中藥發(fā)酵及其在家禽業(yè)的應用前景*

黃迪海 ，張偉 ，劉霞 ，秦卓明 ,3**

（1.山東省健牧生物藥業(yè)有限公司，山東 濟南 250100；2.山東省農(nóng)業(yè)科學院，山東 濟南 250100；3.山東省農(nóng)業(yè)科學院家禽研究所，山東 濟南 250021）

中藥發(fā)酵及其在家禽業(yè)的應用前景*

黃迪海1，張偉2，劉霞1，秦卓明1,3**

（1.山東省健牧生物藥業(yè)有限公司，山東 濟南 250100；2.山東省農(nóng)業(yè)科學院，山東 濟南 250100；3.山東省農(nóng)業(yè)科學院家禽研究所，山東 濟南 250021）

本文對利用現(xiàn)代微生物技術對傳統(tǒng)中藥的發(fā)酵進行了綜述，揭示了中藥發(fā)酵的生物轉(zhuǎn)化及其在產(chǎn)生新的活性物質(zhì)、提高藥效和改變毒性等方面的機制，明確了中藥發(fā)酵在家禽產(chǎn)業(yè)方面具有廣闊的應用前景。

中藥發(fā)酵；生物轉(zhuǎn)化；家禽業(yè)；應用

中藥發(fā)酵是指用發(fā)酵工程技術處理中藥材（主要是植物藥）及其活性成分，制備更高活性成分含量的中草藥，或者制備更高活性的次生或稀有成分。中藥發(fā)酵也可解析為中藥的生物轉(zhuǎn)化。其中，后者的定義更為廣泛，包括應用微生物、特異酶和生物細胞處理中藥的過程[1]。現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術汲取了傳統(tǒng)中藥炮制學發(fā)酵法的優(yōu)良經(jīng)驗，結(jié)合了現(xiàn)代微生態(tài)學、發(fā)酵工程、生物工程及藥物分析等學科的最新研究手段，實現(xiàn)了發(fā)酵過程和目的產(chǎn)物的有效控制，為中藥的“二次或多元開發(fā)”提供了新思路和新方法。

1 中藥發(fā)酵的機理

1.1 中藥發(fā)酵可以產(chǎn)生新的活性物質(zhì) 中藥的有效成分包括苷類、萜（烯）類、生物堿類、黃酮類、多酚類、糖類、酸類化合物、油脂、蛋白質(zhì)、維生素和氨基酸等，中藥發(fā)酵后其有效成分發(fā)生變化，產(chǎn)生新的活性物質(zhì)，為新藥的開發(fā)提供了新思路和新方法。如：人參、三七發(fā)酵后，生成抗腫瘤活性很強的稀有人參皂苷及苷元（如人參皂苷Rg3，Rh1，Rh2，CK 等）[2,3]；甘草、牛蒡子、黃芩發(fā)酵后，產(chǎn)生可被腸道直接吸收利用的甘草次酸[4]、牛蒡子苷元[5]、黃芩素[6]。紫杉醇副產(chǎn)物發(fā)酵后，產(chǎn)生抗腫瘤效果好的紫杉醇[7]。喜樹堿發(fā)酵后，產(chǎn)生10-羥喜樹堿[8]。紅花的主要成分是黃酮類化合物紅花黃色素A(SYA)，發(fā)酵后生成一種新的抗血栓作用更強的SYA-X[9]。微生物發(fā)酵拓展了中藥的內(nèi)涵，發(fā)現(xiàn)了越來越多的生物活性物質(zhì)，其作用機理不斷被揭示（見表1），其中，微生物強大的酶系統(tǒng)發(fā)揮了重要的作用，如：氧化還原、水解、基團轉(zhuǎn)移、異構化等。

表1 中藥發(fā)酵產(chǎn)生新的活性物質(zhì)及其作用機理

1.2 提高藥效 中藥發(fā)酵提高藥效或藥理作用的機理主要有以下三類：一是微生物的代謝產(chǎn)物破壞中藥的細胞結(jié)構、分解大分子物質(zhì)，加速了中藥成分的釋放，提高了有效成分的含量，如：鏈球菌分別發(fā)酵黃芪和黨參，鏈球菌發(fā)酵產(chǎn)生α-半乳糖苷酶，分解黃芪粉中的α-半乳糖苷類抗營養(yǎng)因子，其分解產(chǎn)物半乳糖通過Leloir途徑中間產(chǎn)物UDP-半乳糖可能間接參與胞外多糖合成，提高了產(chǎn)物中的多糖含量[10]；二是微生物的代謝產(chǎn)物對中藥成分進行降解、修飾，產(chǎn)生了新的活性物質(zhì)，如：中藥苷類成分分解為苷元和糖；三是微生物的代謝產(chǎn)物，如：抗菌物質(zhì)、外源抗原、細胞因子、酸堿、芳香物質(zhì)等，具有生物活性或改善了原有中藥制劑的色、香、味。但微生物代謝產(chǎn)物也可能與中藥有效成分發(fā)生中和作用，從而降低中藥生物活性，如：酸性物質(zhì)與生物堿的中和作用等。

中藥發(fā)酵的直接成果是：一是改善了中藥的口感，為中藥炮制或制劑工藝提供借鑒。利用酵母和醋酸菌對絞股藍浸提液進行發(fā)酵，可以改善中藥溶液的適口性；二是提高了免疫活性，如：黃芪水提液的乳酸菌發(fā)酵，四君子湯酵母菌發(fā)酵，復方玉屏風散酵母菌發(fā)酵。有的中藥發(fā)酵后抗菌或抗病毒活性提高，如：連翹、西青果、白附片、蘇子等用枯草芽孢桿菌發(fā)酵后，對結(jié)核分枝桿菌和榛色青霉的抗菌活性提高[11]；羅伊氏乳桿菌發(fā)酵板藍根、陳皮、苦丁、苦蕌的上清液對大腸桿菌和沙門氏菌等都具有顯著的抑菌效果，甘草基本無抑菌活性[12]；筆者用乳酸菌發(fā)酵板藍根、金銀花、梔子和青蒿復方提取液，過濾除菌，發(fā)酵中藥雞胚內(nèi)抗新城疫病毒的活性提高（待發(fā)表）。還有一些中藥，發(fā)酵后能夠提高抗腫瘤[13]、抗衰老[14]、溶血栓、降血脂和抑制骨丟失等活性，在此不一一列舉。當然，也有許多中藥發(fā)酵后生物活性并無明顯改變，甚至藥理活性降低[15]，應引起重視。

1.3 改變毒性 中藥發(fā)酵可以降低中藥原有的毒性。五倍子通過根霉菌發(fā)酵，可降低或消除部分患者服用五倍子后食欲不振的毒副作用，其機理在于根霉菌促進L-賴氨酸的產(chǎn)生，促進胃腸道粘膜對食物蛋白質(zhì)的吸收，避免了五倍子成分鞣酸與食物蛋白質(zhì)產(chǎn)生沉淀對胃腸道粘膜造成刺激[16]。大黃發(fā)酵后，游離型蒽醌含量增加，結(jié)合型蒽醌減少，可緩和大黃峻烈的瀉下作用。馬錢子毒性成分主要是馬錢子堿和的士寧，通過短刺小克銀漢霉發(fā)酵后，馬錢子堿和的士寧的平均轉(zhuǎn)化率分別為77.75%和77.10%，其毒性降低。前文所述，喜樹堿發(fā)酵轉(zhuǎn)化為10-羥喜樹堿，毒副作用大大降低。

有的中藥發(fā)酵后，毒性無明顯變化。歸脾湯發(fā)酵后，對小鼠無明顯的口服急性毒性和遺傳毒性，歸脾湯發(fā)酵前后安全性未發(fā)生變化[17]。然而，某些有毒中藥能在腸菌作用下呈現(xiàn)毒性。苦杏仁的有效成分苦杏仁苷，經(jīng)腸道菌群的β-葡糖苷酶水解，形成有毒的氫氰酸(HCN)；蘇鐵的有效成分蘇鐵苷，經(jīng)腸道菌群（主要是糞鏈球菌）作用后，產(chǎn)生具有毒性的蘇鐵素，最后形成具有致癌作用的重氮甲烷。因此，了解中藥毒性成分的生物轉(zhuǎn)化機理，并加以合理使用，十分必要。

2 中藥發(fā)酵在家禽業(yè)的應用

2.1 提高家禽生產(chǎn)性能和免疫力 作為飼料添加劑，中藥發(fā)酵提高家禽生產(chǎn)性能的作用主要體現(xiàn)在提高采食量、促進增重、降低料肉比、提高產(chǎn)蛋率、改善肉質(zhì)或雞蛋品質(zhì)等方面；提高家禽免疫力的作用主要體現(xiàn)在提高免疫器官指數(shù)、提高抗體水平和提高淋巴細胞數(shù)量等。目前，多數(shù)的研究集中在將中藥發(fā)酵制劑影響家禽生產(chǎn)性能和免疫力方面。

中藥發(fā)酵制劑可長期在飼料中添加。①對于AA大肉食雞，黃芪、板藍根和淫羊藿復合提取液，經(jīng)乳酸菌液體發(fā)酵后，顯著提高脾臟指數(shù)、法氏囊指數(shù)和增重，顯著降低料肉比[18]；連翹、黃芪、板藍根、茯苓等8味中藥，用枯草芽孢桿菌、產(chǎn)脘假絲酵母及嗜酸乳桿菌固體發(fā)酵后，顯著提高免疫器官指數(shù)、新城疫抗體水平和外周血淋巴細胞數(shù)量；②對于地方品種雞，黃芪藥渣固體發(fā)酵后，顯著提高青腳麻雞第31～35日齡的日增重，顯著提高33日齡的新城疫抗體水平、脾臟指數(shù)，顯著提高28d的胸腺指數(shù)，對其它階段差異不顯著[19]；③對于蛋雞，黃芪、當歸、川芎、藿香等6味中藥提取液，經(jīng)芽孢桿菌液體發(fā)酵后，顯著提高海蘭褐蛋雞的蛋殼厚度，提高產(chǎn)蛋率、采食量，降低蛋料比，提高血清 IgG、IgA、IgM 含量，但差異不顯著[20,21]；金銀花、板藍根、蒲公英等28味中藥，用酵母菌和木醋桿菌混合發(fā)酵，提高了皖北麻雞肌肉和雞蛋中的必需氨基酸和不飽和脂肪酸含量，但差異不顯著；黨參、黃芪、當歸等中藥用白腐菌、酵母菌生物發(fā)酵后，顯著提高羅曼褐蛋雞的產(chǎn)蛋率、哈氏單位和蛋殼相對重。

中藥發(fā)酵制劑也可階段性添加。對于AA大肉食雞，黃芪、茯苓、黨參和神曲等6味中藥，用SD-1菌種液體發(fā)酵后，在2～6日齡、25～30日齡使用，與未發(fā)酵組相比，能顯著提高新城疫抗體水平和免疫器官指數(shù)，提高飼料利用率。對于肉鴨，中藥復方（白頭翁、艾葉、魚腥草等）用乳酸菌發(fā)酵后，在 1～5、10～15、20～23 日齡使用，與抗生素對照組相比，可有效促進肉鴨增重，降低盲腸中的大腸桿菌數(shù)量，提高回腸壁和腸絨毛的完整性。

2.2 防治家禽疾病 青蒿、常山、馬鞭草等11味中藥，用酵母菌和乳酸菌液體發(fā)酵后，抗球蟲指數(shù)（ACI）達102.6，病雞存活率達90%，高于中藥組的70%和地克珠利組的60%。陳皮用植物乳桿菌液體發(fā)酵后，降低死亡率18.75%，每日給藥劑量應不超過1g·kg-1bw；在治療肝損傷方面，白華等將五味子提取液用芽孢桿菌液體發(fā)酵后，提高肝損傷肉雞抗氧化能力，減輕肝臟病理變化，說明其具有治療肝損傷的作用。

3 結(jié)語

我國的現(xiàn)代中藥發(fā)酵技術尚處于起步階段，上市品種較少，諸多問題尚需解決。

3.1 菌種問題 多使用單一的真菌及乳酸菌對中藥進行發(fā)酵，對于混合菌種研究較少，并且單一菌種的特異性發(fā)酵機理不清楚，轉(zhuǎn)化效率不高，缺乏中藥發(fā)酵模式菌株。

3.2 中藥的選擇 我國藥用植物有11146種，而中藥發(fā)酵研究的品種很少，這與中藥成分復雜、藥效和活性成分代謝途徑不清楚、活性成分高通量分析技術薄弱有關，建立中藥發(fā)酵品種選擇依據(jù)難度大。

3.3 標準化研究 發(fā)酵環(huán)節(jié)，中藥滅菌或不滅菌處理的標準不統(tǒng)一，有效成分的純化程度不統(tǒng)一；檢測環(huán)節(jié)，缺乏活性成分、特異性酶等專屬特征的檢測指標，缺乏雜菌檢測指標；藥理環(huán)節(jié)，藥效學研究偏多，藥代學研究較少，中藥和活菌的主次作用不清晰。上述問題的解決，一要摸清中藥有效成分及其作用機理和代謝途徑，探索菌種與中藥的相互作用；二要建立模式菌株、中藥選擇依據(jù)和建立標準化研究方法，以實現(xiàn)中藥發(fā)酵的商品化。

在家禽業(yè)，中藥和微生物（尤其是有益菌）具有天然、無藥殘、不易產(chǎn)生耐藥性、效果確切等優(yōu)點，二者的結(jié)合，不僅可以發(fā)揮“1+1＞2”的作用，而且符合動物健康和食品安全需求。

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2017-09-12

山東省科技發(fā)展計劃（2014GNC110024）

黃迪海，（1982.5-），男，助理研究員，從事新獸藥研發(fā)工作，郵箱：hhddhh@163.com。

**通訊作者：秦卓明，研究員，郵箱：qinzm1997@163.com。

S853.73+1

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1673-1085（2017）10-0041-04