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發(fā)酵中草藥在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)展
摘 要:中草藥用于防治疾病已有幾千年的歷史,但存在生物活性成分復(fù)雜、難吸收、藥性緩和、見效慢等問題。通過發(fā)酵可增強(qiáng)藥效、產(chǎn)生新的活性成分、改善適口性,降低毒副作用,提升中草藥的使用效果。本文從發(fā)酵中草藥概況、優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用現(xiàn)狀等方面進(jìn)行綜述,為發(fā)酵中草藥在畜禽養(yǎng)殖中的研究和應(yīng)用提供參考。
關(guān)鍵詞:中草藥;發(fā)酵;養(yǎng)殖;應(yīng)用
微生物發(fā)酵是中草藥炮制的重要手段之一,《本草綱目》記載:“古人用曲,即造酒之曲,其氣味甘溫,性專消導(dǎo),行脾胃滯氣,散臟腑風(fēng)冷。神曲乃后人專造,以供藥用,力倍于酒曲”。雖然中草藥微生物發(fā)酵歷史悠久,但由于對(duì)發(fā)酵的認(rèn)識(shí)不足和制備工藝的落后,限制了傳統(tǒng)發(fā)酵中草藥的推廣應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,發(fā)酵中草藥的制備工藝得以進(jìn)步,發(fā)酵中草藥的種類亦隨之?dāng)U展,采用種屬明確的純菌種和復(fù)合菌種對(duì)中草藥進(jìn)行發(fā)酵,于近幾十年逐漸發(fā)展、興起,其重要性受到越來越多的重視和關(guān)注。
1發(fā)酵中草藥概述
中草藥發(fā)酵與白酒、食醋、豆瓣醬等食品發(fā)酵的作用機(jī)理基本相似,都是運(yùn)用特定環(huán)境中的微生物和酶在一定條件下,促使中草藥通過發(fā)酵產(chǎn)生“變化”,產(chǎn)生新的或更強(qiáng)的功效,如片仔癀的主要成分是發(fā)酵后的三七。傳統(tǒng)的中草藥發(fā)酵通常采用固態(tài)發(fā)酵技術(shù),使用天然環(huán)境菌株在非精確控制的條件下,完成發(fā)酵過程,發(fā)酵終點(diǎn)??拷?jīng)驗(yàn)判斷。傳統(tǒng)發(fā)酵中草藥的有效性和安全性具有一定的不穩(wěn)定性,這可能是由于菌株純度不高且特異性不強(qiáng)、發(fā)酵條件不可控、缺乏標(biāo)準(zhǔn)化工藝設(shè)備和合理的監(jiān)測(cè)指標(biāo)等。與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)相比,現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù),是在繼承了傳統(tǒng)中藥炮制方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合了微生態(tài)學(xué)、生物工程學(xué)、發(fā)酵工程技術(shù)等學(xué)科,形成的中藥現(xiàn)代化制藥新技術(shù)。目前中藥發(fā)酵的研究已從單味藥發(fā)展到復(fù)方藥,且現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術(shù)能更大程度的改變藥性,提高藥效,降低毒副作用,擴(kuò)大適應(yīng)癥。
2.發(fā)酵中草藥的優(yōu)勢(shì)
2.1提高有效成分含量,增強(qiáng)藥效
中草藥大多源于藥用植物,其藥效成分一般位于細(xì)胞內(nèi),植物細(xì)胞具有堅(jiān)韌的細(xì)胞壁,不利于有效成分的溶出和提取,在中草藥發(fā)酵過程中,微生物通過發(fā)酵產(chǎn)生木質(zhì)素酶、纖維素酶和果膠酶等多種降解酶,可促使植物細(xì)胞壁裂解,提高細(xì)胞壁通透性,促進(jìn)中草藥有效成分釋放。有研究發(fā)現(xiàn),通過對(duì)當(dāng)歸、黃芪等中草藥進(jìn)行發(fā)酵,總黃酮、多糖及總生物堿的平均含量顯著升高,這表明中草藥經(jīng)發(fā)酵可明顯提升活性物質(zhì)的含量[1]。劉洋等[2]對(duì)王不留行和益母草利用益生菌發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)可溶性活性成分如黃酮、生物堿、多糖和皂苷得到了顯著提高。杜晨暉等[3]利用釀酒酵母對(duì)葛根芩連湯進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)葛根芩連湯的總黃酮含量分別提高了32.90%和30.20%,總生物堿含量分別提高了24.91%和30.89%。高勝美等[4]對(duì)神曲發(fā)酵前后的化學(xué)成分進(jìn)行了系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn),發(fā)酵后的神曲中有25個(gè)化學(xué)成分顯著增加,其中包括具有抗炎及抗氧化等生理活性的阿魏酸、原兒茶酸及十八碳烯酸等成分,并產(chǎn)生了新的化合物3,4,5-三甲氧基苯甲酸。
2.2 產(chǎn)生新的活性成分
微生物具有強(qiáng)大的分解轉(zhuǎn)化能力,其生長(zhǎng)代謝過程中會(huì)產(chǎn)生豐富的代謝產(chǎn)物,如酶類、肽類等活性成分,可使藥物成分分解轉(zhuǎn)化,形成新的化合物,產(chǎn)生新的功效,這些新的化合物更易被機(jī)體吸收,其藥理活性得到更大程度的發(fā)揮。張媛媛等[5]報(bào)道,采用凝結(jié)芽孢桿菌發(fā)酵三七葉茶后可顯著提高總皂苷含量,最高可達(dá)373.7mg/g,抗氧化活性顯著增強(qiáng),揮發(fā)性成分種類由63種增加到86種,新產(chǎn)生了肉豆蔻酸甲酯、山梨醇、α-紫羅蘭酮、肉桂酸、葉綠醇等成分。李國紅等[6]報(bào)道,利用枯草芽孢桿菌發(fā)酵三七須根,產(chǎn)生了一種化合物人參皂苷Rh4,該化合物在三七原料中并未檢出,表明該化合物是在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的新活性成分。張棟健等[7]通過將枳殼飲片進(jìn)行發(fā)酵,利用超高效液相色譜法(UPLC)進(jìn)行分析,觀察到兩個(gè)新的特征吸收峰,這兩個(gè)峰對(duì)應(yīng)的化合物分別是圣草酚-7-O-葡萄糖苷和橙皮素-7-O-葡萄糖苷,是兩種新的葡萄糖苷成分。
2.3 降低毒副作用,改善適口性
中醫(yī)常說“是藥三分毒”,在使用中草藥緩解病狀的同時(shí),其附帶的毒性也會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不利影響。中草藥發(fā)酵在一定程度上可以減弱毒性甚至完全消除,在發(fā)酵過程中微生物和酶可以將中草藥的毒性物質(zhì)進(jìn)行分解,從而減緩、消除毒性[8]。雷公藤具有較強(qiáng)的祛風(fēng)濕、活血通絡(luò)之功,為治風(fēng)濕頑痹要藥,但其對(duì)機(jī)體多組織器官系統(tǒng)的毒性作用,限制了臨床應(yīng)用。莊毅等[9]利用真菌對(duì)雷公藤進(jìn)行發(fā)酵處理,有效緩解了雷公藤的毒性并保持了藥效。馬錢子是一種應(yīng)用廣泛的中草藥,具有疏通脈絡(luò)、消腫止痛等功效,同時(shí)也有強(qiáng)烈的毒性,因此,必先處理減毒后方可使用,馬錢子經(jīng)朱紅栓菌發(fā)酵后,其半數(shù)致死量(LD50)顯著升高,表明馬錢子發(fā)酵后的毒性大幅降低[10]。
中草藥雖來源廣泛,但大多存在口感、氣味較差的缺點(diǎn),傳統(tǒng)炮制方法亦不能有效改善,而使用微生物發(fā)酵中草藥,能夠產(chǎn)生醇、酯、酸等風(fēng)味物質(zhì),極大改善中草藥產(chǎn)品的口感和風(fēng)味。黃精具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰,健脾,潤(rùn)肺,益腎功能,使用枯草芽孢桿菌對(duì)黃精進(jìn)行發(fā)酵后,可去除生品刺激性和麻舌感,增加甜味和香氣,大幅提升適口性[11]。
3.發(fā)酵中草藥在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用
3.1 防治疾病,促進(jìn)動(dòng)物健康
發(fā)酵中草藥具有防止病原菌感染、提高動(dòng)物免疫力,促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道菌群等作用,可降低養(yǎng)殖成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、減少環(huán)境污染[12]。有研究顯示,飼糧中添加中草藥與抗生素對(duì)照組相比,能提高育肥豬的血清免疫球蛋白含量[13]。利用發(fā)酵復(fù)方中草藥制劑飼喂圍產(chǎn)期湖羊母羊,與對(duì)照組相比,顯著減少了母羊圍產(chǎn)期的相關(guān)患病率[14]。在海蘭灰蛋雞飼糧中加入經(jīng)枯草芽孢桿菌發(fā)酵處理的黨參、白術(shù)、茯苓等中草藥,蛋雞的禽流感和新城疫的抗體水平有效提升,并提升了蛋雞的抗病能力[15]。以上結(jié)果顯示,發(fā)酵中草藥可提高畜禽的免疫機(jī)能,對(duì)動(dòng)物健康具有促進(jìn)作用。
3.2 提高生產(chǎn)性能
中草藥含有多種活性物質(zhì)和營養(yǎng)成分,能夠增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體新陳代謝,改善機(jī)體微循環(huán),促進(jìn)蛋白質(zhì)和酶的合成,進(jìn)而改善畜禽的生產(chǎn)性能[16]。高遵波等[17]研究發(fā)現(xiàn),使用發(fā)酵中草藥飼喂二元雜交母豬,可顯著縮短母豬分娩時(shí)間,顯著提高仔豬初生重、斷奶重和平均日增重,極顯著提高仔豬斷奶窩重,從而改善母豬的繁殖性能。大量研究證實(shí),在養(yǎng)豬生產(chǎn)中,使用發(fā)酵中草藥可以提高仔豬的采食量,降低料肉比,改善育肥豬的屠宰性能,促進(jìn)母豬的繁殖性能[18]。在肉雞生產(chǎn)中的研究顯示,使用發(fā)酵中草藥可以顯著降低肉雞的發(fā)病率和死亡率,提高成活率,提高日增重、出欄重和飼料轉(zhuǎn)化率[19]。張春杰等[20]使用發(fā)酵中草藥飼喂蛋雞,發(fā)現(xiàn)蛋雞的死淘率極顯著下降,破蛋率顯著降低,料蛋比有降低趨勢(shì),哈氏單位極顯著提高,并且改善了蛋形指數(shù)、蛋殼厚度和蛋殼重。以上結(jié)果表明,發(fā)酵中草藥可提升動(dòng)物生產(chǎn)性能和養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益。
3.3 改善畜產(chǎn)品品質(zhì)
在畜禽飼料中使用發(fā)酵中草藥,可有效提升畜產(chǎn)品的品質(zhì)。隋明等[21]研究表明,“杜×長(zhǎng)×大”三元育肥豬使用發(fā)酵中草藥,可顯著提高瘦肉率,顯著降低背膘厚度、眼肌面積,改善育肥豬的胴體品質(zhì)。在松遼黑豬日糧中添加發(fā)酵中草藥,能夠降低背膘厚度,提高熟肉率,改善豬肉品質(zhì),提高營養(yǎng)價(jià)值[22]。吳道義等[23]報(bào)道,日糧中添加發(fā)酵中草藥飼喂育肥肉牛,顯著提高了牛肉的系水力、剪切力、大理石評(píng)分和粗脂肪含量。許棟等[24]研究顯示,使用發(fā)酵中草藥飼喂蛋雞,可顯著提高蛋殼強(qiáng)度、血清總蛋白、血清白蛋白、血清球蛋白、血清鈣含量及肝臟高密度脂蛋白含量,極顯著降低蛋白比例、蛋黃膽固醇含量和肝臟總膽固醇含量,并顯著降低低密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯含量及肝臟指數(shù),從而改善蛋品質(zhì)和脂類代謝。
4.展望
發(fā)酵中草藥一直以來都是中醫(yī)藥領(lǐng)域中不可或缺的重要組成部分,中草藥經(jīng)過發(fā)酵后有效成分易于吸收、快速到達(dá)血液、藥效明顯提高、分解毒性、提高動(dòng)物免疫力,在動(dòng)物養(yǎng)殖行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。目前,中草藥發(fā)酵仍處于初級(jí)階段,仍需進(jìn)一步加強(qiáng)發(fā)酵菌種的篩選、多種菌種混合發(fā)酵工藝的研究、發(fā)酵后產(chǎn)物的分離純化以及科學(xué)有效地評(píng)價(jià)發(fā)酵中草藥的產(chǎn)品質(zhì)量、安全性和作用機(jī)制等理論研究和應(yīng)用工作。相信隨著生物發(fā)酵技術(shù)和工藝的不斷進(jìn)步,以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的健全,發(fā)酵中草藥一定會(huì)在健康養(yǎng)殖和畜牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展上作出更大的貢獻(xiàn)。
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