中草藥添加劑在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用潛力及挑戰(zhàn)

高 鐸，孫 鵬

(中國農(nóng)業(yè)科學院 北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193)

自抗生素被發(fā)現(xiàn)以來，一直被用于人類的藥物生產(chǎn)和畜禽養(yǎng)殖中，其作為飼料添加劑對畜牧業(yè)做出了巨大貢獻，大大提高了飼料利用率和動物的生產(chǎn)性能，保障了動物的健康[1]，但也直接引起了病原菌的耐藥性問題，導致抗生素耐藥性病原體在全世界的出現(xiàn)和傳播[2-4]。抗生素在畜禽生產(chǎn)中的過量使用導致其殘留在肉、蛋、奶等動物產(chǎn)品中，進而威脅人類健康[5]。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布194號公告，要求從2020年1月1日起禁止除中藥外的所有促生長藥物飼料添加劑的使用[6]，飼料端“禁抗”、養(yǎng)殖端“減抗、限抗”已是大勢所趨。中草藥添加劑不但含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，還具有預防和治療動物疾病的功能，相對于抗生素而言，中草藥因其特有的多功能、低毒副等作用被使用在飼料添加劑中。然而，潛力和挑戰(zhàn)并存，盡管關(guān)于中草藥添加劑在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用已經(jīng)做了大量的工作，但是仍存在許多需要解決的問題，還未能將其廣泛應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中。

1 全球養(yǎng)殖業(yè)抗生素使用情況及“禁抗”歷程

據(jù)估計，全球每年每生產(chǎn)1 kg牛肉、雞肉和豬肉的抗生素平均使用量分別為45 mg、148 mg和172 mg。2010年，全球畜牧業(yè)抗生素使用量最多的5個國家分別是中國(23%)、美國(13%)、巴西(9%)、印度(3%)和德國(3%)。預計到2030年，這個排名將是中國(30%)、美國(10%)、巴西(8%)、印度(4%)和墨西哥(2%)[7]。

抗生素的使用量在各大洲表現(xiàn)出很大的區(qū)域性差異：在南亞和東南亞，包括中國的中東部地區(qū)、越南的紅河三角洲、曼谷北部郊區(qū)、印度南部沿海以及孟買和德里市；在美洲，包括巴西南部、墨西哥城郊區(qū)以及美國中西部和南部抗生素使用量最高[7]。全球?qū)κ秤脛游锏鞍椎男枨笳郧八从械乃俣仍鲩L，對有些國家而言，傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式已被大規(guī)模集約化生產(chǎn)模式取代，而抗生素是保證畜牧業(yè)集約化、規(guī)?；l(fā)展的有效手段。2000年以來，得益于集約化的養(yǎng)殖模式，加之對于抗生素的長期濫用，這些地區(qū)的肉類產(chǎn)量急劇上升。據(jù)估計，在2010年至2030年間，全球抗生素使用量將增加67%，從63 151±1 560 t增加到105 596±3 605 t[7]。抗生素的不合理使用引起了耐藥細菌的增加[8]，非洲豬瘟的發(fā)生與蔓延，其一部分原因當歸結(jié)于規(guī)模化豬場對于抗生素的濫用，這種長期濫用抗生素的行為，必將導致豬的免疫力下降，進而造成大規(guī)模疾病的發(fā)生。

2013年，中國使用的16.2×104t抗生素中，52%被用于食用動物生產(chǎn)[9]?？股卦陴B(yǎng)殖業(yè)中的大量使用引起了人們的普遍關(guān)注，全球養(yǎng)殖業(yè)掀起“禁抗”熱潮。1976年，歐盟率先禁止青霉素類和四環(huán)素類抗生素在飼料中使用[10]；1986年，瑞典禁止使用促生長類抗生素[11]；2002年，加拿大衛(wèi)生部提出限制使用抗生素，包括限制利用抗生素進行疾病的治療，并提出通過開處方的方式獲得抗生素；2006年，歐盟DANMAP 97報告指出，禁止使用促生長類抗生素，該禁令直接導致其他出口到歐盟國家的動物產(chǎn)品也必須符合同樣的規(guī)定，對全世界養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生了重要的影響[12]；2008年，日本開始禁止在飼料中使用抗生素[13]；2014年，美國聯(lián)邦食品和藥物管理局(FDA)宣布，在未來三年將逐步禁止促生長類抗生素的使用，自2017年1月1日起禁止在動物飼料中使用預防性抗生素[14]；韓國于2018年7月全面禁止抗生素在飼料中使用[15]。中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的194號公告稱，為減少濫用抗生素造成的危害，維護動物源食品安全和公共衛(wèi)生安全，自2020年7月1日起，飼料生產(chǎn)企業(yè)停止生產(chǎn)含有促生長類藥物飼料添加劑(中藥類除外)的商品飼料，此前已生產(chǎn)的商品飼料可流通使用至2020年12月31日[16]。此外，中國農(nóng)業(yè)科學院發(fā)布了農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展科研計劃(2019-2030年)，謀劃開展農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展相關(guān)技術(shù)，以期到2025年實現(xiàn)畜禽用抗生素總量減少50%～55%，到2030年畜禽用抗生素總量減少60%～65%的目標[17]。目前，在蛋雞和奶牛飼料上實現(xiàn)“無抗”基本可以被接受和認可，對于肉禽、豬仍需要一段時間[18]。當前國內(nèi)外都熱衷于飼用抗生素替代物的研究，抗生素不能完全替代，但可以通過抗生素替代品彌補“禁抗”帶來的經(jīng)濟效益的下降，抗生素替代物的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化成為“替抗、減抗”以及促進養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。我國具有豐富的中草藥資源，如能因地制宜，利用好資源優(yōu)勢發(fā)展中草藥飼料添加劑將大有可為[19]。

2 中草藥添加劑應(yīng)用在畜禽養(yǎng)殖中的優(yōu)勢

2.1 天然性

大部分中草藥來源于天然植物或者人工種植，保持著各種成分原本的結(jié)構(gòu)和生物活性，經(jīng)過長時間的篩選和實踐，保留了各種對動物生長有益的天然精華，其提取物成分容易被動物消化吸收，具有高度的天然性和可靠性[20]。

2.2 多功能性

中草藥兼具營養(yǎng)和藥物雙重作用，中草藥添加劑的化學成分復雜多樣，從而保證了其功能的多樣性。中草藥含有許多營養(yǎng)物質(zhì)，包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、微量元素、維生素等，具有一定的營養(yǎng)價值[21]。其含有豐富的生物活性物質(zhì)，如多糖、精油、生物堿、甙類等，相互協(xié)調(diào)使用，具有抗微生物感染、抗應(yīng)激、提高抗病力、增強免疫力、促進動物生長等多重功效[22]。中草藥是多種成分的復合體，其復合成分都是以整體調(diào)節(jié)為主要作用機制，對機體的神經(jīng)-免疫-代謝網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，使動物機體朝健康方向發(fā)展[23]。此外，中草藥添加劑還具有抗飼料氧化、抑制霉變、改善飼料風味和提高適口性等功能[24]。

2.3 低毒副作用，無耐藥性，不殘留

長期的實踐證明，大多數(shù)中草藥添加劑無毒副作用，只有少數(shù)具有很低的毒副作用，且大多數(shù)成分無害[25-26]。中草藥的有效成分從多種環(huán)節(jié)干擾病原菌代謝，從而發(fā)揮抑菌、殺菌的作用[27]。其特有的抗微生物機理，不致使病原菌產(chǎn)生耐藥性，并可以長時間添加和使用，且成分容易被機體吸收、利用，沒有被吸收的也可以排出體外，不易殘留和污染環(huán)境。

2.4 資源豐富

據(jù)統(tǒng)計，全世界有植物約30萬～50萬種，可入藥的占5%～15%；動物約150萬種，可入藥的約占0.15%；海洋生物約17萬種，可入藥的約占1%。我國幅員遼闊，各地都有中草藥的分布，植物藥材資源種類豐富，素有“世界藥庫”之稱。其中，陸地中藥資源約有12 807種，具有藥用價值的中草藥大約有11 146種，而且還有兩萬多種海洋植物，僅長白山地區(qū)而言，就有900多種藥用植物[28]。

3 中草藥添加劑在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

中草藥不僅可以為動物提供蛋白質(zhì)、必需氨基酸、脂肪酸、淀粉、低聚糖、維生素和有機礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，而且還含有多種生物活性成分，具有增強免疫力、抗微生物和減輕應(yīng)激等特性[29]，其促進動物生長的主要作用方式包括調(diào)節(jié)動物營養(yǎng)代謝、增強畜禽機體的免疫能力等。中草藥添加劑可降低幼齡動物應(yīng)激水平，促進腸道健康和功能，特別是在仔豬斷奶和雛雞等幼小動物生命周期的關(guān)鍵階段，對建立健康的胃腸道微生態(tài)系統(tǒng)，控制潛在病原體和消化系統(tǒng)紊亂具有至關(guān)重要的作用[30-31]。在中草藥或其成分中，一些傳統(tǒng)中草藥配方和多糖、精油等顯示出了最大的潛力，在我國養(yǎng)殖業(yè)中已被廣泛應(yīng)用。據(jù)武漢輕工大學侯永清教授介紹，我國市場上的飼料約30%不含抗生素，為有效防范細菌耐藥性持續(xù)傳播，確保人類健康，有必要學習借鑒歐盟國家的經(jīng)驗，先從飼料生產(chǎn)環(huán)節(jié)入手，加強飼用抗生素管控，而利用中草藥作為抗生素的替代品，對畜禽產(chǎn)品安全和養(yǎng)殖業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

3.1 中草藥添加劑在豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用

隨著我國進入新的發(fā)展階段，對養(yǎng)殖業(yè)的養(yǎng)殖水平及安全、健康的要求越來越高，如何提高養(yǎng)殖效益和食品安全已成為廣大養(yǎng)殖界人士共同關(guān)注的焦點。近些年，中草藥添加劑在豬、奶牛、家禽等養(yǎng)殖過程中得到了廣泛應(yīng)用。由于人們的保健意識日漸加強，豬肉的品質(zhì)問題受到了越來越多的關(guān)注，生產(chǎn)者為追求高瘦肉率，濫用一些抗生素、激素、高銅、高鋅和砷制劑添加劑，從而導致豬肉品質(zhì)下降，對人類健康具有潛在的威脅[32]。針對生豬長期大量使用甚至濫用化學合成類添加劑引起的藥物殘留及豬肉風味、品質(zhì)下降等問題，利用具天然、毒副作用小的中草藥，飼喂后既能提高豬的生產(chǎn)性能，又能有效改善豬肉品質(zhì)，使其嫩度增加、風味改善，豬肉膽固醇含量降低，優(yōu)化腸道有益微生物類群，提高個體免疫力[33]。母豬產(chǎn)后缺乳和仔豬腹瀉，影響了仔豬的生長發(fā)育，增加了仔豬的死亡率，這嚴重制約著養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展。谷新利等[34]研制出豬用新型中草藥添加劑催乳保健Ⅰ號、催乳保健Ⅱ號、催乳保健Ⅲ號。通過推廣應(yīng)用，使所產(chǎn)的80萬頭仔豬腹瀉發(fā)病率在原來的基礎(chǔ)上降低23%，45日齡成活率在原來的基礎(chǔ)上提高11%，45日齡個體重在原來的基礎(chǔ)上提高18%，對提高母豬產(chǎn)乳量、降低仔豬腹瀉發(fā)病率，促進仔豬生長具有很好的效果。可見，中草藥添加劑的研制對于養(yǎng)豬業(yè)，尤其是增加仔豬成活率、提高免疫力及改善肉品質(zhì)等方面都具有顯著的實際應(yīng)用效果。

3.2 中草藥添加劑在禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

中草藥提取物可以改善家禽腸道健康，從而降低微生物毒素和其他有害微生物代謝物(如氨和生物胺)對動物的傷害，因此可減少其免疫防御應(yīng)激，使腸道吸收更多的必需營養(yǎng)素，獲得更好的遺傳潛力和生長性能[35]。在肉雞飼養(yǎng)過程中，抗生素可減少致病菌的數(shù)量，預防疾病，保證其產(chǎn)品的健康。作為家禽生產(chǎn)中替代抗生素的一種飼養(yǎng)策略，楊志強等[36]對中草藥飼料添加劑進行了系統(tǒng)的研究，通過調(diào)查和分析，明確當歸股梢、紅芪頭尾等中草藥富含微量元素、維生素和氨基酸，具有較高的營養(yǎng)和藥用價值。在資源調(diào)查和化學成分分析的基礎(chǔ)上，以中獸醫(yī)理論為理論基礎(chǔ)，對肉用仔雞進行飼喂試驗，篩選出具有良好增重和抗病性能的中草藥飼料添加劑“歸蒲方”，該研究成果在提高肉用仔雞生產(chǎn)性能，預防營養(yǎng)代謝病、腿部病和腸道病等方面具有顯著效果。胡忠澤等[37]研究發(fā)現(xiàn)，添加1%的杜仲提取物于仔雞飼料中可顯著提高雞胸肌、大腿肌瘦肉的比例和持水量，減少腹部脂肪的百分比、滴水損失和烹飪損失。中草藥添加劑還具有抑菌和抗病毒的作用，可提高機體自身的免疫機能，對雞的病毒性疾病防治有很好的應(yīng)用效果[38]。在中草藥的多種免疫活性成分中，多糖是主要的免疫活性物質(zhì)，是增強免疫功能的基礎(chǔ)。此外，皂苷能增強網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬功能，提高淋巴細胞的轉(zhuǎn)化率，促進抗體的形成[39]。有研究通過組方篩選，研制成適用于蛋雞的抗球蟲中藥制劑“孢囊凈”和具有增強其免疫功能的純中藥添加劑“增免散”，該中藥免疫增強劑還能夠降低雞的料重比和死淘率，提高日增重，改善雞蛋品質(zhì)，降低其藥物殘留。此研究在細胞免疫和分子免疫的水平上初步揭示了該中藥制劑增強機體免疫作用的機理，對于發(fā)展生態(tài)養(yǎng)雞、降低雞蛋中藥物殘留具有廣泛的應(yīng)用前景[40]。

3.3 中草藥添加劑在奶牛養(yǎng)殖中的應(yīng)用

畜牧業(yè)的發(fā)展是衡量一個國家經(jīng)濟狀況的重要指標，而奶牛養(yǎng)殖業(yè)在畜牧業(yè)中又占有至關(guān)重要的地位。建國后，尤其是改革開放以來，我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，在奶牛營養(yǎng)與飼料方面也取得了多項顯著的成就[41]。近年來，學者們對于中草藥添加劑對奶牛生產(chǎn)性能、瘤胃發(fā)酵、乳房炎、消化代謝以及熱應(yīng)激等方面進行了大量的研究，研究表明中草藥添加劑在提高奶牛生產(chǎn)性能、防治相關(guān)代謝疾病以及緩解熱應(yīng)激等方面發(fā)揮了切實可行的作用[42-46]。馬峰濤等[47]就金銀花提取物對泌乳中期熱應(yīng)激奶牛的生產(chǎn)性能、免疫性能以及血液生化指標的影響進行了研究，篩選出了28 g/d為泌乳奶牛的最佳添加劑量，研究表明金銀花提取物可增強奶牛的免疫反應(yīng)，降低奶牛血清熱休克蛋白72含量，具有緩解奶牛熱應(yīng)激的作用。下一步將從血液和肝臟轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組以及瘤胃微生物組等方面進行多組學的深入研究，以期闡明其增強奶牛免疫力及緩解熱應(yīng)激的機制，為金銀花提取物在奶牛養(yǎng)殖的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)參考和科研支撐。綜上所述，中草藥添加劑具有藥物和營養(yǎng)的雙重作用，在實際應(yīng)用中可預防和治療疾病，促進畜禽的成活和生長，提高其免疫和生產(chǎn)性能，具有較大的開發(fā)應(yīng)用潛力。

4 中草藥添加劑在畜禽養(yǎng)殖應(yīng)用中存在的問題

4.1 成分復雜，作用劑量及機理不明確

中草藥添加劑的功效主要依賴傳統(tǒng)的經(jīng)驗及少量的試驗結(jié)果，且相關(guān)研究多集中關(guān)注畜禽的生產(chǎn)性能，而傳統(tǒng)中醫(yī)理論主要是針對人，因為動物對這些物質(zhì)的代謝和免疫機制與人類不同，因此不能解釋中草藥添加劑對動物的真正作用機制。中草藥的有效成分眾多，且多具有復雜的相互作用，多味中草藥一般經(jīng)混合使用以達藥理作用，因此很難將其功能歸于某一特定的中草藥。從中草藥分離得到的活性成分與整個中草藥的藥理作用不同，對于一些已知的活性成分，如多糖和精油，盡管已經(jīng)被證明對動物的生長性能有積極的影響，但其活性位點和分子機制在很大程度上仍未知，缺乏系統(tǒng)的方法來評價其作用機制[48]。并且人們?nèi)狈χ胁菟帉π笄莸淖罴褎┝康难芯?，如果畜禽使用劑量過高，中草藥可能具有副作用，對畜禽產(chǎn)生不利的作用效果，這也不利于中草藥的最大化利用[49]。

4.2 加工工藝落后

中草藥的制備很大程度上還是按照傳統(tǒng)的工藝進行，加工工藝相對粗糙，市場上規(guī)?；a(chǎn)的中草藥添加劑產(chǎn)品很少，且產(chǎn)品的創(chuàng)新性研制較為落后[50]。中草藥通常以簡單加工后的分散劑或粉劑的形式直接加到飼料中，沒有將其有效成分提取和純化，或僅僅針對中草藥某種成分進行簡單提取應(yīng)用，其營養(yǎng)效果和有效活性成分得不到保障，相應(yīng)的營養(yǎng)和促生長效果也得不到充分的發(fā)揮，給畜禽飼料的營養(yǎng)成分比例的調(diào)控帶來一定麻煩，導致中草藥添加劑的研究結(jié)果存在較大的差異性[51]。加之，生產(chǎn)和加工過程中的質(zhì)量控制也不是很嚴格，加工技術(shù)還沒有達到國家標準，其質(zhì)量在不同的制造商之間也會有所不同[52]。

4.3 作用效果不穩(wěn)定

雖然大多數(shù)中草藥成分是相對穩(wěn)定的，但也有某些成分是光不穩(wěn)定、熱不穩(wěn)定，地理位置、土壤類型、氣候條件、海拔、生長季節(jié)、收獲過程和貯藏條件都可能影響中草藥有效成分的組成和含量，進而造成其作用效果的不穩(wěn)定。品種和環(huán)境生長條件、采收時間和成熟度、保存的方法和時間、提取方法以及可能的增效或拮抗作用、抗營養(yǎng)因素以及微生物污染也會對其有效成分的質(zhì)量和功效產(chǎn)生重大影響[53]。一些中草藥成分揮發(fā)性很強，蒸發(fā)速度快，最終也會導致產(chǎn)物的濃度變化很大。此外，中草藥提取物可能會吸收飼料成分，導致其活性降低[54]。因此，加工和運輸過程中，還需要對其進行適當?shù)谋Ｗo。

4.4 精準配伍問題

影響中草藥療效的因素有很多，其不僅有防治疾病的一面，也有不利的一面。研究者對中草藥的研究多集中在對畜禽生產(chǎn)有利的方面，少有研究關(guān)注中草藥的副作用、配伍后對畜體不利的影響因素以及需要注意的問題。中草藥添加劑的功效多數(shù)具有綜合性，配方多且搭配類型復雜，很難做到精準配伍，有些藥物本身沒有毒性，配伍后才會產(chǎn)生副作用。因此，既要研究藥物的有利作用，還需了解它可能產(chǎn)生的副作用，特別是藥效強烈或者有毒的藥物，應(yīng)避免使用[55]。

4.5 缺乏統(tǒng)一的規(guī)范、標準

當前，無論是在生產(chǎn)上還是在應(yīng)用上，中草藥添加劑的原材料質(zhì)量控制標準、加工質(zhì)量標準、配方標準、產(chǎn)品質(zhì)量標準、安全檢測標準都不完善，從而導致中草藥添加劑的質(zhì)量參差不齊。加強對藥源和藥材的品質(zhì)監(jiān)管，建立良好的農(nóng)業(yè)操作規(guī)范、生產(chǎn)操作規(guī)范和中藥材生產(chǎn)加工的質(zhì)量控制程序是保證中藥材質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)[56]。并且，當前缺乏統(tǒng)一的管理辦法以及科學的中草藥飼料添加劑評價標準和體系，這對中草藥使用的監(jiān)管、批準將是一個潛在的障礙，在中醫(yī)不被認可的西方國家，監(jiān)管壁壘則會更高，這非常不利于中草藥添加劑的大范圍推廣和應(yīng)用，也不利于品牌形象的樹立和效益的提升[57]。

4.6 經(jīng)濟可行性

中草藥添加劑的提取成本較高，且由于中草藥中的有效成分不能被最大化地濃縮利用，為保證其直接添加的效果，多通過加大添加劑量來增加藥效，最終導致成本增高[58]。中草藥添加劑在畜禽養(yǎng)殖中應(yīng)用的經(jīng)濟可行性方面，當前的研究也有限，還不能完全確定它的使用是否有重大的經(jīng)濟效益。

5 展 望

綜上所述，中草藥飼料添加劑可以提高動物的生產(chǎn)性能和生產(chǎn)力，有望成為抗生素的替代品，合理使用抗生素，不斷開發(fā)抗生素替代物，是保證畜牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的需要。然而，未來仍需要一個系統(tǒng)的方法來評估中草藥添加劑的功效和作用模式，應(yīng)集中研究如何低成本提取中草藥有效成分，將現(xiàn)代生物技術(shù)引進中藥飼料添加劑研究，從細胞和分子水平上加強中草藥添加劑的理論研究。目前，抗生素仍是保障養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的必要手段，養(yǎng)殖業(yè)實現(xiàn)全面“無抗”基本不可能。有些人對抗生素的作用過度擴大化，過度解讀了抗生素的負面作用，其實只要嚴格規(guī)定畜禽的治療時間和休藥期，合理合規(guī)使用抗生素，其負面作用是有限的。需要注意的是，禁用抗生素僅是在飼料端禁止促生長類抗生素的添加，這并不代表抗生素沒有作用，也不代表不使用。抗生素替代物的研制是一個循序漸進的過程，綜合遺傳改良、營養(yǎng)技術(shù)和環(huán)境清潔才是“無抗”養(yǎng)殖的關(guān)鍵。對此，建議：(1)完善動物飼養(yǎng)管理，注重如何有效地通過飼料來滿足動物的營養(yǎng)和健康需要；(2)改進飼養(yǎng)設(shè)施，加強環(huán)境控制，改善生產(chǎn)衛(wèi)生條件，盡可能減少動物與病原微生物接觸；(3)實行高校、科研院所和企業(yè)相結(jié)合，充分利用先進的生物技術(shù)手段，研究有利于生產(chǎn)，有利于人類和環(huán)境的解決方式。如此才能真正實現(xiàn)我國畜牧業(yè)的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。