發酵中草藥在豬生產中的研究進展

曹燕妮， 王興海， 王 磊， 趙文俊， 王朝風，周繼平， 王永成， 馬玉紅， 丁成翔， 張 艷， 吳國芳*

（1.農業農村部高原畜禽遺傳育種重點實驗室，青海省高原家畜遺傳資源保護與創新利用重點實驗室，青海大學畜牧獸醫科學院，青海西寧 810016；2.青海裕福畜牧業發展有限公司，青海西寧 810007；3.互助縣八眉豬養殖技術服務中心，青海海東 810599；4互助縣畜牧獸醫站，青海海東 810599）

研究發現，中草藥中富含蛋白質、氮源、碳源和碳水化合物等營養物質，既可作為微生物發酵培養基生產新的活性物質，同時也具有一定的營養效用，在抗氧化、抑菌、促生長等方面具有明顯的優勢，天然中草藥的風味物質和抗氧化成分可以改善豬肉的品質和風味（呂慧源，2019；丁自勉，2013）。如果將中草藥直接添加到飼料中進行飼喂，其用藥量大且療效低，不僅會導致資源浪費，也有污染土壤和水資源的風險（冀貞陽，2002）。而且中草藥中含有的生物堿等不良風味物質在飼喂仔豬時會影響其采食量，通過科學炮制或與降低毒副作用的中草藥配伍進行發酵可改善其不良風味（鮑菊，2021）。目前固態發酵方式最為普遍，在不影響功效的情況下，具有提高中草藥利用率、生成新的活性物質、增強抑菌效果、降低毒性等作用（董延江，2020）。本文將對發酵中草藥技術的演變及發酵中草藥在生豬養殖產業中的應用進展進行介紹，以期為養豬業的科學發展提供幫助。

1 中草藥發酵技術的演變

發酵是一種古老的生產方法，在人類文明的發展過程中一直使用，而且被認為是最簡單、最自然、最有價值的技術之一（Hunaefi等，2013）。早在4000多年前，我國就將酒曲添加到不同的藥物中，從而制成各種藥用酒曲，均有效改善了中草藥的藥效和品質（呂井余，2021）。在古代，傳統的中草藥發酵處理方式包括兩類：一種是藥粉混合發酵，如煎參曲、半夏、陳香曲等；另一種是藥物直接發酵，如醬油、白藥煎等。由于中草藥發酵程序是基于個人經驗，缺乏標準化的工藝技術和適當的監測指標。因此，發酵得到的中草藥產品質量參差不齊。而現代中草藥發酵技術又被稱為生物轉化技術，是在傳統方法的基礎上，結合現代微生態、生物工程、發酵工程技術等學科的一種新型中藥制藥技術（Xu等，2015；Shi等，2014）。即利用單一菌種或混合菌種直接發酵，將天然中草藥中有效成分充分釋放，然后將藥用植物中大分子物質分解成小分子物質，提高其消化吸收，增強其原有特性和產生新的功效。

現代中草藥發酵技術可分為液態發酵和固態發酵（Li，2020）。固態發酵是在中草藥中加入菌種，分解中草藥中難消化物質的一種傳統的發酵方式，在發酵過程中（劉波，2020）需要適當的溫度、濕度和水分，通過微生物的作用對藥材進行發酵。液態發酵其技術來源于抗生素的生產，目前主要應用于冬蟲夏草和靈芝等藥用真菌的發酵處理（呂井余，2021）。但中藥材中有效成分的轉化率較低，相對成本較高，存在一定的藥材浪費。此外，在固態發酵的基礎上，開發了利用藥用真菌的雙向發酵技術，雙向發酵技術是以固態發酵為根基，以藥用菌類為發酵菌種，利用各種具有有效成分的中草藥進行復方中草藥生產工藝。其中中草藥為真菌生長與合成提供所需的營養物質，從而使整個發酵過程得以進行（Hou等，2012）。

2 發酵中草藥的優勢

2.1 提高中草藥資源利用率 由于傳統中草藥通常為內服，使其有效成分的生物利用度較低，同時天然植物藥渣中含有大量的木質纖維素，結構堅硬，不易分解（鄧輝，2013；席北斗，2002），經微生物發酵后，微生物產生的胞外酶進入培養基，導致中草藥細胞破裂，活性成分暴露，不僅能提高藥效，還能促進消化（Li，2020）。大多數中草藥藥理成分居多，包括大量具有特殊作用的化學成分，可以根據其藥理作用再次利用（黃小光，2007）。然而，在堆積過程中，添加微生物可增強中草藥利用率（王曉娟，2012；Pramanik，2009；Vargas-Garcia，2006）。以中藥渣為培養基質，既能滿足微生物生長的營養需求，又能減少中藥渣對環境的破壞（王耀新，2018）。李秀穎等（2016）在利用過的中草藥中加入巨大芽孢桿菌、膠質芽孢桿菌、固氮菌等益生菌發酵制成生物有機肥。中草藥發酵不僅工藝簡便，生產成本低，而且可變廢為寶，將產品轉化為新的資源。

2.2 提高有效活性成分含量 研究發現，未發酵的中藥渣中至少還殘留30%的有效活性成分（郭義東，2015）。在發酵后，某些成分的含量增加了1～4倍（Gu，2019）。利用微生物發酵可釋放多種活性物質，從而增強中草藥的藥用價值。賈艷姝（2012）將黃芪進行發酵后，發現黃芪總皂苷與總黃酮含量分別提高約22%、13.6%，說明發酵能更深入釋放黃芪中的有效成分。趙唐（2019）發現，利用植物乳桿菌發酵中草藥后，總糖含量顯著提高。劉洋等（2017）用益生菌發酵王不留行和益母草兩種中草藥，發現總黃酮、總生物堿和總皂苷含量均提高了55%左右，粗多糖提高了127.28%。楊靜云（2016）發現，山楂、澤瀉、決明子、紅曲霉混合發酵后，中草藥有效成分熊果酸、2，3-乙酰澤瀉醇-B、大黃酚、大黃素甲基醚增加2.33倍、1.74倍、7.67倍和8.88倍。

2.3 產生新的活性物質 除微生物的各種酶系統外，代謝過程中產生的其他初級和次級代謝物也可以與藥物中的活性成分甚至非活性成分發生反應，形成新的前體化合物，這為活性成分的合成和新藥的開發提供了新的方法（Wang，2014）。陸承云等（2018）用曲霉屬真菌GL625對金銀花進行發酵后出現了兩種可以增強抑菌活力的物質。張棟健等（2017）將發酵前后的枳殼飲片進行對比，發現在發酵后，枳殼飲片產生出圣草酚-7-O-葡萄糖苷和橙皮素-7-O-葡萄糖苷兩種單糖苷新物質。玫瑰和紅棗仁發酵后的鎮靜安神功效提高，且新產生出了紅棗苷B（Zhang，2020）。五倍子通過真菌固態發酵后觀察到新物質沒食子酸，并檢測到新的藥理作用，包括抗病毒、抗腫瘤、抗過敏和利膽活性（Zheng，1998）。紅參提取物利用細腳擬青霉發酵也被證明可將人參二醇皂苷轉化為人參皂苷F2、Rg3、Rg5、Rk1、Rh2和C-K（Yum，2014）。因此，益生菌與中草藥之間存在一定的相互促進作用，進而提高中草藥的利用效果（劉鋒，2014）。

2.4 增強抑菌效果 丹參等中草藥經過固態發酵處理后，酚類物質的提取量顯著提高，提取物的抗氧化和抗菌活性增強（Wen，2013）。張文等（2014）用乳酸菌發酵中草藥后，發現對有害菌有著顯著的抑制作用，且發酵產物的抗菌效果提高。董延江等（2020）研究發現，在體外抑菌試驗中，發酵中草藥對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌等有害菌均有一定的阻抑作用。還有研究發現，用植物乳桿菌發酵的桔梗可通過抑制Th2細胞反應和增加Th1細胞反應來抑制NC/Nga小鼠特異性皮炎樣皮膚病變的發展，該制劑可安全有效地預防特異性皮炎樣皮損傷（Kim等，2012）

2.5 減弱毒性作用 中藥材本身常含有一些大分子有毒物質，因此成為限制中草藥應用發展的主要問題，而發酵是減少中草藥副作用、減少不良反應的有效途徑（Li，2017），不僅可以保護中草藥的活性成分并產生新的成分，還可以在結構上改變有毒成分。Yang等（2013）研究發現，中藥渣發酵后，其內酯、糖苷、蛋白質等有毒物質被微生物分解，毒性降低或消失（郭義東，2015）。馬兜鈴是用來降血壓、減輕疼痛和止瀉的中草藥，但因其能誘發馬兜鈴酸腎病，被國家食品藥品監督管理局禁止用于中國臨床（Yang，2012）；Liu（2018）等利用六種不同的藥用真菌發酵馬兜鈴后，檢測發現在發酵過程中馬兜鈴酸的含量急劇下降。多種中草藥經乳酸菌發酵后對其毒性（急性和遺傳毒性）進行檢測，發現毒性降低（Park，2017）。另一項研究發現，通過發酵可以改變黃連根莖中的蒽醌含量，因此表明發酵可降低其毒性。

3 發酵中草藥在豬生產中的應用

3.1 發酵中草藥對仔豬的影響 研究表明，在仔豬基礎飼糧中添加適量發酵中草藥可提高仔豬成活率，改善仔豬腹瀉率，增加采食量，改善腸道健康等（張玉梅，2021）。鄒志恒（2019）將中草藥黨參、黃芪、山楂等進行發酵，對斷奶仔豬進行飼喂后發現，平均日增重增加了23%，血清總蛋白和球蛋白含量均提高了16%左右，機體抗病能力增強。侯海峰等（2018、2017）研究發現，白頭草、黃連、黃柏等發酵中草藥殘渣可使仔豬腹瀉率降低65.23%，飼料轉換率增加10%，從而提高仔豬的抗病力，平衡腸道菌群。刁新平（2014、2013）研究發現，發酵茯苓和白術可以提高斷奶仔豬的生長性能和降低腹瀉率。武洪志等（2017）將蒼術、黃柏及白術等中草藥發酵后添加在斷奶仔豬日糧中，結果發現，斷奶仔豬的平均日采食量和平均日增重相較于對照組均顯著提高，分別升高了17.59%、30.51%，料肉比較對照組降低了10.16%。蘇家宜等（2016）發現，在飼料中添加發酵中藥渣，可在一定程度上降低料重比，效果與抗生素相當，這與Jeong等（2015）與Han等（2012）的結論一致（表1）。

表1 發酵中草藥在豬中的應用效果

3.2 發酵中草藥對育肥豬的影響 李汝等（2018）將飼料采用復合益生菌（黑曲霉、生香酵母、枯草芽孢桿菌）發酵后，發現可提升育肥豬生產性能。戴朝洲等（2011）將冬蟲夏草真菌與中草藥混合發酵，結果表明，日糧中添加不同程度的發酵中草藥后，與對照組相比，生長肥育豬的日增重提高7.64%以上，料肉比則降低超過4.58%，背膘厚降低超過4.29%，說明發酵中草藥可提高生長豬生產性能，改善育肥豬胴體品質。胡永靈等（2021）研究發現，添加發酵型納米中草藥可以有效改善豬肉的肉質，明顯改善育肥豬的胴體品質。隋明等（2018）在育肥豬飼糧中添加益生菌發酵復方中草藥制劑后，發現育肥豬生長性能、屠宰性能及肉品質均顯著優于對照組，且動物的胴體品質顯著提高。魯娜等（2010）發現，微生物發酵中草藥能改善肥育豬飼料利用率，提高經濟效益。呂井余等（2021）研究發現，利用植物乳桿菌和釀酒酵母復合微生物發酵處理石榴皮、銀杏葉和甘草的混合物，在育肥豬飼料中添加后，使豬肉產品中粗蛋白質水平提高了1.1%，豬肉中粗纖維含量降低2.3%，飽和脂肪酸含量下降15 g/kg，多不飽和脂肪酸含量增加9.64 g/kg，同時豬肉產品中乳酸和乙酸的含量顯著提高。

3.3 發酵中草藥對繁育母豬的影響 王彩玲（2011）等研究表明，在正常發情母豬基礎日糧中添加不同水平的發酵中草藥，發現相較于對照組，斷奶至發情間隔提前1 d左右，乏情率顯著降低70%～85%，另外，產仔數和產活仔數均得到不同程度的提高。金順義等（2018）在泌乳母豬飼糧中添加復合益生菌發酵中草藥發現，可有效提高泌乳母豬采食量和泌乳量，增強機體免疫力和抗氧化能力，提高仔豬的健康和存活率。李想等（2015）在母豬懷孕95 d至仔豬斷奶時期飼喂發酵中草藥，結果表明，發酵中草藥制劑能在產前保護胎兒，減少分娩過程中難產的發生率，促進母豬分娩后的恢復。王林康（2019）將發酵黃芪、蒲公英、大清液乳酸菌制成的藥液經產道直接注射入母豬體內，可顯著縮短母豬產后惡露排出時間，顯著提高產后配種成功率和仔豬斷奶重，降低子宮內膜炎的發生率。胡永強等（2020）在基礎飼糧中添加微生物發酵的陳皮、五味子等中草藥混合發酵飼料，結果顯示，圍產期母豬乳蛋白與乳糖分別提高了19.34%、8.46%，此外，免疫球蛋白含量顯著增加，有利于提升母豬乳品質，并直接影響仔豬在哺乳期的生長發育。

3.4 發酵中草藥對公豬的影響 目前，發酵中草藥在公豬上研究較少，已有研究發現，在飼料中添加復方中草藥可顯著改善公豬的某些血液生理生化指標，顯著提高豬的疫苗免疫抗體水平（王珊，2019）。李曉祥等（2021）研究發現，發酵冬蟲夏草后飼喂公豬，可提高公豬精液量、精子活力、精子密度、性欲，降低精子畸形率，增加促卵泡激素、促黃體激素和睪酮激素，提高公豬繁殖性能。

4 展望

綜上所述，發酵中草藥在動物生產中利用效果明顯，不僅能改善仔豬的腹瀉率，提高育肥豬的生長性能，還能改善繁育母豬的乳汁質量及公豬的精液品質，提高繁殖力。然而，目前中草藥發酵技術仍處于初級階段，發展空間巨大，中草藥的化學成分相對復雜，發酵菌株多樣，且中草藥發酵機理尚不清楚，另外活性成分、非活性成分和其他特殊底物與微生物之間的相互作用機制也不清楚。因此，需要進一步探索，為發酵中草藥在畜牧業中的利用奠定一定的基礎。