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乳酸菌发酵中药在畜牧养殖中的应用

2022-03-16董文龙刘嘉琳李国江

家畜生态学报 2022年11期
关键词:乳酸菌菌群杆菌

马 威,董文龙,刘嘉琳,李国江*

(1. 吉林农业大学 动物科学技术学院,吉林 长春 130118;2. 吉林农业科技学院 动物科技学院,吉林 吉林132109;3. 预防兽医学吉林省重点实验室,吉林 吉林 132109)

近年来,随着我国养殖行业限抗减抗的要求,中药因其绿色天然不易产生耐药性的特点,引起了人们的广泛关注。乳酸菌作为肠道常驻的菌群,自身带有增强免疫力保健的功能。用乳酸菌发酵中药,既能发挥乳酸菌自身的有益功能,同时经过发酵,中药的效果也得到了提升,起到了协同的效果。在治疗的基础之上,一些方剂经过发酵,也有明显的促进生长的作用。

1 乳酸菌的益生作用

乳酸菌是肠道有益菌群之一,有增强机体免疫,调节肠道菌群平衡以及抗炎作用,兼具降低胆固醇的功能[1]。乳酸菌用途广泛,在兽用医疗、饲料、人类的食品工业和医疗中都具有极大的应用潜力,同时也可以作为良好的工程菌应用于科学研究中。乳酸菌作为肠道的常驻菌群,通过竞争性粘附在肠道的上皮细胞及粘膜上,形成保护膜,以此抑制大多数有害菌群的生长繁殖[2]。同时乳酸菌能够产酸和分泌相关细菌素也起到杀菌抑菌的作用。此外乳酸菌还能够激发肠道免疫功能,清除自由基[3],刺激肠道产生抗氧化保护机制[4],以起到提高免疫力的作用[5]。乳酸菌因其独特的发酵功能和产酸特性被广泛应用于饲料添加剂和药物中,不仅成本低,且不会造成药物残留。

2 乳酸菌发酵中药及其优点

我国使用中药发酵这一技术手段由来已久,早在《本草纲目》上就有记载,部分药物发酵之后可以健脾滋阴,除湿气,中药发酵这一炮制手段可以更好释放药效[6-7]。现代的中药发酵,开始于20世纪80年代,当时的技术手段单一,研究处于探索阶段,是在古人中药发酵炮制手段之上加以改造[8]。中药发酵的方式分为固体发酵、液体发酵、双向发酵;通过乳酸菌发酵则分好氧发酵、兼性厌氧发酵、厌氧发酵[9]。乳酸菌发酵中药兼有以下优点:(1)可以更好的发挥药效,一些大分子蛋白被分解成易吸收的次级代谢产物。(2)乳酸菌本身具有调节肠道微生物菌群平衡的能力,与中药制剂合用可以增强治疗效果。(3)乳酸菌可以产酸,分泌细菌素抑制相关菌群的生长,通过抑制其他菌群的繁殖可以一定程度上保证成品中药的品质。(4)可以改变中药的适口性,一些苦味中药动物不喜食,通过发酵改变中药适口性有利于临床治疗。(5)乳酸菌发酵中药后可以产生新的活性物质[10-12]。

3 乳酸菌发酵中药在养殖业中的应用

乳酸菌发酵中药方式方法多样,可选择的菌种也多有不同,根据上文所述乳酸菌具有产酸和分泌细菌素特性,同时通过占位的手段抑制有害菌群的生长。乳酸菌在发酵中药的过程中,可以破坏药材细胞壁结构,释放更多的药用物质,更易被肠道吸收,同时药物利用率也得以提升。

3.1 乳酸菌发酵中药与常见细菌性疾病的防治

王聪[13]研究发现,罗伊氏乳杆菌与乌梅发酵的产物可以有效抑制仔猪腹泻病病原大肠杆菌的生长,可以使仔猪体内IL-2、IFN-γ,肝脏中超氧化物歧化酶(SOD),脾脏中CD3+CD4+CD8+T淋巴细胞显著增加,小肠病理损伤程度显著减轻。乳酸菌发酵黄芪多糖制剂可以显著提高肉鸡的生长性能,血清IgG、IgA含量显著提高,盲肠乳酸菌含量得到提升,证明使用乳酸菌发酵的手段可以使中药方剂的药效提升,药物成分得以更好的释放[14]。王坤丽[15]使用乳酸菌发酵清瘟败毒散,腹泻率大幅降低,使用剂量也少于未发酵的剂量,整体优于未发酵,同样证明乳酸菌发酵中药可以提升药效。卢伟[16]在同样针对仔猪腹泻病方面采用从20味对大肠杆菌敏感的药物中筛选出黄芩并与鼠李糖杆菌ATCC53103发酵,同样饲喂攻毒后的动物模型,发酵组的IgA显著增加,肠道结构更加完整,腹泻率更低,血清体外抑菌试验结果乳酸菌发酵中药组优于西药组和中药组,证明利用鼠李糖杆菌发酵黄芩用来治疗仔猪细菌性腹泻病效果优于中药和抗生素。

根据发酵的方式不同,发酵的预期结果不同,王建国[17]通过试验乳酸菌发酵产物配伍中药用于治疗鸡大肠杆菌,发现其作用跟盐酸环丙沙星相当,并且绿色天然无药物残留。谷巍[18-19]用乳酸杆菌定向发酵复方中药乌梅、五倍子、蒲公英,产物可以治疗大肠杆菌K88引起的十二指肠绒毛损伤,修复肠粘膜,同时发酵期间产生新的特征吸收峰,产生新的物质,起到了积极有益的作用,效果优于原来的方剂,贾艳姝[20]得到同样结论,证明了乳酸菌发酵可能产生新的有益物质。赵唐[21]针对维护肠道微生物菌群,采用植物乳杆菌发酵中药方剂,最后活菌数在7 log10 cfu/mL以上,中药提取液中多糖和芦丁含量增加,起到维护肠道微生物菌群的作用。谢全喜[22]利用乳酸菌发酵中药与枯草芽孢杆菌进行组合饲喂白羽肉鸡,可以良好的控制大肠杆菌病的发生,死亡率得到大幅度下降,同时可以提升盲肠中内容物的sIgA和血清中IL-2含量,证明乳酸菌发酵中药与其它益生菌组合使用可以更好的调节肠道微生态平衡,在细菌病的治疗方面效果显著。

3.2 乳酸菌发酵中药与寄生虫病的防治

乳酸菌发酵中药也具有预防寄生虫的效果。球虫病在肉鸡养殖方面造成很大的经济损失,秦波[23]利用戊糖片球菌发酵中药,在pH 6.0、37 ℃条件下发酵将中药制剂发酵12 h,得到的发酵产物可以有效抑制球虫病。石昊林[24]使用鼠李糖杆菌发酵复方中药治疗鸡的柔嫩艾美耳球虫,发现发酵后的中药不仅具有增加免疫力以及调节平衡肠道菌群的功能,还可以提升机体CD3+CD8+T淋巴细胞数量,增加SIgA和IL-2的含量,抗球虫指数(ACI)可达130.59,优于地克珠利组。陈雷等[25]使用乳酸杆菌与酵母菌混合发酵中药,抗球虫效果良好,ACI达到102.6,中药发酵组成活率达90%,远高于西药组。

3.3 乳酸菌发酵中药与常见病毒病的防治

黄迪海[26]在鸡肠道中筛选出具有较强的抑菌作用的乳杆菌,使用该乳杆菌对金银花、栀子、板蓝根提取液进行发酵,增强了原中药的治疗效果,提高了鸡群的免疫力。乳酸菌发酵中药产物可以促进免疫器官的发育,提高免疫力以达到抗病毒的效果。多名学者通过试验证明了中药能够促进动物机体抗体的分泌以此起到抗病毒的功能[27],对猪瘟、鸡马立克氏[28]病等畜牧常见病毒病具有一定疗效[29-30]。如果使用乳酸菌发酵该类中药可能更好的释放药物中的有效成分增强抗病毒的效果,这项研究前景广阔,有待深入探索。

3.4 乳酸菌发酵中药的促生长作用

陈雷[31]研究发现,黄芪乳酸菌发酵组与未发酵中药组和对照组进行对比,体重明显增加、免疫器官(胸腺和脾脏)系数、免疫因子差异极其显著(P<0.01),证明乳酸菌发酵中药产物可以促进小鼠免疫器官的生长。王静[32]认为,使用乳酸菌发酵中药替代抗生素可以在樱桃谷肉鸭养殖过程中起到保健的功能,有较好的促生长效果。李雪雁[33]用乳酸菌发酵中药饲料也有明显的促肉鸡生长的作用。在蛋鸡养殖方面,乔宏兴[34]使用植物乳杆菌通过固态发酵的方式发酵黄芪,机体的抗氧化能力和免疫因子的表达能力得到提升,进而提升了生产性能。

3.5 乳酸菌发酵中药的其他作用

母猪产后恶露不容易排净,王林康[35]采用乳酸菌发酵中药可以明显缩短母猪的产后恶露排出时间,提高母猪配种率。金顺义[36]使用乳酸杆菌和粪肠球菌、产朊假丝酵母制作发酵豆粕饲喂母猪,增强了母猪的泌乳能力与血清抗体水平,从而提升仔猪免疫力。此项研究的结果与郭宏伟[37]使用乳酸菌与枯草芽孢杆菌、酵母菌对黄芪分段发酵可提升临床效果的结论相印证,也可能与乳酸菌发酵中药的过程中诞生的某些可能具有提升药效的物质有关[20]。在治疗神经方面,有试验表明乳酸菌发酵中药具有治疗神经损伤的潜力[38]。

4 小 结

发酵中药历史悠久,乳酸菌发酵中药结合了乳酸菌的特性及优点,同时更好的释放中药中的有效成分,以及结合乳酸菌自身分泌的酶,辅助代谢吸收,降解一些中药方剂本身的微毒,改变一些苦味方剂的适口性,但是关于目前乳酸菌发酵中药也有很多需要改进的地方,一是发酵的工艺仍需改进,需要深入探究最适宜的发酵条件与环境,达到更加高效的工艺提取有效成分。二是中药中的物质多种多样,具体起到药效作用的药物成分的作用机制,及其作用途径需要更加深入的研究,筛选更多有效物质应用于临床,探究与其它菌种联合使用发酵之间的关系,但现阶段该技术手段尚不成熟。三是,产生新的物质,同样有待发现其具体的作用机理,新的物质可能在发挥的效果中起到关键作用,需要人们进一步发现。四是,对乳酸菌发酵中药没有制定相关的行业监测标准,与乳酸菌一样,需要具体的要求,制定产品的金标准等,乳酸菌发酵中药方向还处于起步阶段,但前景一片大好。

乳酸菌发酵中药替代抗生素的使用,已应用在畜牧养殖业中动物疾病治疗和保健等方面,如何节约发酵成本,增强经济效益是日后发展的重点方向。

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