黄芪的生物学活性及其在畜禽生产中的应用研究进展

2022-02-28韩战强马亚姣李鹏伟刘长春孟燕飞

畜牧与饲料科学 2022年6期

韩战强，马亚姣，霍磊，李鹏伟，刘长春，孟燕飞

（河南农业职业学院，河南郑州 451450）

黄芪为豆科草本植物蒙古黄芪、膜荚黄芪的根，具有补气固表、利水消肿、托毒排脓、生肌等功效［1］。黄芪含有多糖类、皂苷类、黄酮类等生物活性物质，具有增强免疫力、抗氧化、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗衰老、调节血压及防治糖尿病等作用。黄芪人工种植技术日益成熟，其产量不断增加，在畜禽生产中的应用日趋广泛［2-4］。黄芪可以补充动物生长所需营养，有助于提升动物健康水平，提高生产性能。该文对黄芪的生物学活性及其在畜禽生产中的应用进行综述，以期为动物用黄芪产品的研究、开发与应用提供参考。

1 生物学活性

1.1 营养作用

黄芪含有氨基酸、微量元素、亚油酸、尼克酸、维生素等营养物质，其中，氨基酸种类达20 多种，可以补充动物生长过程中所需的不同营养。黄芪作为饲料添加剂与常规饲料配伍，在开发黄芪药用价值的同时，对促进动物生长发育有一定的作用。乔宏兴等［5］研究发现，肉鸡日粮中添加0.5%的发酵黄芪可以显著提高平均日增重，降低料肉比。杜丽英等［6］研究发现，在太行黑山羊日粮中添加2.5%～3.5%的黄芪可提高肌肉中肌苷酸、必需脂肪酸和呈味氨基酸的含量。

1.2 提高机体免疫力

黄芪多糖是黄芪中含量最多、免疫活性较强的一类物质，也是黄芪发挥免疫增强作用的重要成分。黄芪多糖结构比较复杂，主要成分是葡聚糖和杂多糖。葡聚糖由水溶性葡聚糖和不溶性葡聚糖组成，杂多糖由葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖组成。黄芪多糖提高机体免疫力主要通过以下途径：激活巨噬细胞，促进T 细胞转化，活化细胞毒性T 细胞，提高B 淋巴细胞和NK 细胞的数量与活性；激活网络内皮系统和补体系统；诱生多种免疫因子，如IFN、IL-2 和TNF 等，影响神经-内分泌-免疫系统网络，促进细胞中RNA、DNA、蛋白质合成和提高细胞内环核苷酸（cGMP，cAMP）含量［7］。刘建春等［8］研究了黄芪多糖对实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠脾细胞的免疫调节作用，结果表明，黄芪多糖可通过调节抗炎和致炎免疫细胞的比例，调节细胞因子的含量，发挥免疫调节作用，提高机体免疫力。陶新磊等［9］研究了黄芪多糖诱导细胞因子信号转导抑制因子表达对脂多糖诱导的鸡巨噬细胞炎症反应的抑制作用，结果表明，黄芪多糖可以通过调节促炎性细胞因子的释放，发挥抗炎作用。邵珊等［10］研究了黄芪多糖和白花蛇舌草多糖对猪高致病性繁殖与呼吸综合征（porcine reproductive and respiratory syndrome，PRRS）灭活疫苗免疫效果的影响，结果表明，二者均能极显著促进外周血淋巴细胞的增殖，使抗体提早产生并提高抗体滴度和IL-2 表达水平，增强猪对PRRS 灭活疫苗的免疫应答能力。

1.3 抗氧化作用

研究表明，黄芪多糖可以提高血清超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase，GR）活性，降低丙二醛（malon dialdehyde，MDA）含量，具有显著的抗氧化作用［11-13］。多糖的抗氧化作用机理可能与自由基的间接作用有关。一是多糖分子直接作用于抗氧化酶，通过提高体内原有抗氧化酶如SOD、GSH-Px、CAT 等的活性，间接发挥抗氧化作用；多糖分子络合产生活性氧所必需的金属离子。多糖结构中的醇羟基可以与产生羟自由基等自由基所必需的金属离子（如Fe2+、Cu2+等）络合，使羟自由基的产生受到抑制，进而影响脂质过氧化的启动，最终抑制活性氧的产生。二是多糖分子直接作用于自由基，对于脂质过氧化而言，多糖分子可以直接捕获脂质过氧化链式反应中产生的活性氧，阻断或减缓脂质过氧化；对于羟自由基而言，多糖碳氢链上的氢原子可以与其结合成水，达到清除羟自由基的目的，而多糖的碳原子则成为碳自由基，进一步氧化形成过氧自由基，最后分解成对机体无害的产物；对于超氧阴离子而言，多糖可以与其发生氧化反应，达到清除的目的［14］。

1.4 抗菌作用

黄芪多糖发挥抗菌作用一方面是调动机体免疫防御功能，另一方面是对病原菌直接抑杀［15-17］。杨玉艾等［18］研究表明，黄芪多糖对奶牛乳房炎主要致病菌中链球菌、大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌均有一定的抑制作用，且抑制作用随黄芪多糖浓度的增加而增强，对大肠埃希菌的抑制作用最强，对链球菌和金黄色葡萄球菌的抑制作用相当。

1.5 抗病毒作用

黄芪可以促进白细胞介素诱生，使动物机体产生内源性干扰素，从而达到抗病毒的目的。黄芪和板蓝根对猪细小病毒（porcine parvovirus，PPV）体外抑制作用研究表明，黄芪和板蓝根1∶1 联合使用时对PPV 的抑制作用显著［19-20］。王学斌等［21］研究表明，板蓝根和黄芪联合使用在Marc-145 单层细胞上对猪繁殖与呼吸综合征病毒（porcine reproductive and respiratory syndrome virus，PRRSV）的增殖具有显著的抑制作用。仇微红等［22］研究了黄芪、黄芩、千里光、蟾酥等中药抗伪狂犬病毒（pseudorabies virus，PRV）体外增殖的作用，结果表明，虽然黄芪抑制PRV 在细胞内增殖的作用比较弱，但其抗吸附能力是最强的。

2 在畜禽生产中的应用

2.1 在猪生产中的应用

在猪日粮中添加黄芪或黄芪多糖不仅能提高生长育肥猪的免疫力、抗氧化能力，而且能提高其生长性能，改善种公猪冷冻精液品质。张阳等［23］研究了复合益生菌与黄芪多糖对生长育肥猪免疫和抗氧化功能的影响，结果表明，黄芪多糖与复合益生菌联合使用可增强生长育肥猪的免疫功能，在细胞因子调节以及细胞免疫中发挥抗炎及免疫自稳作用，并能使猪只保持氧化平衡状态。魏凤仙等［24］研究了黄芪多糖对生长猪生产性能及免疫功能的影响，结果表明，在饲料中添加黄芪多糖有提高生长猪生产性能的趋势，同时能提高生长猪血液中球蛋白/白蛋白比值（G/A），提升体液免疫和细胞免疫功能。全男等［25］研究发现，在杜长大三元杂交猪日粮中添加0.5%的黄芪与当归提取物，可提高猪只血清抗氧化能力。米桂娟等［26］研究发现，在杜长大三元杂交猪日粮中添加0.5%的黄芪，可提高平均日增重，降低料重比，增加养殖效益。杨尚雪等［27］研究发现，在长白、大约克与杜洛克种公猪的精液稀释液中添加0.04%的黄芪多糖可以提高冷冻精液的活力及精子顶体完整率。胡传活等［28］研究发现，在公猪精液中添加0.30 g/L 的黄芪多糖，有利于维持4 ℃低温条件下7 d 猪精子的活率和活力，显著提高精子顶体完整率和质膜完整率，降低精子畸形率。

2.2 在反刍动物生产中的应用

2.2.1 在牛生产中的应用

在奶牛日粮中添加黄芪或黄芪多糖，可以提高抗氧化性能、缓解热应激，在改善健康状况的同时，显著提高生产性能。连慧香［29］研究发现，在泌乳期奶牛日粮中添加20 g/（头·d）的发酵黄芪粉，可以提高抗氧化性能，改善营养物质代谢。申义君等［30］研究发现，在泌乳期奶牛日粮中添加10～50 g/（头·d）的黄芪多糖，可以提高抗氧化性能。文月玲等［31］研究发现，在奶牛日粮中添加10～100 g/（头·d）的黄芪多糖，对血液生化指标无不良影响，并且能提升健康状况。连慧香［32］研究发现，在泌乳期奶牛日粮中添加20 g/（头·d）的发酵黄芪粉，可显著提高产奶量和乳蛋白率，降低乳体细胞数。曾涵芳等［33］研究发现，在奶牛颈部肌肉给予黄芪多糖注射液，可以提高热应激下的产奶量，改善乳营养成分指标和血清生化指标，具有缓解奶牛热应激的潜力。

2.2.2 在羊生产中的应用

在肉羊日粮中添加黄芪或黄芪多糖，不仅可以提高免疫功能、抗氧化性能、生长性能，还可以提高产肉性能和肉品质。研究表明，在太行黑山羊日粮中添加2.5%～3.5%的黄芪，可以提升生长性能和产肉性能，提高羊肉中肌苷酸、必需脂肪酸、呈味氨基酸含量，以及羊肉品质［6］。鲍玉林等［34］研究发现，在舍饲藏羊日粮中添加0.1%的黄芪多糖，能显著提高生长性能和免疫功能。王宪举等［35］研究发现，在藏羊日粮中添加5%～8%的黄芪粉，可以提高生产性能、胴体重量、屠宰率及眼肌面积，促进脂肪沉积，改善羊肉品质。李娜等［36］研究发现，在小尾寒羊和湖羊的杂交F1代育肥羊日粮中添加0.3%的黄芪，能提高育肥羊生产性能、屠宰性能，改善免疫功能和抗氧化性能。

2.3 在禽生产中的应用

在家禽日粮中添加黄芪或黄芪多糖，可以改善肠道功能、免疫功能、抗氧化功能及血清生化指标，提高生产性能和产品质量。王翠菊等［37］研究表明，在海兰褐蛋鸡日粮中添加150～250 mg/kg 的黄芪多糖，可以提高血清和蛋黄中SOD 和GSH-Px活性，降低血清和蛋黄中MDA 含量，改善蛋黄颜色，提高哈氏单位和蛋壳厚度。杨秋霞等［38］研究表明，在海兰灰蛋鸡日粮中添加50～150 mg/kg 的黄芪多糖，可显著降低血清总胆固醇和甘油三酯含量及蛋黄中甘油三酯含量。官丽辉等［39］研究表明，在海兰褐蛋鸡日粮中添加200 mg/kg 的黄芪多糖，可以提高生产性能和生殖激素的分泌水平，且黄芪多糖具有一定的降血脂作用。高杨等［40］研究表明，在海兰灰蛋鸡日粮中添加100 mg/kg 的黄芪多糖，可提高脾脏系数，增加盲肠扁桃体淋巴小结数量和绒毛长度，降低盲肠大肠杆菌数量，增加乳酸菌和双歧杆菌数量。

孙波等［41］研究表明，在肉鸡日粮中添加1 000 mg/kg 的黄芪多糖，能够提高生产性能、屠宰性能和肌肉品质。研究表明，在肉鸡日粮中添加0.5%的黄芪多糖，能显著提高生产性能和抗氧化能力［5］。彭婷等［42］研究表明，在肉鸡日粮中添加50 mL/kg的黄芪多糖脂质体，可以提高免疫器官指数；添加100 mL/kg 的黄芪多糖脂质体，可以提高生长性能。王涛等［43］研究表明，在肉鸡日粮中添加0.2 mL/kg 的乳酸菌发酵黄芪多糖制剂，可以提高肉仔鸡的生长性能、免疫功能，改善肠道微生物区系，减少肠道大肠杆菌数量，并促进乳酸菌定植。魏炳栋等［44］研究表明，在三黄肉鸡日粮中添加0.6%的黄芪多糖，可以提高生长性能，优化肠道微生物区系。王佳敏等［45］研究表明，在罗斯肉鸡日粮中添加3.48%的黄芪复方颗粒，可促进免疫细胞增殖和免疫器官发育，提高抗氧化能力。张国华等［46］研究表明，在青脚麻肉鸡日粮中添加黄芪和乳酸菌，可以提高生长性能，改善肉色，提高抗氧化能力，维持肠道微生物平衡。

赵文文等［47］研究表明，在蛋雏鸭日粮中添加黄芪多糖和丁酸梭菌，可以提高生长性能、改善血清生化指标。李桂芹等［48］研究表明，在樱桃谷鸭日粮中添加黄芪多糖，可以提高生长性能，增强机体免疫力，缓解免疫应激。赵文文等［49］研究表明，在蛋雏鸭日粮中添加黄芪多糖和丁酸梭菌，可以提高蛋雏鸭的免疫性能和抗氧化性能，改善肠道绒毛形态。苏凤艳等［50］研究表明，在鹌鹑日粮中添加2%的复方黄芪，可以提高鹌鹑的生长性能，改善部分血液生化指标，提高免疫机能。