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益生微生物發酵中草藥在畜牧水產養殖中的應用

2019-07-20 21:05:47 點擊：

隨著抗生素的濫用及畜產品藥物殘留問題的日益嚴重，食品安全問題日益受到人們的關注。中草藥以其“安全、綠色、無殘留”的優勢成為大家研究的焦點，中草藥、酶制劑和益生素等成為取代抗生素的替代品。利用一些有益微生物發酵中草藥而制得的集“中草藥、酶制劑、益生素”為一體的飼料添加劑，將會更加有力地推動畜牧水產業的健康發展。

1· 微生物發酵中草藥的概念

微生物發酵中草藥歷史悠久，也是傳統中草藥加工炮制的重要方法之一。微生物菌群在生長代謝過程中能產生纖維素酶、木質素酶、脂酶等多種酶類，同時具有氧化、酯化、甲基化、羥基化、還原化等多種生物轉化能力。中草藥中含有蛋白質、糖、脂肪、氨基酸、維生素、微量元素、有機酸類、酶類、生物堿、多糖、甙類、鞣質等多種營養物質。微生物發酵中草藥是將現代微生物與中草藥研究相結合，將中草藥以優選的腸道益生菌菌群中一種或幾種、一株或幾株益生菌為菌種，在適宜的環境條件下，對中草藥有效成分進行生物學轉化，將中草藥中的大分子物質轉化成為能夠被動物體腸道直接吸收的小分子物質，使中草藥成為快速吸收、定量療效的新型藥物（王延年，2010）。

2· 微生物發酵中草藥的特點

2.1 增加中草藥有效成分的利用率，提高藥效

微生物自身存在著豐富的酶系，在溫和條件下具有強大的分解轉化能力。微生物發酵中草藥能夠增加中草藥有效成分的利用率，提高中草藥的藥效。

王尊生等（2005）研究發現，冬蟲夏草發酵粉中3′-脫氧腺苷和甘露醇的含量明顯高于冬蟲夏草籽實體中相應成分的含量，各種氨基酸的含量和水平與冬蟲夏草籽實體中相應氨基酸的含量和水平相當，蟲草發酵粉中的其他化學相應成分基本一致，證明了發酵能提高冬蟲夏草的藥效。經福建中醫學院測定，發酵的黃芪所含的黃芪多糖是普通煎、煮、熬水提法的5.04~0.365 倍。衛生部藥品檢驗所試驗表明，發酵中草藥只需要1/28的量，便可與一般煎、煮、熬水提物一份的量發揮同等的藥效（李國忠等，2011）。六味地黃是祖國的傳統方劑，主要成分為熟地、山萸肉、山藥、澤瀉、丹皮和茯苓，六味地黃發酵液對小鼠肝癌H22 的生長具有顯著抑制作用（P<0.05），而六味地黃煎劑無明顯抑腫瘤作用；六味地黃發酵液和六味地黃煎劑對環磷酰胺造成的小鼠骨髓抑制，均有升高外周血白細胞的作用（P<0.01）（董玫等，2002）。

2.2 降低藥物毒副作用

利用微生物對有毒中草藥進行降解和轉化，可以降低藥物毒性、增強其功效。

2.3 修飾中草藥活性成分，產生新藥效物質

中草藥活性成分一般結構復雜，常有多個不對稱碳原子，利用化學反應來進行結構修飾存在得出率低、反應專一性差、副產物多等缺點。微生物轉化的本質是利用微生物生長代謝過程中產生的酶對特定底物進行結構修飾的化學反應，具有區域和立體選擇性強、反應條件溫和、操作簡單、成本較低、公害少等優點。微生物以中草藥中的一些有效成分為前體，經微生物代謝形成新的化合物，或由微生物的次生代謝產物與中草藥中的成分發生反應形成新的化合物，改變了藥物原有的性能。

2.4 益生菌與中草藥協同作用

用于發酵的微生物都是經過篩選的對動物體有益的菌種，如雙歧桿菌、乳酸菌、芽孢桿菌、酵母菌等，它們本身就具有保健功能，如促進機體的生長發育，提高機體免疫力，在動物腸道內產生消化酶、酸類等物質，維護機體胃腸道的微生態菌群平衡等。正常畜禽機體的消化系統，尤其是腸道內的有益菌與有害菌處在一個動態平衡中。天然中草藥中含有蛋白質、糖、脂肪、氨基酸、維生素、微量元素、有機酸類、酶類、生物堿、多糖、甙類、鞣質等多種營養物質和促生長活性物質。益生菌和中草藥在防病促生長方面是相輔相成的。中草藥可以促進益生菌的增殖，益生菌也可以促進中草藥的吸收和利用。微生物發酵后的中草藥，能通過對動物機體的整體調節和激發機體一切抗菌的積極因素，即非特異性免疫抗菌因子，在動物機體內全方位殺滅病原菌，同時不產生抗藥性。蔡春輝（2008）的研究結果表明，芽飽桿菌和具有一定抗菌作用的中草藥聯合起來飼養動物與單獨添加芽抱桿菌和中草藥相比，其日增重和飼料轉化率都有所提高，從此可以看出，兩者具有協同作用。

2.5 節約藥源，保護環境

發酵后的中草藥，因療效增強，故可以減少用量，從而降低原料藥的成本。另外，也能間接地保護中草藥資源，降低由于過度采摘而導致滅絕的危險。目前，中藥藥渣用于栽培食用菌、飼料添加劑、發酵生產等。佘紅等（2006）利用小柴胡湯的藥渣栽培金針菇，藥渣成分為人參、大棗、甘草、生姜、半夏、柴胡、黃芪，結果表明，用棉殼50%、藥渣25%、麩皮25%栽培金針菇、菌絲長勢旺盛。焦巧芳（2010）以黃芪藥渣為研究材料，從采集到的樣品中篩選出具有高效破解植物細胞壁功能的微生物菌株，并通過微生物發酵處理使中草藥渣中更多的有效成分和營養物質得到釋放，提高其利用率。秦俊哲等（2005）用中草藥渣為主要培養基質代替傳統原料進行靈芝固體發酵，發現其固體菌絲中多糖含量為籽實體含量的2.4 倍，氨基酸是籽實體中含量的2 倍以上，多糖和氨基酸是靈芝的主要活性成分，這種發酵方法不僅提高了中草藥活性成分的含量，提高了藥效，而且采用藥渣為原料廉價易得，節約了藥用資源。

3· 微生物發酵中草藥在畜牧水產養殖中的應用

3.1 微生物發酵中草藥在豬生產中的應用

魯娜等（2010）以羊紅膻、天青地白等為發酵基質，利用雙歧桿菌、乳桿菌等多菌種進行生物發酵，將發酵產物按照不同比列添加于豬飼料中，結果表明，飼料中補充200~400g/t 的中草藥發酵物可有效改善生長豬的飼料養分利用率；補充400~800g/t 的中草藥發酵物可顯著提高胰臟和十二指腸消化酶活性。因此，400g/t 為中草藥發酵物在生長豬飼料中最合適的添加量，生長實踐中考慮到經濟效益因素，建議添加200~400g/t 為宜。王彩玲等（2011）研究蟲草真菌和益母草、淫羊藿等中草藥聯用發酵后對母豬繁殖性能的影響，結果表明，對正常母豬來說，蟲草真菌發酵中草藥能夠顯著縮短母豬斷奶至發情間隔，降低乏情率，提高產仔數和產活仔數。對乏情母豬來說，注射孕馬血清與蟲草真菌發酵中草藥協同作用，能夠有效刺激其發情，提高窩均產仔數和產活仔數。劉春輝（2012）采用產朊假絲酵母對陳皮、肉桂、花椒、丁香等中草藥復方進行固體發酵，對發酵前后的中草藥復方分別飼喂育肥豬，結果發現發酵后的復方中草藥組具有促進商品豬采食量，提高日增重，降低料肉比的作用，并可有效改善育肥豬的屠宰性能，顯著增加肌內脂肪含量，延緩屠宰后肌肉的pH 值的下降速度，改善了豬肉品質。李國忠等（2012）研究發酵黃芩對斷奶仔豬免疫功能的影響，結果表明，發酵黃芪組免疫球蛋白的含量高于空白對照組，IgA、IgG、IgM、TNF-α、IL-4 等指標較空白組有較大提高。王麗輝（2007）研究發現，中草藥與益生素聯合使用效果優于中草藥單獨使用，聯合使用組的飼料專戶率提高，腹瀉率降低，血清球蛋白含量提高。

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3.2 微生物發酵中草藥在雞生產中的應用

韓春楊等（2005）采用HPLC 法分析中草藥制劑（黃芪、黨參、茯苓、山楂、麥芽和白術）發酵前后成分的變化，發現中草藥中的一些成分經過發酵后含量增加1-4 倍，并且產生了某些新的特征吸收峰，同時發酵前的幾個特征吸收峰消失，表明微生物在發酵過程中可能將其利用、分解成為其他新的化合物。肉雞飼喂試驗結果顯示，中草藥發酵制劑組抗新城疫病毒的抗體效價、免疫器官指數、血細胞中RBC 數量均高于未發酵制劑組，差異顯著（P<0.05），且飼料利用率比未發酵制劑組明顯提高。劉觀忠等（2011）研究中草藥（黃芪、貫眾、板藍根、何首烏、山楂、女貞子、艾葉）及發酵中草藥制劑對肉仔雞血液生化指標的影響，結果表明發酵中草藥組仔雞的平均采食量和平均體重均高于中草藥組；發酵中草藥組中尿酸含量、尿素氮和肌酐含量均低與對照組；發酵中草藥組仔雞血液總膽紅素含量高于中草藥組和對照組，總之，無論從生產性能還是對生化指標的影響上，發酵中草藥組在肉仔雞的使用效果均優于中草藥組。

3.3 微生物發酵中草藥在奶牛生產中的應用

中草藥具有毒副作用小，不產生抗藥性等特點，奶牛長期合理使用，不產生藥物殘留。目前主要是用于奶牛乳房炎、子宮內膜炎、抗熱應激等的治療。趙政等（2008）研究發現，將黨參、黃芪、通草、王不留行、甘草、金銀花、蒼術、板藍根等組成的中草藥添加劑加入奶牛飼料中，可改善飼料的營養成分及結構，使之得到更加充分地吸收，從而提高飼料的利用率和奶牛的生產性能，提高泌乳奶牛產奶量及抗熱應激能力，并能有效減少奶牛乳房炎等疾病的發病率，提高生產的經濟效益。張振國等（2010）采用主要成分為蒲公英和金銀花的中草藥乳房灌注劑治療奶牛臨床型乳房炎，有效率和治愈率分別為100.00％和90.91％，遠高于西藥頭孢唑林鈉組的72.22％和66.67％。

中草藥制劑在奶牛乳房炎的防治方面發揮了重要作用，能促進乳腺上皮細胞增殖，加強乳腺代謝活動，提高奶牛產乳性能。目前，中草藥與微生態制劑聯合使用，治療奶牛繁殖障礙疾病的研究越來越多。奶牛子宮內膜炎在一定程度上是由于產后子宮黏膜免疫遭到破壞，微生態菌群平衡被打破，許多中草藥復方在一定程度上可以抑制有害菌生長，促進有益菌繁殖；如果此時配入合適的微生態制劑，可以使子宮內菌群快速恢復健康狀態。益母草、當歸、川芎、桃仁、甘草等中草藥，可用于治療活血祛瘀，溫經止痛，專治奶牛氣血不足、產后胎衣滯留、惡露不盡、難孕、低熱、產后子宮疾病等（宋元振等，2012）。陳現偉（2007）利用大青葉、大黃、明礬、益母草、紅花、柴胡、苦參、蛇床子、甘草9 味中草藥組方，并經煎制制取的復方中草藥奶牛子宮灌注液對所有致病菌均具有較好抑菌效果，顯著優于復方中草藥內服制劑（P＜0.05），經臨床治療試驗發現以復方中草藥子宮灌注液制劑的臨床治療效果最好，有效率100%，治愈率為80%。郭新堂（2005）使用微生態制劑預防、治療子宮內膜炎和胎衣不下有顯著效果，治療有效率在100%，治愈率在95%以上。

中草藥和微生態制劑在治療奶牛子宮內膜炎上均取得了良好的效果，但是中草藥與微生態制劑聯用治療奶牛子宮內膜炎的研究較少，隨著中草藥和微生態學研究的不斷深入，中草藥與微生態制劑的聯用將發揮越來越重要的作用。中草藥飼喂反芻動物后經過了瘤胃或者盲腸的微生物發酵，如果某些中草藥物在雞、鼠等單胃動物上應用效果不太好而在牛、羊等反芻動物上療效明顯，則可考慮是否因微生物的存在引起了中草藥的發酵作用（陳娟娟，2007）。借鑒中草藥在反芻動物上的應用效果，進行微生物發酵中草藥方面的研究。

3.4 微生物發酵中草藥在水產養殖中的應用

劉鴻艷等（2010）在飼料中加入中草藥發酵提取物飼喂斑點叉尾鮰，可以顯著提高魚的增重率、蛋白質利用效率和降低飼料系數（P<0.05），添加750~1 000g/kg 提取物可顯著提高魚體肥滿度，達6.06%~12.12%（P<0.05），內臟與體重比及肝胰臟與體重比較對照組則顯著下降（P<0.05）；同時，檢測到前中腸脂肪酶和蛋白酶活性顯著增強（P<0.05）。綜上可知，在斑點叉尾鮰飼料中添加中草藥發酵提取物，可以較好地促進斑點叉尾鮰生長，并在一定程度上提高魚品質。于明超等（2010）在飼料中添加芽孢桿菌和中草藥制劑研究其對凡納賓對蝦生長及腸道菌群的影響，結果表明，飼料中添加中草藥和芽孢桿菌促進了對蝦的生長，且共同添加的效果好于單獨添加，它們的使用改變了腸道細菌的數量和組成。中草藥和益生菌的聯合使用，可以相互協同，更好地發揮發用。

4 ·總結

微生物發酵中草藥能夠增加中草藥有效成分的利用率，提高藥效；利用微生物體內的豐富酶系，修飾中草藥活性成分，產生新藥效物質；具有降低中草藥的毒副作用，節約資源，保護環境等優勢作用。利用有益微生物發酵中草藥而制得集“中草藥、酶制劑、益生素”為一體的飼料添加劑，將以其“高效、量少、綠色、安全、無殘留”等優勢，有力推動和促進畜牧水產業的健康發展。目前，我國微生物發酵中草藥的研究還處在初始階段，還有許多問題亟待解決，如中草藥發酵最優菌種的篩選以及該菌種發酵工藝的摸索等。微生物在發酵中草藥過程中產生新的次生活性物質的成分、含量及其作用機制等均不清楚，尚需進一步研究。此外，隨著生物技術的發展，基因工程技術改良微生物的基因組序列來提高其發酵能力等新的技術手段被廣泛應用。隨著畜牧水產業的快速發展，微生物發酵中草藥將以其獨特的優勢，為我國的綠色養殖、生態養殖、健康養殖提供一條可持續性發展的好途徑。

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