乜 春,乜志刚,朱尚玉
(1.青海省海南州贵德县畜牧兽医工作站,青海贵德 811799;2.青海省海南州贵德县常牧镇畜牧兽医工作站,青海贵德 811799)
畜禽养殖是我国农业的支柱产业,在整个农业产值中占据主要地位。目前,规模化养殖中动物一旦感染细菌、病毒或寄生虫后难以立即消除,大量使用抗生素或抗病毒性药物使得细菌、病毒耐药性问题严重出现,同时造成肉、乳、蛋中药物残留严重,给畜牧业和人类带来巨大的挑战。在农业部发布的《全国遏制动物源细菌耐药行动计划》中指出人兽共用抗菌药物或易产生交叉耐药性的抗菌药物作为动物促生长剂逐步退出。因此,寻找抗菌药物的替代物显得极为迫切,中药以其不易产生耐药性、药效明显、药物残留低及来源广泛被应用于畜禽生产中,发酵中药是在中药基础上使用益生菌进行发酵,以其显著的疗效,安全无毒,使用量少在畜禽生产中有着广泛的应用。
将中药提取液或散剂以优选的肠道益生菌菌群中一种或几种、一株或几株益生菌作为菌种,利用微生态学、仿生学的方法,通过生物嫁接的方式对提取的中药有效成分进行生物学转化,将中药大分子物质经过微生物转化成为能被肠道直接吸收的小分子成分,使中药成为快速吸收、定量疗效的新型药物。发酵是中药炮制加工方法的一种,依据发酵底物状态主要分为固态发酵、半固体发酵和液态发酵;依据发酵技术应用于中药的时间可分为传统中药技术和现代发酵技术,传统发酵技术所利用的菌种仅为自然环境中产生的菌(酵母菌、细菌),菌种纯度不高,发酵温度不稳定,发酵时间长,失败率高。现代发酵技术使用的菌种种类多,纯度高,发酵温度可控,技术较为成熟。现代中药发酵技术为中药的发展提供新方向和新的研究领域。
发酵中药是由益生菌和中药两种物质相互作用形成的,其效果明显,且不易产生耐药性,食品残留小,使用安全,同时可降解药物难以消化吸收的部分,降低药物毒性而作用广泛(乔宏兴等,2018)。
2.1 发酵中药可提高药物药效 中药多为植物药,植物细胞壁在提取过程中难以破坏,而发酵过程中益生菌可产生纤维素酶、果胶酶等可分解细胞壁,使中药中有效活性成分大量破壁而出,提高药物效果。同时,在中药成分提出后,发酵过程中部分成分通过修饰增强生物活性,增强药物效果。此外,益生菌本身可通过自身代谢有益产物调节机体肠道免疫,促进畜禽生长。谷巍等(2019)研究发现,发酵中药复方组在增加腹泻小鼠肠道益生菌(双歧杆菌、嗜酸乳杆菌)和降低大肠杆菌方面优于中药复方组;发酵组在可提高IFN-γ和IL-4比值方面优于中药复方提取液组。吴泊等(2018)发现,发酵后的红花可明显缩短血栓长度,延长凝血酶及部分凝血活酶时间,这表明发酵后红花的溶血栓作用增强。
2.2 调节动物肠道菌群作用 研究发现,发酵中药对动物肠道菌群有明显的调节作用(赵唐,2019),这可能基于中药对畜禽肠道菌群的调节作用,两者协同调节,促进和保护胃肠功能(吴佳伟,2019;王泳,2018)。方磊涵等(2019)采用发酵中药作为饲料添加剂饲喂断奶仔猪,饲喂28 d后发现,发酵中药组肠道中双歧杆菌数量显著增高,而大肠杆菌数量明显降低,断奶仔猪腹泻率降低,表明发酵中药可明显改善试验动物的肠道菌群。
2.3 发酵中药可降低有毒中药毒性 药物的毒性是限制药物使用的重要因素,有研究表明,使用益生菌对有毒中药发酵可明显降低药物毒性,其机制可能是微生物在发酵过程中将有毒成分进行分解或修饰,从而达到降低或完全消除毒性的效果(李桂东,2016)。
2.4 发酵过程中产生新有效活性成分 在发酵过程中,由于某些微生物的代谢途径中含有脱氢、羟化、磷酸化等反应,可将中药成分进行修饰,产生新的活性成分。同时微生物在发酵代谢过程中产生的代谢产物、次生代谢产物均可能是活性物质,对畜禽生长发育和抗病提供物质基础(董建伟等,2018;杨静云,2016;Mohsen等,2012)。
中药中含有大量多糖、生物碱、黄酮、微量元素及矿物质,发酵后活性成分被益生菌分解成更易吸收的营养物质,发酵中药作为饲料添加剂在畜禽生产中不仅为畜禽提供营养物质,同时,含有大量生物活性物质,对动物疾病预防和治疗起重要作用。由于不易产生耐药性,使用安全、效果显著,因此,在畜禽生产中可广泛推广,目前,发酵中药在畜禽生产中的应用多为抗病、促生长两个方面(胡红伟等,2017;金尔光等,2017)。
3.1 发酵中药在猪上的应用 发酵中药在养猪生产中的研究多集中在断奶仔猪生长性能和肠道健康上。乔宏兴等(2018)使用植物乳杆菌和屎肠球菌对中药黄芪进行发酵,发酵后作为饲料添加剂饲喂断奶仔猪,结果发现,0.6%发酵黄芪添加组断奶仔猪的平均采食量显著提高,料重比降低明显,这表明发酵黄芪对断奶仔猪有明显的促生长作用。王坤丽(2017)使用两种乳酸菌对清瘟败毒散提取液进行液态发酵,并进行工艺筛选,将发酵好的清瘟败毒散给喂断奶仔猪,计算28 d试验动物的生长性能及腹泻率,结果发现,发酵中药可显著提高断奶仔猪日增重,显著降低料重比,同时降低了断奶仔猪的腹泻率,保健效果明显。吴道义等(2018)使用益生菌发酵中药作为饲料添加剂饲喂断奶仔猪,结果发现,饲料中添加发酵中药能降低断奶仔猪的料重比和腹泻率。
3.2 发酵中药在禽上的应用 发酵中药对禽上的研究多集中于生长性能和大肠杆菌防治方面。李宗杰(2019)研究发现,发酵中药可提高肉鸡日均增重,降低料重比,同时提高鸡新城疫和禽流感的抗体水平。金海林(2017)使用保加利亚乳杆菌与植物乳杆菌(1∶4)对中药复方进行发酵,并进行体外抑菌试验和临床试验,结果发现,发酵中药体外抑制大肠杆菌效果优于中药组,可提高鸡盲肠内容物中SIgA,同时具有明显的抗氧化作用,对大肠杆菌的治疗效果好。王建国等(2015)使用乳酸菌发酵中药对鸡大肠杆菌病进行治疗,试验结果发现,发酵中药中剂量组效果较好,对鸡大肠杆菌病有明显的保护作用。
3.3 发酵中药在反刍动物上的应用 发酵中药在反刍动物上的研究主要关注对疾病的预防。王飒爽等(2019)研究发现,使用发酵中药可有效降低奶牛乳房炎的发病率,提高奶牛的生产性能,同时具有一定的抗热应激能力。朱金凤等(2014)采用酵母菌等发酵补中益气散,并作为饲料添加剂饲喂试验羊,结果发现,发酵中药组羔羊的平均日增重明显提高,腹泻率显著降低,对母羊繁殖性能有明显改善。
研究表明,发酵中药可调节动物胃肠道菌群,提高动物生长性能,改善动物免疫功能,治疗动物疾病等多种功能,因此,在畜禽生产中有广泛的应用。但发酵中药在应用过程中也存在以下问题:(1)中药成分复杂,发酵后成分更为复杂,对其成分研究尚不清晰。(2)发酵中药的生产工艺、发酵工艺、纯化工艺、质量标准尚未有标准规范,检测指标具不具有代表性尚不明确。(3)发酵中药的药效学研究较多,但药代学和作用机制研究较少,对推广有一定影响。(4)发酵所选菌种来源不一,缺乏模式菌,发酵机制尚不清楚(要瑞丽,2015;刘锋等,2014)。
目前,对发酵中药的研究处于起步阶段,但发酵中药确切的药效学为后期发酵中药的药理学、作用机制研究及药学研究奠定坚实基础。随着科学技术的发展,注重对发酵中药质量标准、药理及作用机制等方面应加强研究,为发酵中药在畜禽生产中的推广做出铺垫。