矿源黄腐酸的生理学功能及其在畜禽生产中应用的研究进展

冯佩诗，李桥桥，江山山，王 平

（浙江工业大学药学院，浙江杭州 310014）

在过去的半个世纪，抗生素等药物作为促生长剂被广泛应用，大幅度地降低了饲养成本、发病率和死亡率，提高动物生产性能，从而显著提高了畜牧业的劳动生产率和经济效益。然而，随着科学的发展，人们逐渐意识到抗生素在动物体内残留及细菌耐药性等负面作用对食品安全和公共卫生安全的威胁。我国农业农村部已着手开展兽用抗菌药使用减量化和替抗行动，减少及停止使用抗菌药类药物添加剂，并明确提出了饲料药物添加剂退出市场的时间表。基于此，对抗生素促生长剂替代品的开发和应用研究迫在眉睫。黄腐酸是腐植酸中分子量较小、活性基团较多、药用价值较好的一类复合有机酸，其具有促进动物生长、提高机体免疫力、抗菌抑菌等作用，有望成为新一代绿色饲料添加剂。本文主要综述了黄腐酸在动物体内的生理调控作用及安全评价，为黄腐酸的研究及生产应用提供参考。

1 腐殖酸及黄腐酸

腐殖物质（Humic Substance）是由动植物遗骸经微生物分解和转化形成的一类非晶形准高分子有机化合物的混合物。《本草纲目》和《证治准绳·疡医》中记载，“石炭”、“乌金散”可治刀伤、误吞金银及钱在腹中不下、月经不通、产后儿枕剌及睾丸痈疮等症，其中“乌金”、“石炭”的有效成分就是腐殖物质[1]。根据腐殖物质在酸碱溶液中的溶解度，可将其分为腐殖质（Humin）、腐植酸（Humic Acid）和黄腐酸（Fulvic Acid）等（表1）。

黄腐酸以苯环为骨架，含有羟基、醌基、甲氧基及酚羟基等多种活性基团，与腐植酸相比，具有较强的阳离子交换能力、螯合能力和吸附能力。根据黄腐酸来源的不同，可分为由泥炭、风化煤等矿物质腐殖化形成的矿源黄腐酸和由采用微生物发酵手段将农作物副产品经多级发酵形成的生化黄腐酸。

2 黄腐酸在动物体内的生理调控作用

2.1 促进动物生长 近年来，研究表明在动物饲料或饮水中添加黄腐酸可促进动物生长，提高饲料转化率[4-5]。黄腐酸中含有丰富的脂肪酸、碳水化合物、核酸、氨基酸、维生素、肌醇、多糖等物质[6]，可直接参与机体的新陈代谢，作为营养的来源，也可以刺激畜禽体内激素的分泌[7]。试验证明，黄腐酸可提高生长猪的平均日增重和平均日采食量，降低耗料增重比，提高肉色的红度、亮度和大理石评分[4,8]，并且提高猪对饲料能量、总磷和粗灰分的消化率[9]。张海军等[5]指出，饲粮中添加0.012%～0.12%黄腐酸可改善肉仔鸡耗料增重比。黄腐酸对蛋鸡产蛋性能的影响仍存在争议。安晓萍等[10]试验证明，在蛋鸡饲料中添加0.5 g/（d·只）黄腐酸可使产蛋率和平均蛋重分别提高5.20%和7.40%，降低料蛋比、破蛋率和总耗料率。但阎佩佩等[11]认为，黄腐酸添加量为0.1%及以上对蛋鸡生产性能有一定程度的负面影响。Cusack[12]试验证明，添加黄腐酸和腐植酸混合物可缩短肉牛达上市体重的日龄，提高平均日增重和饲料转化率。

表1 腐殖物质的分类[2-3]

另外，黄腐酸的多种功能基团可提高胃肠道内多种消化酶活性，使饲料中的各种营养成分被充分分解，促进营养物质的消化吸收。侯少岩等[13]研究指出，黄腐酸联合黄连解毒散可显著提高肉鸡消化道淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶活性，改善肠黏膜结构，从而提高肉鸡生长性能。Zhang[14]研究指出，0.5 g/kg 黄腐酸可有效提高克氏原螯虾肝胰腺消化酶活性。

其次，黄腐酸可有效抑制小肠蠕动，减轻畜禽腹泻程度，保护黏膜，抑制溃疡的形成[15]。苏秉文[16]发现，黄腐酸钠对溃疡性结肠炎有良好的治疗效果，降低其复发率，并且通过纤结镜观察到黄腐酸在溃疡面形成一层胶状保护膜。乌兰等[17]研究指出，在饲粮中添加0.6%的黄腐酸可降低仔猪腹泻率，改善其精神状况，进而提高仔猪日增重，降低耗料增重比。乔利敏等[18]研究表明，在饲粮中添加0.2%黄腐酸可降低海兰褐蛋鸡的腹泻率。

2.2 提高机体免疫力 胸腺细胞是T 细胞分化、发育、成熟的场所，脾脏则是机体细胞免疫和体液免疫的中心。研究表明，黄腐酸不但可以促进免疫器官的生长，也可以提高机体ΙgA、ΙgM、ΙgG、ΙL-2 和补体水平[16,19-20]，从而增强机体免疫功能，提高抗病能力。Vucskits 等[21]发现，添加0.4%黄腐酸可提高大鼠的卵清蛋白抗体滴度，并且在一定时间内仍维持较高的免疫应答。黄腐酸可提高仔猪的绵羊血红细胞抗体滴度和ΙgG 水平，改善机体免疫机能[8]。张春兰[22]研究指出，当黄腐酸添加量为8 g/kg 时，可提高小尾寒羊的日增重和血清中ΙgM的含量，并且随着黄腐酸添加量的增加，肌肉中的肌球蛋白轻链1 基因表达量逐渐增加。

非特异性免疫在水产动物防御外界刺激及病原微生物侵袭的过程中发挥重要的作用。越来越多研究指出，黄腐酸可提高水产动物的非特异性免疫功能，进而改善生产性能。Gao 等[23]试验证明，黄腐酸可以提高大鳞副泥鳅肠道碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、溶菌酶等非特异性免疫相关酶的活性，提高补体3 和免疫球蛋白M 的水平。另外，在饲料中添加0.3%黄腐酸可显著提高鲫鱼血清溶菌酶、超氧化物歧化酶和碱性磷酸酶活力，改善其非特异性免疫功能，提高其抗病力[24]。

2.3 抗炎抑菌作用 黄腐酸可抑制和杀灭肠道内的病原菌，维持肠道微生物区系的平衡，从而增强机体对营养物质的消化吸收，提高免疫力，维持机体健康。研究指出，黄腐酸对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、粪链球菌、肺炎杆菌、酿脓链球菌等多种病原微生物具有明显的抑制作用[25]。在肉鸡生产上，在饲料中添加黄腐酸可增加肠道双歧杆菌和乳酸杆菌数量，减少大肠杆菌数量[14]。Gao 等[23]研究指出，在饲料中添加1.5%矿源黄腐酸可降低大鳞副泥鳅肠道沙雷氏菌属、不动杆菌属、气单胞菌属和爱德华氏菌属的相对丰度，增加乳酸菌的相对丰度。另外，添加0.5 g/kg 黄腐酸可有效提高克氏原螯虾的免疫反应和抗嗜水气单胞菌感染能力，从而提高其生长性能[14]。黄腐酸对肠道炎性物质和有毒物质有较强的吸附力，并具有收敛作用，起到收缩血管、降低毛细血管渗透性的作用[26]，达到消炎止血的目的。另外，外用黄腐酸钠对急性或慢性的发炎过程具有抑制作用[27]。Rensburg 等[28]研究发现，9% 的氧化黄腐酸可有效降低皮肤过敏模型小鼠的右耳肿胀程度。

2.4 提高机体抗氧化能力 自由基（Free Radical，FR）是指机体氧化反应中产生的含有不成对电子的有害化合物，具有强氧化性，可损害机体的组织和细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。超氧化物歧化酶是机体内的一种抗氧化金属酶，能够催化超氧阴离子自由基歧化成氧和过氧化氢，清除自由基以维持机体代谢平衡。丁亚芳[29]研究发现，黄腐酸可明显提高酒精性肝损伤小鼠肝脏组织中超氧化物歧化酶的活性，降低丙二醛的含量，并且对DPPH 自由基、超氧阴离子自由基和羟自由基都具有清除作用。王晶等[30]研究发现，添加0.048% 黄腐酸可提高42 日龄肉仔鸡血浆超氧化物歧化酶的活性，降低丙二醛含量。试验证明，补充0.6%～1.2% 黄腐酸可提高凡纳滨对虾的生长速度和存活率，增加超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活力，降低丙二醛的含量[31]。另外，黄腐酸可调节凡纳滨对虾的谷氨酰胺转氨酶、超氧化物歧化酶和酚氧化酶等免疫相关基因的表达[32-33]。

2.5 黄腐酸对矿物元素吸收的影响 黄腐酸可为畜禽提供良好的铁来源，并降低肾脏的铁含量[34]。另外，试验证明，补充0.8%黄腐酸可促进机体对饲料中铜的吸收，并且提高铜在肝脏中的含量，但在锌和锰上没有发现类似的效应[34-35]。

2.6 其他作用 黄腐酸具有较强的吸附性，可有效地吸附饲料中及消化代谢过程中所产生的各类有毒有害物质。研究指出，黄腐酸可明显改善黄曲霉毒素对肉仔鸡传染性法氏囊病和传染性支气管病免疫效价的抑制作用[36]。黄腐酸对氨气和H2S 有强烈的吸附作用，可降低畜禽舍内有害气体浓度，净化养殖环境[37-38]。在水产养殖上，黄腐酸可作为水质改良剂处理养殖用水。王彩蕴等[39]在凡纳滨对虾养殖中后期使用硒黄腐酸钠可降低养殖水体中的亚硝酸盐和氨氮的含量，提高成活率和产量，增加经济效益。

另外，黄腐酸对改善畜禽产品有积极的意义。Вai等[6]试验发现，随着黄腐酸添加量的增加，生长猪的肉色红度、黄度和大理石评分显著提高。黄腐酸可通过提高激素敏感脂肪酶活性和降低脂蛋白脂肪酶活性调节生长猪脂质代谢，降低其背部脂肪厚度[40]。在家禽饲料中添加黄腐酸，可提高肌肉多不饱和脂肪酸（特别是n-3 和n-6 多不饱和脂肪酸）的含量[41]，并且降低鸡蛋的胆固醇含量和提高鸡蛋粗蛋白质含量[30]。乌兰等[42]研究发现，黄腐酸可显著提高鲫鱼肌肉中花生四烯酸（AA）、α-亚麻酸、二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA）等多不饱和脂肪酸的含量。

3 黄腐酸的安全性评价

动物性食品的安全日益引起社会的关注，作为食品安全基石之一的饲料安全更是不容忽视。黄腐酸作为一种新型添加剂不仅有效，而且是安全的。于长青等[43]对矿源黄腐酸进行急性毒性试验和遗传毒性试验表明，矿源黄腐酸属无毒级别，没有致突变作用。白会新等[44]研究发现，在饲粮中添加6%黄腐酸未对育肥猪的生产性能、血常规和血液生化指标造成不利影响。毕艳艳[45]给小鼠灌服5 g/kg 黄腐酸和黄腐酸钠考察两者的急性毒性，试验小鼠无一死亡。这些结果表明黄腐酸口服毒性极低。

4 结语

黄腐酸是一类成分复杂的大分子化合物，具有多种功能基团和活性因子，能在畜禽体内发挥多种生理功能。大量的试验证明，黄腐酸不但能够提高饲料利用效率，促进畜禽生长，而且能提高机体免疫力和抗氧化能力，达到消炎抗菌、替代抗生素的效果，使其在畜禽养殖中有广阔的应用前景。但是，目前有关黄腐酸的研究还处于探索和初步应用的阶段，还有许多方面值得进一步深入研究，例如黄腐酸的分子结构和理化性质尚未明确，黄腐酸的生物活性及作用机理仍需要深入、系统、全面地研究，黄腐酸对于不同品种及生理阶段的畜禽的最适添加量仍待确定等。随着“后抗生素”时代的来临，对新一代绿色高效的饲料抗生素替代产品的开发迫在眉睫，因此应不断加强对黄腐酸在饲料方面的研究与开发，使其在畜禽养殖业中发挥更大的作用。