中草药药渣在动物生产中的应用

2020-06-01冯智茂张云飞黄兴国

饲料工业 2020年10期

冯智茂袁勇张云飞黄兴国

（湖南农业大学动物科学技术学院湖南省畜禽安全生产协同创新中心，湖南长沙410128）

我国中草药资源丰富，现有中药材共12 807 种，其中植物类药材11 146 种。中草药制药业作为我国的传统特色产业近年来一直保持着20%以上的行业增长比率，每年制药行业所需要消耗的中药材量达数百万吨之多。中草药药渣来源于中成药生产、中药材加工炮制等多种生产加工过程中，其中中成药生产药渣量占总生产量的70%，中草药药渣是经水或乙醇等溶剂将中草药中有效成分提取后所剩下的残渣，一般为湿料，其具有较高的含水量（55%～75%）和难以保存等特点。现阶段中草药药渣大多是被视为废弃物，随意堆放、填埋、焚烧或是丢弃处理。这在造成环境污染的同时，在某种程度上也是一种资源的浪费。如何促使中草药药渣变废为宝，使其中资源性物质得以开发利用，形成一系列具有一定附加值和具有一定利用效率的资源性产品已受到多个行业的关注。目前，中草药药渣的资源化利用主要包括：提取有效成分、生产有机肥料、进行食用菌栽培、制备环保生物制剂、生产饲料添加剂等多个方面。

1 中草药药渣中的主要成分

中草药中的有效药用成分种类丰富，但由于目前中草药生产过程中加工工艺简单，所以经提取后剩下的中草药药渣中仍然含有大量未被利用的生物碱、皂苷类、挥发油、黄酮类、多糖类、有机酸以及矿物元素和维生素等生物活性成分，这些活性成分具有增强机体免疫、抗应激和抗菌等作用。有研究显示固体五味子药渣中木质素类物质及亚油酸含量与原药中相当，药渣中中性、酸性多糖含量分别为3.82%和1.31%，赵婷等(2008)在醇提后的五味子残渣中提取出11.52%的五味子多糖。检测发现黄芪药渣中黄芪甲苷含量高达原药材含量的70%以上。还有研究将黄芪药渣进行发酵，测得发酵后黄芪甲苷释放量增加了4 倍，并具有抑制有害菌生长的作用。有报道指出，经提取后的甘草药渣中有效成分为原药材的30%。韦云川等(2006)将已经提取过的三七皂苷药渣进行再次提取，获得含量达50%的三七多糖。石岭等(2010)还从丹参和三七药渣中发现丹参酮等活性成分。马逊风等(2004)测得淫羊藿药渣中含有原药40%含量的黄酮类物质。康艳萍等(2006)从枇杷叶药渣中提取出乌索酸。除此之外，王不留行、益母草、人参、川乌、附子、金银花等中草药中富含生物碱、黄酮、多糖、皂苷等多种生物活性成分，具有抗氧化、抗炎、抗应激、抗菌、抗肿瘤等作用。但是目前关于这些中草药药渣的应用研究很少。综上可知，中草药药渣中富含大量可利用的有效活性物质，具有一定的开发利用价值。

2 中草药药渣的发酵工艺

中草药药渣作为中草药加工的残留物，其所具有的植物细胞壁结构成了除反刍动物外其他动物消化利用的一大阻碍。为了提高中草药药渣中有效活性物质的提取率和利用率，目前对中草药药渣开发研究的目光已经投向了生物转化方面，通过发酵技术破坏植物细胞壁结构，从而将潜藏在植物细胞壁中的活性成分释放出来。微生物可以分解中草药药渣的结构，将其转化成为次级代谢产物。对中草药药渣进行发酵，经检测发酵后粗纤维的含量与发酵前相比明显降低，粗蛋白、粗脂肪、多糖、灰分等物质含量有所提高，还会产生β-葡聚糖酶、木聚糖酶、果胶酶、纤维素酶、木质素酶、淀粉酶等丰富的酶系。由此推断，发酵可降低纤维素的含量，有效破坏细胞壁结构，充分释放中草药药渣中的活性成分，这将为提高中草药药渣中活性物质的利用奠定基础。

中草药药渣的发酵过程即是通过一种或数种经过挑选的有益菌种，在一定的温度、湿度、水分等环境条件下将大分子物质通过微生物的消化分解作用转化成小分子物质，产生新的有效活性物质，并具有提高药物功效的过程。目前中草药药渣的发酵方式包括液体发酵、固体发酵和药用真菌双向性固体发酵。液体发酵因其易实现规模化生产，所以是未来大规模生产的首选方式，液体发酵的过程是将菌丝体接种到培养基中，再与中草药药渣混合、搅拌均匀发酵的过程，其产物包括发酵液和菌丝体。固体发酵在我国具有久远的历史，其历史可追溯到古代的制曲工艺，中草药药渣固态发酵是利用一种或多种微生物作为菌种，以中草药药渣作为基质的一种传统发酵方式。药用真菌双向性固体发酵是20世纪90年代庄毅(1992)提出的一种用药用真菌作为发酵菌种，以中草药药渣为发酵基质的一种新型发酵方式，该发酵方式具有其独特的优势，具有一定的可研究性，是未来发酵方面研究的一大热点。这三种发酵方式的具体特点如表1所示。

表1 不同发酵方式的优缺点

3 中草药药渣在动物生产中的应用

中草药药渣能为畜禽提供生长发育所需的脂肪、维生素、蛋白质、氨基酸等营养成分，另外，中草药药渣中含有多糖、苷类、生物碱、挥发油类等多种具有增强机体免疫力的物质均可有效提高动物机体的免疫力。同时中草药药渣在调节动物肠道健康、抗应激、改善繁殖性能、改善肉品质等方面均具有有益作用，因此中草药药渣已广泛应用于动物饲料中。

3.1 中草药药渣在猪生产中的应用

耿春银等(2007)和杨松全等(2000)分别在生长育肥猪饲粮中加入一定量的水飞蓟药渣和“增长乐”中药渣（党参、山楂、陈皮等组成），与对照组相比，试验组猪的日增重、养分消化率、经济效益均提高，且氮磷排泄率降低。表明饲粮中添加一定量中草药药渣在改善生产性能、提高经济效益的同时，也可减少对环境的污染。贺晓玉(2014)、侯海峰等(2017)试验结果表明发酵中草药药渣在提高仔猪生长性能的同时还具有改善仔猪肠道健康，降低腹泻率的作用。然而苏家宜等(2016)在断奶仔猪饲粮中添加发酵中草药药渣发现对仔猪腹泻率和肠道形态结构并没有显著的影响，这可能与所添加的中草药药渣种类以及处理方式不同有关。还有大量研究表明，中草药药渣在促进肠道健康，降低腹泻率的同时也可提高其免疫力。这归因于中草药药渣能促使CD4+T细胞与CD8+T细胞比值、淋巴细胞增殖指数和IFN-γ含量升高。苏家宜等(2017)的试验中发现，在饲粮中添加发酵中草药药渣可提高断奶仔猪的抗氧化应激能力。李肖梁等(2006)还发现“十全大补”药渣具有改善育肥猪肉品质和胴体特性的作用，并且添加量以1%为宜。罗合春等(2014)给猪饲料中添加发酵补肾益寿胶囊药渣，对种公猪繁殖性能有所改善，在仔猪、种猪及育肥猪饲料中添加还可提高其抗病、抗寒能力。黎智华等(2017)研究表明，在妊娠母猪饲粮中添加发酵中草药药渣对提高母猪机体代谢和抗应激能力具有显著作用。综上所述，在猪饲粮中添加中草药药渣或其发酵产物具有促生长，改善肠道菌群，改善肠道健康，提高免疫力，改善繁殖性能，提高抗应激的能力，改善肉品质，降低氮磷排放率，改善环境，增加经济效益等多种作用。

3.2 中草药药渣在鸡生产中的应用

何玉华等(2014)发现，在雉鸡日粮中添加固态发酵水飞蓟残渣，可提高其采食量和营养物质消化率。这可能是因为发酵中草药药渣中有效活性成分促使消化酶的分泌，从而提高了鸡的消化率。闫先超(2016)、杨亚东等(1992)试验也证实了中草药药渣能提高饲料转化率。中草药药渣能促使胸腺、脾脏、法氏囊等免疫器官发育以及增强与免疫调控相关的细胞数量，从而增强免疫水平、抗氧化能力、抗病力和降低死亡率。除此之外，中草药药渣还能通过增加血液中红细胞以及血红蛋白数量增强抗病力和降低死亡率。吴华等(2010)报道，甘草药渣能够提高试验组鸡肉中的蛋白质含量，降低水分和脂肪含量，可用于改善岭南黄鸡的胴体品质。综上可知，在鸡饲粮中添加中草药药渣或其发酵产物具有提高生产性能、提高免疫力、增强机体抗氧化能力、改善肉品质、降低死亡率等作用。

3.3 中草药药渣在反刍动物中的应用

王尚荣(2007)在杂交奶牛精饲料中添加由王不留行、黄芪、党参、当归、丹参、路路通等多种中草药组成的“催奶灵”中药药渣,可显著提高其产奶量和经济效益，且不影响乳成分。张桂霞等(2017)试验报道，发酵可提高复方药渣的适口性，增加羊的采食量。孙国虎等(2019)研究结果显示添加中草药药渣试验组日增重较对照组显著提高。在提高生产性能的同时，在饲粮中添加中草药药渣还可改善羊肉的嫩度，提高羊肉中蛋白质含量，降低脂肪含量，增加不饱和脂肪酸种类和含量，减少羊肉的膻味，并可增加羊肉中Fe、Ca等元素含量。以上研究表明，在反刍动物饲粮中添加中草药药渣或其发酵产物具有提高生产性能，改善肉品质，增加经济效益的作用。

3.4 中草药药渣在其他动物中的应用

王珊等(2013)报道，饲粮中添加发酵金莲花药渣，可提高小鼠在高温、低温、缺氧环境中的应激反应能力，并降低感染金黄色葡萄球菌和大肠杆菌小鼠的病死率。这可能是中草药药渣增强机体免疫力和抗氧化能力，如促进IgA 和IgG 分泌以及降低丙二醛和肌酸激酶并增加超氧化物歧化酶在血液中的含量。练高登等(2015)发现，在小鼠饲粮中添加发酵人参药渣能引起小肠IgA分泌量增加，并且小鼠肠道黏膜SIgA抗体含量与其表现出正相关关系。另外，黄树平等(2017)还发现经枯草芽孢杆菌发酵的红参药渣可显著增加雌性大鼠脾脏和胸腺指数。杨东川等(2014)在小鼠饲粮中添加经枯草芽孢杆菌发酵的红参药渣，与对照组相比，可增加产仔数和仔鼠初生重，降低料重比，且对小鼠产后存活率、仔鼠存活率、离乳率、21 d离乳重等均有一定改善作用。李艳军等(2018)和黄树平等(2017)在獭兔饲粮中添加清瘟败毒中草药药渣和藿香正气药渣，结果表明添加中草药药渣可改善母兔泌乳性能和仔兔生长性能。除此之外，有研究报道，中草药药渣还能改善畜禽脂质代谢，如显著降低皮质醇、胆固醇和甘油三酯含量。综上，在獭兔和老鼠饲粮中添加中草药药渣或其发酵产物具有增强机体免疫、抗氧化能力及抗应激能力，从而增强机体生产性能，降低死亡率。并可改善机体脂质代谢，对仔鼠存活率、断奶重等也具有改善作用。