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中草药饲料添加剂应用研究进展

发布时间:2022-12-15

我国南方喀斯特地区人地矛盾尖锐,石漠化严重,其生态保护与发展研究在全球喀斯特地区具有 重要代表性。草畜工程是喀斯特生态脆弱区恢复与发展研究的重要组成部分,是快速修复受损生态环境和发展经济的重要举措。但随着养殖产业规模的无序发展以及气候反常、农户养殖技术水平低下等因素影响,畜禽出现耐热抗寒性差、抗疫性降低等问题,给养殖者造成了较大的经济损失。虽然抗生素、激素等添加剂和化学药物因能很好的解决这些问题,但抗生素类添加剂的滥用,极易导致畜禽产品的药物残留,通过食物传递危害人体健康。同时,畜禽粪便中的残留物,也会对土壤和水体造成二次污染,严重干扰生态脆弱区的系统稳定性。鉴于上述情况,喀斯特地区畜牧业发展迫切要求找到安全有效的饲料添加提升家畜的抗疫性。

  中草药泛指由植物根、茎、叶、果,动物内脏、皮、骨、器官以及矿物等组成,用以预防和治疗疾病的药物。中草药饲料添加剂是中草药深加工的产物,以药用植物为原料进行单独使用或混合配比而形成,在动物保健、提高畜禽生产性能、改善畜禽产品质量和提升饲草料品质等方面具有重要作用。中国作为中草药的发源地,生产和利用中草药的历史悠久,从 20 世纪 80 代开始普遍进行中草药饲料添加剂研究,已取得一定的试验成果。我国是野生和人工种植中草药大国,常规使用药材达 5000 余种, 药用植物规模约 12000 种,被用于畜禽生产的约 2500 多种,其复合制剂种类更是繁多。2018 年底我 国牲畜存栏量为8.22 亿头/只,家禽出栏量为 133. 89 亿只。中草药饲料添加剂的开发潜力大,应用前景广泛。本文综述了中草药饲料添加剂的特点及功能性分类,阐述了中草药饲料添加剂在牛、羊、猪、鸡等养殖中的研究与应用现状,同时对中草药饲料添加剂开发利用过程中存在的问题进行分析,并提出相应的解决对策,旨在促进养殖业的健康可持续发展。

  1 中草药饲料添加剂特点及功能性分类

  1.1 特点

  中草药饲料添加剂作为中草药的延伸产品具有以下特点:①来源天然。中草药主要取自植物、动物及矿物,最大限度的筛选、保留了其有效成分和生物活性。②作用多样。每种中草药都含有不同类型的化学成分,具有医疗价值的部分即为有效化学成分。近期研究认为,苷类、生物碱、挥发油、鞣质、多糖、内酯等为中草药的主要有效化学成分,兼有营养和药物两种属性。③安全可靠。在畜禽生产中, 抗生素类、激素类化学饲料添加剂残留量大、毒副作用深,受到社会的普遍关注和忧虑,已经难以适应市场需求。中草药饲料添加剂来源天然,生产应用中残留量少、抗药性弱、副作用小。④经济环保。化学类饲料添加剂加工过程复杂,制备成本高,生产过程中产生的废弃物对环境污染大。中草药来源广泛, 加工工艺以净制、切制、炮制为主,生产过程简单,生产成本低,且废弃的有毒有害物少。

  1.2 功能性分类

  根据中草药药理、药性及作用功效,可以把中草药饲料添加剂分为:①免疫增强类。提高、促进畜禽的非特异性免疫功能,增强免疫力和抗病能力,如枸杞子、杜仲、黄精、黄苓、党参、刺五加、 山豆根、黄连、金银花等。②激素样类。调节机体激素的分泌、释放,影响畜禽的机体功能,如香附、当归、淫阳藿、人参、甘草、丹参、虫草、银杏、肉苁蓉等。③抗应激类。缓和糖皮质激素和肾上腺素对机体的影响,预防应激综合征,如酸枣仁、柏子仁、远志、合欢皮、生地黄、丹皮、赤芍、龙胆草、川芎等。④防治保健类。防治疾病、抗菌驱虫、增食催肥等,如百部、红花、贯众、陈皮等。

  2 中草药饲料添加剂在养殖生产中的应用研究

  2.1 在反刍动物养殖中的应用

  研究表明,中草药饲料添加剂可改善瘤胃的发酵功能,提高反刍动物的生产性能,增加日增重、产奶量等。刘志英等在成年母云岭黑山羊基础日粮中添加1.2%的中草药饲料添加剂(紫锥菊、神曲、麦芽、苍术等)。结果发现,苍术、麦芽等具有健脾消食的功效,有效改善了山羊的食欲,平均日增重相较于对照组提高了6.18%,料重比降低了7.09%。赵明净等在育肥后期肉牛的基础日粮中分别添加1. 0% 、1.5% 和 2.0% 的中草药饲料添加剂,日增重高于对照组 1.01%、5.67% 和7.09%。分析表明,该配方能有效缓解育肥后期精料催肥造成的肠胃不适,促进脂肪沉积。高桂生等研究表明,中草药饲料添加剂可以提高奶牛生产性能,并且不会影响奶牛品质。吴德峰等在奶牛日粮中添加由板蓝根、苍术、白芍、黄芪等组成的中草药饲料添加剂,显著提高了奶牛血糖、钙、磷和钠的表达量, 有效改善了热应激时的营养状况。相关性分析表明,此方对皮质醇等激素有显著影响,所含的氨基酸、微量元素等物质又能有效改善机体的营养成分和结构。胡永灵等在奶牛基础日粮中添加由王不留行、何首乌、益母草、菟丝子等组成的中草药饲料添加剂。研究发现,该复方中草药制剂可以明显增加血液中抗氧化酶GSH - Px 基因和抗氧化酶 CAT 基因的表达量,并显著降低血淋巴细胞 Bcl - 2 基因和血淋巴细胞 p53 基因的表达水平,显著改善了热应激状态下奶牛的泌乳能力、抗氧化能力和免疫能力。陈琦等研究表明,添加中草药饲料添加剂能够显著提高奶牛血清中IL-2和IL-6的表达量,增强奶牛热应激状态时的免疫机能。付明哲等在布尔山羊日粮中添加中草药饲料添加剂(淫羊藿、补骨脂、车前子、五味子等),显著提高了布尔山羊的射精量和精子活力。药理分析表明,该药对下丘脑性腺轴有很好的调节作用,可以纠正生殖激素紊乱,维持正常的生精过程,同时又可提供精子所必须的 Zn、Cu、Mn 等微量元素。许美解等的研究也表明,中草药饲料添加剂可以增加奶牛生殖细胞的活力,并促进乳腺发育,进而改善生殖条件。

  据报道,中草药饲料添加剂在提高反刍动物抗病性方面也起着重要作用。刘志英等研究发现, 添加中草药饲料添加剂可以显著提高云岭黑山羊的白细胞数量,增强机体免疫功能。孙齐英在奶牛日粮中添加由石膏、芦根、夏枯草和甘草组成的中草药饲料添加剂,显著增加了奶牛外周血淋巴细胞总数和IgG含量,提高了机体的免疫能力。刘建国等研究中草药饲料添加剂对杜湖杂交 F1 代育肥羔羊抗病力的影响,在基础日粮中分别添加3% 、4% 和 5% 的中草药饲料添加剂(当归、甘草、黄芪、陈皮等),相较于对照组腹泻率分别降低了19. 28%、40.73% 和 47.96% ,有效改善了腹泻状况。分析显示,该药所含生物活性物质可以维持畜禽肠道的菌群平衡,增强免疫能力。

  2.2在猪养殖中的应用

  研究发现,中草药饲料添加剂可提高猪的生长性能和胴体品质。高光平等以育肥猪为实验对 象,基础日粮中添加自拟固肠促长散(党参、白术、大青叶等)1.0% ,可以有效改善育肥猪的消化吸收率, 提高生长性能,并能降低料重比。杨迪等研究中草药制剂对育肥猪生长性能和肉品质的影响,在三元杂交育肥猪日粮中分别添加 0.4%、0.8% 和 1.2% 的中草药饲料添加剂(黄芪、白芷、砂仁、陈皮等),结果表明添加 0.8% 中草药饲料添加剂对提高平均日增重和降低料重比效果最佳,添加 1. 2% 中草药饲料添加剂对改善肉品质效果最好。分析发现, 该复方中草药中的活性物质可以调节肠道菌群、增加消化液的分泌,促进机体营养物质的吸收,而肉质的改善可能源于活性物质对肌纤维和肌内脂肪含量的影响。吕慧源等实验发现,育肥猪饲粮中添加中草药饲料添加剂(黄芪、金银花和菊芋)对增加肌 肉粗蛋白和肌内脂肪含量效果显著。药理分析显示,组方中的糖类物质利于蛋白质的沉积,绿原酸又可以调节脂质代谢,增加肌内脂肪含量。王勇生等研究由马齿苋、仙人掌、黄芪、泡桐花构成的中草药饲料添加剂对断奶仔猪采食量和生长性能的影 响。结果表明,添加剂中的活性物质可以有效改善肠道菌群环境,促进对营养物质的吸收,进而提高仔猪日均采食量和平均日增重。简仕燕等用由白头翁、黄连、黄柏、金荞麦等构成的中草药饲料添加剂饲喂断奶仔猪,其养分消化率和生长性能显著提高。相关性分析表明,药物中的小檗碱有利于增加机体蛋白酶和脂肪酶活性,促进机体对营养物质的吸收。

  实验表明,中草药饲料添加剂还可以提高猪的免疫力和抗病性。Bai 等探索发现,在育肥猪 基础日粮中添加 1% 的枸杞,可以降低血糖浓度缓解由屠宰应激引起的抗氧化能力下降问题。 陶剑等研究发现由陈皮、金银花、麦冬、知母等组成的中草药饲料添加剂能够降低猪的 LDH 活性,提高断奶仔猪抗应激能力,对心脏和肝脏起到一定保护作用。李春燕等研究由何首乌、山楂、陈皮、黄芪等组成的中草药饲料添加剂对猪免疫能力的影响,结果表明日粮中添加中草药饲料添加剂可以提高猪血清中 IgG、IgM 和 IgA 表达水平,增强机体免疫力,减少腹泻发生率。赵现敏等研究发现,板蓝根多糖、牛膝多糖、山药多糖和黄芪多糖均可促进猪脾淋巴细胞的增殖,提高抗体水平,增加猪的免疫能力。乔玉霞研究发现,由白头翁、石榴皮、乌梅、泽泻等组成的中草药制剂可以调节猪肠道内的菌群平衡,有效抑制传染性胃肠炎病毒,对传染性肠胃炎有很好的治疗效果。

  2.3在兔养殖中的应用

  据报道,中草药饲料添加剂可提高兔的生产性能和肉品质。徐永禄等报道,在獭兔日粮中添加 2%的中草药饲料添加剂(主要由黄柏、昆布、蒲公英、党参等组成) ,可以加强胃腺细胞分泌功能,提高消化能力,促进对蛋白质的吸收。结果表明,实验组个体日增重比对照组提高 0.23 kg。 黄伟煌等在福建黄兔日粮中分别添加 0.1% 、0.5% 和 1% 的中草药饲料添加剂(田七、神曲、红花、柴胡、陈皮、茯苓等),结果显示与对照组相比脂肪含量分别降低 5. 00% 、22.50% 和 32.50% ,总蛋白含量分别提高 2.05%、6.50%和8.80%。药理分析发现,该药既能活血化瘀促进脂质代谢,又能健脾补气加快蛋白质沉积。杨海等研究 3 种不同中草药方剂对新西兰雄兔精液及精子品质的影响。结果表明,不同中草药方剂均可提高家兔的射精量、精子密度及精子 活率,这与药物中的活性物质刺激生殖机能有关。叶翔杨等发现,中草药饲料添加剂(党参、茯苓、 熟地、当归、山楂、益母草等) 具有补气益血的功效, 可以有效促进獭兔母兔乳腺发育和催乳素分泌,提 高泌乳能力。

  相关研究也表明,中草药饲料添加剂可改善兔的免疫功能。左小磊等研究中草药制剂对獭兔 免疫功能的影响,在日粮中添加 1.5% 的中草药饲料添加剂(常山、苦参、厚朴、山楂等) ,有效促进了獭兔免疫器官胸腺和脾脏的发育,改善机体免疫系统外周的免疫能力。晋爱兰等在獭兔日粮中分别添加0.5%、1%和1.5%的中草药饲料添加剂(常山、柴胡、苍术、大黄等) ,结果表明不同含量的中草药饲料添加剂均可治疗球虫病,其中以 1.5% 的中草药饲料添加剂治疗效果最好。经分析该方中的药物可以有效驱杀虫源和成虫,并改善不适症状。 韩福生等报道,日粮中添加 1.5% 的中草药饲料添加剂 (白头翁、茵陈、黄连、黄芪等) ,可以显著增加血液球蛋白(GLB) 含量,提高幼兔免疫能力,降低腹泻率和死亡率。

  2.4在鸡养殖中的应用

  科研工作者发现,中草药饲料添加剂可提高鸡的产蛋率和生产性能。杨宝琦等在研究中草药 添加剂对蛋鸡生产性能的影响时发现,日粮中添加 由芒硝、滑石、石膏、贯众等组成的中草药饲料添加剂,可增强蛋鸡的消化机能,加快对营养物质的吸收,产蛋率提高 14.05% 。李雪平等从蛋鸡育雏期开始在日粮中加入由黄芪、党参、益母草、熟地等 组成的中草药饲料添加剂,育成期蛋鸡产蛋率普遍提高 6.0% ~ 8.0%。分析表明,组方中药物的活性物质促进了蛋鸡生殖系统的发育,并提供了产蛋期所需的部分营养物质和微量元素。孔娜研究表明,添加1.0%的中草药饲料添加剂(艾叶、山楂、黄芪、甘草等)可以增强肉鸡的消化和免疫功能,提高成活率和日增重,降低料重比。王子龙以肉仔鸡为实验对象,基础日粮中添加不同类型的复方中草药制剂,肉鸡的脂肪含量、蛋白质含量和核苷酸含量 均有不同程度的提高,并显著改善肌肉风味物质含量。分析表明,该方中的药物可以调节机体的新陈代谢,促进脂质和蛋白质的沉积。

  此外,中草药饲料添加剂对提高鸡的免疫力和抗病性也有帮助。李振研究发现,夏季在蛋鸡日 粮中添加抗热应激的中草药饲料添加剂(黄芪、金银花、藿香、党参等),可以有效降低机体的皮质醇水平,减缓热应激引起的采食量下降和内分泌系统紊乱,提高蛋鸡的采食量和产蛋率。王娜等以冷应 激雏鸡为研究对象,日粮中添加由附子、当归、五味子、黄芪等组成的中草药饲料添加剂,可以增强雏鸡的免疫能力和抗氧化能力,有效缓解冷应激。高佩民实验表明,投喂由黄连、黄柏、青蒿、贯众等组成的中草药饲料添加剂,可以起到清热解毒、驱虫杀 菌的作用,对鸡大肠埃希杆菌和球虫病混合感染有治愈效果。刘海峰报道,饲喂由黄芪、党参、当归 和板蓝根组成的中草药饲料添加剂,可以显著提高 肉鸡 lgA 和 lgM 免疫球蛋白的含量,增强机体的免疫能力,对热应激有显著的预防、治疗效果。

  2. 5 在鸽养殖中的应用

  试验表明,中草药饲料添加剂可提高鸽的生产性能,增加产肉率、繁殖率等。赵凤至等在乳鸽 日粮中添加0.1%的中草药饲料添加剂(冰片、黄芪、党参、甘草等) ,结果采食量分别高于抗生素组和对照组 6.74% 和 7.78%,翅膀率高于抗生素组11. 75% ,腿肌率高于对照组和抗生素组 9.01% 和 8.51%,同时对内脏器官的发育也有促进作用。机理分析表明,中草药有效改善了乳鸽的食欲和消化 吸收能力,同时也增强了机体的免疫力。付胜勇等研究中草药饲料添加剂对乳鸽生长性能的影响,结果发现,蒲公英和甘草流浸膏饲料添加可以促进胃腺和肌胃发育,不仅能起到和金霉素预混剂相当的促生长效果,而且对肝脏损伤小。陈树霞等以肉鸽和种鸽为研究对象,在鸽的饮水中分别加入不同配比的中草药制剂(秦皮、樗白皮、款冬花、雪胆等),有效防治了多种疾病和寄生虫,并增强了食欲和消化能力,各中草药组日增重均大于对照组,但中草药组间差异不显著。艾国良等研究催情中草药对鸽繁殖性能的影像发现,种鸽日粮中添加由当归、女贞籽、熟地、益母草等组成的中草药饲料添加剂,可以提高生殖系统机能,并提供多种营养物质。使孵化率和仔鸽成活率提高 3% 左右,同时缩短产蛋周期 4 ~ 5 d。赵凤至等在白羽王鸽种鸽日粮中分别添加 0.1% 的中草药饲料添加剂(冰片、黄芪、半夏、金银花等) 和抗生素(90% 强力霉素 46 mg· kg-1和10%氟苯尼考100mg·kg-1),结果表明产蛋率和对照组相同,但高于抗生素组7.5% ;受精率分别高于对照组和抗生素组 5.53% 和 2.96%。相关性分析表明,中草药虽未对产蛋性能产生影响,但身体机能的改善和营养物质的增加,有益于提高受精率。

  此外,中草药饲料添加剂也有利于增强鸽的免疫力和抗病性。赵炳凯发现,日粮中添加由连 翘、黄芩、黄芪、党参等组成的中草药饲料添加剂,可以增加白细胞的吞噬能力,促进血清抗体的产生,进而增强肉鸽的免疫力,达到抑制鸽I型副粘病毒的目的。范建华等以感染新城疫的肉鸽为对象,日粮中添加由苍术、厚朴、山楂等组成的中草药饲料添加剂,有效缓解因长期服用抗生素造成的免疫力低下问题,降低了鸽子的总发病率和死亡率。

  2.6在水产养殖中的应用

  研究发现,中草药饲料添加剂可增加水生动物采食量,促进机体生长,改善肉品质。陈思航研 究中草药对鲫鱼诱食及生长的影响,在饲料中分别添加 8% 、16% 和 32% 的中草药饲料添加剂,结果表明随着中草药饲料添加剂含量的升高鲫鱼采食量也随之增加。药理分析表明,这种情况与药物中活性成分的浓度有关,浓度越高越有利于增加食欲,加快机体营养物质的代谢。李金龙等研究发现,在黄鳝饲料中添加 1% ~ 2% 的中草药饲料添加剂(当归、白术、大黄、黄芪等),可以显著提高黄鳝的生长性能,并能有效降低粗脂肪含量、提高粗蛋白质含量,改善肉质。相关性分析发现,这些药物具有增食促消化的功效,同时所含黄酮类、多糖类活性物质又能调节糖类和脂质的代谢。

  相关研究也表明,中草药饲料添加剂可提高水产动物的免疫力,增加抗病性。周显青等研究发 现,黄芪能够有效调整酸应激导致的中华鳖幼鳖内分泌功能紊乱状态,并提高血细胞的吞噬能力,对应激状态下的免疫力低下起保护作用。刘波等[在建鲤基础日粮中添加 2.0% 的大黄蒽醌提取物,显著降低了建鲤血液中的皮质醇含量,提高抗应激能力。曲木等在黄颡鱼日粮中分别添加 0.2% 和 0.4% 的中草药饲料添加剂(黄芪、党参和野菊花) ,结果表 明添加剂量均可显著提高机体血清中补体 C3 和 C4 含量,增强机体免疫能力。Tang 等实验发现,在罗非鱼日粮中添加由黄芪、山楂、当归、金银花等组 成的中草药饲料添加剂,可以显著增加溶菌酶的表达量,有效降低嗜水气单胞菌引起的死亡。

  3 中草药饲料添加剂开发利用存在的问题及解决对策

  3.1存在问题

  缺乏统一的开发和应用标准。目前在国内中草药饲料添加剂在审批和管理环节中被归入药物类饲料添加剂,但是由于受药物产地、采收时节和加工工艺的影响,中草药的药理药性及其对生物体的作用 都存在较大差异,尚无有效的手段进行原料的药效检测和产品的质量控制,因此在研发、生产和监察中还未制定出规范的国家标准。

  加工工艺落后,利用效率低。由于加工工艺粗糙,制造设备落后,中草药饲料添加剂的成品比较单一,以粉剂类成品为主。简单的机械粉碎并不能破坏植物类中草药的细胞壁,饲喂中直接影响生物体对药物成分的吸收。因此实际生产应用中添加剂用量较大,一般含量在 1.0% 及以上,利用效率较低。此外,粉剂类添加剂也不便于运输和存储。

  研究方向单一,配伍不科学。目前在国内的相关研究中,中草药饲料添加剂开发应用的主流方向 是对畜禽生产的有利影响,毒副作用的相关报道较少乃至没有。同时中草药饲料添加剂的配方也存在很大的不合理性,或传承自古方记载或根据实际生产需要根据药物功效组方,忽略了药物成分的复杂性,缺乏对生物体作用机理的深层次研究。

  3.2解决对策

  培养相关科研工作者,加强中草药试验研究,为制定标准规范提供依据。重视对相关研究人员的培养,为中草药饲料添加剂的研发、生产提供充足的智力支持。借助于生物科学技术和现代仪器设备,对不同产地、采收时节和加工工艺的药物进行成分测定、互作研究、毒副作用研究、动物实验等。归纳总结研发、生产的理论基础和控制规范,提出行之有效的检测手段。在此基础上制定中草药饲料添加剂研发、生产和评价标准,尽早实现行业的标准化和规范化。

  引入先进的生产设备和加工工艺,进行精细化生产,实现产品多样化。通过引入先进的生产设备 和加工工艺,改变目前较为简单粗糙的药检、粉碎、混合等步骤。适应市场需求,借助细胞破壁技术、超临界二氧化碳萃取技术、定向浸提技术和浓缩技术等,对有效成分和活性物质进行提取、纯化,克服粉剂类中草药饲料添加剂用量大、成效慢、消化吸收率低等问题。同时,针对不同畜禽种类、生长阶段和应 用目的,开发多样化、特异型的中草药饲料添加剂, 如散剂、丸剂、颗粒剂等。

  注重研究的多样性,不断改进优化配方,实现配方的科学化和固定化。中草药饲料添加剂的研发应用,应吸取人类对抗生素类添加剂使用的教训,不能只注重提高生产性能、预防保健等有利方面,也应深入研究其潜在的毒副作用,以便及时制定解决措施, 保证使用的安全可靠。此外,通过实验结果和应用反馈,对药物在动物体内的作用机理进行深入研究, 据此不断调整优化配方,探索出具有最佳饲喂效果的药物组合,最终达到中草药饲料添加剂配方设计的科学化和固定化。

  中草药饲料添加剂具有和抗生素类添加剂相似的功能和作用,且经济环保、低毒安全,无残留物,符合健康养殖的基本要求。我国的生态脆弱区主要分布在高原、山地和丘陵等地带,具有一定的封闭性, 受现代农业和工业的污染较小。喀斯特等生态脆弱区的畜禽养殖应利用中草药饲料添加剂代替抗生素类添加剂,并结合当地无污染或较低污染的环境状态,发展特色畜禽养殖。

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