发酵中药应用于动物生产中的可行性研究概述

2021-01-09 10:58:12昌莉丽袁珍虎黄晓晨李华坤吕颜枝
山东畜牧兽医 2021年5期
关键词:益生菌复方中药

昌莉丽,袁珍虎,黄晓晨,李华坤,吕颜枝

文献综述

发酵中药应用于动物生产中的可行性研究概述

昌莉丽1,2,袁珍虎2,黄晓晨2,李华坤1,吕颜枝1

(1.徐州生物工程职业技术学院,江苏 徐州 221006;2.江苏世昌农牧集团股份有限公司,江苏 淮安)

发酵中药是一种将中药经微生物分解转化后易被吸收利用的一种新型中药制剂。它将中药采用现代微生物发酵技术,进而提高其活性成分,且不易产生毒副作用,还具有节省药材资源、保护生态环境等优点。本文阐述了发酵中药的机理和优势,以及在鸡、鸭、牛、羊、猪、水产养殖等领域的应用现状,指出发酵中药在动物生产中的可行性和不足之处,为动物生产应用提供参考。

中药发酵是指中药被酶类或微生物酶解和转化后,释放了中药有效成分,增强或产生了新的药效,同时使大分子物质分解为小分子物质,增加其生物利用率的生物技术[1-3]。中药的多功能性、天然性等优势可在动物的疾病防治和提高生产性能方面得到充分发挥。研究证实,大部分中药经发酵后并不会破坏其有效成分,部分中药还能产生多糖和菌体蛋白等物质,有助于提高动物机体免疫力[4]。现对中药的发酵机理、优势及在各类养殖动物中的应用做一总结。

1 中药发酵机理

中药的发酵过程即为利用微生物(益生菌)进行生物转化的过程,该技术是以古法炮制为基础结合现代酶学、微生物学、生物工程等理论技术,利用微生物群和中药之间的协同作用,形成的一种新型中药制药技术。在一定发酵条件下,一方面中药的某些成分对微生物的生长和代谢提供了有益基质,促进微生物的生长和代谢;另一方面,微生物在生长代谢过程中产生各种酶类和一些初级、次生代谢产物,如纤维素酶、木质素酶、果胶酶、蛋白酶、淀粉酶等,这些酶和代谢产物可破坏分解植物细胞壁的致密结构,促进有效成分析出;分解转化中药有毒成分,降低其毒副作用;对一些中药成分通过生物转化进行甲基化、乙酰化、酯化、氧化等结构修饰以产生新的活性成分。王长福[5]等人对发酵中药六神曲抗菌有效部位进行化学研究首次分离得到六神曲抗菌、抗病毒感染活性成分,这些成分被证实是六神曲发酵过程中产生的次生代谢产物或生物转化产物;大黄经发酵炮制后,作为抗菌、抗病毒的有效成分游离型蒽醌含量提高600 %,而其泻下作用的结合型蒽醌含量则明显降低,此外还有五味子、马钱子、雷公藤、何首乌等药材经微生物发酵后均大量减少其毒副作用活性成分含量[6];李国红等[7]联合采用枯草芽孢杆菌对三七根进行发酵后,从发酵后三七中分离到发酵前未检测到的化合物人参皂苷Rh4,充分说明三七中的某些皂苷被微生物结构修饰转化为人参皂苷Rh4。此外,为了提高苷类中药生物利用度,近年来利用微生物发酵技术对苷类中药进行生物转化的研究大量涌现[8]。目前,由于中药成分、作用机理的复杂性和微生物生长特性的多样性使发酵中药的发酵机理相对复杂,研究还不够深入,但发酵中药在减毒增效、通过转化产生新的有效活性成分的作用已被证实。

2 发酵中药的优势

2.1 增强中药疗效 多数中药为植物,具有结构紧密的细胞壁,细胞壁所含纤维素和木质素结构使中药的有效成分不能充分释放,药效不能被充分利用。传统中药炮制基本有煎、蒸、煮、炼、浸、熬等步骤,加工之后在一定程度上破坏了活性成分,而一些微生物发酵菌株在发酵过程中能产生各种酶类破坏细胞壁,将难吸收的大分子有效物质降解为易吸收的小分子物质,从而促进中药有效成分析出,提高利用度,增强中药疗效。

2.2 提高动物养殖安全性 中药中含有的生物碱、重金属、糖苷以及乳酸盐等有毒成分,而微生物的分解作用则可以将其分解或修饰。有动物实验表明,赤芝菌发酵炮制钩吻后毒性大幅度降低,菌质的镇痛效果较生品提升了75倍,钩吻碱含量也在发酵后降低[9]。发酵中药可改变毒性成分的结构,扩大含毒性的中药的适应症。近年来,抗生素滥用影响养殖动物的健康,免疫力下降、肠道菌群失调和器官损伤等情况较为常见。因此,抗生素的代替品开发至关重要。发酵中药是绿色纯天然原料,发酵过程中不会添加任何有害物质,避免药物残留问题。因此,发酵中药在治疗动物疾病、减少抗生素应用和保障动物安全生产方面发挥重要作用。

2.3 提高动物机体免疫力 发酵中药主要通过机体细胞因子、免疫细胞以及免疫器官等途径来增强免疫功能。研究证实,嗜酸乳杆菌发酵中药可提高小鼠的胸腺、肝脏及脾脏指数,表明嗜酸乳杆菌发酵中药可增加小鼠机体免疫力[10]。发酵扶正解毒口服液与发酵黄芪口服液中的皂苷、多糖等可有效促进动物免疫器官的发育,提高家禽脾脏和法氏囊指数,提高动物机体免疫水平[11]。

3 发酵中药在动物养殖方面的应用

发酵中药可生产较多优质蛋白质,其产物可以作为饲料添加剂,改善口感后还可增加动物采食量。较高的药效和低毒性对动物益处较大,且中药发酵操作简便,便于开展工业化生产,前景广阔。

3.1 发酵中药在鸡鸭养殖中应用的可行性 李宗杰[12]等人研究表明,在肉鸡饮用水里加入多种益生菌发酵复合中药粉,其成活率高达96 %,料重比和日龄体重均优于对照组,新城疫和H9抗体也较高(<0.05),目前证实发酵中药在肉鸡养殖中具有较高的应用价值,对提高产量和防治疫病有较好效果。申红春[13]研究证实,对天府肉鸭在每日基础饲料中添加不同剂量益生菌发酵的复方中草药制剂,可以提高其生长性能,还可提高肉鸭盲肠菌落数,保护肠胃,证实发酵中药在肉鸭养殖中亦具有良好的保健作用。

3.2 发酵中药在养猪中应用的可行性 研究表明,在饲料中添加复方发酵中药制剂可有效提高断奶仔猪的生产能效,提高仔猪的免疫力,表现为血清总蛋白、球蛋白以及白蛋白的含量增高。中药发酵比单纯中草药更能提高日均采食量,降低料重比,血清炎性因子水平得到较大改善[14]。李汝[15]等人发现,在饲料中添加多种益生菌发酵的中草药,可有效提高育肥猪前期生长性能,改善肠道微生物菌群分布,提高免疫力,有效减少病死情况发生,但对中后期育肥猪的生长性能并无较大影响。乔宏兴[16]等人将屎肠球菌和植物乳杆菌发酵的黄芪加入仔猪的日常饲料中,有效提高了其平均日采食量和日增重,降低其料肉比。因此,发酵中药在养猪中具有较高的应用价值,对其生长和提高免疫力具有显著作用,可广泛推广应用。

3.3 发酵中药在牛羊养殖中应用的可行性 有研究表明[17],在常规饲料里添加发酵中药制剂后,泌乳奶牛的日均产奶量、乳液pH、乳蛋白率、乳液体细胞数与对照组相比均有所改善,其原理可能是中药本身具有祛湿热、补气养血、清热解毒之功效,也可能是发酵过程中产生的益生菌有利于奶牛胃肠的蛋白质分解吸收,使得产奶质量与数量均有所提高。对奶牛采用日常饲料加混合发酵复方中药喂养,可提高奶牛的产奶量,还可有效预防奶牛乳房炎的发生。对围产期母羊采用饲料加发酵中药混合喂养后,可明显增加羊羔日体重比和窝重比,其患病率也明显低于单纯喂养饲料的对照组,出生羔羊腹泻率大幅度降低[18]。因此,应用发酵中药可提高牛羊产奶量、产奶质量及幼崽质量,有效降低乳房炎、腹泻等常见病患病率,可考虑在牛羊生产中推广应用。

3.4 发酵中药在水产养殖中应用的可行性 谢炎福[19]以黄河鲤作为实验对象,喂以植物乳酸菌、枯草芽孢杆菌、米曲霉、产朊假丝酵母的发酵复方中药粉,当中药粉添加量为0.3 % 时,黄河鲤饵料系数提高了8.1 %,体重增长率与对照组(中药组)比提高了11.7 %。发酵中药与普通中药相比,更能促进黄河鲤的生长,还可刺激其非特异性免疫,保护鱼类肝脏。李泽鑫[20]等人研究了10种中药发酵制剂对石斑鱼肝细胞氧化损伤的保护作用程度,其中甘草与银杏叶发酵制剂可有效保护过氧化氢诱导的石斑鱼肝细胞氧化损伤。因此,水产养殖中应用发酵中药可保护鱼类肝脏,促进生长,提升水产体重增长率和水产品质量。

4 问题与展望

目前,抗生素残留与激素很大程度上限制了我国畜牧产业的健康发展,发酵中药因其自身独特优势正在逐渐受到畜牧业重视,有很广阔的发展前景[21]。为了发酵中药能更好地应用于畜牧业,应对其进行深入研究,阐明发酵后的有效成分如何确定,其作用机理是什么,以及不断优化发酵中药剂型,为新药的研发提供理论及技术支持。对于如何完善发酵中药的评价体系,怎么样在动物养殖中更加高效合理地应用,需要更深入广泛的研究与探索。

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江苏省高职院校青年教师企业实践培训项目(2020QYSJ121)

(2021–03–30)

S816.6

A

1007-1733(2021)05-0071-03

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