益生菌與中草藥協(xié)同作用及其在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

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(1.吉林大學(xué) 動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130062；2.河南后羿實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司,河南 鄭州 625014；3.河南科技大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023)

長(zhǎng)期以來(lái)，中草藥的有效成分含量低、藥效不理想、成分復(fù)雜、有一定的毒副作用等問(wèn)題阻礙了中草藥的快速發(fā)展。研究表明，微生物對(duì)中草藥發(fā)酵可以提高藥效、改變藥性、降低毒副作用等，如片仔癀、沉香曲、建神曲、半夏曲、淡豆豉等均是通過(guò)自然界天然菌種發(fā)酵而形成的藥物，產(chǎn)生了新的藥理活性。益生菌是生命機(jī)體長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的對(duì)宿主有益的活性微生物，定植于機(jī)體消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等與外界相通的體腔中，能改善宿主微生態(tài)平衡，發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能[1-2]。目前，常用的益生菌主要包括乳酸桿菌、雙歧桿菌、糞腸球菌以及酵母菌、酪酸梭菌、芽孢桿菌等。益生菌和中草藥在動(dòng)物的疫病防治、提高機(jī)體免疫力以及促生長(zhǎng)等方面有相得益彰的協(xié)同作用。利用益生菌發(fā)酵中草藥不但可避免潛在致病菌的感染，而且還具有催化中藥有效成分的作用，產(chǎn)生新的活性化合物。利用益生菌有目的地發(fā)酵中草藥已成為人類及畜禽藥物的研究熱點(diǎn)[3-4]。

1　益生菌與中草藥協(xié)同作用的特點(diǎn)

1.1　中草藥提高益生菌代謝功能，產(chǎn)生新的活性物質(zhì)

益生菌在正常的新陳代謝過(guò)程中可分泌幾十種胞外酶，如纖維素酶、蛋白酶、果膠酶、淀粉酶等，同時(shí)具有氧化、甲基化、酯化、還原等多種生物轉(zhuǎn)化能力。這些胞外酶可將中草藥轉(zhuǎn)化形成新的活性成分。同時(shí)，益生菌在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中產(chǎn)生的多種次生代謝產(chǎn)物也具有藥物的良好功效。

近十年來(lái)的研究表明，許多中草藥[5-6]發(fā)揮著益生元作用，對(duì)益生菌和腸道有益菌具有促生長(zhǎng)作用，特別是黃芪、甘草等補(bǔ)中益氣類中草藥。中草藥中除含有大量具有不同藥理作用的生物活性成分外，還含有蛋白質(zhì)、微量元素、維生素等多種營(yíng)養(yǎng)成分，為益生菌的生長(zhǎng)繁殖、新陳代謝提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，增加腸道益生菌如雙歧桿菌、乳酸菌、糞腸球菌等的種類和數(shù)量，對(duì)維持動(dòng)物機(jī)體微生態(tài)平衡發(fā)揮著關(guān)鍵作用。中草藥的益生元作用機(jī)理明顯優(yōu)于寡糖、果膠等益生元。中草藥成分中的蛋白質(zhì)、微量元素、維生素等多種營(yíng)養(yǎng)成分能促進(jìn)腸道有益菌的快速增殖，抑制有害菌的生長(zhǎng)和增殖，甚至還能抑制或殺滅有害菌，為益生菌的增殖掃清障礙，進(jìn)一步促進(jìn)腸道有益菌生長(zhǎng)，具有藥理和益生元的雙重作用。而寡糖、果膠等益生元不但對(duì)腸道有益菌有促進(jìn)生長(zhǎng)作用，對(duì)有害菌也有促進(jìn)作用。

1.2　益生菌降解中草藥細(xì)胞屏障，提高有效組分的含量

中草藥中含有果膠、纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)物。益生菌發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的果膠酶、淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶等胞外酶可使中草藥的細(xì)胞壁降解，除去淀粉、果膠、蛋白酶等成分，使中草藥有效成份順利擴(kuò)散到提取介質(zhì)中，提高生物活性物質(zhì)溶出率。而且，中草藥大多數(shù)以口服方式給藥，最終到達(dá)腸道被消化吸收后發(fā)揮其藥效。多數(shù)中草藥有效成分均含有水溶性的糖類，以葡萄糖苷的形式存在，而葡萄糖苷類化合物在腸內(nèi)難以吸收，生物利用度低，在腸內(nèi)滯留時(shí)間較長(zhǎng)，容易受到腸內(nèi)益生菌群的作用。益生菌在體內(nèi)腸道內(nèi)定植，形成優(yōu)勢(shì)菌群，在新陳代謝過(guò)程中，產(chǎn)生大量酶系，主要有β-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖醛酸酶、β-半乳糖酶、蛋白酶、各種碳水化合物酶和纖維素酶等，能通過(guò)多種反應(yīng)和處理，使中草藥中的多種成分進(jìn)一步被代謝轉(zhuǎn)化成生物小分子，以利于機(jī)體對(duì)藥物的吸收，進(jìn)入血液，發(fā)揮藥效。

韓潔[7]等利用腸道菌群體外發(fā)酵甘草，用HPLC法對(duì)甘草水提液進(jìn)行分析，并檢測(cè)其轉(zhuǎn)化前后對(duì)小鼠的鎮(zhèn)咳效果，甘草經(jīng)腸道菌群轉(zhuǎn)化后能夠提高甘草次酸含量，顯著抑制實(shí)驗(yàn)小鼠的咳嗽潛伏期及咳嗽次數(shù)。研究表明[8]，人參皂苷類化合物口服后的生物利用率僅1%左右，在體內(nèi)大量吸收和發(fā)揮療效的是人參皂苷的代謝物。皂苷類化合物經(jīng)腸道益生菌群的反應(yīng)、代謝后，對(duì)皂苷類成分具有顯著的代謝轉(zhuǎn)化作用。高霞[9]等將人參皂苷Rg1、人參皂苷Rg2、人參皂苷Re、人參皂苷Rd、人參皂苷Rb1和三七皂苷R1 6種等皂苷類成分單體在離體情況下利用大鼠腸道菌群厭氧發(fā)酵，對(duì)代謝產(chǎn)物進(jìn)行定性分析表明，6種皂苷類單體成分均被大鼠腸道菌群分解，具有顯著的代謝轉(zhuǎn)化作用。還有些中草藥必須經(jīng)消化酶或腸道菌群代謝才能發(fā)揮作用[10-11]。如柴胡皂苷a[12]經(jīng)腸道益生菌產(chǎn)生的β-D-巖藻糖苷酶及β-D-葡萄糖苷酶作用下可轉(zhuǎn)化為b1和g 的二烯皂苷而發(fā)揮藥理作用。芍藥[13]中的糖苷化合物在腸道益生菌作用后，水解轉(zhuǎn)化為苷元，苷元經(jīng)腸道菌群作用后產(chǎn)生新的代謝產(chǎn)物發(fā)揮作用。

1.3　益生菌消除或減少中草藥毒性成分，保障臨床用藥安全有效

部分中草藥的毒性是其藥性的組成部分，在發(fā)揮治療作用的同時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生毒副作用，為減小或消除毒性、增強(qiáng)療效，可通過(guò)中藥炮制等方法達(dá)到目的。而微生物自身具備強(qiáng)大的分解轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，在新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生纖維素酶、木質(zhì)素酶、脂酶等多種胞外酶，可同時(shí)催化不同的底物，可將中草藥毒性成分轉(zhuǎn)化為藥理活性物質(zhì)或者減弱其毒性，從而降低藥物的毒副作用。

雷公藤具有抗炎、抗腫瘤、抗生育、抗風(fēng)濕及免疫抑制等多種生物學(xué)活性，但由于對(duì)生殖系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、血液系統(tǒng)和皮膚粘膜的毒性作用，其臨床應(yīng)用一直受到限制[14-15]。馬偉光[16]等采用單一曲霉菌在固態(tài)營(yíng)養(yǎng)輔料上對(duì)粉碎后的雷公藤根莖進(jìn)行整體生物轉(zhuǎn)化后發(fā)現(xiàn)，雷公藤甲醇總提取物的抗炎、 免疫抑制作用略有增強(qiáng), 且毒性明顯降低。蘇建樹(shù)[17]等用黑曲霉對(duì)川烏、附子進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，探討微生物發(fā)酵對(duì)新烏頭堿、烏頭堿、次烏頭堿含量影響，結(jié)果表明發(fā)酵后生川烏、附子中新烏頭堿、烏頭堿、次烏頭堿含量顯著降低，有效降低了川烏、附子中有毒生物堿的含量。

1.4　益生菌改變中藥藥效物質(zhì)的顯效形式，加強(qiáng)血藥濃度的疊加作用

中草藥藥效物質(zhì)經(jīng)口服后進(jìn)入消化道，需經(jīng)過(guò)腸道內(nèi)擬桿菌、消化鏈球菌、乳酸菌、雙歧桿菌等大量微生物的消化、分解和轉(zhuǎn)化作用。許多中草藥藥效成分經(jīng)微生物代謝后轉(zhuǎn)化為相對(duì)易于被腸粘膜吸收的高活性小分子物質(zhì)，進(jìn)而提高有效成分血藥濃度，增強(qiáng)療效。但實(shí)際上這種體內(nèi)轉(zhuǎn)化非常微弱，大部分成分很難被機(jī)體利用。中草藥發(fā)酵技術(shù)就是通過(guò)生物嫁接的方式，在動(dòng)物體外模擬體內(nèi)微生物的環(huán)境，使中草藥成份轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，進(jìn)入體內(nèi)后快速吸收，進(jìn)而在血液中快速達(dá)到穩(wěn)定的藥效濃度，提高防治效果。

陳永強(qiáng)[18]等利用黃曲霉對(duì)甘草進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵后，甘草中的甘草酸轉(zhuǎn)化為可被腸道直接吸收的甘草次酸，提高了血液中的藥物濃度，顯著增強(qiáng)了甘草的急性抗炎、鎮(zhèn)痛效果。陳旸[19]等利用產(chǎn)β-葡聚糖苷酶的植物乳桿菌對(duì)人參進(jìn)行發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)人參發(fā)酵產(chǎn)物中人參總苷含量提高了32%,單體人參皂苷Rd含量顯著增加。金鳳燮[20]、陳嬌嬌[21]、李翠翠[22]等通過(guò)分離篩選，鑒定了產(chǎn)特異的中草藥配糖體苷酶的微生物，并對(duì)微生物產(chǎn)酶發(fā)酵條件和酶學(xué)特性進(jìn)行了研究，為中草藥的體外生物轉(zhuǎn)化奠定了基礎(chǔ)。

2　益生菌與中草藥協(xié)同作用在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用

2.1　益生菌與中草藥協(xié)同作用在養(yǎng)豬業(yè)中的應(yīng)用

在集約化、規(guī)模化養(yǎng)豬業(yè)中，中草藥在預(yù)防仔豬發(fā)病、提高母豬繁殖性能方面發(fā)揮了明顯的作用，有效地減少了抗生素等化學(xué)藥物的殘留。益生菌發(fā)酵中藥對(duì)豬生產(chǎn)性能的影響，已經(jīng)有大量的試驗(yàn)研究表明，中草藥可促進(jìn)腸道菌群動(dòng)態(tài)平衡的建立、促進(jìn)益生菌增殖等；益生菌在消化道內(nèi)的大量繁殖，分泌各種酶，促進(jìn)中藥在腸道的生物轉(zhuǎn)化和吸收，改善宿主機(jī)體的生理功能，提高免疫功能，進(jìn)而能防治動(dòng)物疾病、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)和健康，為養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

大量研究證實(shí)，益生菌發(fā)酵中草藥可應(yīng)用于不同日齡、不同生產(chǎn)階段的豬。益生菌發(fā)酵中草藥不但能夠提高仔豬日采食量和飼料轉(zhuǎn)化率、顯著降低料肉比、增強(qiáng)機(jī)體新陳代謝、提高生長(zhǎng)速度[23-25]，而且能有效增強(qiáng)仔豬的免疫功能，提高仔豬機(jī)體抗應(yīng)激能力，降低腹瀉率，明顯改善斷奶仔豬的生產(chǎn)性能。刁新平[26]等將枯草芽孢桿菌發(fā)酵金櫻子后的發(fā)酵產(chǎn)物添加于斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧中發(fā)現(xiàn)，金櫻子發(fā)酵產(chǎn)物與基礎(chǔ)日糧組、未發(fā)酵金櫻子組、抗生素組相比，能顯著提高仔豬平均日增重和平均日采食量、降低腹瀉率及提高免疫能力。李國(guó)忠[27]等研究發(fā)現(xiàn)斷奶仔豬日糧中添加發(fā)酵黃芪，可提高仔豬的免疫功能，提高生產(chǎn)性能。研究表明，育肥豬使用益生菌發(fā)酵中草藥，可提高育肥豬的采食量，降低料肉比，提高育肥豬的屠宰率，改善肉的品質(zhì)。劉春輝[28]用產(chǎn)朊假絲酵母對(duì)陳皮、肉桂、花椒等中草藥復(fù)方制劑進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵后飼喂育肥豬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵后的復(fù)方中草藥組具有肉品質(zhì)改良劑的功效，不但能提高育肥豬生長(zhǎng)性能, 而且能有效改善育肥豬的屠宰性能,改善豬肉品質(zhì)。益生菌發(fā)酵中草藥在縮短母豬產(chǎn)程，提高母豬泌乳力、健康程度，仔豬成活率、生長(zhǎng)速度，降低仔豬腹瀉率等方面也發(fā)揮了重要作用。王彩玲[29]等研究發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)草真菌發(fā)酵中草藥可顯著改善母豬的生殖性能，縮短母豬的發(fā)情間隔，降低乏情率，提高產(chǎn)仔率和產(chǎn)活仔率。

2.2　益生菌與中草藥協(xié)同作用在養(yǎng)禽業(yè)中的應(yīng)用

目前，益生菌發(fā)酵中草藥已廣泛應(yīng)用于蛋雞、肉雞和種雞生產(chǎn)中。首先,發(fā)酵中草藥可用于禽類疾病的預(yù)防和治療。謝全喜[30]等將1%李糖乳桿菌發(fā)酵中草藥復(fù)合枯草芽孢桿菌添加到白羽肉雞日糧中發(fā)現(xiàn)，使用發(fā)酵中草藥微生態(tài)制劑后雞能夠抵抗大腸桿菌感染，死亡率顯著下降(P<0.05)。陳雷[31]等利用酵母發(fā)酵中草藥對(duì)雞球蟲(chóng)病進(jìn)行防治，結(jié)果表明酵母發(fā)酵復(fù)方中草藥能有效防治球蟲(chóng)病。其次,發(fā)酵中草藥可提高機(jī)體免疫力，增強(qiáng)疫苗保護(hù)作用。韓春楊[32]等將中草藥復(fù)方(黃芪、黨參、茯苓、山楂、麥芽和白術(shù))發(fā)酵制劑飼喂肉雞后發(fā)現(xiàn)中草藥發(fā)酵制劑組免疫器官指數(shù)、血細(xì)胞中RBC數(shù)量以及抗新城疫病毒的抗體效價(jià)均高于對(duì)照組，差異顯著(P<0.05)，且飼料利用率明顯提高。同時(shí)，發(fā)酵中草藥可促進(jìn)家禽生長(zhǎng)，提高飼料轉(zhuǎn)化率和家禽的生產(chǎn)性能。劉觀忠[33]等研究發(fā)現(xiàn)貫眾、黃芪、何首烏、女貞子、艾葉等中草藥發(fā)酵組雛雞生產(chǎn)性能及血液生化指標(biāo)均優(yōu)于未發(fā)酵組。中草藥發(fā)酵組雛雞的平均采食量、平均日增重、血液總膽紅素含量均高于未發(fā)酵組和對(duì)照組，而尿素氮含量、尿酸含量和肌酐含量均低于未發(fā)酵組。最后，促進(jìn)蛋雞卵泡發(fā)育，增加產(chǎn)蛋。閆民朝[34]研究發(fā)現(xiàn)，生物發(fā)酵中藥能顯著提高產(chǎn)蛋后期蛋雞的產(chǎn)蛋性能和蛋品質(zhì)，產(chǎn)蛋率、哈氏單位和蛋殼相對(duì)重顯著提高，而料蛋比和次品蛋率顯著降低。

2.3　益生菌與中草藥協(xié)同作用在反芻動(dòng)物中的應(yīng)用

反芻動(dòng)物在為瘤胃微生物提供營(yíng)養(yǎng)和生存環(huán)境的同時(shí)，瘤胃微生物可幫助反芻動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行消化吸收，反芻動(dòng)物采食的飼料干物質(zhì)，大約60%以上必須首先經(jīng)過(guò)瘤胃微生物的發(fā)酵分解，才能進(jìn)一步的消化吸收，所以瘤胃微生物的發(fā)酵對(duì)反芻動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)供給至關(guān)重要。研究表明，采用合理的方法對(duì)反芻動(dòng)物瘤胃發(fā)酵進(jìn)行人為調(diào)控，可提高飼料利用率，提高反芻動(dòng)物的生產(chǎn)性能。中草藥因具有防病保健、促進(jìn)生長(zhǎng)、毒副作用小、幾乎無(wú)殘留和無(wú)耐藥性的綠色環(huán)保優(yōu)勢(shì)而成為反芻動(dòng)物瘤胃調(diào)節(jié)劑研究的熱點(diǎn)。大量的研究表明[35-39]，中草藥應(yīng)用于奶牛生產(chǎn)能夠提高奶牛產(chǎn)奶量、改善乳的風(fēng)味、預(yù)防乳房炎以及緩解熱應(yīng)激等。中草藥經(jīng)瘤胃微生物發(fā)酵，將原來(lái)不易消化吸收的大分子物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)，使其有效成分最大限度地釋放，有利于腸上皮細(xì)胞粘膜的吸收利用，能使血液中藥效濃度快速提升，代謝產(chǎn)物還能促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)。因此，中草藥發(fā)酵的研究具有重要的意義。

3　結(jié)語(yǔ)

目前，畜禽養(yǎng)殖業(yè)中抗生素、抗病毒等化學(xué)藥物濫用，在預(yù)防、治療動(dòng)物疾病的同時(shí)也造成體內(nèi)菌群失調(diào)、耐藥菌株及毒株的增加、抗生素殘留等一系列問(wèn)題。中草藥和益生菌具有綠色環(huán)保、無(wú)毒、無(wú)污染的特點(diǎn)，通過(guò)中草藥和益生菌協(xié)同作用還可加強(qiáng)療效。中草藥經(jīng)微生物轉(zhuǎn)化后，利于機(jī)體吸收，同時(shí)能增強(qiáng)機(jī)體免疫功能和促進(jìn)益生菌增殖等。處于動(dòng)態(tài)平衡的腸道菌群在新陳代謝過(guò)程中分泌多種活性酶，促進(jìn)中藥在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化和吸收，發(fā)揮更好的藥效，改善宿主機(jī)體的生理功能，達(dá)到防病治病及健康養(yǎng)殖的目的。益生菌與中草藥協(xié)同作用可為養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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