益生菌发酵中草药的特性及在动物生产中的应用

吕战旗， 常 娟， 宁长申， 王 平， 尹清强

（河南农业大学牧医工程学院，河南郑州450000）

中草药属于纯天然物质,具有化学合成药物、抗生素等无可比拟的特点和优势，越来越受到人们的关注。许多中草药具有广谱抗细菌、抗病毒、抗真菌作用。有的中草药虽然本身没有抗菌、抗病毒作用，但是有调节机体非特异性的积极因素。大部分中草药的生物活性成分已经被分离和鉴定，但是许多中草药真正发挥功效还需要在大肠或瘤胃微生物的作用下转化为生物活性成分（Lee等，2012），这表明中草药的应用需要发酵的过程。但目前动物生产中作为饲料添加剂的中草药，一般仅经过简单的加工粉碎，具有用量大、起效慢，无法充分发挥其营养保健价值和适口性差等缺点。

益生菌发酵中草药，一方面提高了中草药的营养价值和活性成分含量，改善了中草药的适口性；另一方面发挥了益生菌对动物健康的有益作用。随着益生菌发酵技术的深入研究和现代中草药的发展，益生菌发酵中草药已经被广泛地开发和应用在动物生产中，益生菌发酵中草药产品的功效也被许多动物试验研究证明。本文综述了发酵中草药的特性、可能作用机理以及在动物生产上的应用效果，为发酵中草药饲料添加剂的开发和合理利用提供参考。

1 发酵中草药的特性

1.1 增强中草药药效 益生菌发酵提高中草药的功效主要通过调节对健康有益和疾病保护作用的异黄酮、皂苷、植物甾醇和酚类等天然分子成分的含量来实现（Zhai等，2013）。一方面，益生菌发酵过程使得不易消化吸收的大分子活性物质降解为易消化吸收的小分子活性物质，从而使中草药中的活性成分含量提高，药效得到增强。另一方面，中草药的活性物质大多分布在细胞内和细胞层间，需要穿过多层细胞壁才能被利用，益生菌发酵过程中产生的胞外酶能降解细胞壁，从而使活性物质更容易溶出 （金尔光等，2015）。Xing等（2016）发现，真菌发酵丹参可提高其抗氧化活性和总酚含量，也可富集丹参中丹参酚酸的含量。有研究表明，甘草水提液经益生菌发酵后的抗炎效果明显高于发酵前，说明益生菌发酵增强了甘草水提液的抗炎活性（赵晶，2011）。通过肠道菌群转化吴茱萸，对转化前后吴茱萸提取液进行了活性成分分析，并对其抑菌活性进行纸片法检测，结果表明转化后提取液中吴茱萸碱的含量明显增加，转化4 h后，抑菌能力增强，尤其是对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌效果较明显（韩洁等，2011）。

1.2 益生菌和中草药的相互作用 发酵中草药中益生菌和中草药具有相互作用。一方面，中草药所含的营养物质给益生菌的生长繁殖提供了物质基础，一些中草药含有含量较高的有机酸，这可以保持肠道弱酸的微环境，抑制有害微生物繁殖的同时促进有益微生物的生长 （孟彬等，2018）；另一方面，益生菌发酵中草药可使其化学成分发生转化。二者相辅相成，最终影响中草药的生物活性和消化性。有研究表明，黄芪、甘草等补中益气类中草药对益生菌具有促生长作用，并且许多中草药能增加肠道益生菌的种类和数量，有助于维持动物机体微生态平衡 （赵兴鑫等，2011；Mimaki等，2001）。 贾雪巍等（2017）采用灵芝菌种对人参茎叶总皂苷进行液体发酵，运用薄层色谱法分析发酵前后人参茎叶总皂苷化学成分的变化，结果显示，在发酵过程中，人参茎叶总皂苷中的皂苷类成分之间发生了转化,稀有皂苷水平大幅增高，从而得到抗肿瘤活性更高的物质。董睿方等（2017）研究结果表明，沙棘叶发酵后芦丁和水仙苷含量降低，异槲皮苷含量增加，更有利于发挥其保健功能。

1.3 益生菌发酵产生新的活性物质 益生菌生长可产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等生物活性大分子，这些酶在中草药发酵降解转化为新成分的过程中发挥关键作用。张栋健等（2017）采用高效液相色谱法分析比较枳壳发酵炮制前后成分的变化，结果显示发酵炮制后枳壳饮片产生了两个新的吸收峰，这表明有两种新成分的产生。阮鸣（2011）研究发现，四种药（食）用真菌（灵芝、桑黄、姬松茸、香菇）分别发酵黄芪后，黄芪甲苷均不同程度的转化为异黄芪甲苷。张敏等（2015）研究发现，淡豆豉发酵后与发酵前相比多了一种具有溶栓作用的纤溶酶成分。李国红等（2005）采用枯草芽孢杆菌发酵三七根须发现了活性物质人参皂苷Rh4。

1.4 降低某些中草药成分的毒性 虽然中草药以其特有的作用机理来抑菌杀菌，不产生耐药性，可以代替抗生素和合成类药物作为饲料添加剂使用。但是部分中草药本身具有毒性，限制了其在饲料中的应用。川乌具有祛风除湿、温经止痛等功效，但毒性极强。许多研究表明，发酵中草药相比于天然中草药，通过微生物对毒性的降解和转化，降低了部分中草药自身的毒性。江南等（2013）运用双向性固体发酵技术，获得的酵制川乌毒性明显小于未发酵生川乌。运用不同真菌发酵草乌并进行动物试验发现，各发酵组相比于传统炮制品组，大鼠心率失常发生次数及发生率显著降低，说明发酵组解毒效果比传统炮制组好（王身艳等，2015）。有研究发现，白僵菌发酵后的马钱子小鼠急性毒性 （LD50）为167.30 mg/kg，比马钱子生品增加33.80%，说明发酵后马钱子毒性明显降低（刘学湘等，2012）。Park等（2017）发现，乳酸菌发酵多种毒性较大的中草药后未检测出急性毒性或基因毒性，说明发酵后毒性得到降低。

2 发酵中草药在动物生产上的应用

发酵中草药除用于疾病治疗和保健等方面外，在动物生产中，将其作为饲料添加剂添加到动物饲料中发现，其在提高动物的生产性能、增强机体免疫力和改善动物产品品质等方面有一定的功效。

2.1 猪 有研究表明，益生菌发酵六神曲能缓解仔猪的断奶应激反应，调节仔猪肠道微生物组成，增强仔猪肠道内稳态（Wang等，2018）。武洪志等（2017）研究以苍术、黄柏和白术为主药的发酵复方中草药对断奶仔猪生长性能、免疫和生化指标的影响，结果显示，断奶仔猪日粮中添加发酵中草药组平均日采食量和平均日增重相比基础日粮组分别增加了17.59%和 30.51%（P＜0.05），料重比和腹泻率分别降低了10.16%和48.38%（P＜0.05），血清中总胆固醇含量显著降低 （P＜0.05），血清中免疫相关指标有所提高。李国忠等（2012）在断奶仔猪日粮中添加发酵黄芪发现，仔猪的免疫功能得到了显著的提高。运用发酵中草药作为饲料添加剂对育肥猪的饲养试验表明，发酵中草药组能显著提高育肥猪早期的生长性能，也能够显著降低育肥猪整个生长周期的死亡率（李汝等，2018）。 刘春辉（2012）在育肥猪饲料中添加用产朊假丝酵母发酵陈皮、肉桂、花椒等的复方中草药，肌肉pH和肌内脂肪酸含量都升高，猪肉品质得到提升。马东予（2018）发现，复方中草药（党参、当归、益母草等）可提高母猪产仔数和健仔数，并且仔猪的生长性能和免疫性能也得到了提高。王彩玲等（2011）发现，虫草真菌发酵中草药能显著缩短母猪断奶至发情间隔，降低乏情率。

2.2 鸡 刘观忠等（2011）将六神曲发酵的七味中草药（黄芪、贯众、板蓝根、何首乌、山楂、女贞子、艾叶）添加到肉仔鸡饲料中发现，肉仔鸡的平均采食量和日增重显著提高。范作良等（2016）在蛋鸡饲料中添加发酵中草药制剂发现，发酵中草药组与基础日粮组相比，鸡群产蛋率提高8.65%，料蛋比下降 15.48%，蛋壳相对重提高9.25%。孟维珊等（2017）研究发现，蛋鸡饲料中添加1%发酵复方中草药（山楂、草决明、益母草等）能明显降低鸡蛋胆固醇含量。韩春杨等（2005）研究发现，发酵中草药组肉鸡抗新城疫病毒的抗体效价、免疫器官指数、血细胞中红细胞数量均显著高于未发酵组（P＜0.05），发酵处理中草药显著提高了鸡群的免疫力。谢全喜等（2016）研究显示，乳酸菌和枯草芽孢杆菌发酵中草药能显著降低大肠杆菌对鸡的致死率，且不影响脾脏和法氏囊发育。

2.3 牛、羊 许多研究表明，发酵中草药可以明显改善热应激条件下泌乳后期奶牛的泌乳性能和免疫功能（Shan 等，2018；Wang等，2017）。 在肉牛基础日粮中添加1.5%的发酵中草药制剂可显著提高其日增重，改善肉品质，从而使综合效益达到最大化（吴道义等，2015）。王晓芳等（2016）将加工制作的中草药发酵制剂按照50 g/（头·d）添加到泌乳牛基础日粮中，饲喂两个月后发现牛乳中体细胞数显著减少，从而降低了牛群乳房炎的发生率。朱金凤等（2014）在母羊基础日粮中添加复方发酵中草药发现，哺乳母羊泌乳性能显著提高，围产期母羊患病率降低，并且哺乳羔羊成活率和生长速度提高，初生羔羊腹泻率降低。

3 小结

发酵中草药在动物生产中表现出许多积极的功效，一些中草药的活性成分和发酵效果也逐渐被人们所认识。但因为中草药的成分复杂，中草药的配伍和炮制方法也有许多，发酵中草药作为饲料添加剂在动物生产中的应用还有许多问题需要解决。筛选适合发酵处理的针对不同动物的不同功效的中草药成分及其组合配方；寻找最优益生菌和发酵工艺，使不同组方的中草药的药用价值得到最大发挥；探究发酵对中草药活性成分的影响及其作用机理；对发酵中草药作为饲料添加剂的生物学效果进行综合评价等需要进一步研究。随着益生菌发酵技术的成熟和现代中草药的发展，益生菌发酵中草药将具有更广阔的发展潜力和应用价值。