山东宝来利来生物工程有限公司
顾伟博士
化学合成抗生素的推广应用带动了畜牧业的快速发展,极大地推动了规模化养殖进程,不断降低养殖成本。随着市场上肉禽蛋奶供过于求,人们逐渐反思化学合成药用饲料添加剂给健康和环境带来的负面影响。实验表明,长期使用或滥用抗生素导致耐药菌的生长和耐药基因的转移,可能导致人畜免疫力下降、二次用药增加等一系列问题。 、药物残留、双重和内源性感染等对健康构成威胁。有机酸等新型饲料添加剂,
一、中药发酵
中药发酵是利用微生物的生长、新陈代谢和生命活动对中药进行加工的药物加工技术。其实质是利用代谢物(酶和有机酸等)进行结构修饰和转化。
(一)中药发酵史
发酵作为中药的一种加工方法,已有一千多年的历史。它不仅改变了煎、煮、煮、炼、蒸、泡等条件相对苛刻的传统工艺,而且提高了药效,改变了药性。在相对温和的温度(30~37℃)和湿度(70%~80%)下,纯化或加工后的药物在酵母、霉菌和酶的作用下会起泡脱衣。该方法称为发酵。
(二)中药发酵的分类
1. 用面粉混合发酵
像喜剧一样。神曲是用绿便士、杏仁等药物与面粉混合,然后发酵制成酒曲。
2. 原料直接发酵
比如红色。红曲是由红曲菌接种在蒸米饭上发酵而成。
(三)中药发酵的优缺点
1. 优点
条件简单温和,原辅材料多就地取材,以菌类固体发酵为主,后处理干燥粉碎,易于保存。
2. 缺点
(1)发酵菌主要是真菌,比较单一,自然条件下影响因素多,目标菌接种和杂菌难以控制;
(2)发酵培养基影响很大,不同的材料成分会产生药性和药效的差异,导致适应症不同;
(3)发酵条件多靠经验和感官掌握,很难严格控制。主观性高,产品稳定性难以保证。
(四)现代中草药发酵的优势
1. 可以最大程度的保留和提取药物的有效成分。
2. 严格控制发酵过程,减少杂菌和有害产物的产生。
3. 产生新的强效活性物质,提高功效。
4. 减少药物毒副作用,提高适口性。
5. 提高使用价值,减少药材浪费,降低使用成本。
二、植物和益生菌的组合
(一)中药与益生菌拮抗产毒大肠杆菌K88体外初步筛选试验
分别使用19种中药和8种益生菌进行药敏试验。结果表明,乌梅、五倍子、党参、石榴皮、蒲公英、植物乳杆菌0015和嗜酸乳杆菌0111有5种中药和2种益生菌具有较好的抑菌作用。 、石榴皮、蒲公英和益生菌0015、0111作为后续动物体内筛选试验材料。
(二)中药益生菌小鼠模型复筛试验
灌胃给药,测定小鼠生理生化指标,分析中药方剂是否影响乳酸菌生长,乳酸菌发酵是否引起中药成分变化.
1. 中药对乳酸菌生长的影响
分析发酵前后乳酸菌数量的变化表明,中草药配方对乳酸菌的生长没有影响。
2.乳酸菌发酵对中药成分的影响
乌梅等单一中药的有效成分主要有草酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸,蒲公英的有效成分主要有黄酮类(木犀草素、槲皮素)、酚酸类(绿原酸、咖啡酸、阿魏酸),没食子的活性成分主要是鞣酸(单宁)和没食子酸,而嗜酸乳杆菌的活性成分主要是乳酸、乙酸和草酸等有机酸。
(1)乳酸菌发酵对蒲公英中绿原酸和木犀草素的影响
中药水提和中药发酵中游离木犀草素和绿原酸的含量差别不大,基本没有影响,重复性好。表明乳酸菌发酵并没有改变蒲公英中木犀草素和绿原酸的含量。
(2)乳酸菌发酵对蒲公英中绿原酸的影响
中药水提和中药发酵中绿原酸的含量差别不大。乳酸菌发酵并没有改变蒲公英的有效成分绿原酸的含量。
(3)乳酸菌发酵对蒲公英有机酸成分的影响
发酵后,一些成分发生了变化。除苹果酸含量降低外,各种有机酸均有不同程度升高。其中柠檬酸和琥珀酸的含量增加较多,为中药提取物。1.28倍,2.51倍。
(3)乳酸菌发酵对蒲公英新兴成分的影响
五倍子水提液约20分钟出现一个峰,发酵前较高的未知峰来源于五倍子。五倍子富含单宁。以单宁酸为对照品,进行HPLC分析,谱图分析表明发酵前的未知峰为单宁酸。
随着发酵时间的延长,发酵前后的未知峰变化较快,7~9小时变化较快。发酵12小时后,发酵前的峰值降至最低玉米乌梅菌的功效与作用点,发酵后的峰值达到最高。这表明发酵前后未知峰之间存在一定的转化关系。没食子的主要成分是单宁和没食子酸,它们之间存在转化关系。
乳酸菌0111的鞣酸酶活性也在12h达到758.76U/L的最高水平。鞣酸酶活性的变化趋势与乳酸菌活菌数的变化趋势基本一致。说明嗜酸乳杆菌0111能产生鞣酸酶,鞣酸酶活性与乳酸菌的活菌数呈正相关。单从乳酸菌的发酵液中无法检测到单宁酶的酶活性,说明该菌株的乳酸菌在胆单宁的存在下可被诱导产生单宁酶,乳酸菌产生的酸性环境加速了单宁的水解和转化。该细菌已获得专利。没食子酸具有良好的抗炎、杀菌、抗病毒和其他作用。新峰中的其他特定成分仍在解决中。
三、中药乳酸菌发酵剂在仔猪身上的应用
根据品种相同、胎次相近、体重相近的原则,选取21~28日龄断奶仔猪75头,分成5个实验组,每组3个平行,每个平行5头。空白对照组、乳酸菌组、中药发酵组、中药水提组、腹泻模型组,及其生长性能、腹泻率、免疫指数、肠道结构和通透性、肠道菌群等指标被检测到。
(一)大肠杆菌K88对仔猪生长性能的影响
经大肠杆菌攻毒后,模型对照组的平均日增重和平均日采食量较对照组显着下降,料重比显着增加,造模成功。与模型组相比,各给药组的平均日增重和平均日采食量显着增加,料重比显着降低。与空白对照组相比,发酵中药组的平均日增重和平均日采食量显着增加,料重比显着降低。发酵中药组的料重比明显低于水提中药组和乳酸菌组的差异。中药发酵组对促进仔猪生长性能有很好的促进作用,能显着提高平均日增重和平均日采食量,降低料重比,效果最好。
(二)对大肠杆菌K88攻击仔猪腹泻率的影响
中药发酵液可在短时间内降低腹泻率,缩短病程玉米乌梅菌的功效与作用点,使腹泻仔猪恢复正常。效果为:中药发酵组>乳酸菌组>中药水提组。
(三)大肠杆菌K88对仔猪体液免疫的影响
中药发酵液、中药水提物、乳酸菌液在大肠埃希菌攻毒后提高了IgG水平,促进了仔猪的体液免疫。中药发酵组优于纯中药组和乳酸菌组。
(四)攻毒大肠杆菌K88仔猪形态分析
模型对照组十二指肠、回肠、空肠绒毛疏松短小,有大量脱落的上皮细胞碎片。空白对照组断奶仔猪肠道发育不良,也有损伤。中药发酵组和乳酸菌组的十二指肠、空肠和回肠绒毛排列紧密,较长,结构完整,无脱落和损伤。
(五)大肠杆菌K88仔猪小肠绒毛高度和隐窝深度分析
中药发酵组的十二指肠、空肠,尤其是回肠的高度和深度最好,乳酸菌组次之。
(六)大肠杆菌K88攻毒仔猪盲肠微生物的OTU分析
1. 维恩分析
OTU(单位),操作分类单位。即用相似聚类分析来表达植物区系的丰度。实验共获得353个不同的OTU,其中五组样本的OTU总数为142个;TCML组共有248个OUT和5个独特的OUT;LAC 组中共有 263 个 OTU 和 18 个唯一 OUT;NC组共18个独特的OUT 242个OTU,8个独特的OUT;FTCM 组中共有 264 个 OUT 和 25 个唯一 OTU。这表明仔猪饲喂发酵中药后,特异性OUT数量增加,菌群种类丰富。
2. 坡度曲线分析
模型PC组盲肠微生物OTU等级曲线斜率最大,横坐标范围最小。FTCM(中药发酵组)等级曲线最稳定,横坐标范围最大,说明仔猪盲肠中微生物种类分布比较均匀,其次是LAC组和TCML组。说明给药后,仔猪盲肠内微生物种类增多,分布均匀。
3. 统计分类分析
不同组盲肠内容物的主要菌群在门水平上分类为( ):后壁细菌( ),拟杆菌( )和放线菌( )。在属水平上,盲肠微生物主要有乳酸杆菌( )、链球菌( )、拟杆菌( )等,但处理组间差异较大。与NC和PC相比,3个给药组(FTCM、TCML和LAC)均增加乳酸菌比例,差异有显着性(P
FTCM:发酵中药;NC:空白对照组;PC:模型对照组;TCML:中药水提组;LAC:乳酸菌发酵液组
(七)攻毒大肠杆菌K88仔猪盲肠内容物中细菌16S rRNA α多样性分析
挑战测试组(PC)的Chao指数、Ace指数和指数均下降,指数上升。这表明攻击后仔猪盲肠内容物的细菌多样性受到影响。发酵中药能显着提高仔猪盲肠内容物的细菌多样性,使肠道菌群菌群更加稳定。各处理组的平均覆盖率均大于98.0%,说明测序的样本数量能够充分反映仔猪盲肠内容物中的菌群。
四、结束语
中药发酵将中药理论与现代生物工程技术有机结合,值得深入研究。中药发酵是中药现代化的必由之路,加强中药资源的有效利用在动物医学中具有重要意义。但是,对于配方和品系,要根据畜禽的需要进行审慎的选择和科学的评价,不能想当然和主观臆断。发酵过程和关键点控制要规范、规范,保证产品的稳定性和可靠性。另外,要密切关注发酵过程中相关成分的变化,
BFC·第五届中国生物饲料科技大会圆满落幕,硕果累累,开创了务实创新的行业学术会议新模式。饲料科技进步和产业化推动了燃料。每年九月的第二个周末,我们不见不散!
本文内容根据顾伟博士在BFC·第五届中国生物饲料技术大会上的报告整理而成。未经本人审核。