中藥渣發酵飼料制備工藝及其在動物生產中的應用

宋洪寧 王風青 馬艷芳 張 鑫 曾思恒 何 娟 劉超蘭

（1．四川輕化工大學生物工程學院，四川 宜賓 644000；2．山東泰山生力源集團股份有限公司，山東 泰安 271000；3．固態發酵資源利用四川省重點實驗室，四川 宜賓 644000；4．泰安市岱岳區畜牧獸醫事業發展服務中心，山東 泰安271000；5．成都大學藥學院 國家新抗生素菌種保藏管理中心，四川 成都 610106）

中藥對特定疾病具有預防、治療或診斷作用[1]。2020年，全國中藥材種植面積達55 596.4 km2，藥食同源中藥種植占36 575.4 km2[2]。隨著中藥材產量增大，中藥渣的產量也隨加。目前，中藥材加工企業對中藥渣的處理多為堆放、掩埋、焚燒，資源化利用率低，對環境造成二次污染[3]。在特定培養基及條件下，微生物可以分泌不同代謝產物，如各類蛋白酶、纖維素酶、果膠酶等。這些產物可以破壞中藥材植物細胞的完整性，提高細胞內、細胞間有效成分的釋放，發生生物轉化，形成新的活性物質，強化中藥性能[4]。中藥渣殘留中藥的部分營養或是活性成分，經特定工藝發酵后，具有一定的藥學功能，具有開發為生物飼料或是飼料添加劑的潛力。因此，本文總結分析了中藥渣發酵菌株、發酵方式及工藝、發酵中藥渣營養成分及功能成分及其對動物生產性能的影響，為中藥渣的飼料化應用及研究提供參考。

1 中藥渣的發酵菌種及工藝

不同微生物生長繁殖或是產生特定代謝產物所需要的營養物質種類及含量有差異。中藥渣中的殘留成分的種類及含量會決定利用中藥渣生長繁殖或是生物轉化的微生物種類，從而在一定程度上決定了發酵工藝。目前，中藥渣發酵底物有單劑藥渣、復方藥渣。發酵菌株涉及枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌等細菌，酵母菌及各類霉菌（黑曲霉、煙曲霉、綠色木霉等），還有用于雙向發酵的各類真菌，發酵方式以固態發酵應用較多。中藥渣發酵工藝見表1。

表1 中藥渣發酵工藝

2 發酵對中藥渣營養成分及功能性成分的影響

微生物利用中藥渣中殘余的營養源進行發酵，可提高蛋白、多糖等活性成分水平，降低纖維素、脂肪等含量[18]。微生物發酵能夠改變中藥渣的性質，增加保存期，改善適口性[19]。中藥渣中的重金屬及真菌毒素等有害成分含量符合國家飼料標準，可作為飼料添加劑在動物生產中應用。

2.1 發酵對中藥渣蛋白質及氨基酸含量的影響

蛋白質及氨基酸是生命體不可或缺的組成部分，幾乎參與了動物的所有生命活動，可作為動物的營養物質。在日糧中添加不同種類及水平的蛋白質會對動物的生長性能會造成不同程度的影響[20]。中藥渣經微生物發酵后，可有效提高蛋白質含量，從而提高飼用價值。枯草芽孢桿菌發酵中藥藥渣后，粗蛋白質含量提高了59.63%[21]。枯草芽孢桿菌、產朊假絲酵母與黑曲霉混合固態發酵中藥渣，蛋白含量提高了47.3%[22]。利用靈芝對婦科千金片藥渣進行雙向發酵后，蛋白質和氨基酸含量均有所提高[23]。

2.2 發酵對中藥渣多糖含量的影響

植物多糖是由10個以上單糖通過糖苷鍵聚合而成的生物大分子。研究發現，植物多糖具有抗腫瘤、抗衰老、消炎、抗病毒、提高免疫力等作用，可以在動物的疾病預防和治療中應用[24]。中藥渣發酵能夠提高多糖含量，可在一定程度上強化中藥渣的功能，提高中藥渣的應用價值。研究表明，枯草芽孢桿菌、產朊假絲酵母與黑曲霉混合固態發酵中藥渣，多糖含量提高了47.3%[22]；婦科千金片藥渣經靈芝雙向發酵后，多糖含量有所降低[23]。周勇等[25]以枯草芽孢桿菌、乳酸芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、產朊假絲酵母菌為發酵劑，結果發現，固態發酵復合中藥渣可有效提高多糖含量。

2.3 發酵對中藥渣纖維素含量的影響

粗纖維含量較高的飼料中可供動物利用的營養物質較少[26]。但適量的粗纖維能夠改善的動物腸道健康[27]。因此，粗纖維含量是評價飼料質量的指標之一。粗纖維是中藥渣的主要組成部分，使用特定微生物發酵中藥渣可以有效降低纖維素含量，增加營養成分的含量。韋票[28]研究發現，經乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌發酵的中藥渣，中性洗滌纖維含量下降了45.87%，酸性洗滌纖維下降了51.76%，可以改善中藥渣的營養成分。利用枯草芽孢桿菌發酵復方中藥藥渣，粗纖維素含量可降低37.50%[21]。婦科千金片藥渣經靈芝雙向發酵后，木質素含量降低[23]。

2.4 發酵對中藥渣其他中藥活性成分含量的影響

中藥渣經發酵后，可以有效地釋放特定功能性成分，豐富中藥渣的功能性，在新藥研發領域具有很大的研究價值。黃芪藥渣經棘孢木霉發酵，其活性成分黃芪甲苷的釋放量增加了4 倍，對動物中的致病菌，如沙門氏桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等，具有較強的抑制作用[29]。Hsu等[30]在人參萃取殘渣中接種靈芝，進行雙向固態發酵，發現殘渣中人參皂苷Rg1、Rg3含量均增加，實現了人參皂苷的定向生物轉化。Wen等[4]將米曲霉接種于瓜蔞、厚樸、甘草及丹參的水提殘渣中，進行固態發酵，發現發酵產物的化學成分及性質發生了變化，提高了發酵殘渣的抗氧化活性，具有廣譜抗菌活性。張艷聰等[31]研究發現，利用蟬擬青霉對甘草渣進行雙向發酵可改變了甘草渣中總黃酮類物質的分子結構，增加了有效成分的提取率。

3 發酵中藥渣在動物生產中的應用

發酵中藥渣中含有蛋白質、多糖、纖維素、皂苷、各種酶等營養物質及功能成分，還含有活性益生菌。發酵中藥渣在動物養殖中應用可有效改善動物的生產性能，改善肉品質。

3.1 發酵中藥渣在牛生產中的應用

在牛日糧中添加發酵中藥渣可以有效提高機體免疫力，增強機體抗氧化功能，提高牛的生長性能。董彬廠等[32]研究發現，日糧中添加發酵中藥渣可以使肉牛增重20.8 kg、采食量增加0.73 kg；血液中總蛋白和白蛋白含量均顯著提高；顯著提高谷胱甘肽過氧化物歧化酶活性及免疫球蛋白G 含量。研究發現，在犢牛日糧中添加一定量發酵中藥渣，可提高犢牛的生長速度，提高日增重和飼料報酬，提高血清球蛋白水平，降低谷丙轉氨酶水平，增加過氧化物歧化酶活性[33]。研究發現，飼喂雜交奶牛中藥渣及等量精料后，可顯著提高奶牛的產奶量[34]。

3.2 發酵中藥渣在羊生產中的應用

發酵中藥渣能夠改善適口性，提高羊的采食量與免疫力，降低發病率，提高生產性能。張志紅等[19]研究發現，發酵中藥渣飼喂湖羊公羊，羊平均日增重增加了6.4%，顯著提高了羊血清中生長激素、免疫球蛋白含量。研究發現，在4 月齡波爾山羊日糧中添加發酵中藥渣，可降低山羊發病率，提高山羊采食量及經濟效益[35]。日糧中添加益菌肽發酵中藥渣，飼喂近3 月齡斷奶的陶寒一代肉雜羊，顯著提高了肉雜羊的平均日采食量[36]。研究發現，在山羊日糧中添加枸杞枝條發酵飼料，可明顯增加山羊的平均采食量、平均日增重以及山羊腸道中功能性微生物的相對豐度，促進山羊對飼糧中營養物質的消化吸收，對羊肉品質無不良影響[37]。

3.3 發酵中藥渣在雞生產中的應用

發酵中藥渣在不同品種雞養殖中的應用見表2。

表2 發酵中藥渣在不同品種雞養殖中的應用

雞消化道較短，飼料利用率較低，可為腸道中微生物的生長提供有效的營養成分，增加致病菌增殖的可能性。微生物發酵后的中藥渣，充分降解了中藥渣的營養成分利用動物消化吸收，增加了飼料的利用率及腸道益生菌數量，更有利于動物生長繁殖。發酵中藥渣（黃芪、黨參、黃芪、皇竹草、金蓮花、人參莖葉等）飼喂天露黑雞、文昌母雞、青腳麻雞、鐵腳麻雞、黃羽肉仔雞等，可以減少雞干細胞損傷，增加雞抗氧化及抗病能力，提高雞的免疫力及成活率，顯著增加了雞平均日采食量與平均日增重，改善雞的屠宰性能與肉品質。

3.4 發酵中藥渣在豬生產中的應用

發酵中藥渣在豬養殖中的應用涉及不同生長階段的母豬、仔豬、斷奶豬、育肥豬。原料中藥渣的種類包括黃芪、當歸、熟地黃、白芍、江蘺渣、絞股藍、地骨皮、杜仲、甘草、人參、麥冬、茯苓、黨參、板藍根、紫錐菊、五味子、女貞子、山楂、頭翁、黃連、黃柏、秦皮、蒼術、白術、石榴皮、茯苓、決明子、枸杞子、桑葚等。日糧中添加發酵中藥渣可以顯著提高豬采食量，降低料重比，提高妊娠母豬繁殖性能，增強機體抗氧化能力，提高豬肉品質。日糧中添加中藥渣可以有效改善豬腸道菌群，提高飼料利用率，降低糞污排泄量[44]，降低豬養殖對環境的影響。侯海鋒等[45]研究發現，發酵中藥渣在調節斷奶仔豬血脂濃度方面可發揮一定的作用，同時可提高斷奶仔豬的生長性能、抗氧化能力和免疫力，效果優于抗生素。發酵中藥渣在不同階段豬養殖中的應用見表3。

4 結論

中藥渣中殘余的功能性活性成分具有一定的藥用價值。微生物發酵中藥渣可有效釋放中藥渣中的營養成分，形成新的功能性成分。發酵中藥渣可以增強動物機體免疫力，預防疾病，改善肉品質。目前，發酵中藥渣在動物養殖中的應用涉及牛、羊、雞、鴨、兔、豬、驢、水產等，但在豬養殖中的研究較多，在反芻動物及家禽的應用研究較少，需要進一步探索。不同中藥渣的發酵產物具有的功效也有所不同，未來還需要研究其在不同動物中的應用效果。