王鳳璐
(臨沂市河東區畜牧發展促進中心,山東臨沂 276003)
2019年7月,農業農村部發布第194號公告,明確提出禁止使用促生長類藥物飼料添加劑。研究發現,在飼料中使用天然植物提取物作為生長促進劑會對畜禽生產、繁殖和健康產生積極影響,最大限度地減少抗生素作為生長促進劑的使用(Hussein等,2021;Veit等,2021)。黃芪作為重要的草本植物,在抗衰老和治療腹瀉、疲勞、流感、心血管問題和食欲不振方面發揮重要作用(Mahmoud等,2022)。黃芪含有大量的生物活性物質,這些活性成分可作為抗生素替代品應用于畜禽生產和疾病防治。基于此,本文對黃芪的生物學活性成分及其生物學功能進行總結,并且綜述了其在畜禽生產及疾病防治中的應用進展,為開發黃芪飼料添加劑的價值和資源提供參考。
黃芪的活性成分較為復雜,含有皂苷、多糖、黃酮、氨基酸、黃芪堿、微量元素等物質,其中,黃芪廣泛合成的次生代謝物(如黃酮、三萜皂苷和多糖)在很大程度上決定了黃芪的質量和生物學功能(Li等,2019)。
1.1 黃酮類化合物 黃酮類化合物是分布在黃芪組織中最豐富、最普遍的次生代謝產物,主要分布在根、莖、葉、花、果實和種子中。目前,已經在黃芪中鑒定出超過52種黃酮類成分,包括黃酮、異黃酮、黃烷酮、黃酮醇、查爾酮和花青素(Pengfei,2022)。近些年,許多研究已經驗證黃芪中的黃酮類化合物具有抗氧化、抗腫瘤、抗過敏及抗腫瘤等多種生物活性(何嘉郡,2023;侯敏娜,2022;石巖,2022)。
1.2 三萜及其皂苷 三萜及其皂苷是自然界第二大次生代謝產物,總量超過20000,廣泛分布于高等植物、雙子葉植物、單子葉植物、真菌、蕨類植物和海洋生物中(Li等,2022)。黃芪皂苷類化合物含有多種成分,如黃芪皂苷V、I、II、III及黃芪皂苷IV(黃芪甲苷),其中黃芪甲苷是一種重要的四環三萜類化合物,具有廣泛的生物活性和重要的藥理作用(Wang等,2009),黃芪中的皂苷類化合物一般屬于三萜皂苷類化合物,雖然含量較低,但也表現出多種生物學功能,如抗氧化、抗病毒及抗炎、免疫調節等多種生物活性(胡明月等,2023;侯敏娜等,2022;張淑娟等,2022)。
1.3 多糖 黃芪多糖是黃芪的主要生物活性成分之一,結構復雜多樣,在黃芪的三大類活性成分中,黃芪多糖的生物學功能和藥理作用是被研究分析最多的一種。黃芪的多糖成分主要包括雜多糖、中性多糖、右旋糖酐和酸性多糖,它們通過1,4-葡萄糖鍵的主要糖苷鍵類型連接(宋照風等,2023)。與此同時,黃芪多糖的糖苷鍵類型和相應的藥理活性也因基本來源、藥用部位、種植方法、產地和生長年份而異(Zheng等,2020)。眾多研究發現,黃芪多糖具有降血糖、抗腫瘤、抗炎及增強免疫等多種生物活性(陳穎志等,2022;馬發順等,2022;元雪湞等,2019),同時也是在畜禽生產及疾病防治應用中最多的一類活性物質。
2.1 在反芻動物中的應用 牛、羊等反芻動物的經濟價值較高,其疾病防治和生長性能的提升對增加其經濟效益有積極效益,因此,開發應用中藥材飼料添加劑具有重要意義。楊宇為等(2023)指出,在犢牛日糧中添加1 mg/頭·d的黃芪甲苷能顯著提升犢牛的生長性能,讓犢牛獲得良好的血液生理生化指標。Huang等(2022)評估了用黃芪作為飼料添加劑對產后奶牛的恢復、免疫功能和繁殖效率的影響,研究發現產后每天飼喂黃芪能顯著提升血漿黏度(PV)、血漿纖維蛋白原(FIB)、紅細胞聚集指數(TRCAI)、降鈣素(CT)、免疫球蛋白M(IgM)和促黃體生成素(LH)濃度,對奶牛傷口恢復、免疫功能、內分泌調節和繁殖效率有積極影響。羊是重要的反芻動物之一。高燕程等(2023)研究表明,基礎日糧+0.10%黃芪多糖能改善育肥灘羊的生產、屠宰性能及肉品質,且能顯著提升血清總蛋白質量濃度和超氧化物歧化酶活性,改善灘羊的血清抗氧化性能。桂文龍等(2023)以湖羊為研究對象,發現基礎日糧中添加0.10%黃芪多糖能顯著改善其生長性能,增強血清總蛋白、球蛋白、生長激素、免疫球蛋白A含量,降低血清中尿素氮、甘油三酯含量,進一步改善湖羊的免疫功能和血清生化指標。王憲舉(2020)指出,基礎日糧中添加5%~8%黃芪粉可以改善藏羊的生長性能和肉品質,且提升其瘤胃發酵性能,瘤胃液氨態氮、總揮發脂肪酸、乙酸和丙酸濃度均得到顯著提升。
2.2 在家禽動物中的應用 中草藥飼料添加劑被廣泛應用于家禽養殖中,且大量研究發現,中草藥作為飼料添加劑能起到有效的抑菌作用,改善禽類動物腸道菌群平衡,提升其免疫力和生產性能,進一步提升其經濟效益。其中,于阿男等(2023)指出,基礎日糧中添加250 mg/kg黃芪多糖不僅可以有效改善櫻桃谷鴨的生長性能和屠宰性能,還可顯著改善鴨的免疫性能和血清抗氧化性能。李桂芹等(2020)研究發現,黃芪多糖在增強鴨病毒性肝炎免疫中發揮優異作用,可有效防止鴨病毒性感染傳染病的發生,減少了由于鴨病毒性肝炎所導致的經濟損失。范文穎等(2017)給注射H5N1禽流感疫苗的肉鵝600羽每日飲用添加0.4%黃芪多糖的水發現,至70日齡時,試驗組羽均重達4264 g,日均增重63.76 g,成活率達97.67%,表明黃芪多糖對肉鵝有較優的保健作用。姜曉文等(2015)研究發現,注射大劑量新城疫Ⅰ系疫苗可引起雞的免疫應激,而在基礎日糧中添加1.5 g/只黃芪水煎劑能緩解疫苗引起的雞的機體免疫應激。
2.3 在豬生產中的應用 目前,黃芪及其活性成分作為飼料添加劑廣泛用于豬的生產及獸醫臨床,在改善動物生產性能及產品質量等方面發揮重要作用。一方面,黃芪作為中藥材飼料添加劑,可有效改善豬的腸道健康,降低其腹瀉率,提升其生長性能。其中,Che等(2019)研究發現,在基礎日糧中添加5%~7%黃芪纖維可有效提升仔豬生長性能,且該研究通過對仔豬腸道微生物的16Sr DNA測序發現,黃芪纖維能豐富仔豬腸道中細菌微生物的組成,進一步干預腹瀉的發生。彭宏剛(2016)指出,基礎日糧中添加0.2%的黃芪多糖可顯著提升生長育肥豬的生產性能,且通過提高育肥豬血清中的CD4、IL-2、IL-6、γ-INF等免疫因子水平改善其免疫性能。Hao等(2021)指出,在基礎日糧中添加1%黃芪提取物可有效提升藏豬肝臟中的肝超氧化物歧化酶1活性、總抗氧化能力和過氧化氫酶活性,且通過“過氧化物酶體抗氧化-氧化應激”信號通路調節藏豬肝的抗氧化和抗應激能力。另一方面,黃芪及其活性成分可增強疫苗免疫效果,Cheng等(2020)研究發現,基礎日糧中添加1 g/kg的黃芪提取物可提高生長肥育豬的生長性能和口蹄疫抗體滴度,因此,該研究指出黃芪提取物可能被用作抗病毒藥物,以幫助提高接種后的口蹄疫O型抗體滴度。同樣的,Jemin等(2019)研究發現,基礎日糧中添加0.1%的黃芪提取物可顯著提升育肥豬的生長性能,且對FMD具有抗病毒作用,所以黃芪提取物可能用作抗FMDV的抗病毒劑。
2.4 黃芪的復配使用 黃芪或其活性成分單一的作為飼料添加劑并不能達到預期的效果,因此,將黃芪和其有交互作用的藥物添加劑聯合使用,可進一步增強其作用效果。目前,大量研究將黃芪和其他中藥材、復合益生菌等聯合使用,發現在改善畜禽生產性能及其免疫能力和抗病毒能力等方面發揮重要作用。其中華詩卉等(2021)在7日齡用雞新城疫弱毒疫苗進行免疫,后通過在飼料中添加復方中藥(黃芪、紫錐菊、當歸),研究發現,基礎日糧中添加10 g/kg復方中藥能顯著提升雞NDV抗體效價。李金鳳等(2020)研究發現,在雞飲水中添加40~80 g/L甘草、淫羊藿、銀杏、黨參和黃芪組方可顯著提高雞的脾臟指數,改善雞淋巴細胞的免疫功能。Lan等(2016)研究發現,黃芪、黨參和大蒜素混合物能改善育肥豬的生長性能,且通過改善育肥豬糞便中的大腸桿菌,增加乳酸桿菌數量提升其養分消化率。
隨著我國畜牧養殖業的快速發展以及人們對食品安全的不斷重視,在提升畜禽生長性能和肉蛋品質的同時,開發高品質和無污染、無殘留的畜禽產品顯得至關重要。黃芪飼料添加劑作為具有無污染、無殘留且安全高效的優點,且能夠作為畜禽動物免疫增強劑進一步提升畜禽機體的免疫功能和抗病毒能力,具有廣闊的應用和開發前景。
就目前黃芪飼料添加劑的研究中,報道較多的仍以黃芪多糖、甲苷等主要活性成分為主,且以根部活性提取物為主要研究對象,鮮有針對黃芪其他部位及其他活性成分在畜禽養殖及疾病防治中的應用研究。因此有必要大力發展黃芪育種及栽培工作、優化黃芪活性成分提取工藝、加大對黃芪活性成分構效關系的研究,進一步增強黃芪的開發利用,助力畜禽養殖業的高效、綠色和健康發展。