發(fā)酵中草藥在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究進展

余智杰 付輝云 饒毅 黃江峰 王生 陶志英 李艷芳 封高茂

摘要：現(xiàn)代中草藥發(fā)酵是以優(yōu)選的益生菌作為菌種，在適宜的環(huán)境條件下，在體外模擬中草藥在腸道中的消化分解過程，對中草藥的有效成分進行生物學(xué)轉(zhuǎn)化。本文對發(fā)酵用微生物、發(fā)酵過程優(yōu)化的研究進展及發(fā)酵中草藥在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用進行了闡述，為發(fā)酵中草藥在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的推廣應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵中草藥;水產(chǎn)養(yǎng)殖;病害防控

中圖分類號：S948 ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

中草藥在中國的應(yīng)用歷史悠久，在水產(chǎn)養(yǎng)殖上應(yīng)用廣泛，具有天然、安全和副作用小等優(yōu)點，化學(xué)成分復(fù)雜，其主要活性成分包含多糖、類黃酮、生物堿、有機酸等。研究表明，中草藥所含的活性成分具有增進食欲[1]、促生長、提高機體免疫力[2]、提升肌肉品質(zhì)[3]等作用。

但是，由于中草藥成分復(fù)雜，有效成分含量通常較低。而且魚腸道較短，排泄快，有些魚類沒有胃，造成藥劑有效成分在魚腸道中吸收時間短，吸收少，治療效果欠佳。發(fā)酵中草藥是以優(yōu)選的益生菌作為菌種，在適宜的環(huán)境條件下，在體外模擬中草藥在腸道中的消化分解過程，對中草藥的有效成分進行生物學(xué)轉(zhuǎn)化。發(fā)酵中草藥較傳統(tǒng)中草藥具有增強藥效、減少用量及降低副作用等優(yōu)勢，應(yīng)用前景廣闊。

1 ?中草藥發(fā)酵用微生物研究進展

微生物發(fā)酵是傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)化法之一，在中草藥中早就有應(yīng)用，很多藥物都是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物，如六神曲、三七等。但傳統(tǒng)發(fā)酵中草藥過程中存在很多問題，如發(fā)酵菌種不純導(dǎo)致發(fā)酵過程和產(chǎn)物不穩(wěn)定難以控制等。現(xiàn)代的中草藥發(fā)酵研究起始于20世紀80年代，之后對于發(fā)酵用菌種的篩選和中藥材與發(fā)酵菌種的對應(yīng)關(guān)系進行了深入的研究。目前用于中草藥發(fā)酵的微生物主要有乳酸菌、芽胞桿菌、酵母菌、黃曲霉菌、黑曲霉菌以及各種藥用真菌等。張文等[4]選擇13株性能良好的乳酸菌對5味抗菌、抗病毒中草藥（板藍根、甘草、陳皮、苦丁、苦藠）進行發(fā)酵，檢測發(fā)酵產(chǎn)物對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌的抗菌活性，結(jié)果顯示，乳酸菌在5味中草藥中均能生長，每種中草藥均有最適發(fā)酵菌株，且不同的乳酸菌菌株發(fā)酵5味中草藥表現(xiàn)出不同的抑菌能力。不同種類菌的酶系統(tǒng)不同，因此還可以采用復(fù)合菌進行發(fā)酵。劉洋等[5]以復(fù)合益生菌（干酪乳桿菌、糞腸球菌、產(chǎn)朊假絲酵母）固態(tài)發(fā)酵復(fù)方中草藥（王不留行和益母草），分別測定總黃酮、總生物堿、粗多糖和總皂苷的含量，研究發(fā)現(xiàn)中草藥經(jīng)微生物發(fā)酵后，可溶性總黃酮、總生物堿、粗多糖和總皂苷含量分別比未發(fā)酵組提高55.14%、127.28%、55.42% 和49.21%。此外，將中草藥提取液加入到藥用真菌的培養(yǎng)液中進行發(fā)酵，也能促使藥效物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。吳優(yōu)[6]向優(yōu)選的黑木耳菌株的液體培養(yǎng)基中添加刺五加、甘草及五味子提取液進行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)黑木耳能夠轉(zhuǎn)化刺五加及甘草中的活性成分，提高五味子中的活性成分。

2 ?中草藥發(fā)酵過程優(yōu)化的研究進展

微生物發(fā)酵是提高中草藥有效成分的最重要的方法之一，發(fā)酵過種中最關(guān)鍵的是對發(fā)酵條件的優(yōu)化控制。傳統(tǒng)中草藥發(fā)酵過程主要憑主觀經(jīng)驗控制，如發(fā)酵溫度、濕度等，不能保證其發(fā)酵質(zhì)量的穩(wěn)定性。而現(xiàn)代中草藥發(fā)酵是利用微生物的代謝作用分解植物中的大分子物質(zhì)，在發(fā)酵的全過程中利用現(xiàn)代生物技術(shù)對發(fā)酵工藝條件（純種發(fā)酵菌種、溫度、濕度、氧氣和pH等）進行監(jiān)控，提高對中草藥有效成分的提取率[7]。武洪志等[8]研究了枯草芽孢桿菌發(fā)酵金櫻子的最佳工藝，以金櫻子多糖含量為檢測指標(biāo)，以5個單因素為優(yōu)化條件，通過單因素和響應(yīng)面相結(jié)合的試驗方法得出最佳條件為：含水量為53.79%、接種量為5.74%、發(fā)酵時間為2d，此條件下測得金櫻子多糖平均值為15.47%。相較于未發(fā)酵金櫻子中10.49% 的金櫻子多糖提高了47.47%。復(fù)方中藥由于其組方中各藥物的協(xié)同作用，實際應(yīng)用效果優(yōu)于單味中藥，因此，對復(fù)方中草藥進行發(fā)酵工藝的優(yōu)化具有更好的應(yīng)用前景。史洪濤等[9]對乳酸菌固體發(fā)酵扶正解毒散（黃芪、板藍根、淫羊霍）的工藝進行了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)發(fā)酵條件為發(fā)酵溫度為32℃，含水量為40%，乳酸菌接種量為10%，在此條件下乳酸菌活菌數(shù)提高了10.59倍。

3 ?發(fā)酵中草藥在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

3.1 ?促生長作用

一些中草藥作為飼料添加劑可以增強動物對飼料的消化、吸收，提高飼料利用率，促進動物生長發(fā)育，提高動物的生長性能[10]。高桂平[11]在吉富羅非魚幼魚日糧中添加了4種傳統(tǒng)醫(yī)藥典籍記載的中藥方劑，發(fā)現(xiàn)其中3種能顯著提高羅非魚的特定生長率，降低其飼料系數(shù)。益生菌添加到水產(chǎn)動物飼料中，通過腸道黏附定植、免疫系統(tǒng)增強和腸道菌群優(yōu)化發(fā)揮其生理功能，在改善飼料利用率、促進機體生長方面有顯著的應(yīng)用效果[12]。何偉聰?shù)萚13]發(fā)現(xiàn)在飼料中添加枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌或兩者的混合物都能顯著促進軍曹魚幼魚的生長。益生菌在發(fā)酵中草藥的過程中，益生菌與中草藥能相鋪相成，中草藥能促進益生菌的增殖，益生菌則能增強中草藥的吸收率，發(fā)酵中草藥能表現(xiàn)出比中草藥和益生菌單獨使用更好的功效[14]。趙倩等[15]研究了飼料中添加益生菌發(fā)酵中草藥對鯉魚生長性能的影響，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)朊假絲酵母發(fā)酵中草藥組比對照組增重率提高了22.55%，飼料系數(shù)下降了22.48%，比添加中草藥組增重率提高了21.55%，飼料系數(shù)下降了21.56%。謝炎福等[16]在研究益生菌發(fā)酵復(fù)方中藥對黃河鯉生長性能的影響時也發(fā)現(xiàn)，益生菌發(fā)酵復(fù)方中藥添加組體重增重率顯著高于陰性對照組和陽性中藥對照組。

3.2 ?免疫調(diào)節(jié)作用

中草藥中含有的多糖類、有機酸類、生物堿類和揮發(fā)油類物質(zhì)可增強動物機體的免疫功能，研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)中草藥具有免疫雙向調(diào)節(jié)功能，即使過高或過低的免疫反應(yīng)恢復(fù)正常[17]。益生菌也能通過與腸道菌群相互協(xié)調(diào)，并通過與腸道相關(guān)淋巴組織（GALT）相互作用，調(diào)節(jié)免疫細胞分化及其相關(guān)細胞因子分泌，從而調(diào)節(jié)機體的免疫功能[18]。中草藥經(jīng)益生菌發(fā)酵后，能提高其中有效成分總黃酮、皂苷、生物堿、粗多糖和總多糖的質(zhì)量分數(shù)，從而對機體的非特異性免疫有更明顯的提高[5]。謝炎福[19]研究表明，復(fù)方發(fā)酵中草藥能顯著提高常見淡水魚鯉魚、鯽魚和草魚的非特異性免疫能力，而且在飼料中分別添加2%的未發(fā)酵中草藥和發(fā)酵中草藥預(yù)防和治療鯽魚出血病發(fā)現(xiàn)，相比較等添加量的未發(fā)酵中草藥，發(fā)酵中草藥預(yù)防組成活率提高了22.5%，治療組提高了30%，復(fù)方發(fā)酵中草藥和未發(fā)酵中草藥對嗜水氣單胞菌引起的鯽魚出血病均有明顯的預(yù)防和治療作用，但復(fù)方發(fā)酵中藥使用的效果優(yōu)于未發(fā)酵中藥。

3.3 ?抑菌作用

中草藥中含有抑菌成份，其結(jié)構(gòu)類型涉及萜類、生物堿類、黃酮類、有機酸、醌類、多糖類和鞣質(zhì)等化合物，其抑菌作用機理主要是通過作用于細胞壁或細胞膜系統(tǒng)，作用于細菌細胞內(nèi)的酶系統(tǒng)或功能蛋白及作用于遺傳物質(zhì)或遺傳微粒結(jié)構(gòu)而起作用[20]。楊淑文[21]以大腸桿菌和金黃色葡萄球菌為指示菌，研究了32味中草藥提取物的抑菌作用，發(fā)現(xiàn)其中26種提取物對金黃色葡萄球菌具有抑制作用，23種提取物對大腸桿菌具有抑制作用，且抑菌效果在一定濃度范圍內(nèi)隨藥液濃度的增大而增強。中草藥經(jīng)過益生菌分解、轉(zhuǎn)化后，部分中草藥的發(fā)酵產(chǎn)物抑菌活性增加，而部分中草藥的發(fā)酵產(chǎn)物抑菌活性不變或者會降低。李國紅等[22]用枯草芽孢桿菌對50種中草藥進行發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)10種中草藥發(fā)酵前后抑菌活性不變，6種中草藥發(fā)酵后抑菌活性增強，5種中草藥發(fā)酵后抑菌活性降低。分析增強的原因是菌體對中草藥進行轉(zhuǎn)化產(chǎn)生了更多的抑菌活性物質(zhì)，中草藥中的營養(yǎng)物質(zhì)又更有利于菌體的生長，因此益生菌和中草藥的協(xié)同作用使抑菌活性得到了增強;活性不變的原因是益生菌在部分中草藥中不能生長，因此活性物質(zhì)未能轉(zhuǎn)化;而活性降低的原因可能是菌體將中約中的部分抑菌活性成分轉(zhuǎn)化為非抑菌活性成分的緣故。

3.4 ? 改善水質(zhì)作用

部分中草藥制劑潑灑到池塘中或制成飼料添加劑投喂養(yǎng)殖魚類能改善池塘水質(zhì)[23-24]。益生菌也能通過降解池塘中的有機質(zhì)來凈化水質(zhì)[25]。湯保貴等[26]在羅非魚飼料中添加芽孢桿菌和乳酸菌發(fā)酵的中草藥，經(jīng)過30 d的飼養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)該制劑有很強的降低亞硝酸氮能力，但對氨氮不具備明顯的降低功效。但湯菊芬等[27]將研制的中草藥復(fù)合益生菌制劑添加到飼料中投喂凡納濱對蝦一段時間后發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖水體pH值、氨氮和亞硝酸鹽含量較對照組都能維持相對穩(wěn)定，后期氨氮和亞硝酸鹽含量顯著低于對照組，且中草藥復(fù)合益生菌制劑對水質(zhì)的改良效果要優(yōu)于單獨使用益生菌制劑。這說明不同的益生菌發(fā)酵中草藥對水質(zhì)的改良效果存在著顯著的差異。

4 ? 展望

中國水產(chǎn)動保產(chǎn)業(yè)從40年前的改革開放開始，從模仿到創(chuàng)新，最終發(fā)展成產(chǎn)值近100億的產(chǎn)業(yè)，這其中包括化學(xué)藥品、抗生素、生物制品、中草藥制劑等。中草藥制劑由于其防治水產(chǎn)動物疾病療效慢，效果不理想，因此只能做為免疫增強劑等預(yù)防藥物，市場份額也只占水產(chǎn)動保產(chǎn)業(yè)的很小一部分。但隨著國家對環(huán)保監(jiān)管力度的加大，以及人們對水產(chǎn)品品質(zhì)的要求越來越高，中草藥由于其無殘留、副作用小，必是未來發(fā)展的方向，發(fā)酵中草藥制劑由于其獨特的優(yōu)勢必會得到重視并大力發(fā)展。

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