌種特點，并重點闡述了畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的作用機制、在畜禽養殖中的應用及存在問題與建議，以期為畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的深入研究提供參考和依據。

益生菌，中藥，協同發酵，微生態制劑

1 畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的產生背景

從20世紀20年代末青霉素的發現至今，抗生素的應用給人類的生產和生活帶來了巨大的變化[1]。但人們逐漸認識到，抗生素不僅能殺滅病原菌，而且也會導致機體胃腸道正常菌群失調，產生耐藥性、引起藥物殘留，嚴重影響了人類和動物的健康。自20世紀80年代以來，各國陸續開始研發其替代品[2]。

微生態制劑是指根據微生態學理論制成的含有益菌或其代謝產物或添加有益菌生長促進因子，能發揮維持宿主微生態平衡、提高機體免疫功能等作用的活菌制劑[3]。微生態制劑具有無污染、無殘留、增強機體免疫力、提高機體抗病力等優點。從50多年前使用的乳酶生至今，微生態制劑已在畜牧養殖業中得到廣泛應用，逐步發展為減抗、替抗的較優選擇。同時，我國博大精深的中藥中含有的多種有效成分具有促進畜禽生長、改善免疫功能、抗菌、抗病毒及提高飼料利用率等功效。此外，與抗生素進行比較，中藥具備天然、毒副作用小、不易在畜禽體內殘留、長期使用不易產生耐藥性等優點。中藥的應用能在一定程度上有效解決我國畜禽養殖上長期使用抗生素帶來的一系列問題[4]。因此，中藥資源的挖掘與應用研究已成為畜禽養殖領域的熱點問題。伴隨著學科交叉的發展趨勢，一種新型的、畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑應運而生。該制劑是利用現代發酵技術將益生菌與中藥復配制成，既能通過益生菌的作用充分發揮中藥活性成分的藥效，又能通過中藥的作用促進益生菌生長繁殖，增強其在動物腸道中的定植能力，有利于提高益生菌的活性。畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的研發具有廣闊的前景。

部分已報道的畜禽復合微生態制劑見表1。

2 畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的菌種特點

畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑中所使用的菌種通常應具備以下條件：1) 室溫情況下混合在飼料中具有較長存活時間。2) 發酵時能產生抑菌物質及乳酸等代謝產物。3) 易于進行工業化生產，加工后存活率較高，不容易受各種外界因素影響。4) 體外繁殖速度快，繁殖生存條件要求低，適應能力強，有較強的競爭優勢。5) 無病原性，無毒副作用，不與病原微生物產生雜交種。6) 對膽汁酸等低pH值環境或高膽鹽環境的耐受性較高，且能定植在腸道內。7) 最好是來自本體動物的正常菌群，以利于最大限度地發揮其益生作用[20]。此外，畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑中選用的菌種與所選中藥要能發揮協同作用，益生菌能夠在中藥存在條件下正常生長和代謝。我國農業部2013年公布的公告第2045號《飼料添加劑品種目錄 (2013)》[21]規定允許添加在飼料中的微生物菌種共34種 (表2)。

3 畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的作用機制

將中藥與益生菌協同發酵，一方面能夠發揮中藥與益生菌各自的功效，更為重要的是兩者配伍，能夠相互影響，具有協同增效的作用。故畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑作用機制比較復雜，大致可以歸納為益生菌對中藥的作用、中藥對益生菌的作用及益生菌與中藥的協同增效作用等3個方面的機制。

表1 部分畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑

3.1 益生菌對中藥的作用

3.1.1 益生菌促進中藥有效成分溶出

中藥中含有果膠、纖維素、淀粉、蛋白質等大分子有機物。益生菌發酵過程中產生的果膠酶、淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶等胞外酶可水解中藥的細胞壁，去除淀粉、果膠等成分，使中藥有效成分順利擴散到提取介質中，提高有效組分的溶出率，使其最大限度地釋放，從而提高中藥有效成分的含量[22]。蘇貴龍等[23]用可降解纖維素的非解乳糖鏈球菌FGM來發酵黃芪，發現黃芪根、莖、葉中有效成分如總黃酮和總皂苷含量增加，尤其是黃芪多糖的含量明顯提高。劉洋等[24]用復合益生菌 (干酪乳桿菌、糞腸球菌及產朊假絲酵母)對復方中藥 (王不留行和益母草)進行固態發酵后發現，可溶性總黃酮、總生物堿、粗多糖和總皂苷等中藥中有效成分含量均顯著提高。

3.1.2 益生菌降低中藥毒副作用

少數中藥具有一定的毒副作用。而益生菌在新陳代謝過程中會產生多種胞外酶如木質素酶、纖維素酶和脂肪酶等，這些酶可將中藥毒性成分轉化為藥理活性物質或減弱其毒性，從而降低中藥毒副作用[22]。馬偉光等[25]用曲霉對雷公藤根莖進行整體生物轉化后發現其毒性明顯降低。蘇建樹等[26]用黑曲霉對川烏、附子進行固態發酵后發現，產物中新烏頭堿、烏頭堿、次烏頭堿等有毒生物堿含量顯著降低。

3.1.3 益生菌促進中藥生物轉化，提高中藥藥效

絕大多數中藥通過口服使用，其有效成分需經消化酶或腸道菌群作用才能發揮藥效[27]。益生菌在畜禽腸道內代謝會產生β-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖醛酸酶、β-半乳糖酶、蛋白酶和纖維素酶等，這些酶對中藥在畜禽體內的代謝有重要作用，將中藥中不能直接被畜禽吸收和利用的物質進行生物轉化，使其轉變為藥理活性較高的小分子物質，從而有利于中藥藥效的發揮。陳旸等[28]利用產β-葡萄糖苷酶的植物乳桿菌對人參進行發酵，發現產物中由人參總苷轉化而來的藥理活性更高的單體人參皂苷Rd含量顯著增加。

表2 我國農業部公布的飼用微生物菌種

Note: the contents of this table refer to Catalogue of feed additives (2013) of Announcement No. 2045th on the official website of the Ministry of Agriculture of the People’s Republic of China.

3.2 中藥對益生菌的作用

3.2.1 中藥促進益生菌增殖

益生菌可利用中藥中某些有效成分促進自身的增殖。丁碩[29]研究發現，許多中藥如神曲、薏米和紅參等發揮著益生元作用，能顯著促進益生菌如乳桿菌和雙歧桿菌的增殖。Wang等[10]研究發現，黃芪、當歸、王不留行、黨參、甘草及川穹在一定濃度條件下能夠促進益生菌增殖。中藥的益生元作用明顯優于寡糖、果膠等益生元。因為中藥中不僅含有大量藥理活性成分，能發揮抑制病原菌生長甚至殺死病原菌的作用，而且還含有蛋白質、維生素等多種營養成分及微量元素，能促進益生菌的生長繁殖及新陳代謝。這體現出中藥具有藥物和益生元的雙重角色。而寡糖、果膠等益生元作用沒有選擇性，對益生菌和病原菌均有促生長作用。

3.2.2 中藥對腸道菌群失調的轉歸作用

中藥尤其是富含多糖類成分中藥和一些補益類中藥，能顯著調整腸道菌群失衡，促進益生菌增殖，抑制病原菌生長，重建腸道微生態平衡，起到扶正祛邪的作用[30]。姚小華等[31]發現，腸道菌群失衡小鼠灌服山銀花后，盲腸和脾臟指數呈恢復趨勢，厭氧菌也重新出現，尤其是乳桿菌、類桿菌、韋榮球菌和雙歧桿菌活菌數基本恢復正常，表明山銀花可促進菌群失衡小鼠盲腸及脾臟大小的恢復，調節小鼠腸道菌群失衡，并具有益生元功效。

3.3 益生菌與中藥的協同增效作用

3.3.1 提高機體免疫力

正如我們所知，益生菌能促進畜禽腸黏膜的免疫系統發育，增強其屏障功能，還能加快機體免疫耐受的建立，提高抗原提呈細胞如樹突狀細胞的活性，并刺激sIgA的分泌[32-33]。筆者的研究還表明，益生菌如枯草芽胞桿菌TL[34]和屎腸球菌HDRsEf1[35]能分別通過提高抗體水平和激活TLR2信號通路來發揮益生菌對免疫應答的調節功能。同時，中藥中也不乏很多具有增強機體免疫功能的品種，如穿心蓮、黨參、黃芪、三七、白術等[36]。中藥-益生菌復合微生態制劑可發揮益生菌和中藥的協同作用，提高畜禽免疫力，有助于畜禽生長及增強其抗病力[5-6,37]。

3.3.2 抗菌作用

益生菌和中藥配伍使用通常比兩者單一使用具有更強的抗菌作用[9,16]。一方面，益生菌自身能產生抗菌物質，如乳酸菌產生乳酸等酸性物質[38]，乳酸菌、蘇云金芽胞桿菌、表皮葡萄球菌、雙歧桿菌、枯草芽胞桿菌等分泌細菌素[39-43]等。筆者篩出的屎腸球菌XC2分泌的腸球菌素B對常見腸道致病菌也有明顯抑制作用[44]。此外，益生菌還能通過生物屏障作用[45]，拮抗病原菌的吸附和植入，從而發揮抗菌作用[46-48]。另一方面，許多中藥如穿心蓮、金銀花、連翹、黃芩、黃連等[49-50]都具有抗菌作用。這些中藥與益生菌協同發酵后，如前所述，中藥中抗菌物質更容易溶出；同時，益生菌受到中藥促增殖作用的影響，生長繁殖速度更快，也更有利于其發揮抗菌作用。筆者目前用穿心蓮、五倍子、牛蒡子、甘草及荊芥混合物與植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌和黑曲霉制成的發酵制劑，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及沙門氏菌具有比中藥對照組和益生菌對照組更顯著的抑菌作用 (尚未發表)。

3.3.3 保肝、改善肝損傷及防治肝病

益生菌和中藥協同使用具有顯著的保護畜禽肝臟的作用。一方面，益生菌如乳酸桿菌和雙歧桿菌等可吸收、利用動物腸道內的含氮有害物質，抑制產氨腐敗菌的繁殖，并且能分泌酸性物質來降低腸道內酸度，使血氨濃度下降從而發揮保護肝臟作用[51-53]。此外，筆者發現枯草芽胞桿菌HDR-02能產生黃曲霉毒素B1 (AFB1) 降解酶，具有較強的AFB1脫毒能力，可顯著緩解因飼料霉變產生的AFB1對畜禽肝臟的損傷[54]。另一方面，許多中藥如柴胡、葛根、丹參、茵陳等[55-56]，具有明顯的保護肝臟、緩解肝損傷和治療病毒性肝炎等作用。益生菌發酵中藥可以充分發揮益生菌和中藥兩者的功效，顯示出明顯的保護畜禽肝臟、改善肝損傷及防治肝病的作用[13-14]。

3.3.4 其他

某些益生菌自身在腸道內可代謝產生氨基酸、維生素和促生長因子等營養物質[57-58]。益生菌發酵中藥時，益生菌還能促進中藥中營養物質更好地溶出[23-24]或與中藥共同促進機體代謝酶的分泌[7]，兩者協同使用能更好地發揮促進畜禽生長的作用[16,59]。

此外，益生菌還具有一定的抗病毒[60-61]、抑瘤抗癌[47,62-65]及降血脂等作用[66-67]。盡管目前尚未見畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑相關研究的報道，但可以預測，益生菌與作用類似的中藥協同發酵制成的復合制劑將具有相應更強的功效。筆者目前也在作相關的探索和研究。

4 畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑在畜禽養殖中的應用

4.1 促進畜禽機體生長

畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑可以促進飼料中營養物質的吸收和代謝，提高飼料在畜禽體內的利用率，促進畜禽機體生長發育。徐丹等[6]研究發現，枯草芽胞桿菌和中藥提取物復合飼料添加劑組育肥豬的平均日增重顯著高于僅飼喂基礎日糧的空白對照組，同時料重比相對于空白對照組明顯降低，且復合飼料添加劑組提高育肥豬生長性能的效果優于金霉素對照組。丁國平[15]發明的中藥復合益生菌飼料添加劑相比市售雞用飼料添加劑，可明顯提高肉雞平均日增重，增加肉雞的生長速度。

4.2 增強畜禽的免疫功能

畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑可作為外來抗原激活畜禽免疫系統，提高巨噬細胞的活性或機體的抗體水平，增強畜禽免疫功能。楊若嵐[4]發現，用中藥配伍芽胞桿菌飼喂烏雞，可明顯提高烏雞的法氏囊與脾臟指數，促進IgG分泌，增強烏雞的免疫功能，并使雞新城疫血凝抑制抗體(ND) 維持在較高水平，提高烏雞對新城疫等病毒感染的抵抗能力。謝全喜等[37]使用鼠李糖乳桿菌發酵中藥復合枯草芽胞桿菌制劑能顯著增強肉雞免疫力，提高其抗大腸桿菌感染的能力，降低感染致死率。

4.3 治療畜禽腹瀉

病毒、細菌、真菌和寄生蟲等病原體均會引起畜禽胃腸道感染性腹瀉，導致其免疫力下降及腸道屏障功能受損，進而打破腸道微生態平衡[68-69]。中藥-益生菌復合微生態制劑能使畜禽腸道菌群恢復平衡且具有明顯的抗菌作用，對預防和治療腹瀉效果良好。由白頭翁、黃芩等混合物配伍乳酸桿菌等菌液制成的發酵制劑具有明顯抑制仔豬細菌性痢疾的作用，療效顯著強于單純的中藥制劑[9]。金海林等[17]發明的一種益生菌復方中藥發酵液能有效治療雞大腸桿菌病，明顯緩解雞拉白稀的腹瀉癥狀。陳付英等[70]發明的一種中藥微生態制劑能夠有效降低犢牛腹瀉率，其效果強于單純的復合微生物或中藥組合物。

4.4 保護畜禽肝臟功能

養殖業中，飼喂發霉變質或受到重金屬離子污染的飼料、或長期過量飼喂高蛋白飼料等多種因素常會導致畜禽肝臟受損。使用中藥-益生菌復合微生態制劑可以起到保護畜禽肝臟功能的作用。于佳民等[13]研究發現，用四氯化碳豆油溶液(SCCl4) 建立蛋雞急性肝臟損傷模型后，再攝入中藥復合微生態制劑能減少蛋雞肝臟細胞壞死，降低血清谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)活性及總膽紅素(STB)水平；肝臟組織病理學分析也發現，中藥復合微生態制劑可減少蛋雞肝臟細胞壞死，對SCCl4誘導的肝臟損傷起保護作用。田浪等[14]研究中藥微生態制劑替代抗生素對黃羽肉雞臟器組織的影響，通過肝組織切片觀察到，對照組黃羽肉雞肝小葉中央靜脈擴張，靜脈及組織內發生部分血細胞浸入現象；抗生素組門管區有少量炎性滲出，組織內亦浸入少許紅細胞；而中藥微生態制劑組肝臟組織輪廓清晰，無血細胞浸入，肝血竇增大，肝細胞索分界明顯，內皮Kupffer細胞數量增多，表明中草藥微生態制劑組黃羽肉雞較抗生素組、對照組的肝臟組織發育更好。

4.5 減少畜禽應激性反應

一些畜禽生性膽小，易受驚嚇，生活環境改變或長途運輸都可能誘發應激性反應，導致畜禽內在功能紊亂，生長發育受影響，甚至患病或死亡[71]。近年來，養殖場大都采用集約化飼養方式，溫度已逐漸成為引起畜禽應激反應的主要環境因素。由高溫刺激引發的熱應激可使畜禽生產效率下降、飼料利用率降低、發病率及死亡率升高，給畜禽生產造成巨大損失。張炎達等[72]發明的一種中藥微生態制劑能夠防治集約養殖引起的熱應激綜合癥，降低疾病發生。筆者研究發現，日糧中添加枯草芽胞桿菌HDRaBS1能有效緩解蛋雞熱應激癥狀[73]；該菌和屎腸球菌聯用還能增強腸道屏障功能、維持腸道微生物菌群的穩態，進而顯著改善蛋雞的熱應激反應，增加蛋雞的產蛋率、蛋殼厚度與強度；同時，混合菌使用也明顯降低了蛋雞血清中促炎因子IL-1和內毒素水平，有助于減少蛋雞因熱應激引起的機體炎癥反應[74]。

4.6 提高畜禽產品的產量和質量

畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑中的益生菌產生的多種營養物質有利于促進機體新陳代謝，從而提高畜禽的生產性能。應用微生態制劑也能減少抗生素的使用，降低藥物殘留，提高肉、蛋、奶等畜禽產品的質量。畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑中的益生菌能夠促進肉雞腸道菌群成熟，抑制病原菌生長，減少維持機體免疫活性所需的營養物質消耗，從而使肉類細膩鮮嫩可口[75]。隋明等[8]研究表明，在基礎日糧中添加1.5%益生菌發酵復方中藥制劑能夠顯著提高育肥豬瘦肉率，降低其平均背膘厚和眼肌面積，提高育肥豬的胴體品質。申紅春[18]發現，添加1.0%益生菌發酵復方中藥制劑到基礎日糧中能有效提高肉鴨的屠宰性能，試驗組肉鴨的腿肌率和瘦肉率相對于基礎日糧對照組顯著增加，且腹脂率顯著低于對照組。

4.7 凈化畜禽生長環境

在畜禽養殖過程中普遍存在畜禽對飼料消化、吸收不全的現象，畜禽排泄物中殘留的許多有機物，如含氮物質，易經腐敗菌分解產生H2S、NH3等惡臭物質，嚴重污染畜禽生長環境。畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑一方面能有效增加畜禽消化道中有益菌數目，使內源酶數量快速增多，促進畜禽更好地吸收飼料中的營養成分，減少糞便中含氮物質量，降低隨糞便排向環境中的H2S、NH3等物質濃度，起到改善畜禽生長環境作用[76-77]。另一方面，復合微生態制劑還能夠有效阻止腐敗菌繁殖和生長，并減少不正常發酵過程的發生，發揮除氨、降臭等方面的作用[78]。Wang等[10]研究發現，益生菌與中草藥聯合發酵物飼喂澤西牛，可顯著降低牛棚中的氨氣濃度，改善牛棚中糞便惡臭味。劉輝等[79]研究發現，中藥和微生態制劑復合使用能夠明顯降低雞舍氨氣濃度，有效改善雞舍環境。

5 存在問題與建議

5.1 作用機制不明確，應加強機制研究

迄今為止僅單一益生菌如乳酸桿菌[80]、枯草芽胞桿菌[81]、地衣芽胞桿菌[82]、凝結芽胞桿菌[83]等制成的微生態制劑的作用機制比較清楚。多菌種聯合的微生態制劑，由于菌群組成復雜，其中某一優勢菌種的機制并不能代表整個菌群的機制。此外，中藥有效成分復雜，作用多靶點，且發酵過程中中藥間相互作用及益生菌與中藥間相互作用的具體機制還不清楚。目前畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的作用機制尚不完全明確。如張忠等[16]研制的中藥-益生菌復合制劑(益生菌包括枯草芽胞桿菌及嗜酸乳桿菌；中藥包括白頭翁、黃連、黃柏、秦皮、黃芪、淫羊藿和山楂)對生態肉雞育肥后期的促生長效果明顯好于單獨的益生菌制劑組和復合中藥制劑組，提示選用的復方中藥與益生菌具有協同作用，但由于配伍組方復雜，目前協同作用機制尚未進行研究。

筆者認為今后應加強畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的作用機制研究，需深入到細胞和分子水平并充分應用微生物組學最新的技術，如高通量測序技術、多組學技術和無菌動物模型等[84-87]，為復合微生態制劑的應用提供理論依據，為其進一步發展乃至走出國門、進入國際市場奠定基礎。

5.2 配伍組方較混亂，需加強復配技術研究

中藥講究七情配伍，且存在“十八反十九畏”的禁忌，使用中要注意不同中藥間的配伍。中藥配伍不當制成的微生態制劑會對畜禽機體產生不良影響。如李華偉等[88]將黃芪、當歸、熟地黃和白芍混合制成的中藥渣與復合菌種發酵，得到的發酵中藥渣雖能增加仔豬初生窩重和斷奶豬窩重，但卻導致仔豬1–14日齡、1–21日齡腹瀉率顯著增加。中藥組分間作用即配伍不當可能是其致腹瀉的原因之一。

另外，為達到對畜禽腸道微生態有效調節的目的，目前微生態制劑中多采用益生菌復配使用。但現階段，益生菌的篩選、組合及其比例的選擇尚缺乏有效的方法和理論指導，存在復合微生態制劑不能發揮預期效果的情況。如段明房等[7]用益生菌中藥復合制劑HK飼喂生長豬后，與對照組相比，血清中IgM、IL-4、IL-6和IFN-β含量顯著提高，但CD3含量卻顯著降低，CD4含量無顯著性差異，這提示HK雖能一定程度上激活生長豬的體液免疫、促進細胞因子表達，但細胞免疫應答卻沒實現預期的上調，推測原因之一可能與益生菌的種類有關。

針對目前存在的問題，在復配時需考慮益生菌相互間是否具有拮抗作用，且盡可能選擇具有協同作用的益生菌以實現對腸道微生態的有效調控。

在摸索畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑組方時，一方面要優選能協同使用的益生菌及能配伍使用的中藥，另一方面需考慮益生菌與中藥間的相互影響，進一步篩選能夠發揮協同增效作用的中藥-益生菌復合微生態制劑組方。未來畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的研究方向將會是多菌種協同發酵多種中藥。加強對益生菌與中藥復配技術的研究具有重要意義。

5.3 發酵工藝不完善，應加強對發酵工藝的探索

畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的發酵過程繁瑣且復雜，技術尚未成熟。傳統的中藥發酵工藝多選用自然菌，菌種不純，且操作方式原始粗放，勞動強度較大，生產力低下，不能利用現代生物技術定向地改變中藥性能，也不能根據中藥之間或中藥與益生菌之間的特性進行選擇性組合。判斷發酵工藝具有市場競爭力的標準在于中藥基質不僅能為菌株提供所需營養物質、促進菌株生長繁殖，還能因菌體酶的作用發生其原有組織成分的改變，從而產生新的性能。可根據不同中藥所含木質素、纖維素、半纖維素等成分的含量差異來篩選適宜益生菌菌種，再經研究確定發酵基質、發酵溫度及時間、發酵水分含量、攪拌轉速及發酵起始pH值等發酵工藝條件；也可從中藥益生菌協同發酵的復雜產物中分離出有效成分，基于建立的藥理模型確定有效成分的藥理作用[89]。建立合理的藥理模型進行發酵產物活性成分篩選，為發酵工藝的優化提供實驗數據，這項工作需要較長時間的探索。

5.4 產品標準體系不健全，需制定統一的標準

我國還缺乏畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑產品標準。目前，益生菌檢測尚無統一標準，管理體制不健全，市場產品混雜，產品質量及安全性難以保證。另外，畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的應用缺乏針對性，應有目的地選擇益生菌種類，以免使用后效果不佳或是無效，但目前畜禽養殖者在選擇畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑產品時沒有明確的參考標準[90]，在實際應用過程中沒有可行的技術監測標準。相關行政主管部門要充分發揮職能作用，一方面要加快整頓畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑市場魚龍混雜的亂象并完善相關標準，加強畜禽產品質量監管，規范引導新媒體和自媒體平臺；另一方面需對養殖者進行相關的知識培訓，讓其學會合理應用畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑，并配備專門的售后咨詢機構，指導養殖者對其進行使用[91]。此外，在應用中藥-益生菌復合微生態制劑時，養殖者應注重動物的個體差異性[92]及其生長特點靈活調整使用方法。

5.5 益生菌易失活，抗逆性尚待提高

我國對正式批準生產的微生態制劑中含菌量有相關規定，如芽胞桿菌含量不少于5×108個/g。然而益生菌在生產、加工、貯存和運輸等過程中受外界因素的影響易失活[93]。此外，絕大部分活菌劑進入畜禽體內，易受胃中低pH和高膽鹽環境影響而失活，真正到達腸道的菌群數量較少；或定植于腸道時間較短或僅少數能定植在腸壁發揮作用。這些因素常導致益生菌活性無法保證，從而影響到畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的使用效果。針對目前存在的問題，可利用基因工程手段引入外源基因，獲取耐酸、耐高溫及耐膽鹽的菌種，從根本上提高復合微生態制劑菌種抗逆性[94]；或采用真空冷凍干燥技術[95]和微膠囊技術[96]等以提高菌種活性或添加海藻糖或脫脂牛奶以增強益生菌在成本相對冷凍干燥低廉的噴霧干燥過程中或胃腸道中的生存能力[97]。此外，能否利用復配的中藥來提高復合微生態制劑中益生菌的活性、增強其抗逆性值得進行研究。

5.6 優良菌株少，需加強開發及改造

目前，我國畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑產品種類較少，而且菌種經反復擴培，逐漸失去優良特性。另外，微生態制劑在使用過程中起效慢及需長時間連續使用、優良菌株的篩選費時費力、無抗篩選標記益生菌載體表達系統較缺乏等問題也普遍存在。

針對上述問題，可考慮利用新型固定化細胞轉化、基因工程、進化工程[94]等技術開發高生產效能的益生菌菌株或改造菌株的遺傳基因，使中藥-益生菌復合微生態制劑能在畜禽腸道內刺激機體產生抗體等；還可對正常菌群中的菌株進行遺傳修飾，開發新的、高效的畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑，或對已有的微生態制劑的菌株進行遺傳改造，從而提高其代謝活性[2]。另外，還可以構建新型益生菌載體表達系統，以提高益生菌的作用效果[98]。

此外，目前中藥-益生菌復合微生態制劑使用時預防畜禽疾病效果良好，但其治療效果仍不能完全與抗生素媲美[99]。如金海林等[17]發明的一種益生菌復方中藥發酵液治療雞大腸桿菌病的效果弱于西藥(環丙沙星) 組，加之該制劑所包含的中藥液制備繁瑣，一定程度上限制了其使用和推廣。如何增強中藥-益生菌復合微生態制劑對畜禽疾病的治療效果，真正做到減抗、替抗，還需要不斷從組方的配伍、益生菌的性能、發酵工藝及復合微生態制劑的機制等各方面加強研究。

6 展望

我國農業農村部辦公廳近期發布了“關于開展獸用抗菌藥使用減量化行動試點工作的通知”[100]，并組織制定且印發了“獸用抗菌藥使用減量化行動試點工作方案(2018–2021年)”[100]，力求推廣獸用抗菌藥使用減量化模式，減少抗菌藥類藥物飼料添加劑的使用，最終實現無抗養殖。中藥-益生菌復合微生態制劑正是順應了這一趨勢，引領了畜禽養殖領域無抗/替抗產品的發展方向。畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑除了具備益生菌自身的功效外，還能發揮中藥抗菌、抗病毒、抗腫瘤、促進畜禽生長及增強機體免疫功能等作用，更為重要的是益生菌與中藥兩者配伍具有協同增效的特點。

畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑正以其作用廣泛、不易產生耐藥性和藥物殘留、無毒副作用及無污染等優點日益受到重視。可以預測，畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑未來將逐步發展成為具有促生長、增強畜禽免疫功能、抗病及改善環境等作用的綠色高效能替抗產品。隨著微生態制劑研制技術的進步，隨著人們生活水平的提高及食品安全意識的增強，畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑在飼料中的普及率將越來越高，必將為我國的畜禽養殖業帶來巨大的社會經濟效益，成為市場新寵，具有廣闊的發展前景。

筆者相信通過微生態學、微生物學、免疫學、藥學、醫學及營養學等眾多學科的相互交叉與協作，定能研制出更多性能優良的畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑，為畜禽及其消費者——人類的健康作出貢獻。

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Progress in Chinese medicine-probiotics compound microecological preparations for livestock and poultry

Rui Wang1, Wentao Cai1, Xiliang Wang2, Jin Gao1, and Man Huang1

1 Hubei Province Key Laboratory of Biotechnology of Chinese Traditional Medicine, Hubei Collaborative Innovation Center for Green Transformation of Bio-resources, National & Local Joint Engineering Research Center of High-throughput Drug Screening Technology, State Key Laboratory of Biocatalysis and Enzyme Engineering, School of Life Sciences, Hubei University, Wuhan 430062, Hubei, China 2 Key Laboratory of Preventive Veterinary Medicine of Hubei Province, State Key Laboratory of Agricultural Microbiology, College of Veterinary Medicine, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, Hubei, China

Chinese medicine-probiotics compound microecological preparation for livestock and poultry is a new type of animal microecological preparations that combine probiotics with traditional Chinese medicine by modern fermentation technology. It could exert synergistic effects of both probiotics and traditional Chinese medicine, with the purpose of improving immune function of livestock and poultry and protect their health. By investigating the literature on probiotics and Chinese medicine microecological preparations in recent years, we summarized the background and strain characteristics of Chinese medicine-probiotics compound microecological preparations (CPCMP) for livestock and poultry in this paper. Furthermore, we elaborated the mechanisms of CPCMP for livestock and poultry and introduced the application of CPCMP in livestock and poultry breeding. Finally, we pointed out the existing problems and proposed the suggestions on the development of CPCMP. This review is expected to provide reference and basis for further research on CPCMP for livestock and poultry.

probiotics, traditional Chinese medicine, synergistic fermentation, microecological preparations

October 29, 2018;

March 26, 2019

National Key Research and Development Program of China (Nos. 2017YFD0501000, 2017YFD0501500).

Wentao Cai. Tel/Fax: +86-27-88661746; E-mail: yetar@163.com

國家重點研發計劃 (Nos. 2017YFD0501000，2017YFD0501500) 資助。

2019-04-02

http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1998.Q.20190401.1404.002.html

10.13345/j.cjb.180443

王瑞, 蔡文濤, 王喜亮, 等. 畜禽中藥-益生菌復合微生態制劑的研究進展. 生物工程學報, 2019, 35(6): 972–987.

Wang R, Cai WT, Wang XL, et al. Progress in Chinese medicine-probiotics compound microecological preparations for livestock and poultry. Chin J Biotech, 2019, 35(6): 972–987.

(本文責編 陳宏宇)