为生产“绿色畜产品”,传统的化学合成类添加剂的应用逐渐被限制,开发和研制“绿色添加剂”成为了饲料加工业的热点。中草药添加剂因其自身的优点,引起有关学者的广泛重视。本文着重论述中草药饲料添加剂的特点、作用、应用现状及前景。
1中草药饲料添加剂研发的目的及意义
由于人们对畜产品的安全性问题提出更高的要求。这使化学合成类添加剂(抗生素、激素等)在添加剂领域的地位受到怀疑。我们不能否认化学合成类添加剂在提高畜产品单位产量和畜产品数量方面的作用,但其在使用过程中的确存在许多弊端。首先,长期使用,必然会导致病原微生物产生抗药性,从而使用药剂量不断增加,这不仅加大了用药成本,降低了养殖效益,也增加了动物体内药物的残留。其次,在杀灭机体有害菌的同时,不可避免地抑制或杀灭动物体内的有益菌群,破坏了机体内的微生物平衡,影响畜禽正常的生长发育。另外,人类常见的畸形、癌症和某些中毒现象与畜产品中化学合成药物的残留有一定的关系。
国际上较发达的国家逐渐采取禁止或限制使用化学合成药物添加剂的措施。例如,维吉尼亚霉素、磷酸泰勒菌素、螺旋霉素、杆菌肽锌等许多药物添加剂已被禁止使用[2]。寻找化学合成类添加剂的替代品,已经成为饲料工业急需解决的问题。中草药则因其所具有的许多优良特性而作为添加剂在饲料生产中得以应用。可以说,中草药饲料添加剂的使用,为提高畜产品的安全开辟了一条崭新的途径。
2中草药饲料添加剂的特点
2.1纯植物性中草药资源丰富,且中草药饲料添加剂多直接或间接地采于植物体。它保持了各种成分的自然性和生物活性,易于机体吸收利用。即使无法被机体吸收的物质,也可顺利排出体外[3]。
2.2多功能性中草药添加剂兼备营养性和药物性的双重作用。营养作用主要体现在其含有动物生长发育所必需的各种营养物质,如蛋白质、氨基酸、维生素和微量元素等。药物性作用与其含有的各种生物活性物质有关。如生物碱、有机酸、多糖等。同时中草药添加剂还具有改善饲料风味、适口性、抗饲料氧化和霉变等功能[4]。
2.3基本无抗药性抗药性是指病原菌和寄生虫经与药物多次接触后,对药物的敏感性下降、甚至消失,致使药物疗效降低或者失效[5]。中草药饲料添加剂多以其有效成分,从核糖核酸、脱氧核糖核酸、能量转化等许多环节干扰病原微生物的代谢,从而达到抑菌杀菌的目的。其成分与动物机体非常和谐,易于被机体吸收和利用,不被吸收的也能顺利排出体外。至目前为止,人们普遍认为其无抗药性。
2.4环境保护效应中草药大多是天然或人工栽培的植物,主要成分为氨基酸、维生素、生物碱、挥发油、有机酸等。添加于饲料内基本不会造成药物残留和环境污染,是真正的“环保型”添加剂[6]。
3中草药添加剂的作用及应用
3.1增香除臭、防止霉变丁香、甘草、苍术、神曲等许多中草药均含有特殊的香味,可以改善饲料的风味及适口性。蔡荣先等用香型中草药饲料添加剂饲喂肉仔鸡,结果鸡舍臭味有所下降[7]。
霉菌孢子存在广泛,繁殖力极强,给饲料防霉工作带来困难。化学防霉剂会直接或间接影响人畜健康,且破坏饲料营养成分、风味、适口性等。而许多芳香型中草药添加剂的挥发性成分具有杀菌、抑菌防霉作用,且可保持饲料营养价值,对人畜安全,不污染环境和饲料[8]。
3.2促进生长发育、提高营养物质利用率芳香型中草药麦芽、神曲、丁香等可增加饲料的香味,改善饲料适口性。例如,大蒜具有特殊的蒜香味,可以起到健胃,提高食欲作用。王兆山等将大蒜晒干后与食醋混合配置后作为添加剂,取得一定效果[9]。
影响机体新陈代谢的药物有山楂、神曲、人参、刺五加等。胃蛋白酶在酸性环境下活性最强(pH值在2左右),山楂中的有机酸-山楂酸,可降低肠道内pH值。神曲中含有蛋白酶,可促进蛋白分解,二者合用,山楂中的有机酸还可增加神曲中蛋白酶的活性,从而促进畜禽对蛋白的消化能力[10]。艾叶中含有未知的生长因子,可加快机体的生长速度。齐亚山等用酸枣仁、何首乌、贯众、神曲、麦芽等组成的中草药饲料添加剂饲喂育肥猪,结果促进了猪的生长,提高了饲料报酬[11]。席进华等用山楂、苍术、陈皮等为主要成分的中草药饲喂商品猪,结果对于猪的生产性能和饲料利用率均有较好影响[12]。
3.3改善畜产品品质中草药饲料添加剂可以通过改善畜禽产品的色泽、风味等影响肉品品质。松针粉可以改善鸡肉鲜嫩度、大蒜、辣椒可使肉鸡香味变浓。袁福汉用辣椒、红花、黄芪等组成的添加剂饲喂蛋鸡,使试验组鸡的蛋黄指数有了明显提高[13]。王自良用主要成分为沙棘、果渣的中草药饲料添加剂饲喂蛋鸡,两个试验组的蛋黄指数分别提高了3.1级和1.7级[14]。王权等用侧柏籽、首乌、黄精等中草药组成的添加剂饲喂肉鸡,结果提高了肌肉中的蛋白含量,改善了脂肪酸的组成[15]。
3.4驱虫杀菌、增强机体免疫力抗菌杀菌药有连翘、板蓝根、白头翁等,驱虫剂有大蒜、益母草、常山等。例如,郭云祥用雄黄、白头翁等中草药制成“鸡痢灵”,以2%~4%添加于雏鸡的日粮当中防治雏鸡白痢病,共防治带菌雏鸡1231只,保护率为99%,治疗发病鸡153只,治愈率为98%[16]。
中草药免疫有效活性成分主要有多糖、生物碱、挥发性成分和有机酸等。例如,多糖可促进胸腺液反应,有机酸能增强巨噬细胞的功能。中草药的免疫调节途径为多方面的,但主要二点:一是对免疫器官(胸腺、肾上腺、淋巴结、法氏囊等)调节作用,例如,黄芪、白术、柴胡、茯苓等;二是对免疫细胞(淋巴细胞、造血干细胞、第三类淋巴细胞等)调节作用,例如,黄芪、牛至、刺五加、穿心莲等[17]。
3.5增强畜禽繁殖机能,促进产蛋、泌乳能力淫羊藿具有促性腺作用,可使雌性动物子宫内膜增厚,子宫腔扩大,子宫角和卵巢的重量增加。香附、熟地等可以提高雄性动物的繁殖性能,可增强精子活力,提高精子存活率和射精量等。用于增强蛋鸡产蛋率的中草药有益母草、补骨脂、贯众等。黄芪、当归、苍术、益母草可提高奶畜产奶量,改善乳脂率等[18]。
目前,中草药饲料添加剂有增乳机能,增强机体对泌乳的调节机能。泌乳过程主要受催乳素、生长素和肾上腺皮质激素调控。这些激素作为第一信使,作用于第二信使cAMP、cGMP,从而完成了促进乳汁合成分泌的作用。大致过程为:激素结合细胞上受体,激活G蛋白,G蛋白再激活环腺苷酸活化酶和环鸟苷酸活化酶,它们分别使环腺苷酸(cAMP)和环鸟苷酸(cGMP)活化。cAMP有加速乳成分分泌的作用,cGMP有促进乳成分合成的作用。黄芪中成分有类肾上腺皮质激素作用,作用于靶细胞的β受体,提高cAMP水平。中草药中的铜能增强生长激素、肾上腺皮质激素的合成,进而提高cAMP、cGMP含量。黄芪可促进淋巴细胞转化、增强单核巨噬细胞系统的功能。川芎有促进淋巴细胞转化的作用。最终促进cAMP、cGMP参与免疫反应,增强免疫力,提高奶畜泌乳水平[11]。
3.6抗应激和适应源作用应激反应是指动物机体对应激原的非特异性防御应答的生理反应[19]。例如,长途运输、噪音、饲养密度过大等均会引起应激。人参、西洋参、刺五加可提高动物对低氧、缺氧耐受力。黄芪可增加机体的抗疲劳效果,甘草可减少炎症反应,促进机体恢复[20]。山楂、陈皮、藿香、苍术、黄芩、茯苓等对于缓解热应激具有一定效果[21,22]。
“适应源”作用,是指能使机体在恶劣环境中的生理功能得到调节,并使之朝着有利方向进行和增强适应能力的作用[12]。刺五加、人参等本身就含有“适应源”物质。黄芪、党参等均有“适应源”样的作用,能使动物机体在恶劣环境中的生理功能得到调节。
4中草药饲料添加剂的研究和开发方向
4.1探索新的药物来源,开发复合型中草药中草药的资源虽很丰富,但由于中草药添加剂的研究仍处于初步阶段,用作饲料添加剂的中草药数量尚不多,许多种类还有待开发。同时由于单一中草药作用十分有限,可根据中兽医学理论,充分利用各种中草药的协同作用,发挥其综合效应,开发复合型中草药添加剂。许多试验表明,多种中草药的饲喂效果要明显优于单味中草药[23]。
4.2优化配方,走中西结合道路现在所见报道多为大组方中草药,有时多达几十味。中草药单味药材的成分和功效本来就很复杂,由多味药材结合的复方就更加复杂了。同时,在配方过程中还要注意配伍禁忌,有时也要参照现代药理学、毒理学、药剂学等方面的知识,这些更增加了开发药物配方的难度。
以前人们多以发现中药有效成分为研究主流,对有效成分进行分离与提取,以提取物为基础制成新药。我们是否可以考虑,先根据中医理论进行组方,优化最佳方案,再对其进行成分分析,发现新成分后,再推导其可能来源,使配方科学化,以便研制出高质量的复方中草药饲料添加剂[10]。现在还有很多人把中西药结合起来使用,中西药结合添加剂就是将中草药与化学合成药物复配,有的以中草药为主,少量搭配化学药物。有的则在多种化学合成药物中添加少量中草药,但无论谁主谁辅,均应遵循配伍原则,协同作用[24]。
4.3加强中草药饲料添加剂加工工艺研究中草药饲料添加剂产品,目前多为固体粉状剂型,所以其生产设备及工艺都比较简单。一般可分为药检、干燥、称量、粉碎、混合、分装、检验等工序[25]。然而为了确保产品质量和开发新型产品,应加强中草药饲料添加剂加工工艺研究。例如,中草药粉碎的粒度可直接影响中草药添加量,而且影响中草药有效成分的释出,中草药的破壁技术,一般要求粉末直径小于6um,中心粒径在300目以上。
4.4向微量化发展中草药作为饲料添加剂,剂量普遍较大,一般均在0.5%以上,有些甚至多达5%。这不仅增加了中草药饲料添加剂的成分,而且使适应性也受到影响,还稀释了饲料中的养分。因此其使用受到了某种程度的限制,不利于中草药饲料添加剂的推广作用。所以,应尽量采用中草药的浓缩物、提取物,以使“剂型微量化”,同时还应注意药物组方不易过大。