昌莉麗,袁珍虎,黃曉晨,李華坤,呂顏枝
文獻綜述
發酵中藥應用于動物生產中的可行性研究概述
昌莉麗1,2,袁珍虎2,黃曉晨2,李華坤1,呂顏枝1
(1.徐州生物工程職業技術學院,江蘇 徐州 221006;2.江蘇世昌農牧集團股份有限公司,江蘇 淮安)
發酵中藥是一種將中藥經微生物分解轉化后易被吸收利用的一種新型中藥制劑。它將中藥采用現代微生物發酵技術,進而提高其活性成分,且不易產生毒副作用,還具有節省藥材資源、保護生態環境等優點。本文闡述了發酵中藥的機理和優勢,以及在雞、鴨、牛、羊、豬、水產養殖等領域的應用現狀,指出發酵中藥在動物生產中的可行性和不足之處,為動物生產應用提供參考。
中藥發酵是指中藥被酶類或微生物酶解和轉化后,釋放了中藥有效成分,增強或產生了新的藥效,同時使大分子物質分解為小分子物質,增加其生物利用率的生物技術[1-3]。中藥的多功能性、天然性等優勢可在動物的疾病防治和提高生產性能方面得到充分發揮。研究證實,大部分中藥經發酵后并不會破壞其有效成分,部分中藥還能產生多糖和菌體蛋白等物質,有助于提高動物機體免疫力[4]?,F對中藥的發酵機理、優勢及在各類養殖動物中的應用做一總結。
中藥的發酵過程即為利用微生物(益生菌)進行生物轉化的過程,該技術是以古法炮制為基礎結合現代酶學、微生物學、生物工程等理論技術,利用微生物群和中藥之間的協同作用,形成的一種新型中藥制藥技術。在一定發酵條件下,一方面中藥的某些成分對微生物的生長和代謝提供了有益基質,促進微生物的生長和代謝;另一方面,微生物在生長代謝過程中產生各種酶類和一些初級、次生代謝產物,如纖維素酶、木質素酶、果膠酶、蛋白酶、淀粉酶等,這些酶和代謝產物可破壞分解植物細胞壁的致密結構,促進有效成分析出;分解轉化中藥有毒成分,降低其毒副作用;對一些中藥成分通過生物轉化進行甲基化、乙酰化、酯化、氧化等結構修飾以產生新的活性成分。王長福[5]等人對發酵中藥六神曲抗菌有效部位進行化學研究首次分離得到六神曲抗菌、抗病毒感染活性成分,這些成分被證實是六神曲發酵過程中產生的次生代謝產物或生物轉化產物;大黃經發酵炮制后,作為抗菌、抗病毒的有效成分游離型蒽醌含量提高600 %,而其瀉下作用的結合型蒽醌含量則明顯降低,此外還有五味子、馬錢子、雷公藤、何首烏等藥材經微生物發酵后均大量減少其毒副作用活性成分含量[6];李國紅等[7]聯合采用枯草芽孢桿菌對三七根進行發酵后,從發酵后三七中分離到發酵前未檢測到的化合物人參皂苷Rh4,充分說明三七中的某些皂苷被微生物結構修飾轉化為人參皂苷Rh4。此外,為了提高苷類中藥生物利用度,近年來利用微生物發酵技術對苷類中藥進行生物轉化的研究大量涌現[8]。目前,由于中藥成分、作用機理的復雜性和微生物生長特性的多樣性使發酵中藥的發酵機理相對復雜,研究還不夠深入,但發酵中藥在減毒增效、通過轉化產生新的有效活性成分的作用已被證實。
2.1 增強中藥療效 多數中藥為植物,具有結構緊密的細胞壁,細胞壁所含纖維素和木質素結構使中藥的有效成分不能充分釋放,藥效不能被充分利用。傳統中藥炮制基本有煎、蒸、煮、煉、浸、熬等步驟,加工之后在一定程度上破壞了活性成分,而一些微生物發酵菌株在發酵過程中能產生各種酶類破壞細胞壁,將難吸收的大分子有效物質降解為易吸收的小分子物質,從而促進中藥有效成分析出,提高利用度,增強中藥療效。
2.2 提高動物養殖安全性 中藥中含有的生物堿、重金屬、糖苷以及乳酸鹽等有毒成分,而微生物的分解作用則可以將其分解或修飾。有動物實驗表明,赤芝菌發酵炮制鉤吻后毒性大幅度降低,菌質的鎮痛效果較生品提升了75倍,鉤吻堿含量也在發酵后降低[9]。發酵中藥可改變毒性成分的結構,擴大含毒性的中藥的適應癥。近年來,抗生素濫用影響養殖動物的健康,免疫力下降、腸道菌群失調和器官損傷等情況較為常見。因此,抗生素的代替品開發至關重要。發酵中藥是綠色純天然原料,發酵過程中不會添加任何有害物質,避免藥物殘留問題。因此,發酵中藥在治療動物疾病、減少抗生素應用和保障動物安全生產方面發揮重要作用。
2.3 提高動物機體免疫力 發酵中藥主要通過機體細胞因子、免疫細胞以及免疫器官等途徑來增強免疫功能。研究證實,嗜酸乳桿菌發酵中藥可提高小鼠的胸腺、肝臟及脾臟指數,表明嗜酸乳桿菌發酵中藥可增加小鼠機體免疫力[10]。發酵扶正解毒口服液與發酵黃芪口服液中的皂苷、多糖等可有效促進動物免疫器官的發育,提高家禽脾臟和法氏囊指數,提高動物機體免疫水平[11]。
發酵中藥可生產較多優質蛋白質,其產物可以作為飼料添加劑,改善口感后還可增加動物采食量。較高的藥效和低毒性對動物益處較大,且中藥發酵操作簡便,便于開展工業化生產,前景廣闊。
3.1 發酵中藥在雞鴨養殖中應用的可行性 李宗杰[12]等人研究表明,在肉雞飲用水里加入多種益生菌發酵復合中藥粉,其成活率高達96 %,料重比和日齡體重均優于對照組,新城疫和H9抗體也較高(<0.05),目前證實發酵中藥在肉雞養殖中具有較高的應用價值,對提高產量和防治疫病有較好效果。申紅春[13]研究證實,對天府肉鴨在每日基礎飼料中添加不同劑量益生菌發酵的復方中草藥制劑,可以提高其生長性能,還可提高肉鴨盲腸菌落數,保護腸胃,證實發酵中藥在肉鴨養殖中亦具有良好的保健作用。
3.2 發酵中藥在養豬中應用的可行性 研究表明,在飼料中添加復方發酵中藥制劑可有效提高斷奶仔豬的生產能效,提高仔豬的免疫力,表現為血清總蛋白、球蛋白以及白蛋白的含量增高。中藥發酵比單純中草藥更能提高日均采食量,降低料重比,血清炎性因子水平得到較大改善[14]。李汝[15]等人發現,在飼料中添加多種益生菌發酵的中草藥,可有效提高育肥豬前期生長性能,改善腸道微生物菌群分布,提高免疫力,有效減少病死情況發生,但對中后期育肥豬的生長性能并無較大影響。喬宏興[16]等人將屎腸球菌和植物乳桿菌發酵的黃芪加入仔豬的日常飼料中,有效提高了其平均日采食量和日增重,降低其料肉比。因此,發酵中藥在養豬中具有較高的應用價值,對其生長和提高免疫力具有顯著作用,可廣泛推廣應用。
3.3 發酵中藥在牛羊養殖中應用的可行性 有研究表明[17],在常規飼料里添加發酵中藥制劑后,泌乳奶牛的日均產奶量、乳液pH、乳蛋白率、乳液體細胞數與對照組相比均有所改善,其原理可能是中藥本身具有祛濕熱、補氣養血、清熱解毒之功效,也可能是發酵過程中產生的益生菌有利于奶牛胃腸的蛋白質分解吸收,使得產奶質量與數量均有所提高。對奶牛采用日常飼料加混合發酵復方中藥喂養,可提高奶牛的產奶量,還可有效預防奶牛乳房炎的發生。對圍產期母羊采用飼料加發酵中藥混合喂養后,可明顯增加羊羔日體重比和窩重比,其患病率也明顯低于單純喂養飼料的對照組,出生羔羊腹瀉率大幅度降低[18]。因此,應用發酵中藥可提高牛羊產奶量、產奶質量及幼崽質量,有效降低乳房炎、腹瀉等常見病患病率,可考慮在牛羊生產中推廣應用。
3.4 發酵中藥在水產養殖中應用的可行性 謝炎福[19]以黃河鯉作為實驗對象,喂以植物乳酸菌、枯草芽孢桿菌、米曲霉、產朊假絲酵母的發酵復方中藥粉,當中藥粉添加量為0.3 % 時,黃河鯉餌料系數提高了8.1 %,體重增長率與對照組(中藥組)比提高了11.7 %。發酵中藥與普通中藥相比,更能促進黃河鯉的生長,還可刺激其非特異性免疫,保護魚類肝臟。李澤鑫[20]等人研究了10種中藥發酵制劑對石斑魚肝細胞氧化損傷的保護作用程度,其中甘草與銀杏葉發酵制劑可有效保護過氧化氫誘導的石斑魚肝細胞氧化損傷。因此,水產養殖中應用發酵中藥可保護魚類肝臟,促進生長,提升水產體重增長率和水產品質量。
目前,抗生素殘留與激素很大程度上限制了我國畜牧產業的健康發展,發酵中藥因其自身獨特優勢正在逐漸受到畜牧業重視,有很廣闊的發展前景[21]。為了發酵中藥能更好地應用于畜牧業,應對其進行深入研究,闡明發酵后的有效成分如何確定,其作用機理是什么,以及不斷優化發酵中藥劑型,為新藥的研發提供理論及技術支持。對于如何完善發酵中藥的評價體系,怎么樣在動物養殖中更加高效合理地應用,需要更深入廣泛的研究與探索。
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江蘇省高職院校青年教師企業實踐培訓項目(2020QYSJ121)
(2021–03–30)
S816.6
A
1007-1733(2021)05-0071-03