摘要 中草药在畜牧业上的应用有着悠久的历史。本文拟对近年来用中草药提取物作饲料添加剂的研究开发情况作一简要审视,并对由中草药(植物)成分开发抗生素替代品的前景进行展望。
关键词 中草药 畜牧业
中草药在畜牧养殖业上的应用有着悠久的历史。20世纪80年代以来,由于抗生素、激素以及化学合成添加剂的安全性逐渐受到怀疑,人们对于中草药饲料添加剂的研究开发开始活跃起来。大量的实验证明中草药饲料添加剂不仅能提高生产性能,而且防病治病效果很好,有些不亚于抗生素[1]。因为中草药饲料添加剂是良好功能和高度安全的天然完美结合体,所以,当抗生素作为饲料添加剂使用的命运受到严重挑战的时候,国际上把希望的目光投向了古老的中草药。特别是欧盟与其他西方国家,他们期望从中草药(植物)提取物中能够找到既具有抗生素功能又具有中草药安全性的新的抑菌促生长剂作为抗生素的替代品[2?5]。近年来,为了解决中草药饲料添加剂剂型上存在的问题,国内对用中草药提取物或活性成分作为饲料添加剂的研究报道也逐渐多起来了。
本文拟对近年来用中草药提取物作饲料添加剂的研究开发情况作一简要审视,并对由中草药(植物)成分开发抗生素替代品的前景进行展望。
1、中草药提取物在畜牧业上的开发应用研究比较活跃
1.1 抑菌防病方面
大量研究证明,许多中草药防病治病和保健功能是通过增强动物的免疫功能来实现的。具有增强免疫功能的中草药很多,仅现在已知的就有200多种。中草药成分十分复杂,真正掌握和了解其增强免疫功能活性成分者还很少,目前,研究比较多的具有增强免疫活性的成分有以下几类。
多糖:目前,对多糖的研究已成为热点,特别是黄芪多糖。黄芪多糖能促进T淋巴细胞和B淋巴细胞的分化,诱生抗生素,有抗病毒作用,可防治传染性法氏囊病等。用黄芪与左旋咪唑对雏鸡进行的对比试验证明[6。7] ,黄芪的免疫增强作用较盐酸左旋咪唑效果好,它除了能提高雏鸡脾指数和法氏囊指数外,还有明显的促进生长增加体重作用。其它如枸杞多糖、猪芩多糖、茯芩多糖、党参多糖、淫羊藿多糖、刺王加多糖、甘草多糖、茶叶多糖和红花多糖等,现在已经提取和研究的中草药多糖不下几十种,大都具有增强动物免疫功能的作用,而且,显示了双向调节功能。
皂甙类:目前,研究最为充分的是人参皂甙,它是人参调节免疫功能的主要活性成分之一。其他研究较多的有黄芪皂甙,党参皂甙,绞股蓝皂甙、白芍皂甙及淫羊藿甙等。它们也都显示出对动物免疫功能的双向调节作用[8]。
生物碱:中草药中生物碱分布较广,在养殖业中研究和应用较多的是茶叶生物碱(包括咖啡碱和茶碱)。茶叶生物碱可颉抗环磷酰胺造成的免疫抑制,显著提高正常小鼠淋巴细胞刺激指数(SI)和产生免疫增效剂-?白介素-2(IL-2)的水平,消除环磷酰胺对淋巴细胞的活化抑制和对淋巴因子的合成抑制,IL-2水平的提高可以支持淋巴细胞持续生长,激活已被淋巴因子活化的杀伤细胞(LAK),促进T淋巴细胞产生淋巴细胞毒素,r-干扰素、诱导细胞毒T细胞(CTL)等,从而调节机体免疫功能 [9]。其他还有苦豆草生物碱,小檗碱(黄连素、苦参碱等)。
其他免疫活性成分还有蒽类(蒽醌及其还原衍生物)、有机酸和挥发油等。
有关中草药抑菌的报道很多[10,、11],从甘西鼠尾草中提取的醌类成分呈现出较强的抑菌活性[12];用从白花蛇舌草提取出的醌类化合物制成粉针剂治疗患细菌性痢疾的病猪,结果表明有效率94%,治愈率90%,与阴性对照和空白对照组差异均极显著[13]
大量研究证明[14-18],芳香类中草药的挥发油及有关活性成分桂皮醛、茴香醛、丁香油、香草醛、紫苏醛、蓼二醛等具有显著的抗氧化和防霉作用,在饲料保护和食品工业上有重要应用。张伟等[17]将竹叶提取液天然防腐剂与蜂胶混合处理猪肉,在30℃有氧包装条件下,可贮存72小时,在10℃有氧包装条件下,可贮存10天,贮藏后猪肉的挥发性盐基氮<20,肉的色泽、气味、粘度、弹性、煮沸后的肉汤都正常,符合国家猪肉卫生标准。
1.2 促进生长方面
用中草药提取物作为动物保健促生长剂的开发研究,西方国家走在了我们的前边。早在1996年于法国举行的欧洲饲料博览会上就已展出了多种肥育猪饲料添加剂,它们是由绒线菊植物、烟叶、茶叶、大黄等植物提取的以食欲兴奋剂的名义推出的产品[4]。有的产品已经打入了我国市场,如诺必达(5%牛至挥发油),飞尔达-2000(低聚糖),XT-香辣宝系列产品等。
据田允波等[18]报道,用中草药复方提取物作生长育肥猪饲料添加剂的试验表明,其效果与抗生素和化学合成药物相当,可以代替抗生素和化学合成药物。能有效防止仔猪腹泻、明显减少治疗药费、经济效益比对照组(添加阿散酸、待密霉素、金霉素或喹乙醇)提高20.23%。黄雪泉[19]、张建强等[20]研究证明,单就抑菌促生长而言大蒜素完全可以替代饲料中的土霉素。
在促肥保健方面,除了辛香类植物提取成分外,还有一类值得一提的是低聚糖。低聚糖种类可以多达上千种,来源比较广泛。目前主要从特异性酵母菌株的细胞壁、大豆、玉米、菊芋、魔芋等植物中提取而来,也可人工合成。目前,应用于饲料上的功能性寡糖主要有甘露寡糖、果寡糖、葡寡糖、半甘乳糖等。其中果寡糖广泛存在于大麦、大蒜、洋葱、黑麦、马铃薯、芦苇根、小麦、黑小麦等植物中。它们作为饲料添加剂的作用与益生素类似,可以促进肠道有益菌繁殖而不利有害菌生长,从而起到对动物的保健促生长作用。
1.3 改良畜禽产品品质方面
“天然”着色剂。蛋黄所呈现的颜色是与氧化类胡萝卜素密切相关的。由于蛋鸡本身不能合成这些化合物,所以,蛋黄中类胡萝卜素全由饲料中获得。张润栋等[ 21]和曲湘勇等[ 22],分别报道了用红辣椒粉及其提取物提高蛋黄色泽的试验,证明有明显效果。
增瘦肉剂。增瘦肉剂实际上是添加某种(些)物质,通过调控动物脂质代谢减少脂沉积,增加蛋白质合成的结果。 “瘦肉精”被禁用后,人们开始把寻找“安全型增瘦肉添加剂”的目光投向了中草药。现代药理研究表明,大多数健脾化湿,活血化瘀,消食化痰的中草药均可影响脂质代谢,从而降低脂质在体内的沉积[ 23]。有报道[ 24]称中药麻黄、枇杷叶、防风、细率等提取有效成分研制的“瘦肉多”猪用添加剂,可提高生长速度10%以上,提高瘦肉率8-10%,背膘厚度下降30%以上。
降低胆固醇。有消息说,最近巴西科技人员发现,在饲料中添加降血脂药可使蛋黄中胆固醇大幅度降低。国内有关用中草药降低鸡蛋中胆固醇的成功研究也时有报道;台湾在饲料中添加大蒜、树皮等天然提取物获得低胆固醇鸡蛋(下降30%)。
改善口味。用辛香料喂肉鸡,可以改善鸡肉质量,使鸡肉香味更浓[ 25],日本《朝日新闻》1991年报道,动物在屠宰前喂辛辣饲料,其肉不仅味道更好,而且,能保鲜更长时间。
天然抗氧化剂。随着饲料工业的迅速发展,抗氧化剂已经广泛应用于饲料中,以减缓或防止饲料养分的氧化,进而起到保护饲料,提高饲料利用率的作用。但是,目前饲料中使用的合成抗氧化剂对动物和人体有毒副作用,因此,研究开发安全高效的天然抗氧化剂已成为饲料工业的关注点之一。80年代以来,我国先后有许多对中草药的抗氧化性进行了研究[ 26-33]。目前正在致力开发应用饲料工业的中草药抗氧化活性成分,主要是两大类:多酚和黄酮类。或者可以说大多都是多酚类化合物,因为具有抗氧化的黄酮类化合物也都是多酚化合物。。茶多酚在食品中作抗氧化剂的应用已有许多报道;如茶多酚在香肠保鲜中的应用、对猪油脂货架期的影响、改善肉制品营养卫生等。总之,茶多酚的抗氧化能力已得出了充分验证。
环境保护作用。研究发现某些植物提取物在消除集约养殖造成的环境污染方面也有重要作用。近年来美国科学家发现[34],从丝兰提取的一种糖类物质,能够有效地结合氨和H2S,它能刺激堆肥中微生物生长,降低堆肥中50%以上的氨,同时增进动物健康,提高生产成绩。另外[35]木醋酸也能减轻鸡粪的臭气。
2,在畜牧业上已开发成功的中草药活性成分很少
与中草药提取物(多种活性成分的混合物)相比,单一中草药活性成分在畜牧业上开发应用成功的实例可以说是凤毛麟角。而且,不是功效有限,就是毒副作用太强。根本不能胜任替代抗生素的重任。分析之所以形成这种局面的原因,可能以下几方面是应当考虑的。
(1)产品成本高。活性成分在中草药中含量都不高,通过提取来获得它们,成本高,市场难于接受。
(2)技术难度大。工业上从中草药中提取、纯化得到确切又比较纯的活性成分,无论是设备还是技术难度都是比较大的。
(3)管理法规限制。按照我国现行(西方国家也一样)饲料添加剂管理法规规定,提取物特别是纯的化合物饲料添加剂是按药物管理要求的,一般都属一、二类新药,报批需要做大量工作,投入很大,周期很长,而且很难通过这一关,许多研究都是在证明活性成分后就望而却步,停到那里了。多数企业也不愿冒这个风险。
(4)最后一条也是最根本最要害的一条是活性成分的功效和安全性问题。中草药的功效决不是某一种成分的作用,它是多成分协同的结果。因此,活性成分的功效不可能和原来中草药本身的一样。因为它脱离了原来中草药本身的环境。就像一个队员和一个团队的关系一样。一个中草药本身所含成分是极其复杂的。仅一种挥发的成分就可多达上百种,如秦波等[36],用气质联用色谱法分析地涌金莲挥发油化学成分,分离出了111个峰,共确认了75种成分。牛至提取液中有30多种化合物可产生抗微生物协同效应[37]。更不要说复方中草药成分复杂到何种程度了。如果从中分出一种成分,即使是活性最强的成分,其活性与功效也不可能和这些成分原来天然地在一起共同协调配合所呈现的结果一样。中国女排能获得五联冠,那是一个团队共同密切配合的结果,如果单独拉出其中一个队员,即使是郎平,如果没有很好的发球手,如果没有很好的接发球,没有像张瑞芳这样好的二传手,没有好的高效拦网,没有后卫的很好接应,不要说战胜世界强手(队),恐怕连一个一般队也敌不住!
3、结语
正如开头所说,搞中草药(植物)成分在饲料工业上应用研究的初衷原本是企图从中开发出既具有抗生素的功效,又具有中草药高度可靠的安全性的产品以替代抗生素作为新的抑菌促生长剂。然而,综观几年来研究开发的情况,并不理想,开发成的产品并不多,可以说真正符合上述要求的一件也没有。这说明并不如想象的那么容易。在已开发应用的为数不多的产品中,多数是多成分复合物或总提取物,单一活性成分的极少。
从中草药(植物)中寻找活性成分这条途径,其实还是人们从中筛选新药的老路。自从1887年从麻黄中分出麻黄素,1925年被K.K.Chen(Eil Lilly company)用作西药以来,一百多年内,真正开发成功的数量很有很。因此,从中草药(植物)中寻找活性成分作抗生素替代品这条路,真可谓是“情切切,路慢慢”。因为它涉及到活性成分的寻找、安全性品价、资源的扩大、生产技术的研究、实际功效的确定等。只有所有这些问题都解决了,才有可能获得批准,才有可能被用户接受。而其中功效、安全性和成本是三个最要害的关口。特别是安全这一关,是需要付出相当高的代价和相当长的时间的。风险较大。而能够、愿意和敢于冒这种风险的企业并不多。
从理论和实践的角度来看,短期内从中草药(植物)到安全可靠抑菌促生长剂,比较可行的开发途径,应该是走总提取物的道路。无论是单味药或复方,总提取物的功效和安全性都是最接近原来中草药本身的。生产技术相对比较简单,成本也有可能大大降低到市场可接受的程度。同时,在一定程度上解决了当前中草药饲料添加剂存在的剂型不精、用量过大等问题。
当然,从长远来看,要从根本上解决抑菌促生长剂功效和安全性统一的问题,必须走继承、发展中医药传统理论和开创现代中医药理论(传统中医药的观念和理论与现代医学的理论和技术融为一体)的道路。事实上,在当今,随着生物工程(基因工程)、信息工程、计算机技术、指纹图谱技术、CO2超临界提取、微粉技术以及现代药理,药代动力学、分子生物学等现代高科技的介入,人们已经自觉不自觉地开始在向这一目标迈进了。有关这方面的问题拟留待以后再讨论。