王鳳璐
(臨沂市河?xùn)|區(qū)畜牧發(fā)展促進(jìn)中心,山東臨沂 276003)
2019年7月,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)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(fā)現(xiàn),在飼料中使用天然植物提取物作為生長促進(jìn)劑會對畜禽生產(chǎn)、繁殖和健康產(chǎn)生積極影響,最大限度地減少抗生素作為生長促進(jìn)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(fā)揮重要作用(Mahmoud等,2022)。黃芪含有大量的生物活性物質(zhì),這些活性成分可作為抗生素替代品應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)和疾病防治?;诖?,本文對黃芪的生物學(xué)活性成分及其生物學(xué)功能進(jìn)行總結(jié),并且綜述了其在畜禽生產(chǎn)及疾病防治中的應(yīng)用進(jìn)展,為開發(fā)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(fù)雜,含有皂苷、多糖、黃酮、氨基酸、黃芪堿、微量元素等物質(zhì),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(zhì)量和生物學(xué)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(chǎn)物,主要分布在根、莖、葉、花、果實(shí)和種子中。目前,已經(jīng)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(jīng)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(chǎn)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(huán)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(xiàn)出多種生物學(xué)功能,如抗氧化、抗病毒及抗炎、免疫調(diào)節(jié)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(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣,在黃芪的三大類活性成分中,黃芪多糖的生物學(xué)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(fēng)等,2023)。與此同時,黃芪多糖的糖苷鍵類型和相應(yīng)的藥理活性也因基本來源、藥用部位、種植方法、產(chǎn)地和生長年份而異(Zheng等,2020)。眾多研究發(fā)現(xiàn),黃芪多糖具有降血糖、抗腫瘤、抗炎及增強(qiáng)免疫等多種生物活性(陳穎志等,2022;馬發(fā)順等,2022;元雪湞等,2019),同時也是在畜禽生產(chǎn)及疾病防治應(yīng)用中最多的一類活性物質(zhì)。
2.1 在反芻動物中的應(yīng)用 牛、羊等反芻動物的經(jīng)濟(jì)價值較高,其疾病防治和生長性能的提升對增加其經(jīng)濟(jì)效益有積極效益,因此,開發(fā)應(yīng)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(biāo)。Huang等(2022)評估了用黃芪作為飼料添加劑對產(chǎn)后奶牛的恢復(fù)、免疫功能和繁殖效率的影響,研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)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(xì)胞聚集指數(shù)(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(fù)、免疫功能、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)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(chǔ)日糧+0.10%黃芪多糖能改善育肥灘羊的生產(chǎn)、屠宰性能及肉品質(zhì),且能顯著提升血清總蛋白質(zhì)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(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)日糧中添加0.10%黃芪多糖能顯著改善其生長性能,增強(qiáng)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(jìn)一步改善湖羊的免疫功能和血清生化指標(biāo)。王憲舉(2020)指出,基礎(chǔ)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(zhì),且提升其瘤胃發(fā)酵性能,瘤胃液氨態(tài)氮、總揮發(fā)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(yīng)用 中草藥飼料添加劑被廣泛應(yīng)用于家禽養(yǎng)殖中,且大量研究發(fā)現(xiàn),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(chǎn)性能,進(jìn)一步提升其經(jīng)濟(jì)效益。其中,于阿男等(2023)指出,基礎(chǔ)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(fā)現(xiàn),黃芪多糖在增強(qiáng)鴨病毒性肝炎免疫中發(fā)揮優(yōu)異作用,可有效防止鴨病毒性感染傳染病的發(fā)生,減少了由于鴨病毒性肝炎所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)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(fā)現(xiàn),至70日齡時,試驗組羽均重達(dá)4264 g,日均增重63.76 g,成活率達(dá)97.67%,表明黃芪多糖對肉鵝有較優(yōu)的保健作用。姜曉文等(2015)研究發(fā)現(xiàn),注射大劑量新城疫Ⅰ系疫苗可引起雞的免疫應(yīng)激,而在基礎(chǔ)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(jī)體免疫應(yīng)激。
2.3 在豬生產(chǎn)中的應(yīng)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(chǎn)及獸醫(yī)臨床,在改善動物生產(chǎn)性能及產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)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(fā)現(xiàn),在基礎(chǔ)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(fā)現(xiàn),黃芪纖維能豐富仔豬腸道中細(xì)菌微生物的組成,進(jìn)一步干預(yù)腹瀉的發(fā)生。彭宏剛(2016)指出,基礎(chǔ)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(chǎn)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(chǔ)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(yīng)激”信號通路調(diào)節(jié)藏豬肝的抗氧化和抗應(yīng)激能力。另一方面,黃芪及其活性成分可增強(qiáng)疫苗免疫效果,Cheng等(2020)研究發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)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(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)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(fù)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(dá)到預(yù)期的效果,因此,將黃芪和其有交互作用的藥物添加劑聯(lián)合使用,可進(jìn)一步增強(qiáng)其作用效果。目前,大量研究將黃芪和其他中藥材、復(fù)合益生菌等聯(lián)合使用,發(fā)現(xiàn)在改善畜禽生產(chǎn)性能及其免疫能力和抗病毒能力等方面發(fā)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(jìn)行免疫,后通過在飼料中添加復(fù)方中藥(黃芪、紫錐菊、當(dāng)歸),研究發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)日糧中添加10 g/kg復(fù)方中藥能顯著提升雞NDV抗體效價。李金鳳等(2020)研究發(fā)現(xiàn),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(shù),改善雞淋巴細(xì)胞的免疫功能。Lan等(2016)研究發(fā)現(xiàn),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(shù)量提升其養(yǎng)分消化率。
隨著我國畜牧養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)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(zhì)的同時,開發(fā)高品質(zhì)和無污染、無殘留的畜禽產(chǎn)品顯得至關(guān)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(yōu)點(diǎn),且能夠作為畜禽動物免疫增強(qiáng)劑進(jìn)一步提升畜禽機(jī)體的免疫功能和抗病毒能力,具有廣闊的應(yīng)用和開發(fā)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(yǎng)殖及疾病防治中的應(yīng)用研究。因此有必要大力發(fā)展黃芪育種及栽培工作、優(yōu)化黃芪活性成分提取工藝、加大對黃芪活性成分構(gòu)效關(guān)系的研究,進(jìn)一步增強(qiáng)黃芪的開發(fā)利用,助力畜禽養(yǎng)殖業(yè)的高效、綠色和健康發(fā)展。