益生微生物发酵中草药在畜牧水产养殖中的应用_微生物专业知识_微生物知识

益生微生物发酵中草药在畜牧水产养殖中的应用

2019-07-20 21:05:47 点击：

随着抗生素的滥用及畜产品药物残留问题的日益严重，食品安全问题日益受到人们的关注。中草药以其“安全、绿色、无残留”的优势成为大家研究的焦点，中草药、酶制剂和益生素等成为取代抗生素的替代品。利用一些有益微生物发酵中草药而制得的集“中草药、酶制剂、益生素”为一体的饲料添加剂，将会更加有力地推动畜牧水产业的健康发展。

1· 微生物发酵中草药的概念

微生物发酵中草药历史悠久，也是传统中草药加工炮制的重要方法之一。微生物菌群在生长代谢过程中能产生纤维素酶、木质素酶、脂酶等多种酶类，同时具有氧化、酯化、甲基化、羟基化、还原化等多种生物转化能力。中草药中含有蛋白质、糖、脂肪、氨基酸、维生素、微量元素、有机酸类、酶类、生物碱、多糖、甙类、鞣质等多种营养物质。微生物发酵中草药是将现代微生物与中草药研究相结合，将中草药以优选的肠道益生菌菌群中一种或几种、一株或几株益生菌为菌种，在适宜的环境条件下，对中草药有效成分进行生物学转化，将中草药中的大分子物质转化成为能够被动物体肠道直接吸收的小分子物质，使中草药成为快速吸收、定量疗效的新型药物（王延年，2010）。

2· 微生物发酵中草药的特点

2.1 增加中草药有效成分的利用率，提高药效

微生物自身存在着丰富的酶系，在温和条件下具有强大的分解转化能力。微生物发酵中草药能够增加中草药有效成分的利用率，提高中草药的药效。

王尊生等（2005）研究发现，冬虫夏草发酵粉中3′-脱氧腺苷和甘露醇的含量明显高于冬虫夏草籽实体中相应成分的含量，各种氨基酸的含量和水平与冬虫夏草籽实体中相应氨基酸的含量和水平相当，虫草发酵粉中的其他化学相应成分基本一致，证明了发酵能提高冬虫夏草的药效。经福建中医学院测定，发酵的黄芪所含的黄芪多糖是普通煎、煮、熬水提法的5.04~0.365 倍。卫生部药品检验所试验表明，发酵中草药只需要1/28的量，便可与一般煎、煮、熬水提物一份的量发挥同等的药效（李国忠等，2011）。六味地黄是祖国的传统方剂，主要成分为熟地、山萸肉、山药、泽泻、丹皮和茯苓，六味地黄发酵液对小鼠肝癌H22 的生长具有显著抑制作用（P<0.05），而六味地黄煎剂无明显抑肿瘤作用；六味地黄发酵液和六味地黄煎剂对环磷酰胺造成的小鼠骨髓抑制，均有升高外周血白细胞的作用（P<0.01）（董玫等，2002）。

2.2 降低药物毒副作用

利用微生物对有毒中草药进行降解和转化，可以降低药物毒性、增强其功效。

2.3 修饰中草药活性成分，产生新药效物质

中草药活性成分一般结构复杂，常有多个不对称碳原子，利用化学反应来进行结构修饰存在得出率低、反应专一性差、副产物多等缺点。微生物转化的本质是利用微生物生长代谢过程中产生的酶对特定底物进行结构修饰的化学反应，具有区域和立体选择性强、反应条件温和、操作简单、成本较低、公害少等优点。微生物以中草药中的一些有效成分为前体，经微生物代谢形成新的化合物，或由微生物的次生代谢产物与中草药中的成分发生反应形成新的化合物，改变了药物原有的性能。

2.4 益生菌与中草药协同作用

用于发酵的微生物都是经过筛选的对动物体有益的菌种，如双歧杆菌、乳酸菌、芽孢杆菌、酵母菌等，它们本身就具有保健功能，如促进机体的生长发育，提高机体免疫力，在动物肠道内产生消化酶、酸类等物质，维护机体胃肠道的微生态菌群平衡等。正常畜禽机体的消化系统，尤其是肠道内的有益菌与有害菌处在一个动态平衡中。天然中草药中含有蛋白质、糖、脂肪、氨基酸、维生素、微量元素、有机酸类、酶类、生物碱、多糖、甙类、鞣质等多种营养物质和促生长活性物质。益生菌和中草药在防病促生长方面是相辅相成的。中草药可以促进益生菌的增殖，益生菌也可以促进中草药的吸收和利用。微生物发酵后的中草药，能通过对动物机体的整体调节和激发机体一切抗菌的积极因素，即非特异性免疫抗菌因子，在动物机体内全方位杀灭病原菌，同时不产生抗药性。蔡春辉（2008）的研究结果表明，芽饱杆菌和具有一定抗菌作用的中草药联合起来饲养动物与单独添加芽抱杆菌和中草药相比，其日增重和饲料转化率都有所提高，从此可以看出，两者具有协同作用。

2.5 节约药源，保护环境

发酵后的中草药，因疗效增强，故可以减少用量，从而降低原料药的成本。另外，也能间接地保护中草药资源，降低由于过度采摘而导致灭绝的危险。目前，中药药渣用于栽培食用菌、饲料添加剂、发酵生产等。佘红等（2006）利用小柴胡汤的药渣栽培金针菇，药渣成分为人参、大枣、甘草、生姜、半夏、柴胡、黄芪，结果表明，用棉壳50%、药渣25%、麸皮25%栽培金针菇、菌丝长势旺盛。焦巧芳（2010）以黄芪药渣为研究材料，从采集到的样品中筛选出具有高效破解植物细胞壁功能的微生物菌株，并通过微生物发酵处理使中草药渣中更多的有效成分和营养物质得到释放，提高其利用率。秦俊哲等（2005）用中草药渣为主要培养基质代替传统原料进行灵芝固体发酵，发现其固体菌丝中多糖含量为籽实体含量的2.4 倍，氨基酸是籽实体中含量的2 倍以上，多糖和氨基酸是灵芝的主要活性成分，这种发酵方法不仅提高了中草药活性成分的含量，提高了药效，而且采用药渣为原料廉价易得，节约了药用资源。

3· 微生物发酵中草药在畜牧水产养殖中的应用

3.1 微生物发酵中草药在猪生产中的应用

鲁娜等（2010）以羊红膻、天青地白等为发酵基质，利用双歧杆菌、乳杆菌等多菌种进行生物发酵，将发酵产物按照不同比列添加于猪饲料中，结果表明，饲料中补充200~400g/t 的中草药发酵物可有效改善生长猪的饲料养分利用率；补充400~800g/t 的中草药发酵物可显著提高胰脏和十二指肠消化酶活性。因此，400g/t 为中草药发酵物在生长猪饲料中最合适的添加量，生长实践中考虑到经济效益因素，建议添加200~400g/t 为宜。王彩玲等（2011）研究虫草真菌和益母草、淫羊藿等中草药联用发酵后对母猪繁殖性能的影响，结果表明，对正常母猪来说，虫草真菌发酵中草药能够显著缩短母猪断奶至发情间隔，降低乏情率，提高产仔数和产活仔数。对乏情母猪来说，注射孕马血清与虫草真菌发酵中草药协同作用，能够有效刺激其发情，提高窝均产仔数和产活仔数。刘春辉（2012）采用产朊假丝酵母对陈皮、肉桂、花椒、丁香等中草药复方进行固体发酵，对发酵前后的中草药复方分别饲喂育肥猪，结果发现发酵后的复方中草药组具有促进商品猪采食量，提高日增重，降低料肉比的作用，并可有效改善育肥猪的屠宰性能，显著增加肌内脂肪含量，延缓屠宰后肌肉的pH 值的下降速度，改善了猪肉品质。李国忠等（2012）研究发酵黄芩对断奶仔猪免疫功能的影响，结果表明，发酵黄芪组免疫球蛋白的含量高于空白对照组，IgA、IgG、IgM、TNF-α、IL-4 等指标较空白组有较大提高。王丽辉（2007）研究发现，中草药与益生素联合使用效果优于中草药单独使用，联合使用组的饲料专户率提高，腹泻率降低，血清球蛋白含量提高。

【视频】肉猪养殖饲料中添加部分发酵饲料或发酵中药效果好

3.2 微生物发酵中草药在鸡生产中的应用

韩春杨等（2005）采用HPLC 法分析中草药制剂（黄芪、党参、茯苓、山楂、麦芽和白术）发酵前后成分的变化，发现中草药中的一些成分经过发酵后含量增加1-4 倍，并且产生了某些新的特征吸收峰，同时发酵前的几个特征吸收峰消失，表明微生物在发酵过程中可能将其利用、分解成为其他新的化合物。肉鸡饲喂试验结果显示，中草药发酵制剂组抗新城疫病毒的抗体效价、免疫器官指数、血细胞中RBC 数量均高于未发酵制剂组，差异显著（P<0.05），且饲料利用率比未发酵制剂组明显提高。刘观忠等（2011）研究中草药（黄芪、贯众、板蓝根、何首乌、山楂、女贞子、艾叶）及发酵中草药制剂对肉仔鸡血液生化指标的影响，结果表明发酵中草药组仔鸡的平均采食量和平均体重均高于中草药组；发酵中草药组中尿酸含量、尿素氮和肌酐含量均低与对照组；发酵中草药组仔鸡血液总胆红素含量高于中草药组和对照组，总之，无论从生产性能还是对生化指标的影响上，发酵中草药组在肉仔鸡的使用效果均优于中草药组。

3.3 微生物发酵中草药在奶牛生产中的应用

中草药具有毒副作用小，不产生抗药性等特点，奶牛长期合理使用，不产生药物残留。目前主要是用于奶牛乳房炎、子宫内膜炎、抗热应激等的治疗。赵政等（2008）研究发现，将党参、黄芪、通草、王不留行、甘草、金银花、苍术、板蓝根等组成的中草药添加剂加入奶牛饲料中，可改善饲料的营养成分及结构，使之得到更加充分地吸收，从而提高饲料的利用率和奶牛的生产性能，提高泌乳奶牛产奶量及抗热应激能力，并能有效减少奶牛乳房炎等疾病的发病率，提高生产的经济效益。张振国等（2010）采用主要成分为蒲公英和金银花的中草药乳房灌注剂治疗奶牛临床型乳房炎，有效率和治愈率分别为100.00％和90.91％，远高于西药头孢唑林钠组的72.22％和66.67％。

中草药制剂在奶牛乳房炎的防治方面发挥了重要作用，能促进乳腺上皮细胞增殖，加强乳腺代谢活动，提高奶牛产乳性能。目前，中草药与微生态制剂联合使用，治疗奶牛繁殖障碍疾病的研究越来越多。奶牛子宫内膜炎在一定程度上是由于产后子宫黏膜免疫遭到破坏，微生态菌群平衡被打破，许多中草药复方在一定程度上可以抑制有害菌生长，促进有益菌繁殖；如果此时配入合适的微生态制剂，可以使子宫内菌群快速恢复健康状态。益母草、当归、川芎、桃仁、甘草等中草药，可用于治疗活血祛瘀，温经止痛，专治奶牛气血不足、产后胎衣滞留、恶露不尽、难孕、低热、产后子宫疾病等（宋元振等，2012）。陈现伟（2007）利用大青叶、大黄、明矾、益母草、红花、柴胡、苦参、蛇床子、甘草9 味中草药组方，并经煎制制取的复方中草药奶牛子宫灌注液对所有致病菌均具有较好抑菌效果，显著优于复方中草药内服制剂（P＜0.05），经临床治疗试验发现以复方中草药子宫灌注液制剂的临床治疗效果最好，有效率100%，治愈率为80%。郭新堂（2005）使用微生态制剂预防、治疗子宫内膜炎和胎衣不下有显著效果，治疗有效率在100%，治愈率在95%以上。

中草药和微生态制剂在治疗奶牛子宫内膜炎上均取得了良好的效果，但是中草药与微生态制剂联用治疗奶牛子宫内膜炎的研究较少，随着中草药和微生态学研究的不断深入，中草药与微生态制剂的联用将发挥越来越重要的作用。中草药饲喂反刍动物后经过了瘤胃或者盲肠的微生物发酵，如果某些中草药物在鸡、鼠等单胃动物上应用效果不太好而在牛、羊等反刍动物上疗效明显，则可考虑是否因微生物的存在引起了中草药的发酵作用（陈娟娟，2007）。借鉴中草药在反刍动物上的应用效果，进行微生物发酵中草药方面的研究。

3.4 微生物发酵中草药在水产养殖中的应用

刘鸿艳等（2010）在饲料中加入中草药发酵提取物饲喂斑点叉尾鮰，可以显著提高鱼的增重率、蛋白质利用效率和降低饲料系数（P<0.05），添加750~1 000g/kg 提取物可显著提高鱼体肥满度，达6.06%~12.12%（P<0.05），内脏与体重比及肝胰脏与体重比较对照组则显著下降（P<0.05）；同时，检测到前中肠脂肪酶和蛋白酶活性显著增强（P<0.05）。综上可知，在斑点叉尾鮰饲料中添加中草药发酵提取物，可以较好地促进斑点叉尾鮰生长，并在一定程度上提高鱼品质。于明超等（2010）在饲料中添加芽孢杆菌和中草药制剂研究其对凡纳宾对虾生长及肠道菌群的影响，结果表明，饲料中添加中草药和芽孢杆菌促进了对虾的生长，且共同添加的效果好于单独添加，它们的使用改变了肠道细菌的数量和组成。中草药和益生菌的联合使用，可以相互协同，更好地发挥发用。

4 ·总结

微生物发酵中草药能够增加中草药有效成分的利用率，提高药效；利用微生物体内的丰富酶系，修饰中草药活性成分，产生新药效物质；具有降低中草药的毒副作用，节约资源，保护环境等优势作用。利用有益微生物发酵中草药而制得集“中草药、酶制剂、益生素”为一体的饲料添加剂，将以其“高效、量少、绿色、安全、无残留”等优势，有力推动和促进畜牧水产业的健康发展。目前，我国微生物发酵中草药的研究还处在初始阶段，还有许多问题亟待解决，如中草药发酵最优菌种的筛选以及该菌种发酵工艺的摸索等。微生物在发酵中草药过程中产生新的次生活性物质的成分、含量及其作用机制等均不清楚，尚需进一步研究。此外，随着生物技术的发展，基因工程技术改良微生物的基因组序列来提高其发酵能力等新的技术手段被广泛应用。随着畜牧水产业的快速发展，微生物发酵中草药将以其独特的优势，为我国的绿色养殖、生态养殖、健康养殖提供一条可持续性发展的好途径。