發(fā)酵中草藥在豬生產(chǎn)中的研究進(jìn)展

曹燕妮， 王興海， 王 磊， 趙文俊， 王朝風(fēng)，周繼平， 王永成， 馬玉紅， 丁成翔， 張 艷， 吳國芳*

（1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部高原畜禽遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海省高原家畜遺傳資源保護(hù)與創(chuàng)新利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青海西寧 810016；2.青海裕福畜牧業(yè)發(fā)展有限公司，青海西寧 810007；3.互助縣八眉豬養(yǎng)殖技術(shù)服務(wù)中心，青海海東 810599；4互助縣畜牧獸醫(yī)站，青海海東 810599）

研究發(fā)現(xiàn)，中草藥中富含蛋白質(zhì)、氮源、碳源和碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)，既可作為微生物發(fā)酵培養(yǎng)基生產(chǎn)新的活性物質(zhì)，同時(shí)也具有一定的營養(yǎng)效用，在抗氧化、抑菌、促生長等方面具有明顯的優(yōu)勢，天然中草藥的風(fēng)味物質(zhì)和抗氧化成分可以改善豬肉的品質(zhì)和風(fēng)味（呂慧源，2019；丁自勉，2013）。如果將中草藥直接添加到飼料中進(jìn)行飼喂，其用藥量大且療效低，不僅會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，也有污染土壤和水資源的風(fēng)險(xiǎn)（冀貞陽，2002）。而且中草藥中含有的生物堿等不良風(fēng)味物質(zhì)在飼喂仔豬時(shí)會(huì)影響其采食量，通過科學(xué)炮制或與降低毒副作用的中草藥配伍進(jìn)行發(fā)酵可改善其不良風(fēng)味（鮑菊，2021）。目前固態(tài)發(fā)酵方式最為普遍，在不影響功效的情況下，具有提高中草藥利用率、生成新的活性物質(zhì)、增強(qiáng)抑菌效果、降低毒性等作用（董延江，2020）。本文將對發(fā)酵中草藥技術(shù)的演變及發(fā)酵中草藥在生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行介紹，以期為養(yǎng)豬業(yè)的科學(xué)發(fā)展提供幫助。

1 中草藥發(fā)酵技術(shù)的演變

發(fā)酵是一種古老的生產(chǎn)方法，在人類文明的發(fā)展過程中一直使用，而且被認(rèn)為是最簡單、最自然、最有價(jià)值的技術(shù)之一（Hunaefi等，2013）。早在4000多年前，我國就將酒曲添加到不同的藥物中，從而制成各種藥用酒曲，均有效改善了中草藥的藥效和品質(zhì)（呂井余，2021）。在古代，傳統(tǒng)的中草藥發(fā)酵處理方式包括兩類：一種是藥粉混合發(fā)酵，如煎參曲、半夏、陳香曲等；另一種是藥物直接發(fā)酵，如醬油、白藥煎等。由于中草藥發(fā)酵程序是基于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的工藝技術(shù)和適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測指標(biāo)。因此，發(fā)酵得到的中草藥產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。而現(xiàn)代中草藥發(fā)酵技術(shù)又被稱為生物轉(zhuǎn)化技術(shù)，是在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代微生態(tài)、生物工程、發(fā)酵工程技術(shù)等學(xué)科的一種新型中藥制藥技術(shù)（Xu等，2015；Shi等，2014）。即利用單一菌種或混合菌種直接發(fā)酵，將天然中草藥中有效成分充分釋放，然后將藥用植物中大分子物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)，提高其消化吸收，增強(qiáng)其原有特性和產(chǎn)生新的功效。

現(xiàn)代中草藥發(fā)酵技術(shù)可分為液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵（Li，2020）。固態(tài)發(fā)酵是在中草藥中加入菌種，分解中草藥中難消化物質(zhì)的一種傳統(tǒng)的發(fā)酵方式，在發(fā)酵過程中（劉波，2020）需要適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度和水分，通過微生物的作用對藥材進(jìn)行發(fā)酵。液態(tài)發(fā)酵其技術(shù)來源于抗生素的生產(chǎn)，目前主要應(yīng)用于冬蟲夏草和靈芝等藥用真菌的發(fā)酵處理（呂井余，2021）。但中藥材中有效成分的轉(zhuǎn)化率較低，相對成本較高，存在一定的藥材浪費(fèi)。此外，在固態(tài)發(fā)酵的基礎(chǔ)上，開發(fā)了利用藥用真菌的雙向發(fā)酵技術(shù)，雙向發(fā)酵技術(shù)是以固態(tài)發(fā)酵為根基，以藥用菌類為發(fā)酵菌種，利用各種具有有效成分的中草藥進(jìn)行復(fù)方中草藥生產(chǎn)工藝。其中中草藥為真菌生長與合成提供所需的營養(yǎng)物質(zhì)，從而使整個(gè)發(fā)酵過程得以進(jìn)行（Hou等，2012）。

2 發(fā)酵中草藥的優(yōu)勢

2.1 提高中草藥資源利用率 由于傳統(tǒng)中草藥通常為內(nèi)服，使其有效成分的生物利用度較低，同時(shí)天然植物藥渣中含有大量的木質(zhì)纖維素，結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬，不易分解（鄧輝，2013；席北斗，2002），經(jīng)微生物發(fā)酵后，微生物產(chǎn)生的胞外酶進(jìn)入培養(yǎng)基，導(dǎo)致中草藥細(xì)胞破裂，活性成分暴露，不僅能提高藥效，還能促進(jìn)消化（Li，2020）。大多數(shù)中草藥藥理成分居多，包括大量具有特殊作用的化學(xué)成分，可以根據(jù)其藥理作用再次利用（黃小光，2007）。然而，在堆積過程中，添加微生物可增強(qiáng)中草藥利用率（王曉娟，2012；Pramanik，2009；Vargas-Garcia，2006）。以中藥渣為培養(yǎng)基質(zhì)，既能滿足微生物生長的營養(yǎng)需求，又能減少中藥渣對環(huán)境的破壞（王耀新，2018）。李秀穎等（2016）在利用過的中草藥中加入巨大芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌、固氮菌等益生菌發(fā)酵制成生物有機(jī)肥。中草藥發(fā)酵不僅工藝簡便，生產(chǎn)成本低，而且可變廢為寶，將產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為新的資源。

2.2 提高有效活性成分含量 研究發(fā)現(xiàn)，未發(fā)酵的中藥渣中至少還殘留30%的有效活性成分（郭義東，2015）。在發(fā)酵后，某些成分的含量增加了1～4倍（Gu，2019）。利用微生物發(fā)酵可釋放多種活性物質(zhì)，從而增強(qiáng)中草藥的藥用價(jià)值。賈艷姝（2012）將黃芪進(jìn)行發(fā)酵后，發(fā)現(xiàn)黃芪總皂苷與總黃酮含量分別提高約22%、13.6%，說明發(fā)酵能更深入釋放黃芪中的有效成分。趙唐（2019）發(fā)現(xiàn)，利用植物乳桿菌發(fā)酵中草藥后，總糖含量顯著提高。劉洋等（2017）用益生菌發(fā)酵王不留行和益母草兩種中草藥，發(fā)現(xiàn)總黃酮、總生物堿和總皂苷含量均提高了55%左右，粗多糖提高了127.28%。楊靜云（2016）發(fā)現(xiàn)，山楂、澤瀉、決明子、紅曲霉混合發(fā)酵后，中草藥有效成分熊果酸、2，3-乙酰澤瀉醇-B、大黃酚、大黃素甲基醚增加2.33倍、1.74倍、7.67倍和8.88倍。

2.3 產(chǎn)生新的活性物質(zhì) 除微生物的各種酶系統(tǒng)外，代謝過程中產(chǎn)生的其他初級和次級代謝物也可以與藥物中的活性成分甚至非活性成分發(fā)生反應(yīng)，形成新的前體化合物，這為活性成分的合成和新藥的開發(fā)提供了新的方法（Wang，2014）。陸承云等（2018）用曲霉屬真菌GL625對金銀花進(jìn)行發(fā)酵后出現(xiàn)了兩種可以增強(qiáng)抑菌活力的物質(zhì)。張棟健等（2017）將發(fā)酵前后的枳殼飲片進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵后，枳殼飲片產(chǎn)生出圣草酚-7-O-葡萄糖苷和橙皮素-7-O-葡萄糖苷兩種單糖苷新物質(zhì)。玫瑰和紅棗仁發(fā)酵后的鎮(zhèn)靜安神功效提高，且新產(chǎn)生出了紅棗苷B（Zhang，2020）。五倍子通過真菌固態(tài)發(fā)酵后觀察到新物質(zhì)沒食子酸，并檢測到新的藥理作用，包括抗病毒、抗腫瘤、抗過敏和利膽活性（Zheng，1998）。紅參提取物利用細(xì)腳擬青霉發(fā)酵也被證明可將人參二醇皂苷轉(zhuǎn)化為人參皂苷F2、Rg3、Rg5、Rk1、Rh2和C-K（Yum，2014）。因此，益生菌與中草藥之間存在一定的相互促進(jìn)作用，進(jìn)而提高中草藥的利用效果（劉鋒，2014）。

2.4 增強(qiáng)抑菌效果 丹參等中草藥經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵處理后，酚類物質(zhì)的提取量顯著提高，提取物的抗氧化和抗菌活性增強(qiáng)（Wen，2013）。張文等（2014）用乳酸菌發(fā)酵中草藥后，發(fā)現(xiàn)對有害菌有著顯著的抑制作用，且發(fā)酵產(chǎn)物的抗菌效果提高。董延江等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，在體外抑菌試驗(yàn)中，發(fā)酵中草藥對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌等有害菌均有一定的阻抑作用。還有研究發(fā)現(xiàn)，用植物乳桿菌發(fā)酵的桔?？赏ㄟ^抑制Th2細(xì)胞反應(yīng)和增加Th1細(xì)胞反應(yīng)來抑制NC/Nga小鼠特異性皮炎樣皮膚病變的發(fā)展，該制劑可安全有效地預(yù)防特異性皮炎樣皮損傷（Kim等，2012）

2.5 減弱毒性作用 中藥材本身常含有一些大分子有毒物質(zhì)，因此成為限制中草藥應(yīng)用發(fā)展的主要問題，而發(fā)酵是減少中草藥副作用、減少不良反應(yīng)的有效途徑（Li，2017），不僅可以保護(hù)中草藥的活性成分并產(chǎn)生新的成分，還可以在結(jié)構(gòu)上改變有毒成分。Yang等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，中藥渣發(fā)酵后，其內(nèi)酯、糖苷、蛋白質(zhì)等有毒物質(zhì)被微生物分解，毒性降低或消失（郭義東，2015）。馬兜鈴是用來降血壓、減輕疼痛和止瀉的中草藥，但因其能誘發(fā)馬兜鈴酸腎病，被國家食品藥品監(jiān)督管理局禁止用于中國臨床（Yang，2012）；Liu（2018）等利用六種不同的藥用真菌發(fā)酵馬兜鈴后，檢測發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵過程中馬兜鈴酸的含量急劇下降。多種中草藥經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后對其毒性（急性和遺傳毒性）進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)毒性降低（Park，2017）。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，通過發(fā)酵可以改變黃連根莖中的蒽醌含量，因此表明發(fā)酵可降低其毒性。

3 發(fā)酵中草藥在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 發(fā)酵中草藥對仔豬的影響 研究表明，在仔豬基礎(chǔ)飼糧中添加適量發(fā)酵中草藥可提高仔豬成活率，改善仔豬腹瀉率，增加采食量，改善腸道健康等（張玉梅，2021）。鄒志恒（2019）將中草藥黨參、黃芪、山楂等進(jìn)行發(fā)酵，對斷奶仔豬進(jìn)行飼喂后發(fā)現(xiàn)，平均日增重增加了23%，血清總蛋白和球蛋白含量均提高了16%左右，機(jī)體抗病能力增強(qiáng)。侯海峰等（2018、2017）研究發(fā)現(xiàn)，白頭草、黃連、黃柏等發(fā)酵中草藥殘?jiān)墒棺胸i腹瀉率降低65.23%，飼料轉(zhuǎn)換率增加10%，從而提高仔豬的抗病力，平衡腸道菌群。刁新平（2014、2013）研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵茯苓和白術(shù)可以提高斷奶仔豬的生長性能和降低腹瀉率。武洪志等（2017）將蒼術(shù)、黃柏及白術(shù)等中草藥發(fā)酵后添加在斷奶仔豬日糧中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬的平均日采食量和平均日增重相較于對照組均顯著提高，分別升高了17.59%、30.51%，料肉比較對照組降低了10.16%。蘇家宜等（2016）發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加發(fā)酵中藥渣，可在一定程度上降低料重比，效果與抗生素相當(dāng)，這與Jeong等（2015）與Han等（2012）的結(jié)論一致（表1）。

表1 發(fā)酵中草藥在豬中的應(yīng)用效果

3.2 發(fā)酵中草藥對育肥豬的影響 李汝等（2018）將飼料采用復(fù)合益生菌（黑曲霉、生香酵母、枯草芽孢桿菌）發(fā)酵后，發(fā)現(xiàn)可提升育肥豬生產(chǎn)性能。戴朝洲等（2011）將冬蟲夏草真菌與中草藥混合發(fā)酵，結(jié)果表明，日糧中添加不同程度的發(fā)酵中草藥后，與對照組相比，生長肥育豬的日增重提高7.64%以上，料肉比則降低超過4.58%，背膘厚降低超過4.29%，說明發(fā)酵中草藥可提高生長豬生產(chǎn)性能，改善育肥豬胴體品質(zhì)。胡永靈等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，添加發(fā)酵型納米中草藥可以有效改善豬肉的肉質(zhì)，明顯改善育肥豬的胴體品質(zhì)。隋明等（2018）在育肥豬飼糧中添加益生菌發(fā)酵復(fù)方中草藥制劑后，發(fā)現(xiàn)育肥豬生長性能、屠宰性能及肉品質(zhì)均顯著優(yōu)于對照組，且動(dòng)物的胴體品質(zhì)顯著提高。魯娜等（2010）發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵中草藥能改善肥育豬飼料利用率，提高經(jīng)濟(jì)效益。呂井余等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，利用植物乳桿菌和釀酒酵母復(fù)合微生物發(fā)酵處理石榴皮、銀杏葉和甘草的混合物，在育肥豬飼料中添加后，使豬肉產(chǎn)品中粗蛋白質(zhì)水平提高了1.1%，豬肉中粗纖維含量降低2.3%，飽和脂肪酸含量下降15 g/kg，多不飽和脂肪酸含量增加9.64 g/kg，同時(shí)豬肉產(chǎn)品中乳酸和乙酸的含量顯著提高。

3.3 發(fā)酵中草藥對繁育母豬的影響 王彩玲（2011）等研究表明，在正常發(fā)情母豬基礎(chǔ)日糧中添加不同水平的發(fā)酵中草藥，發(fā)現(xiàn)相較于對照組，斷奶至發(fā)情間隔提前1 d左右，乏情率顯著降低70%～85%，另外，產(chǎn)仔數(shù)和產(chǎn)活仔數(shù)均得到不同程度的提高。金順義等（2018）在泌乳母豬飼糧中添加復(fù)合益生菌發(fā)酵中草藥發(fā)現(xiàn)，可有效提高泌乳母豬采食量和泌乳量，增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抗氧化能力，提高仔豬的健康和存活率。李想等（2015）在母豬懷孕95 d至仔豬斷奶時(shí)期飼喂發(fā)酵中草藥，結(jié)果表明，發(fā)酵中草藥制劑能在產(chǎn)前保護(hù)胎兒，減少分娩過程中難產(chǎn)的發(fā)生率，促進(jìn)母豬分娩后的恢復(fù)。王林康（2019）將發(fā)酵黃芪、蒲公英、大清液乳酸菌制成的藥液經(jīng)產(chǎn)道直接注射入母豬體內(nèi)，可顯著縮短母豬產(chǎn)后惡露排出時(shí)間，顯著提高產(chǎn)后配種成功率和仔豬斷奶重，降低子宮內(nèi)膜炎的發(fā)生率。胡永強(qiáng)等（2020）在基礎(chǔ)飼糧中添加微生物發(fā)酵的陳皮、五味子等中草藥混合發(fā)酵飼料，結(jié)果顯示，圍產(chǎn)期母豬乳蛋白與乳糖分別提高了19.34%、8.46%，此外，免疫球蛋白含量顯著增加，有利于提升母豬乳品質(zhì)，并直接影響仔豬在哺乳期的生長發(fā)育。

3.4 發(fā)酵中草藥對公豬的影響 目前，發(fā)酵中草藥在公豬上研究較少，已有研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加復(fù)方中草藥可顯著改善公豬的某些血液生理生化指標(biāo)，顯著提高豬的疫苗免疫抗體水平（王珊，2019）。李曉祥等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵冬蟲夏草后飼喂公豬，可提高公豬精液量、精子活力、精子密度、性欲，降低精子畸形率，增加促卵泡激素、促黃體激素和睪酮激素，提高公豬繁殖性能。

4 展望

綜上所述，發(fā)酵中草藥在動(dòng)物生產(chǎn)中利用效果明顯，不僅能改善仔豬的腹瀉率，提高育肥豬的生長性能，還能改善繁育母豬的乳汁質(zhì)量及公豬的精液品質(zhì)，提高繁殖力。然而，目前中草藥發(fā)酵技術(shù)仍處于初級階段，發(fā)展空間巨大，中草藥的化學(xué)成分相對復(fù)雜，發(fā)酵菌株多樣，且中草藥發(fā)酵機(jī)理尚不清楚，另外活性成分、非活性成分和其他特殊底物與微生物之間的相互作用機(jī)制也不清楚。因此，需要進(jìn)一步探索，為發(fā)酵中草藥在畜牧業(yè)中的利用奠定一定的基礎(chǔ)。