■劉大森 王 蕾 孫瑞濤 梁自超

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030）

我國畜牧業(yè)集約化和自動化程度不斷提高，動物營養(yǎng)研究不斷深入，飼料添加劑行業(yè)更是蒸蒸日上。然而，化學(xué)合成藥物、激素和抗生素等一系列飼料添加劑濫用的惡果已經(jīng)出現(xiàn)。蘇丹紅和瘦肉精事件轟動整個飼料行業(yè)，給飼料行業(yè)帶來致命傷害；耐藥微生物菌株產(chǎn)生；動物產(chǎn)品中藥物殘留對人類身體健康的不良影響引起人們廣泛關(guān)注。因此，高效、無毒、無害、無藥物殘留的飼料添加劑已然成為國內(nèi)外學(xué)者研究的重中之重。目前許多研究已證實中草藥及植物提取物具有天然、高效、無毒副作用的特性，可以改善并調(diào)控反芻動物的瘤胃發(fā)酵模式、提高飼料蛋白利用率和生長繁殖性能、提高采食量和消化率、降低甲烷排放量、減少營養(yǎng)應(yīng)激（如瘤胃脹氣），改善動物健康，從而成為替代抗生素的天然飼料添加劑[1-2]。本文針對中草藥以及植物提取物的活性成分和功能探究其對反芻動物的瘤胃發(fā)酵調(diào)控模式和生長繁殖的影響。

1 定義

1.1 植物提取物

植物提取物是通過物理、化學(xué)或者生物學(xué)的手段從植物中提取的有效活性成分，其含量相對穩(wěn)定、成分明確，且在畜產(chǎn)品中無藥物殘留，對動物和人類健康無毒害作用，可作為替代抗生素的天然、綠色、無公害的飼料添加劑。

1.2 中草藥

中草藥是具有某些藥用功能的植物，在我國有悠久的應(yīng)用歷史。近年來，有一些在反芻動物上應(yīng)用的研究報道。中草藥飼料添加劑是一種運用中草藥的四氣五味和中獸醫(yī)理論，將中草藥經(jīng)過一系列加工炮制后，添加到動物日糧中，以此提高動物的生產(chǎn)性能、防病保健、改善動物產(chǎn)品質(zhì)量和改善飼料品質(zhì)。四氣五味中的四氣（又稱四性）是指藥性的陰、陽、寒、涼、溫、熱，五味指藥物的酸、苦、甘、辛、咸[3]。中獸醫(yī)理論最基本的就是辨證論治和整體觀念，以陰陽為總綱，利用中藥的四氣五味，根據(jù)八綱、六經(jīng)、歸經(jīng)、三焦等辯證，使動物達到陰陽平衡的目的。

2 中草藥飼料添加劑在反芻動物上的應(yīng)用

中草藥飼料添加劑之所以能提高動物的生產(chǎn)性能、提高機體免疫力、提高飼料的利用率以及抗菌抗癌，主要原因是中草藥中含有大量的生物活性物質(zhì)：免疫活性物質(zhì)多糖；抗菌抗癌作用的皂苷、生物堿和單寧；提高免疫力的有機酸；一些黃酮類、植物甾醇、揮發(fā)油、萜類和香豆素及一些雜環(huán)衍生物等活性成分。

2.1 提高反芻動物的生產(chǎn)性能

飼料中添加中草藥可以促進動物的生長發(fā)育，中草藥中含有的蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、糖、淀粉、維生素等各種營養(yǎng)物質(zhì)以及多糖、有機酸、皂苷和生物堿等活性物質(zhì)，作為飼料添加劑可以改善營養(yǎng)成分和結(jié)構(gòu)比例，提高飼料的轉(zhuǎn)化率，從而提高飼料的利用率，繼而提高奶和肉產(chǎn)量。中草藥飼料添加劑大多是復(fù)方制劑，通過配伍禁忌制成。Wang等[4]研究表明，飼喂20 g/kgDM飼糧中草藥混合物不僅顯著提高了牛平均日增重，而且提高了真胃消化酶活性和血清抗氧化指標(biāo)。馬明智[5]在探究育肥羊增重效果試驗中，添加不同劑量的以黃芪、神曲、山楂、大黃和陳皮等為主的復(fù)合中草藥添加劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)日均添加量與日均增重量成正比。河西肉牛生產(chǎn)性能研究的結(jié)果表明，中草藥顯著提高肉牛的日增重和屠宰率；就屠宰后、排酸前牛肉及肝臟的酸堿度、以及牛肉、肝臟及心臟失水率和熟肉率等指標(biāo)雖無顯著影響，但表現(xiàn)出中草藥飼料添加劑對牛肉及其產(chǎn)品食用品質(zhì)趨于正面影響[6]。董占蓮[7]制成以大黃、山楂、黃芪、首烏、內(nèi)金等10味中草藥組成的中草藥飼料添加劑，給試驗組牦牛分別飼喂50、70、90 g/(頭·d)和110 g/(頭·d)，結(jié)果試驗組牦牛增重依次提高20%、37.5%、35%和37.5%，同時料重比分別減少16.53、27.2、25.87、27.2個百分點。這說明中草藥添加劑可以提高肉羊的消化吸收能力，增強機體的新陳代謝功能，提高飼料轉(zhuǎn)化效率，促進育肥羊快速增重。另外，中草藥飼料添加劑不僅能促進反芻動物的快速增重而且還能提高其繁殖性能。例如，孫亞波等[8]用所配的復(fù)方中草藥添加劑（淫羊藿、肉蓯蓉、菟絲子、枸杞子、黃芪和巴戟天）顯著增加了遼寧絨山羊的射精量、提高精子密度和頂體完整率，降低了精子的畸形率和美蘭褪色時間。對于較高采精強度下的種公羊，飼喂10 g/d的劑量即可以改善精液品質(zhì)并提高其生產(chǎn)性能。治療母羊不孕癥的試驗結(jié)果表明中草藥方劑可以治療母羊的不孕癥，提高患病母羊的受胎率，提高動物的生產(chǎn)性能和生產(chǎn)效益[9]。

2.2 提高反芻動物的抗應(yīng)激能力

應(yīng)激反應(yīng)是指機體受到體外各種強烈因素（即應(yīng)激原）刺激時，所出現(xiàn)的交感神經(jīng)興奮和垂體—腎上腺皮質(zhì)分泌增多為主的一系列神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng)，以及由此而引起的各種機能和代謝的改變。任何對動物機體或情緒的刺激，只要達到一定的強度都可以成為應(yīng)激原，以威脅動物的健康，一般在養(yǎng)殖過程中會遇到很多應(yīng)激因素，比如氣候（過冷、過熱）、有毒有害氣體以及驚嚇等環(huán)境因素、動物營養(yǎng)以及飼養(yǎng)管理因素等。應(yīng)激反應(yīng)直接危害動物的生理機能、生產(chǎn)性能以及危害生命，給奶牛業(yè)帶來極大的經(jīng)濟損失。而很多研究發(fā)現(xiàn)，中草藥添加劑改善機體體內(nèi)環(huán)境，提高機體抗應(yīng)激能力，是抗應(yīng)激的有效措施[10]。中草藥添加劑的組方可以改善奶牛熱應(yīng)激期的生產(chǎn)性能。例如，劉海林[11]的研究表明，兩個試驗組與對照組比較，日產(chǎn)奶量分別提高8.17%和10.32%，4%的標(biāo)準(zhǔn)乳分別提高15.69%（P＜0.05）和13.06%，明顯改善了乳成分中乳脂率和干物質(zhì)的含量。對于一直處于熱應(yīng)激的奶牛添加復(fù)合中草藥制劑后奶牛的產(chǎn)奶量顯著提高，這可能是由于復(fù)合中草藥制劑對奶牛熱應(yīng)激有較好的緩解作用[12]，能有效清除熱應(yīng)激產(chǎn)生的過量自由基[13]，增強奶牛機體抗氧化功能，進而提高采食量，改善奶牛的產(chǎn)奶性能。劉海林等[14]通過測定熱應(yīng)激期的生產(chǎn)性能、生理和血液生化指標(biāo)變化，探討了復(fù)方中草藥添加劑（青蒿、黃芪、薄荷、藿香、黨參、甘草和生石膏）對奶牛熱應(yīng)激的影響及其機理，結(jié)果表明，復(fù)方中草藥添加劑具有緩解奶牛熱應(yīng)激癥狀、改善機體代謝、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌和免疫水平的作用。黃芪組方中草藥添加劑可通過提高血清T4和皮質(zhì)醇水平，降低內(nèi)毒素、HSP70和MDA含量，提高抗氧化酶活力，從而有效地緩解奶牛熱應(yīng)激，減輕熱應(yīng)激對奶牛的危害，提高熱應(yīng)激奶牛的產(chǎn)奶量[15]。

2.3 提高反芻動物的免疫功能

中草藥中的有效活性成分多糖和皂苷能夠提高機體的免疫力。比如黃芪多糖、枸杞多糖和茯苓多糖有著免疫刺激作用；而黃芪皂苷和人參皂苷均能增強網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的巨噬細胞吞噬功能。Liu等[16]提出中草藥中的多糖、有機酸、生物堿和精油等活性成分能夠提高家畜的免疫機能。李達等[17]在關(guān)嶺黃牛的基礎(chǔ)日糧中添加不同比例的中草藥添加劑促進了關(guān)嶺黃牛的免疫功能，其中以添加5%的比例最佳。其結(jié)果歸因于中草藥添加劑加快機體新陳代謝、刺激機體造血功能、增加紅細胞和血紅蛋白以及白細胞的數(shù)量、提高機體的免疫球蛋白含量。通過測定犢牛的血液生化指標(biāo)，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)血清中免疫球蛋白lgG、lgA和礦物質(zhì)元素Ca水平顯著高于對照組，這可能與所選用的中草藥復(fù)方制劑的原料黃芪能補腎益氣、增強機體免疫力，淫羊藿增強細胞免疫力，甘草能調(diào)節(jié)免疫功能有關(guān)[18]。

2.4 防病治病

中草藥飼料添加劑是根據(jù)中獸醫(yī)扶正祛邪的原則，抗菌抑菌，改善內(nèi)分泌，促進新陳代謝，提高機體的免疫機能，達到防病治病的目的。

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的能夠防病治病的中草藥很多，例如金銀花、連翹、大青葉等具有廣譜抗菌的功效；板藍根、射干和金銀花具有抗病毒的作用；苦參、白蘚皮等具有抗真菌的功效；黃芪、刺五加、當(dāng)歸、黨參和茯苓具有免疫增強的功能，可作為免疫增強劑。郭亞男等[19]自制了復(fù)方中草藥片劑（當(dāng)歸、黨參、白芍、枸杞子、黃芪和益母草等11味中草藥），試驗處理使奶牛產(chǎn)后胎衣不下的發(fā)生率降低了75%、乳房炎發(fā)病率下降33.3%。證明自制復(fù)方中草藥片劑促進產(chǎn)后奶牛機能的恢復(fù)，對奶牛產(chǎn)后疾病的防治和保健起到了很好的療效。另有報道表明，金銀花、蒲公英、黃芩、紫花地丁、瓜蔞、魚腥草對引起奶牛乳房炎的金黃色葡萄球菌、無乳鏈球菌、大腸桿菌都有較強的抑菌作用[20]。這表明中草藥飼料添加劑在疾病防御方面具有顯著的作用，而在治療奶牛乳房炎方面也有更好的效果。例如，嚴小東等[21]選取患乳房炎的荷斯坦奶牛100頭，隨機分對照組和試驗組，試驗組采用中草藥進行飼喂治療，試驗結(jié)果表明，試驗組的痊愈、有效、無效和復(fù)發(fā)的指標(biāo)均優(yōu)于對照組，乳房炎的治愈率為66.00%，總有效率達到98.00%，復(fù)發(fā)率為4.00%（P＜0.05），說明中草藥成分對于奶牛乳房炎的治療具有顯著的效果。姚燕等[22]的中草藥防治奶牛乳房炎研究中，單味中藥抑菌效果不同，可能是藥物有效成分的結(jié)構(gòu)和特性不同所導(dǎo)致。例如，馬齒莧、魚腥草、蒲公英有較好的抑菌作用，而板藍根、金銀花、黃柏的抑菌作用較差。在隨后的研究試驗中，結(jié)果是含有馬齒莧、魚腥草、蒲公英對奶牛乳房炎的臨床治愈效果最好，然而含有三種中藥的兩兩組合治療效果次之，表明對于抑菌作用較強的三味單味中藥聯(lián)合使用，能更好地治療奶牛乳房炎。

2.5 誘導(dǎo)反芻動物采食

中草藥飼料添加劑是一種很好的增食劑。首先，中草藥本身含有特殊的氣味，具有很好的誘導(dǎo)和增進采食的作用；其次，中草藥還具有健脾開胃、消食導(dǎo)滯、增進食欲和提高消化吸收的能力。例如，山楂就是一種很好的而且常用的助消化、促生長，提高飼料利用率的中草藥飼料添加劑。干姜、辣椒含有辣味素，刺激食欲，增加消化液分泌，有助于動物正常的消化吸收。

3 植物提取物在反芻動物上的應(yīng)用

依據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)，植物提取物分為皂角苷、單寧和植物精油3類。其活性物質(zhì)與中草藥飼料添加劑大同小異。由于植物提取物含有的這些活性成分使得其具有抗菌、抗氧化、促生長、提高免疫力、調(diào)控瘤胃發(fā)酵模式、提高蛋白利用效率和減少甲烷排放的功能[23]。

3.1 提高采食量和消化率

動物的采食量和消化率直接關(guān)系到動物攝入體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量及被利用的效率，進而影響動物的生產(chǎn)性能[24]。在生產(chǎn)實踐中，為了提高動物的采食量和消化率，在動物日糧中添加天然的飼料添加劑已受到養(yǎng)殖戶的青睞。而中草藥飼料添加劑和植物提取物就是能替代抗生素的，無藥物殘留的天然飼料添加劑，并且很多研究顯示，植物提取物能夠提高反芻動物的采食量和消化率。

Salema等[25]將垂柳和銀百合的提取物以30 ml/d的劑量添加到羔羊的全混合日糧中，研究其對DM、OM采食量及消化率的影響。結(jié)果表明，與對照組相比，3期試驗后(每期21 d)垂柳添加組的DM、OM的平均日采食量和消化率顯著提高(P＜0.05)；同時，粗蛋白質(zhì)和粗脂肪的采食量和消化率也顯著提高(P＜0.05)。植物提取物的添加改善了飼糧的適口性，改變了瘤胃微生物菌群，使得微生物數(shù)量增多，改善了其發(fā)酵類型從而提高了動物的采食量和消化率。Kruegera等[26]研究發(fā)現(xiàn)，將一種商品植物添加劑（洋薊素和葫蘆巴的提取物）添加到高精料的荷斯坦奶牛的飼糧中，采食量有所提高，但未達到顯著水平(P＞0.05)。研究者認為，造成采食量變化不顯著的原因可能是飼料類型或者飼養(yǎng)環(huán)境的不同。

3.2 提高蛋白質(zhì)利用效率

反芻動物攝入飼糧中的蛋白質(zhì)，一部分在瘤胃中被微生物降解并用于合成微生物蛋白，另一部分瘤胃內(nèi)未降解蛋白質(zhì)和微生物蛋白進入小腸被消化、吸收和利用。瘤胃微生物的降解使得大量優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)損失，因此，合理瘤胃調(diào)控可以降低飼料蛋白質(zhì)的瘤胃降解率，成為提高飼料蛋白質(zhì)利用率的途徑之一，大量研究證實，植物提取物可通過提高過瘤胃蛋白的數(shù)量來提高飼料蛋白的利用率。

植物提取物可與蛋白質(zhì)結(jié)合形成不易被瘤胃降解的復(fù)合物，從而提高過瘤胃蛋白的數(shù)量。單寧是一種天然的過瘤胃蛋白保護劑，提高過瘤胃蛋白含量，也可提高氮利用率，降低氮的排放量[27]。在pH值為5～7的瘤胃環(huán)境內(nèi)，單寧與飼料蛋白質(zhì)結(jié)合形成穩(wěn)定的復(fù)合物，不易被瘤胃微生物降解，當(dāng)復(fù)合物流經(jīng)真胃（pH值2.5）和小腸（pH值8～9）時蛋白質(zhì)與單寧分離，被胃蛋白酶和胰蛋白酶分解成容易被機體吸收的小分子物質(zhì)，起到過瘤胃保護的作用。

植物提取物可通過抑制原蟲或與蛋白降解有關(guān)的微生物的生長，從而減少蛋白質(zhì)在瘤胃中的降解,原蟲主要是通過吞噬細菌獲得生存所需的氮源，因此降低原蟲的數(shù)量能夠使細菌數(shù)相對增加，促進發(fā)酵從而為反芻動物提供更多的微生物蛋白，提高飼料蛋白的利用效率[28]。植物提取物還可增加瘤胃微生物對氨態(tài)氮的利用率提高微生物蛋白的合成效率，Jolazadeh等[29]在豆粕型日糧中添加從開心果提取的縮合單寧，結(jié)果降低了瘤胃原蟲總量，降低了飼料蛋白在瘤胃內(nèi)的降解。Alexander等[30]將辣木籽(皂苷含量40.9 g/kg DM)以2 mg/ml添加到白三葉底物中進行體外發(fā)酵，經(jīng)24 h發(fā)酵后，氨態(tài)氮濃度降低了13.6%，同時微生物蛋白質(zhì)合成量提高了44%。氨態(tài)氮濃度降低的原因可能是瘤胃微生物提高了對氨態(tài)氮的攝取和利用。

3.3 降低甲烷排放量

甲烷是溫室氣體的重要組成部分，每年大部分的甲烷都是由反芻動物排放的，而排放過程中也會造成反芻動物碳水化合物和氨基酸損失大量能量，降低飼料利用率，因此對于降低反芻動物的甲烷排放量已引起國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。Bueno等[31]試驗結(jié)果表明，縮合單寧可通過抑制整個發(fā)酵過程來降低甲烷產(chǎn)量，并且得出結(jié)論，認為大反芻家畜的這種效應(yīng)比小反芻家畜更明顯。Saminathan等[32]也在試驗中發(fā)現(xiàn)，在不影響干物質(zhì)采食量的情況下，給反芻動物飼喂從新銀合歡雜交種中提取的不同分子質(zhì)量的縮合單寧均會降低甲烷產(chǎn)量，并且分子質(zhì)量越大，影響越顯著。金恩望等[33]試驗證明，肉桂油降低甲烷體積分數(shù)的程度與添加的劑量呈正相關(guān)。營養(yǎng)生長期與孕蕾期的胡枝子含有大量單寧并對瘤胃發(fā)酵有明顯的調(diào)節(jié)作用，且能有效減少瘤胃發(fā)酵甲烷的排放量[34]。李占明等[35]試驗研究表明，8月份收獲的山野豌豆能很好地調(diào)節(jié)瘤胃體外發(fā)酵過程，顯著降低甲烷的排放量（P＜0.05），提高飼料的利用效率。

3.4 改善畜產(chǎn)品品質(zhì)

隨著人們對生活水平的提高，使得人們更多地關(guān)注畜產(chǎn)品的品質(zhì)要求，而化學(xué)添加劑尤其是防腐劑的使用不僅增加了生產(chǎn)成本，而且影響肉質(zhì)的風(fēng)味。目前，植物提取物作為一種天然的飼料添加劑已被廣泛用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)。

Rituparna等[36]將椰菜粉提取物以不同比例添加到羊肉中研究其對肉質(zhì)的影響，試驗結(jié)果顯示，試驗組的羔羊肉pH值降低的速度顯著低于對照組（P＜0.05），說明提取物有抑制肌糖原降解的作用，硫代巴比妥酸反應(yīng)物含量也顯著低于對照組（P＜0.05）。在貯存銷售條件下，植物提取物也具有改善肉品質(zhì)的作用。Sancho等[37]將迷迭香提取物以600 mg/kg的劑量添加到新生羔羊飼糧中，研究了在貯存條件下（70%O2，30%CO2，溫度2 ℃；光照1 600 lx）迷迭香對羔羊肉品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，經(jīng)21 d儲存后，添加組的硫代巴比妥酸反應(yīng)物顯著低于對照組（P＜0.05）；嗜寒性細菌總數(shù)顯著低于對照組（P＜0.05）；雖然pH值沒有顯著差異，但添加組pH值較對照組穩(wěn)定。

3.5 調(diào)控瘤胃發(fā)酵模式

瘤胃調(diào)控是反芻動物營養(yǎng)調(diào)控的重要手段，通過瘤胃調(diào)控的方法可以提高反芻動物的飼料利用率、提高動物的生產(chǎn)性能、減少甲烷排放。而植物提取物就是天然的、無藥物殘留的可以代替抗生素使用的飼料添加劑。

茶皂素在奶牛瘤胃發(fā)酵調(diào)控的研究中發(fā)現(xiàn)，茶皂素不僅顯著降低了瘤胃pH值、氨態(tài)氮濃度（P＜0.05），但均未超過正常范圍值，而且顯著提高了微生物蛋白產(chǎn)量、丙酸濃度和丁酸濃度（P＜0.05），特別是30 g/d茶皂素組的微生物蛋白產(chǎn)量提高了20.2%，但對揮發(fā)性脂肪酸總含量和乙酸濃度的影響不顯著（P＞0.05）[38]。Ramirez-Restrepo等[39]研究發(fā)現(xiàn)，在牛日糧中添加茶皂素可以提高丁酸濃度，降低乙酸與丁酸比值，并且改變瘤胃微生物群落。邱清華[40]在研究縮合單寧對反芻動物瘤胃發(fā)酵影響中指出，縮合單寧可通過改變瘤胃pH值、微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)等影響反芻動物瘤胃的發(fā)酵。Hamidreza等[41]在試驗中發(fā)現(xiàn)，植物提取物顯著減少了乙酸的濃度，增加了丙酸的含量（P＜0.05），但對總的揮發(fā)性脂肪酸沒有影響。

4 植物及其提取物在畜牧業(yè)中存在的主要問題

雖然植物及其提取物憑借其獨特的優(yōu)勢已廣泛應(yīng)用于反芻動物的生產(chǎn)研究，但是植物中有效成分的提取工藝復(fù)雜，成本較高，因此，難以大規(guī)模的合成及應(yīng)用；同時，其原料質(zhì)量、添加配方以及檢測方法也需要嚴格制定標(biāo)準(zhǔn)以保證使用安全[42]。其次，植物提取物種類多樣，中草藥的有效成分復(fù)雜，不同成分之間有一定的相互作用，其作用機理還未能完全闡明，特別是對于含有大量微生物的瘤胃厭氧環(huán)境，仍需進一步研究。最后植物原料或者中草藥本身的毒副作用，以及中草藥組方之間的配伍禁忌，可能會對動物產(chǎn)生危害，因此，中草藥飼料添加劑以及植物提取物作為飼料添加劑的安全性問題一定要引起重視。