中草药黄连在水产饲料中的应用前景

◆作者：罗钰涧 张正洲 陈浩鹏 陈志莲 庞观宏 李新宇 孙宝宝

◆单位：广东粤海饲料集团股份有限公司

当前水产养殖业迅速发展，同时各类病毒性、细菌性疾病的频繁发生严重阻碍了水产养殖业的持续健康发展。在实际养殖中，从业者为了保障养殖成功率和收入，往往通过使用抗生素和杀虫剂等方式来治疗或预防相关疾病。这也导致了抗生素和相关有毒化学物质在养殖业中的滥用。例如，养殖业中抗生素的滥用加大了动物疾病防治的难度，更直接或间接地危害了人类的身体健康。如今，国家也在大力倡导“无抗”养殖。例如，2018年水产养殖禁用渔药清单里，把氯霉素、红霉素、泰乐菌素等多种抗生素列为违禁药品。中草药技术在水产动物的应用是潜在的有效替代传统抗生素使用的手段之一。因此，通过研究和发展使用中草药来提高水产动物整体抗病力是十分必要的。此外，中草药作为天然绿色物质还具有促生长、提高消化、改善鱼体品质等功效。

黄连是多年生草本植物毛茛科黄连属，其中小檗碱（黄连素）是其主要成分之一，有良好的抗菌效果。研究表明，黄连具有清火、抗病毒、保护心脑血管、抗肿瘤、降血糖、抗病原微生物、抗炎以及改善消化系统等药理作用（马国琴等，2019）。例如，黄连及小檗碱黄连在抗金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、革兰氏阳性菌和铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、抗假丝酵母菌等均有较强抗菌作用（张庆莲等，2019）。小檗碱通过抑制糖原异生或促进糖原酵解的作用来达到对动物降血糖的作用（丁阳平等，2013）。此外，不论是体外和体内试验，小檗碱均已证明对小鼠肉瘤S180有明显抑制作用（张梦月等，2017）。也有报道证实，黄连对鼻咽癌和宫颈癌、裸鼠移植瘤也有抑制作用（田道法等，1995）。黄连在水产中应用虽然有一定的报道，但相对数据有限，研究深度和广度相对较弱。本文意在阐述该药材重要的特征，并总结其功能，为今后相关研究和应用开发工作提供理论基础。

1 黄连的化学成分

黄连是毛茛科多年生草本植物，其化学成分主要包括生物碱类和非生物碱。生物碱主要包含小檗碱（即黄连素）、黄连碱、掌叶防己碱（即巴马汀）、药根碱、甲基黄连碱、表小檗碱等（杨念云等，2019）。非生物碱类包括木脂素类化合物和酸性成分，其中黄连所含酸性成分东莨菪素、原儿茶酸、阿魏酸、绿原酸、邻二苯酚、乳酸、香草酸、龙胆酸等（付琳等，2021）。黄连同样含有一些黄酮类物质，如鼠李素、汉黄芩素等（陈瑞等，2016）。同时也有研究结果表明，黄连中还含有K、Ca、Mg等常量元素和Cu、Fe、Zn、Mn、Sr等微量元素（叶玉兰等，1994）。其中，小檗碱和巴马汀被认为是主要功能性物质，相对研究也比较透彻。小檗碱溶解性差，生物利用度不够理想，往往需要通过一定化学手段（如烷基化、醚化、酰化等）得到相关衍生物来增加药理性。该两种物质在动物中的主要作用在表1中得到总结。小檗碱已被广泛认为具有降血糖、调节脂质代谢、抗菌、抗氧化和炎症、抗肿瘤等作用。巴马汀则被认为具有较强的降血糖、抗心律失常、提高免疫力、抗阿尔茨海默病等作用。

2 黄连在水产养殖中的应用

2.1 抗菌作用

水产动物的大部分细菌性疾病具有传染快、死亡率高等特点。此外，细菌性鱼病发生的影响因素也较为复杂，与水质、养殖密度、营养状况、品种搭配等密切相关，一旦暴发对养殖户造成损失重大，成为制约水产养殖业发展的主要问题之一。中药黄连中的黄连素具有广谱的抗菌性，因此极具有利用价值。针对23种单味中药对大肠杆菌、沙门氏菌的抑菌效果的研究发现，黄连、大黄、连翘、金银花等抑菌效果明显（刘玉庆等，2003）。黄连素对10种革兰氏阴性水产病原菌均具有较强的抑制和杀灭作用。研究也表明，黄连素耐热性好，储存条件要求不高，经过121℃处理后的黄连素还具备较好的杀菌效果（王凯等，2019）。有实验表明，黄连素对副溶血弧菌、溶藻弧菌和嗜水气单胞菌均有抑制作用，抑菌程度与黄连素浓度大小有关（谢等，2013）。针对黄连、黄芩、五倍子等17种中草药对常见病原菌的体外抑菌效果的研究发现，五倍子、黄连、黄芩具有广谱抑菌性，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、肠炎沙门氏菌、志贺氏菌、产气荚膜梭菌均有一定的抑菌效果（朱晓萍等，2021）。有实验选用5种海洋致病弧菌（溶藻弧菌、哈氏弧菌、副溶血弧菌、河流弧菌、麦氏弧菌）对34种中草药的敏感性进行筛选，其中试验菌株对黄连等具有较高的敏感性（王玉娥等，2008）。以上研究均表明黄连具有广谱的抗菌性，可有效抑制大部分水产类细菌的繁殖增长。

2.2 提高免疫性能

各类病毒病的频繁发生严重阻碍了水产养殖业的持续健康发展,为了减少水产养殖业在病毒性疾病（也包括其它类型疾病）带来的经济损失，增强鱼体自身免疫力是重要举措之一。鱼类具备比较完善的免疫系统，通过使用适量的中草药来提高鱼体免疫力，也是控制疾病的方法之一。鱼类免疫系统可大致分为三个层次（李莉等，2012）：（1）第一道屏障是指皮肤、粘膜、血脑屏障等物理屏障；（2）第二道屏障包括非特异性免疫能力的中性粒细胞、吞噬细胞、巨噬细胞和溶菌酶等；（3）第三道屏障为特异性免疫。与鱼相比，甲壳类动物（如虾和蟹）缺乏特异性免疫。在人类研究中，中草药黄连已被证实具有抗流感病毒、提高淋巴母细胞分化能力、促进抗体生成、兴奋网状内皮系统或提高白细胞吞噬功能（孙耀华，2021）。

实验表明，黄连能够显著提高虾血细胞（透明细胞、小颗粒细胞、颗粒细胞）的吞噬细胞活性（陈孝煊等，2002）。实验也发现，黄连中的主要成分黄连素能提高白细胞和肝脏网状内皮系统的吞噬能力并使脾脏收缩放出更多的吞噬细胞。使用黄连及几味单方中草药投喂大黄鱼，发现黄连能提高大黄鱼白细胞吞噬活性、血清溶菌酶活性、超氧化物歧化酶活性（李梅芳等，2014）。已有实验用含连翘、猪苓、黄芩、茯苓和黄连水提取物的配合饵料饲喂美国红鱼，结果显示黄连能提高幼鱼白细胞吞噬细胞的活性和血液中溶菌酶活性，且黄连组在攻毒实验中的免疫保护率在66.7%（马爱敏等，2009）。有报道显示，黄连须及其生物碱可能是通过调控鱼体某些基因的表达从而增强血清溶菌酶活性、补体C3活性、髓过氧化物酶活性、头肾巨噬细胞吞噬和呼吸爆发力，最终增强鲤鱼的非特异性免疫力（周霞，2016）。盐酸小檗碱可能通过调控草鱼补体C3mRNA的表达，增加补体C3数量来提高草鱼的免疫力（彭耀宗等，2016；彭耀宗，2016）。有实验用黄连、大青叶、板蓝根等中草药拌饵投喂治疗草鱼出血病，取得满意的效果（姜德山等，2003；刘道春，2021）。以上研究结果可以证明，黄连能够在一定程度上提升鱼的非特异性免疫力，增强机体抗疾病的能力。

表1 黄连常见生物碱成分及其化学式

2.3 调节脂肪代谢

脂肪是鱼体组织的重要组成成分，也是重要的储能物质，同时作为一种有机溶剂对体内脂溶性物质的消化吸收和转运有着极其重要的作用。但摄入过量脂肪也会对鱼体产生一些不利的影响，例如脂肪过度沉积、脂肪肝等，严重时会导致生长与饲料利用率下降。在实际水产养殖中，往往伴随着高密度和高投喂。养殖户对出鱼系数的高要求也会导致饲料含有较高的能量和脂肪。因此，实际养殖中的鱼类往往有脂肪代谢的相关疾病，严重影响养殖的成功率。黄连已被证明为潜在的重要脂肪代谢调节剂，有助于提高幼鱼健康。

在饲料中添加黄连素可有效降低草鱼幼鱼的脂肪蓄积，其作用机制可能是通过调节肠道菌群而激活法尼酯X受体信号通路，促进脂肪分解（靳雅琦，2020）。投喂高脂饲料会导致花鲈的脂肪过度沉积并损伤肝细胞，添加黄连素通过促进脂肪细胞的凋亡与自噬而缓解脂肪沉积，且黄连素还可以上调肝脏脂肪分解基因的表达，从而促进了脂肪分解（魏宇等，2021）。黄连素可显著缓解高脂饲料造成的团头鲂肝胰腺脂肪过量沉积，改善鱼体的氧化应激水平（陈丹江，2018）。团头鲂高脂饲料中添加黄连素可以改善其免疫功能和抑制肝细胞凋亡，从而缓解高脂饲料导致的脂肪肝发生（陈青青，2017）。黄连素还可以调节关键内脏器官的基因表达来调控肝脏脂蛋白合成、肝脏脂肪的吸收跟合成，黄连素还能改善团头鲂肝细胞呼吸链及线粒体的超微结构，从而缓解肝脏氧化应激及肝细胞凋亡（鲁康乐，2014）。以上报道说明黄连中的黄连素可以通过调控鱼体的脂肪代谢相关基因表达，从而达到调控鱼体相关机能并在一定程度上提高抗氧化能力。

2.4 调节生长性能

已有实验表明，通过在饲料中添加黄连素可直接影响幼鱼生长。在相同饲料脂肪水平情况下，添加黄连素组（0.05 g/kg饲料）可以促进团头鲂的生长，团头鲂的末均重、增重率、特定增长率均显著高于对照组（陈丹江，2018）。相同添加量下，另一个实验也表明，饲料中添加黄连素可显著提高团头鲂的生长性能，达到良好的增重效果（陈青青，2017）。另一方面，黄连素（0.1 g/kg饲料）添加会降低花鲈的生长速度和饲料转化率（魏宇等，2021）。已有实验表明，投喂黄连组、连翘组和猪苓组的美国红鱼的体长增长率和相对增质量率和对照组没有显著区别（马爱敏等，2009）。综上研究表明，不同实验条件下，饲料添加黄连对不同鱼类生长有不同影响。这可能与黄连素多功能性相关，黄连素的不同用量对不同鱼类的机体会产生不同的影响，具体的原因有待更深入的研究阐明。

3 总结

综上所述，黄连具有广谱的抗菌性，能够有效抑制副溶血弧菌、金黄色葡萄球菌、溶藻弧菌和嗜水气单胞菌等较常见水产菌种。黄连中的主要成分黄连素能增强白细胞和肝脏网状内皮系统的吞噬能力并使脾脏收缩放出更多的吞噬细胞，增强鱼体免疫力和抗病毒能力。黄连素还可以通过调控鱼体的关键基因从而达到调控鱼体相关代谢。暂时没有足够统一研究证据表明黄连素能够促进幼鱼生长，其作用可能受不同黄连素添加量、基础饲料特征和鱼体生理状态而影响。在未来，我们应该更加明确黄连素（小檗碱）在不同鱼类中作用及其机理，更要建立相关使用有效和安全剂量。

参考文献：（略）