魯 娜 鄭宗林 王乙力
上個世紀(jì)以來,國內(nèi)對中草藥的應(yīng)用方面進(jìn)行了廣泛研究和深入探討,經(jīng)過廣大科技人員的不懈努力,中草藥產(chǎn)品的研究開發(fā)已取得了一定的進(jìn)展,并在一定范圍內(nèi)對畜禽疾病的控制取得了較好的效果,但還存在許多亟待解決的問題。中草藥藥效慢,有的效果不太理想,劑量往往偏大,一般都在1%~2%,這既與中草藥本身的特性有關(guān),也與中草藥有效成分含量不高,植物細(xì)胞壁阻礙有效成分的滲出、吸收有很大的關(guān)系。
對中草藥的應(yīng)用不足解決措施有:使用地道藥材,各種草藥合理配伍等措施。關(guān)于這些前人已有不少研究。而利用微生物轉(zhuǎn)化中藥來提高藥效,也是一種很好的思路。中藥發(fā)酵的目的一方面增強中藥的療效、改變藥物原有性能、擴大用藥品種,另一方面還可以充分利用微生物所產(chǎn)生的酶、酸、多糖等保健成分幫助藥物、食物消化吸收,進(jìn)一步促進(jìn)動物恢復(fù)健康,提高生產(chǎn)力。
羊紅膻為傘形科植物缺刻葉茴芹(Pimpinella thellungiana Wolff.)的根或帶根全草,其根中主要含有揮發(fā)油,全草中含有黃酮苷等生物活性物質(zhì)。天青地白是薔薇種植物,根含鞣質(zhì)及黃酮類等生物活性物質(zhì)。選用羊紅膻、天青地白等植物為發(fā)酵基質(zhì),以雙歧桿菌、乳桿菌等多種菌種聯(lián)合進(jìn)行生物工程發(fā)酵,提取其生物活性成分科學(xué)配伍而成,按不同比例加入生長豬飼料中,以期判斷對生長豬生長性能、養(yǎng)分利用率的影響。
試驗分為4個處理,每個處理平均的生長豬6頭,設(shè)3個重復(fù),每個重復(fù)2頭,共24頭豬進(jìn)行消化試驗。組1為對照組,組2、3、4為試驗組,分別添加200、400和800 mg/kg的羊紅膻、天青地白等中草藥的發(fā)酵物(見表1)。各處理組的營養(yǎng)水平符合中國2004年版豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。試驗用飼料添加劑羊紅膻、天青地白等中草藥的發(fā)酵產(chǎn)品由四川天添生物科技應(yīng)用有限公司提供,商品名為“天添”。試驗于2009年9月在重慶市養(yǎng)豬科學(xué)研究院實驗場進(jìn)行。
表1 試驗設(shè)計
試驗日糧采用玉米-豆粕型基礎(chǔ)日糧。試驗日糧及營養(yǎng)水平見表2。試驗各處理組營養(yǎng)水平均為等能量、等蛋白。
表2 生長豬飼料配方及營養(yǎng)成分
試驗豬只置于代謝籠中飼養(yǎng),預(yù)試期6 d,正式試驗期4 d。先分別飼喂4種日糧,記錄每頭豬每天的自由采食量,然后以自由采食量的80%確定預(yù)試期和正試期的日投料量,每天定時(8:30和17:30)定量給料。在此之前,一次將每頭豬試驗全期所需日糧迅速在同一溫度下,按頓等量分裝于保鮮袋中,并同步測定其干物質(zhì)含量。
1.3.1 糞樣收集與處理
試驗采用全收糞法。正式試驗第1 d早飼后1 h開始收集糞樣,將每頭豬每天的糞樣混合均勻,取1/3加入適量0.01%硫酸固氮,置于65℃的烘箱中烘干,將已烘干的糞樣裝入保鮮袋中,編號放入冰箱。待整個正試期結(jié)束后,將保鮮袋中的干糞分別倒入帶有編號的瓷盤中再烘24 h,然后置室溫回潮24 h,稱重、記錄、粉碎,取樣裝瓶供測定指標(biāo)用。
1.3.2 飼料及糞樣成分分析
正式試驗期結(jié)束后,在實驗室分析飼料樣與糞樣中水分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分和總能的含量。
水分:按國標(biāo)GB/6435—86方法測定。
粗蛋白:凱氏定氮法測定;粗脂肪:乙醚萃取法測定;粗纖維:用Ankom 220型纖維分析儀(濾袋法)測定;粗灰分:按國標(biāo) GB/6438—92方法測定;總能:熱量計(氧彈法)測定。
1.3.3 養(yǎng)分表觀消化率計算方法
飼料中攝入養(yǎng)分量和糞中排出養(yǎng)分量的差值與飼料中攝入養(yǎng)分量的比值。
消化試驗結(jié)束后,從每個組每個重復(fù)中各選試驗豬1頭,共12頭。禁食24 h,自由飲水,稱重后屠宰。剖開腹腔,迅速結(jié)扎各段消化道,然后收集十二指腸內(nèi)容物,以測定各種消化酶的活性。剪取整個胰臟,稱重后取樣,以測定各種消化酶活性。
胰蛋白酶和胰糜蛋白酶活性的測定均參照Erlanger(1961)[1]的方法進(jìn)行。胰淀粉酶活性采用上海滬尚生物科技有限公司的ELISA檢測試劑盒進(jìn)行測定。
十二指腸內(nèi)容物的處理參照Krogdahl(1989)[2]的方法進(jìn)行,酶活測定方法同胰臟中消化酶活性的測定。
試驗數(shù)據(jù)用SPSS10.0軟件中One-way ANOVA程序處理,用Duncan's法比較。
各組試驗豬的養(yǎng)分消化率見表3。
由表3可知,飼料中補充200~800 mg/kg的中草藥發(fā)酵物(組 2、3、4)之后,飼料中的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、粗灰分的表觀消化利用率均顯著高于對照組(組 1)(P<0.05),但各中草藥發(fā)酵物添加組之間無顯著差異(P>0.05)。
組2和組3的飼料干物質(zhì)表觀消化率與組1無顯著差異(P>0.05),組 2、3、4之間也無顯著差異(P>0.05),但組 4 顯著高于組 1(P<0.05);組 2 的能量表觀消化率與組 1 無顯著差異(P>0.05),組 2、3、4 之間也無顯著差異(P>0.05),但組3、4顯著高于組1(P<0.05)。
表3 中草藥發(fā)酵物對生長豬養(yǎng)分利用率的影響
表4 中草藥發(fā)酵物對生長豬胰臟和十二指腸消化酶活性的影響
試驗結(jié)果如表4所示。飼料中補充400~800 mg/kg中草藥發(fā)酵物之后,胰臟的胰蛋白酶活性、胰糜蛋白酶活性和淀粉酶活性比對照組均顯著提高(P<0.05),各中草藥發(fā)酵物添加組之間無顯著差異(P>0.05)。飼料中補充400~800 mg/kg中草藥發(fā)酵物之后,十二指腸的胰蛋白酶活性和淀粉酶活性比對照組均顯著提高(P<0.05),但對胰糜蛋白酶無顯著影響(P>0.05)。
發(fā)酵是中藥材傳統(tǒng)炮制方法之一。早在千余年前,我國已開始用發(fā)酵的方法制藥,如淡豆豉、沉香曲、五倍子、紅曲等都是發(fā)酵而得到的藥物[3,4]。這些都是利用微生物具有強大的生物轉(zhuǎn)化能力來實現(xiàn)的?,F(xiàn)代發(fā)酵過程研究表明,微生物具有氧化、酯化、甲基化、羥基化、還原化等多種能力,中草藥經(jīng)發(fā)酵后,其有效成分能被充分分離、提取,使其更具有生物活性,并含有大量的活性酶,服用后能被機體組織細(xì)胞迅速吸收,達(dá)到祛病、健體、增強免疫調(diào)節(jié)的功能,更好地發(fā)揮中草藥這一天然藥物的藥效作用。
同時還可以將某些成分分解轉(zhuǎn)化成新的成分,這些新成分成為增強藥理作用或出現(xiàn)新的藥理作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此可以利用其進(jìn)行發(fā)酵制藥,從而降低用藥成本,提高功效[5]。
對中草藥發(fā)酵物的科學(xué)研究開始于上世紀(jì)80年代,但僅是對真菌類自身發(fā)酵的研究,如靈芝菌絲體、冬蟲夏草菌絲體、槐耳發(fā)酵等,大都是單一發(fā)酵。雖有報道加入中草藥,但也僅是將中藥當(dāng)做菌絲體發(fā)酵的菌質(zhì),含有中草藥的菌質(zhì)對原發(fā)酵物的功效有影響,只是未見深入研究[6-7]。目前研究證實生物轉(zhuǎn)化與中草藥發(fā)酵是密不可分的。90年代初,日本人小橋恭一發(fā)現(xiàn)中草藥成分如番瀉葉甙,可借助腸道細(xì)菌轉(zhuǎn)化為致瀉有效成分而起到治療作用。相秀偉等(1996)認(rèn)為,在中藥有效成分與細(xì)菌的生物轉(zhuǎn)化過程中,許多甙類、黃酮類、黃酮醇、黃烷酮類、香豆素類等均經(jīng)過腸道菌進(jìn)行了化學(xué)修飾[8]。在中藥成分生物轉(zhuǎn)化的研究過程中,對代謝物提純、確定結(jié)構(gòu)模式固然需要,但更應(yīng)當(dāng)推出微生物發(fā)酵。中草藥等植物是發(fā)酵的基本物質(zhì),本試驗所用產(chǎn)品選用羊紅膻、天青地白等植物為發(fā)酵基質(zhì),以雙歧桿菌、乳桿菌等多種菌種聯(lián)合進(jìn)行生物工程發(fā)酵,提取其生物活性成分科學(xué)配伍而成。
本試驗結(jié)果表明,中草藥發(fā)酵物添加組的日糧中干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、粗灰分以及能量的表觀消化率均比對照組有明顯的提高。很多文獻(xiàn)都證實,中草藥能夠提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率和利用率,增強新陳代謝,促進(jìn)血液循環(huán),提高生長速度[9-10]。本研究試驗結(jié)果與上述報道一致,但本試驗的中草藥發(fā)酵物添加量僅為多數(shù)報道的中草藥(未發(fā)酵)添加量的1/5~1/10。
生長豬主要采食以植物性飼料為主的配合飼料,植物性飼料的細(xì)胞壁均由抗?fàn)I養(yǎng)因子非淀粉多糖(NSP)構(gòu)成。這些NSP不僅阻礙了動物消化道中內(nèi)源酶與植物性飼料中細(xì)胞內(nèi)容物的充分接觸和混合,而且其本身也不易被動物消化吸收。一部分水溶性非淀粉多糖如阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖,在動物腸道中形成粘性膠狀物質(zhì)使食糜粘度增加,從而降低了養(yǎng)分與內(nèi)源酶的相互作用,養(yǎng)分的消化速度減慢,導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)的消化率降低和吸收率下降,非淀粉多糖還會抑制腸道酶活。本試驗中草藥發(fā)酵物的添加,可能改變了小腸中食糜的理化成分,一定程度上減弱了抗?fàn)I養(yǎng)因子的作用,減少了絨毛上的粘著物,使日糧中養(yǎng)分的消化吸收效率提高。后續(xù)的試驗研究也表明,中草藥發(fā)酵物的添加可顯著提高生長豬腸道蛋白酶、脂肪酶和部分糖代謝酶及纖維素酶的活性(另文報道)。除消化酶的作用外,腸道中的微生物菌群也是影響?zhàn)B分消化利用率的一個重要因素,是否中草藥發(fā)酵物對腸道菌群也有較大的影響,尚需進(jìn)一步的研究探索。
本次試驗中觀察到生長豬飼喂添加中草藥發(fā)酵物的日糧后可使胰臟和十二指腸胰糜蛋白酶、胰蛋白酶和淀粉酶活性均有明顯提高,可能的原因是本試驗使用的是中草藥發(fā)酵產(chǎn)品,不是簡單的中草藥的混合物,也不是活菌制劑,而是以精心組合的中草藥復(fù)方經(jīng)過生物工程發(fā)酵之后,提取其更多的活性成分之后的二次組合配伍。這種發(fā)酵物可能是通過刺激腸道等臟器的健康發(fā)育,增加消化酶液的分泌。
綜上可知,飼料中補充200~400 g/t的中草藥發(fā)酵物可有效改善生長豬的飼料養(yǎng)分利用率;補充400~800 g/t的中草藥發(fā)酵物可顯著提高胰臟和十二指腸消化酶活性。因此,400 g/t為中草藥發(fā)酵物在生長豬最合適的添加量,生長實踐中考慮到經(jīng)濟效益因素,建議添加200~400 g/t為宜。
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