發(fā)酵中藥在畜禽高效養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究進(jìn)展

張馨予 ， 蘇建青 ， 褚秀玲

(聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)院 ， 山東 聊城 252000)

隨著養(yǎng)殖量的逐年增長，各種西藥如抗生素大量應(yīng)用于畜禽的養(yǎng)殖，可以起到預(yù)防或治療疾病的效果。但抗生素的毒副作用及殘留問題給食品安全帶來極大隱患，嚴(yán)重威脅著人類的健康[1]。中藥具有幾千年的歷史，含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)及生理活性物質(zhì)，具有保健和防治疾病的作用，還可以提高機(jī)體免疫力[1]及調(diào)節(jié)消化系統(tǒng)中的菌群平衡。然而，中藥經(jīng)服用后進(jìn)入畜禽的消化系統(tǒng)內(nèi)，需經(jīng)消化酶催化和菌群分解，將分子較大的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子團(tuán)，或釋放出有效活性物質(zhì)，才能產(chǎn)生藥效[2]，因此，起效時(shí)間長，作用效果較慢。發(fā)酵中藥是在中藥基礎(chǔ)上使用益生菌進(jìn)行發(fā)酵，通過發(fā)酵可以提高中藥中有效成分的含量[3]、改善動物生產(chǎn)性能[4]、優(yōu)化腸道菌群[5]、增強(qiáng)機(jī)體免疫力[6]、降低料肉比(FCR)等，且能充分地利用中藥資源。

1 發(fā)酵中藥的概念及發(fā)酵機(jī)理

1.1 發(fā)酵中藥的概念 中藥在適宜條件下，以一個(gè)或多個(gè)益生菌作為襯底，通過其生長、繁殖、代謝和生命活動，利用微生態(tài)學(xué)、仿生學(xué)，通過生物嫁接的方式釋放有效活性物質(zhì)，經(jīng)血液循環(huán)滲入機(jī)體內(nèi)部發(fā)揮藥效，即為發(fā)酵中藥。發(fā)酵中藥可使藥材本身的利用率提高，微生物會及時(shí)補(bǔ)充因代謝消耗掉的有益菌，還會產(chǎn)生一些酶，對動物腸道有一定的正向調(diào)節(jié)作用[7]，因此發(fā)酵中藥是一類可以提高動物的免疫能力和生長性能的新型藥物。

1.2 發(fā)酵中藥的機(jī)理 傳統(tǒng)中藥的加工條件復(fù)雜且利用率極低，大大消耗了中藥資源，而益生菌發(fā)酵中藥通常是在正常的溫度和大氣壓力及相對溫和的反應(yīng)條件下發(fā)酵，生成一系列可破壞植物細(xì)胞壁的酶類代謝產(chǎn)物，如纖維素酶、半纖維素酶等，使中藥中的苷類物質(zhì)脫去糖基分解成機(jī)體容易吸收的小分子——苷元，隨血液循環(huán)作用于靶部位產(chǎn)生藥效。同時(shí)，經(jīng)益生菌發(fā)酵后，中藥原有的物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，形成具有新的理化性質(zhì)的物質(zhì)，該有效物質(zhì)可以與中藥中的某些特殊成分相互作用，促進(jìn)新成分的開發(fā)[8]。

2 發(fā)酵中藥的優(yōu)勢

2.1 增強(qiáng)藥效 當(dāng)中藥與微生物進(jìn)行轉(zhuǎn)化后，往往有某些纖維素酶產(chǎn)生，該酶在正常條件下即可對細(xì)胞壁中纖維素進(jìn)行降解，進(jìn)而使胞內(nèi)有效物質(zhì)(如生物堿、有機(jī)酸等)大量析出，增強(qiáng)藥物效果[9]。

2.2 降低毒副作用 中藥中含有生物堿、糖苷等有毒成分，長期蓄積在動物體內(nèi)可引起一定的毒副作用。在發(fā)酵過程中，微生物可以分解或轉(zhuǎn)化這些有毒成分，從而擴(kuò)大毒性中藥的適應(yīng)證，有益于中藥的安全使用[10]。

2.3 殘留小且不產(chǎn)生耐藥性 抗生素等化學(xué)藥物廣泛應(yīng)用于畜禽的養(yǎng)殖，此類藥物的大量使用引起了獸藥雜質(zhì)殘留、病原體的抗藥性及產(chǎn)生干擾素?fù)p傷機(jī)體等一系列問題[11]。而中藥可以作為一種代替治療用品，具有作用面廣、耐藥性低等優(yōu)點(diǎn)。

2.4 產(chǎn)生新的活性物質(zhì) 微生物通過脫氫、磷酸化等代謝過程產(chǎn)生的各種酶類物質(zhì)可對中藥進(jìn)行修飾，同時(shí)在特定條件下可產(chǎn)生新的活性物質(zhì)，如菌體蛋白、維生素、小肽等。這些新的初生或者次生代謝物可以提高中藥的轉(zhuǎn)化率并對畜禽生長發(fā)育和抗病提供物質(zhì)基礎(chǔ)[12]。

3 發(fā)酵中藥在畜禽高效養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.1 在家畜高效養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.1.1 提高家畜的生產(chǎn)性能 曲浩杰等[13]對中藥復(fù)方(含黃柏、黃芩、黃連等)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，將斷奶仔豬分為4個(gè)組，分別在基礎(chǔ)日糧中添加金霉素、中藥復(fù)方發(fā)酵粉和金霉素+中藥復(fù)方發(fā)酵粉，42 d后對各組反映生長性能的各項(xiàng)指標(biāo)、養(yǎng)分表觀消化率和消化道酶活性進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，與空白組相比，發(fā)酵組仔豬平均日增重顯著提高(P<0.05)，并顯著提高了干物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)和碳水化合物的表觀消化率和表觀消化能(P<0.05)，且顯著提高了脂肪酶活性和淀粉酶活性(P<0.05)。方磊涵等[14]在斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中添加2%發(fā)酵中藥復(fù)方，結(jié)果顯示，發(fā)酵組平均日增重較對照組顯著提高31.98%(P<0.05)；發(fā)酵組FCR較對照組顯著降低24.85%(P<0.05)，且發(fā)酵組和對照組之間差異極顯著(P<0.01)；發(fā)酵組腹瀉率下降最明顯(52.51%)，與對照組相比差異極顯著(P<0.01)。為研究以“八珍湯”為基礎(chǔ)組方的發(fā)酵中藥制劑對奶牛生產(chǎn)性能的影響，王曉芳等[15]將患隱性乳房炎陽性牛和健康牛各14頭,隨機(jī)分為陽性對照組、健康對照組、陽性試驗(yàn)組和健康試驗(yàn)組共4個(gè)組，對照組均飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)組均飼喂添加發(fā)酵中藥制劑的日糧，在第61天對各組血液指標(biāo)和奶樣進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，陽性試驗(yàn)組奶牛血清中白蛋白含量和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性較試驗(yàn)前均顯著下降(P<0.05)，健康試驗(yàn)組的白蛋白含量和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性較為穩(wěn)定，陽性試驗(yàn)組血液pH顯著高于陽性對照組(P<0.05)；陽性試驗(yàn)組奶牛產(chǎn)奶量和乳蛋白率較試驗(yàn)前均顯著提高(P<0.05)，而乳中體細(xì)胞數(shù)顯著降低(P<0.05)；陽性試驗(yàn)組的中性粒細(xì)胞吞噬率顯著高于陽性對照組(P<0.05)，提示發(fā)酵中藥制劑可以提高奶牛生產(chǎn)性能并改善奶牛乳指標(biāo)。

3.1.2 調(diào)節(jié)家畜的免疫功能 方磊涵等[16]將乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌按1∶1∶1的比例混合后對復(fù)方中藥制劑進(jìn)行發(fā)酵，并分別按1%、1.5%和2%的比例添加到基礎(chǔ)日糧中，對各組血清中免疫球蛋白含量等進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，中劑量組1.5%血清中IgA和IgG含量均顯著高于對照組和未發(fā)酵組(P<0.05)。為研究發(fā)酵型扶正解毒口服液對保育豬血清免疫球蛋白水平的影響，湯法銀等[17]將180只斷奶仔豬分為4個(gè)組，對照組只給基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ組和Ⅲ組在基礎(chǔ)日糧基礎(chǔ)上分別加扶正解毒口服液、發(fā)酵型扶正解毒口服液和乳酸菌，測定各組抗氧化和免疫球蛋白指標(biāo)。結(jié)果顯示，試驗(yàn)Ⅱ組血清總抗氧化能力較對照組和試驗(yàn)Ⅰ組分別顯著提高了205.02%和26.08%(P<0.05)；與對照組相比，試驗(yàn)Ⅰ組和Ⅱ組中IgG含量分別提高了122.13%和143.51%(P<0.05)，且IgM含量分別提高了35.10%和41.43%(P<0.05)，其差異均顯著，提示發(fā)酵型中藥制劑較未發(fā)酵型作用效果更好。

3.1.3 抗菌和抗病毒作用 林標(biāo)聲等[18]用產(chǎn)朊假絲酵母、枯草芽孢桿菌等對銀杏葉、桑葉和菊花等中藥進(jìn)行發(fā)酵，對發(fā)酵制劑進(jìn)行抑菌試驗(yàn)和抗病毒活性試驗(yàn)，另外分低、中、高劑量用灌服的方式治療患傳染性胃腸炎的仔豬，并檢測其應(yīng)用效果。結(jié)果顯示，該發(fā)酵制劑對仔豬腹瀉病原菌的平均抑菌圈為12.6 mm，已達(dá)中度敏感；發(fā)酵制劑抗病毒吸附作用和抑制病毒復(fù)制作用較強(qiáng)，其抗傳染性胃腸炎病毒(TGEV)活性與板藍(lán)根、敗醬草等傳統(tǒng)抗病毒中藥類似；中劑量組仔豬痊愈率(81.7%)顯著高于低劑量組，而與高劑量組差異不明顯，表明試驗(yàn)中藥發(fā)酵制劑可有效治療仔豬病毒性胃腸炎。王颯爽等[19]用酵母菌和黑曲霉菌等復(fù)合菌劑對由黨參、白術(shù)和炙甘草等組成的中藥制劑進(jìn)行發(fā)酵，并飼喂陽性(患隱性乳腺炎)試驗(yàn)組和健康試驗(yàn)組的牛，另設(shè)陽性和健康對照組，分別對各組試驗(yàn)前和試驗(yàn)第15、30天和第52天的牛乳指標(biāo)進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示，在第52天時(shí)，陽性試驗(yàn)組牛乳中體細(xì)胞數(shù)和產(chǎn)奶量較試驗(yàn)前顯著降低，并顯著低于陽性對照組(P<0.05)，且健康試驗(yàn)組牛乳中體細(xì)胞數(shù)顯著低于健康對照組(P<0.05)；與試驗(yàn)前相比，陽性試驗(yàn)組和健康試驗(yàn)組牛乳中乳蛋白率均顯著升高(P<0.05)，表明試驗(yàn)發(fā)酵中藥制劑對隱形乳腺炎有防治效果。

3.2 在家禽高效養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.2.1 提高家禽的免疫能力 李錦等[20]為了研究乳酸菌發(fā)酵飼料對SPF雞的免疫功能和磷脂酰肌醇三激酶/蛋白激酶B (PI3K/Akt)信號通路的影響，對外周血淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率、抗體、細(xì)胞因子PI3K和Akt的mRNA和蛋白表達(dá)量進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，與對照組相比，乳酸菌發(fā)酵組中T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率、白細(xì)胞介素-2(IL-2)、干擾素-α(IFN-α)、免疫球蛋白G(IgG)含量、新城疫抗體(NDVAb)水平、PI3K、Akt的mRNA和蛋白表達(dá)量等均顯著提高(P<0.05)，推測乳酸菌發(fā)酵飼料提高雛雞的免疫能力可能是通過激活PI3K/Akt信號通路實(shí)現(xiàn)。顧艷麗等[21]為了探究復(fù)方中藥發(fā)酵液的作用效果，對健康的白羽肉雞進(jìn)行大腸埃希菌病的防治試驗(yàn)，并對各項(xiàng)藥效評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，濃度為1 g/mL的復(fù)方中藥發(fā)酵液組作用效果最顯著，與抗生素組相比，在28日齡時(shí)，肉雞胸腺指數(shù)和法氏囊指數(shù)分別提高了25.4%和94.3%(P<0.05)，在42日齡時(shí)，肉雞胸腺指數(shù)和法氏囊指數(shù)分別提高了82.0%和27.5%(P<0.05)，各抗氧化指標(biāo)差異顯著(P<0.05)，且經(jīng)測定腸道內(nèi)大腸埃希菌數(shù)減少，而乳酸菌數(shù)增多(P<0.05)。

3.2.2 改善腸道狀態(tài)、調(diào)節(jié)腸道菌群平衡 靳雙星等[22]為研究補(bǔ)中益氣湯發(fā)酵制劑對肉雞腸道的影響，于試驗(yàn)1組、2組和中藥組基礎(chǔ)日糧中分別添加0.5%、1%補(bǔ)中益氣湯發(fā)酵制劑和1%未發(fā)酵補(bǔ)中益氣湯中藥，并設(shè)置空白組進(jìn)行對照試驗(yàn)，對反映肉雞腸道情況各項(xiàng)指標(biāo)和腸道組織結(jié)構(gòu)指標(biāo)進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，試驗(yàn)組與空白組相比，肉雞回腸、盲腸中乳酸桿菌數(shù)均顯著提高(P<0.05)，而大腸埃希菌數(shù)均顯著減少(P<0.05)；在21日齡時(shí)，試驗(yàn)組肉雞腸道中淀粉酶和蛋白酶活性顯著高于中藥組(P<0.05)，其中試驗(yàn)2組的空腸、回腸、盲腸pH下降較空白組差異最顯著(P<0.05)；試驗(yàn)組中可明顯觀察到肉雞腸絨毛長度顯著提高、隱窩深度和腸壁厚度均顯著降低(P<0.05)。Ashayerizadeh等[23]為研究發(fā)酵菜籽粉對肉仔雞腸道內(nèi)菌群的影響，用嗜酸乳桿菌、枯草芽孢桿菌和嗜酸性芽孢桿菌對菜籽粉(RSM)進(jìn)行發(fā)酵制備發(fā)酵菜籽粉(FRSM)，將200只雞分為6個(gè)試驗(yàn)組，陽性對照組(鼠傷寒沙門菌攻擊肉仔雞)和陰性對照組飼喂基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)組(鼠傷寒沙門菌攻擊肉仔雞)分別飼喂50%和100%的RSM和FRSM，并對各組腸道內(nèi)菌群進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示，與其他組相比，F(xiàn)RSM試驗(yàn)組雞回腸和盲腸中乳酸菌數(shù)均顯著增多，而鼠傷寒沙門菌的定殖率顯著減少(P<0.05)；FRSM試驗(yàn)組雞的平均日增重和飼料轉(zhuǎn)化率均顯著高于RSM組(P<0.05)。

3.2.3 提高家禽的生產(chǎn)性能 喬宏興等[24]在飼料中添加不同含量的發(fā)酵黃芪，結(jié)果顯示，經(jīng)益生菌轉(zhuǎn)化后的黃芪對肉雞的生長發(fā)育有明顯促進(jìn)作用。汪鵬等[25]為探究健雞散及其發(fā)酵產(chǎn)物對白羽雞生長性能影響，用高效液相色譜(HPLC)測總峰面積的方法對其發(fā)酵前后的作用效果進(jìn)行對比。結(jié)果顯示，與空白組相比，飼喂經(jīng)枯草芽孢桿菌發(fā)酵健雞散的雞只體增重提高了13.1%，飼喂經(jīng)魯氏接合酵母菌發(fā)酵健雞散的雞只FCR降低了10.68%，且兩組采食量均提高，說明發(fā)酵后的健雞散可提高白羽肉雞的生長性能。隋明等[26]對益生菌發(fā)酵復(fù)方中藥在提高肉鴨生長性能方面進(jìn)行探究，在試驗(yàn)組基礎(chǔ)日糧中分別添加0.5%、1.0%、1.5%的益生菌發(fā)酵復(fù)方中藥，并設(shè)空白組，在21日齡時(shí)對各項(xiàng)反映生長性能指標(biāo)進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，中、高劑量試驗(yàn)組肉鴨末重、平均日增重和采食量均顯著高于空白組(P<0.05)，而FCR均顯著低于空白組(P<0.05)。

3.2.4 其他作用 談春季等[27]為研究發(fā)酵中藥芪參散對畜舍環(huán)境空氣的影響，在試驗(yàn)組基礎(chǔ)日糧中加0.4%發(fā)酵中藥芪參散，并在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)對畜舍內(nèi)硫化氫、氨氣和二氧化碳含量與空白組進(jìn)行對比。結(jié)果顯示，與空白組比較，試驗(yàn)組氨氣和硫化氫濃度在晚上下降最明顯，分別降低了35.80%和100%，二氧化碳濃度在早晨下降了28.40%，提示發(fā)酵中藥可以通過調(diào)節(jié)家禽腸道內(nèi)微生態(tài)壞境，降低含氮有機(jī)物的排泄，或者將有害氣體進(jìn)行轉(zhuǎn)化，進(jìn)而降低有害氣體濃度。

張桂枝等[28]將300只肉雞分為4個(gè)組，中藥組加1%未發(fā)酵中藥，試驗(yàn)組分別加0.5%和1.0%發(fā)酵中藥，對血清生化指標(biāo)和抗氧化指標(biāo)進(jìn)行測定。結(jié)果顯示，試驗(yàn)組血清中總蛋白、球蛋白含量均顯著高于空白組(P<0.05)，而總膽固醇和甘油三酯含量均顯著低于空白組(P<0.05)，中藥組也有變化趨勢，但與空白組比差異不顯著(P>0.05)；在肝臟抗氧化性能方面，與空白組和中藥組相比，試驗(yàn)組血清中總超氧化物歧化酶(T-SOD)活性和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性均顯著升高，而丙二醛(MDA)含量均顯著降低(P<0.05)；在雞腿肌抗氧化性能方面，試驗(yàn)組腿肌中的MDA含量顯著低于空白組(P<0.05)，提示發(fā)酵中藥可以提高家禽抗氧化能力。

莫睿文等[29]在文昌雞的基礎(chǔ)日糧中分別添加0%、0.5%、1.0%和1.5%的發(fā)酵中藥渣，4周后對各組血清中谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、葡萄糖(GLU)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、堿性磷酸酶(AKP)和總蛋白(TP)含量進(jìn)行對比。結(jié)果顯示，與空白組相比，試驗(yàn)組肝臟組織中AKP含量均顯著升高(P<0.05)；低、中劑量組肝臟組織AST含量、中劑量組ALT含量以及中、高劑量組肝臟組織中GLU和TP含量均顯著高于空白組(P<0.05)，由此推斷在日糧中添加1.0%發(fā)酵中藥渣效果最好，提示發(fā)酵中藥中的多糖、生物堿和有機(jī)酸類等物質(zhì)可以清除代謝自由基，減少肝損傷。

沈永恕等[30]為研究復(fù)方發(fā)酵黃連膏劑對雞大腸埃希菌病的治療效果，將病雞分為4個(gè)組，中藥組用復(fù)方發(fā)酵黃連膏劑混飲治療，西藥1組和2組分別進(jìn)行乳酸環(huán)丙沙星飲水給藥和丁胺卡那霉素皮下注射，對照組給予生理鹽水，5 d后測各組治愈率和死亡率。結(jié)果顯示，中藥組、西藥1組和2組治愈率以及對照組自愈率分別為92.4%、78.2%、69.6%和21.4%；中藥組、西藥1組、2組和對照組死亡率分別為7.6%、21.9%、30.4%和78.6%。由此說明，使用復(fù)方發(fā)酵黃連膏劑治療大腸埃希菌病針對性更強(qiáng)、效果更突出。

4 現(xiàn)狀與展望

發(fā)酵中藥在臨床應(yīng)用具有作用效果好、毒副作用低等優(yōu)勢，從而在我國生產(chǎn)實(shí)踐中得到推廣，更加適應(yīng)未來國家對于綠色農(nóng)產(chǎn)品的發(fā)展要求，是對傳統(tǒng)中藥的一次具有建設(shè)性的創(chuàng)新。然而，隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，中獸藥的需求量快速增長，某些廠家對藥材過渡采摘導(dǎo)致生態(tài)失衡，極大地降低了優(yōu)質(zhì)中藥的再生能力，致使優(yōu)質(zhì)藥材資源短缺。因此，應(yīng)遏制不正當(dāng)行為，探索高效快速的地道藥材養(yǎng)殖技術(shù)，加強(qiáng)中藥資源保護(hù)，使其可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)今大多數(shù)學(xué)者的研究方向?yàn)閱我痪N的應(yīng)用，對于復(fù)合菌種領(lǐng)域的探索仍較罕見。另外，發(fā)酵中藥的純化技術(shù)尚不成熟，其作用機(jī)制也較為模糊，只有選擇適宜的發(fā)酵時(shí)長、接種密度、養(yǎng)料、溫度和含氧量，才可以更好地促進(jìn)菌群的生長繁殖，從而提高發(fā)酵中藥的生物轉(zhuǎn)化程度，進(jìn)而提升其臨床效果。因此，發(fā)酵中藥的理論創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新仍需要不斷地挖掘，才能為發(fā)酵中藥在畜禽高效養(yǎng)殖中的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。