我国中草药资源丰富,具有低毒低耐药、改善动物生产性能、提高抗病力等优势。传统的中草药饲料添加剂以提取物与散剂为主,提取过程繁杂、成本高,散剂药效不显著是目前其在畜牧业生产中应用与开发的主要难题。超微粉碎技术是一种以细胞为单位的微型粉碎技术,可将中草药粉碎至10 μm粒径以下,细胞破壁率达95%以上[1]。近年来,超微粉碎技术飞速发展,为保障中草药的细碎化程度与理化性质不变,已研发出多种针对不同种类中药材的粉碎设备[2-3]。中药超微粉通过现代超微粉碎技术打破植物细胞壁,充分释放其活性物质,可提高其生物利用率[4-5]。中药超微粉不仅能促进动物对中草药有效成分的吸收和利用[6-7],还能够为动物提供少量营养物质。中药超微粉只需添加普通中药散粉剂量的1/2~2/3就可达到相同的治疗效果[8]。虽然目前已有大量中药超微粉在动物养殖中应用的研究报道,但这些中药超微粉普遍缺乏质量标准,导致中药超微粉的药效、毒性、质量参差不齐,影响其在畜牧养殖业中安全与广泛的应用。本文对中药超微粉质量制定方法及其在畜、禽、鱼类生产中的应用进行综述,为中药超微粉质量控制、应用与开发提供参考。1中药超微粉质量控制方法1.1粒径与破壁率中药超微粉具有高破壁率、小粒径分布的特点。赵芳[9]研究表明,黄芪超微粉直径(1~10 μm)远小于普通细粉,且分布均匀。陈青青等[10]研究发现,铁皮石斛超微粉具有溶解性好、破壁率高、利用率高、比面积大及分布均匀等诸多优点。中药粉末粒径的减小与比表面积的增加,可增加胃黏膜的接触面积与附着能力,促进药物充分吸收,提高中药的生物利用度[11]。超微粉的粒径直接影响细胞破壁率与溶出速率[12],是中药超微粉质量控制的重要指标之一。我国兽药典记载粒径测定方法包括显微法、筛分法和光散射法[13],除筛分法对小粒径(38 μm)难以观察和测量[14]外,显微法和光散射法常用于中药超微粉粒度测定。王林等[15]、王亚芳等[16]利用显微法和激光衍射法(光散射法)对3种新兽药芪术玄参微粉、扶正解毒微粉与黄连解毒微粉的粒径进行分析与比较发现,两种检测方法结果基本吻合,可以相互结合来控制中药微粉的粒度。显微法不仅可以测定颗粒度,还可以检测破壁率、组织形态学以控制超微粉质量。刘建成[17]采用光镜和扫描电镜对鱼腥草超微粉和细粉的形态学、粒径、破壁率进行测定与比较发现,超微粉碎后粒度变小,且颗粒大小均匀,颗粒的球性度提高,细胞壁破裂可达95.61%。粒径分布也是评价超微粉质量的重要指标,光散射法可以同时测定超微粉的粒径与粒径分布。李龙瑞等[18]利用激光衍射法对自加工的5种中药超微粉粒径与粒径分布进行质量控制发现,优化工艺下5种超微粉均接近12.5 μm,粒径分布宽度小,并呈正态分布。由于中药化学成分复杂与多产地差异,在利用超微粉粒度、破壁率与形态学进行质量控制时要结合药物的质地特征及化学性质选择合适的测量方法与标准。1.2溶出特性中药的细胞直径通常为10~100 μm,当超微粉碎后粉末粒径小于10 μm时,细胞破壁导致细胞内及细胞间的有效成分完全暴露,直接与溶剂或动物机体、细胞进行接触,加快了药物有效成分的释放,直接影响中药作用效果。溶出特性是中药及其制剂质量控制的重要指标之一,与细胞粒径成反比,与破壁率呈正相关。窦霞等[19]研究发现,党参超微粉中党参炔苷的溶出速率远大于党参普通粉。李梅等[20]研究表明,天麻超微粉中天麻素、巴利森苷类在大鼠肠内的吸收特性优于普通细粉。但随着中药超微粉有效成分溶出度的增加,其非有效成分同样也会随粒径的减小而被释放,可能会导致新的不良反应出现[4]。中药超微粉溶出特性的测定可利用高效液相色谱(HPLC)法、薄层色谱法、重量法、分光光度法等方法检测中药或其复方在体内、体外的有效成分溶出度,HPLC是目前最常用的方法。刘帆等[21]利用HPLC法通过检测天麻粉末在水、人工胃液、人工肠液中的5种有效成分(天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A,巴利森苷B和巴利森苷C)评价天麻粉超微粉的溶出度,比较发现除巴利森苷A外,天麻粉超微粉其他成分溶出速率均高于其他粉。吴艳萍等[22]通过HPLC法检测延胡索乙素含量以评价延胡索在人工胃液溶出特性,120 min时延胡索超微粉的延胡索乙素溶出度为0.9 mg,平均溶出率78.95%,均大于细粉。梁兆昌等[23]研究发现,不同粒径的杜仲超微粉在显微结构、破壁率、休止角及堆密度与普通粉体差异显著,通过HPLC法检测发现,杜仲超微粉体的提取率以及在水、人工胃液、人工肠液中有效成分的溶出度均高于普通粉体,在人工胃液中有效成分的溶出度最佳,超微粉溶出度还受到溶出介质的影响。目前,中药超微粉溶出特性研究主要集中于单味药在体外的溶出度测定,其在体内吸收特性及对复方中药溶出特性的关注较少,这可能与体内中药代谢难以确定测定指标以及复方中药成分复杂有关。1.3中药指纹图谱技术中药指纹图谱技术是中药及其制剂,如原料、注射剂、颗粒剂、超微粉等重要的质量制定与控制方法,包括化学指纹图谱和中药生物指纹图谱[24]。化学指纹图谱主要利用红外光谱、核磁共振波谱、HPLC等技术分析中药含有的化学成分,其中HPLC为最常用的技术之一,指纹图谱中特征峰(有效成分)为中药超微粉的质量控制提供了重要数据。田景民等[25]利用HPLC法建立了山沉香超微粉与普通细粉的指纹图谱,比较发现山沉香超微粉与普通细粉均含有10个特征峰,但山沉香超微粉主要有效成分含量明显高于普通细粉。何春龙等[26]通过HPLC对灵芝超微粉、提取物、普通粉进行指纹图谱建立与比较发现,13个色谱峰为指纹图谱共有峰,超微粉中三萜类成分溶出度高于普通粉及其提取物。中药生物指纹图谱主要利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法、简单重复序列间区分子标记法、随机扩增多态性(RAPD)分子标记法、聚合酶链式反应等方法从分子水平上通过基因序列辨别中药材。时存义[27]利用RAPD技术建立了黄芩的DNA指纹图谱,为其种质鉴定提供理论依据,但中药超微粉的DNA指纹图谱相关研究还未见报道。中药生物指纹图谱实现了对中药内在化学成分、基因片段的综合评价和整体质量的全面控制。但中药生物指纹图谱也有局限性,如生物指纹图谱只是针对中药基因碎片,而化学指纹图谱多关注的是小分子化合物,对无紫外吸收、结构复杂的大分子如多糖、多肽等指纹图谱研究较少。2中药超微粉在畜、禽、鱼类生产中的应用2.1中药超微粉在猪生产中的应用中药超微粉能够替代抗生素改善猪生长性能、肠道功能障碍与免疫功能等[28-29],还具有添加量少,高效低成本的优势。徐春华[30]研究发现,添加0.1%复方中药超微粉可替代金霉素提高仔猪日增重,降低料重比及仔猪腹泻率。林忠宁等[31]研究表明,在仔猪日粮中添加500、1 000、2 500 mg/kg铁苋菜超微粉均可不同程度促仔猪生长、增强免疫力,2 500 mg/kg铁苋菜超微粉组和50 mg/kg金霉素组对仔猪料重比、腹泻发生率和粪样中大肠杆菌和沙门氏菌数量均无显著差异。黄其春等[32]比较银杏叶超微粉与普通粉对仔猪作用效果发现,与对照组相比,断奶仔猪日粮中添加1%银杏叶超微粉可显著提高断奶仔猪的平均日增重,降低料重比,明显改善小肠形态与肠道菌群结构,显著降低仔猪血浆D-乳酸和内毒素含量,但添加1%银杏叶细粉对以上指标均无显著影响。赵芳[9]研究发现,复方黄芪超微粉和普通散剂均可提高母猪生产性能,添加1.5%复方黄芪超微粉与5%复方黄芪普通散剂对母猪繁殖性能、血浆氨基酸、血浆尿素和氨含量的影响无显著差异,相同添加量下复方黄芪超微粉的作用优于普通散剂。马政禹等[33]试验发现,日粮添加0.5%中药复方超微粉(由党参、白术、半夏、茯苓、木香、甘草等组成)对晋阳白猪、三元猪、山西黑猪的肉中氨基酸含量均有不同程度的提高,其中呈味氨基酸天门冬氨酸、谷氨酸含量显著提高,有效改善了猪肉肉质与风味。柴明杰等[34]研究表明,在二元(杜洛克×八眉猪)杂交育肥猪日粮中添加0.3%锁阳超微粉42 d,除了对其生长性能、屠宰性能有促进作用外,猪肉品质和风味也得到进一步改善,其中肌肉剪切力、失水率均显著降低,粗蛋白质、粗脂肪、肌苷酸提高,鲜味氨基酸含量、不饱和脂肪酸/总脂肪酸均显著提高,醇类化合物种类也增加了3种。2.2中药超微粉在家禽生产中的应用中药超微粉可改善鸡的生长性能,提高抗病性[35-36]。白勇[37]研究表明,肉仔鸡日粮添加0.32%锦灯笼超微粉14 d,其生长性能、抗氧化能力与免疫功能均有明显提高,与日粮添加0.005%金霉素组相关指标无显著差异,肉鸡肠道形态以及肠道菌群结构也得到改善。补充0.5 g羽板蓝根超微粉能显著降低雏鸡白痢发病率与死亡率,效果显著优于同剂量板蓝根普通粉[38]。石超群[39]研究发现,日粮中添加0.4%苦地胆超微粉可有效提高肉鸡屠宰率,法氏囊与胸腺指数,血清中IgG、IgM、IgA含量,并且效果优于0.8%普通粉组;0.8%苦地胆超微粉添加组肉鸡生长性能、血清免疫球蛋白含量与0.1%杆菌肽锌添加组无显著差异。中药超微粉还可缓解致病菌导致的鸡肝脏、肾脏器官损伤,其效果优于抗生素。在鸡日粮中添加2%复方中药超微粉能显著提高致病性大肠杆菌感染雏鸡的免疫水平,其作用强于1%头孢噻呋钠[40]。中药超微粉还可以改善鸡蛋品质。朱菁等[41]研究表明,日粮添加1%复方中药超微粉能够显著降低海兰褐蛋鸡血清TG、TC、肝脂率,提高产蛋率,降低鸡蛋胆固醇含量。添加1%女贞子超微粉能够显著提高产蛋率,改善蛋黄颜色和蛋黄相对重[42]。2.3中药超微粉在反刍动物生产中的应用中药超微粉也可用于羊、牛生产中,以促进机体代谢,提高生长性能与抗病力。日粮添加4%中药复方超微粉60 d,能显著提高肉羊平均日增重,显著降低平均日采食量,显著提高粗蛋白质与粗灰分表观消化率,血清IgA、IgG、白细胞介素-2(IL-2)表达量明显增加[43]。王琪[44]研究发现,日粮中添加黄芪超微粉(10 g/d)60 d,可显著降低湘东黑山羊血清甘油三酯含量,提高胰岛素水平,显著下调肝脏脂肪酸合酶(FASN)、溶血磷脂酰基转移酶(AGPAT)的表达水平,网膜中脂素(LPIN2)、肝型脂肪酸结合蛋白(FABP1)基因表达显著下调。奶牛饲料添加蒲公英超微粉有助于降低产奶量增加对乳区的刺激,减少奶牛原料乳体细胞数量,改善隐性乳房炎及增加产奶量[45]。初生奶牛按体重0.1 g/kg添加刺五加超微粉或粗粉28 d,可促进初生奶牛胃肠道发育,瘤胃壁厚和乳头直径均显著降低,隐窝深度显著增加,刺五加超微粉作用效果强于粗粉[46]。2.4中药超微粉在鱼类生产中的应用中药超微粉也常被用于鱼类生产,以提高鱼类生长性能、减轻肝损伤,添加效果优于普通粉剂。李鸣霄等[47]研究发现,饵料中添加0.05%~0.8%刺五加超微粉对吉富罗非鱼有不同程度的促生长作用,肿瘤坏死因子-α(TNF-α)与干扰素-γ(INF-γ)表达量均显著降低,0.1%~0.2%为实际生产中最适添加量。0.1%刺五加超微粉能够显著提高吉富罗非鱼增重率(WGR)、特定生长率(SGR)、饲料转化率(FCR)、血清补体3(C3)含量、溶菌酶(LZM)活性,血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性以及甘油三酯(TG)含量显著降低;0.2%刺五加超微粉能显著提高吉富罗非鱼肝脏SOD活性,显著降低丙二醛(MDA)含量。喻运珍等[48]研究发现,穿梅三黄散能够显著提高鱼类抑菌能力及肝脏抗损伤能力,其作用效果优于极细粉。饵料中添加20 g/kg穿梅三黄散超微粉能够降低草鱼血清AST、ALT活性及肝组织中MDA含量,提高草鱼肝脏过氧化氢酶(CAT)、SOD及GSH-Px酶活性,对嗜水气单胞菌、柱状黄杆菌和肠型点状气单胞菌均有抑制作用。尚书凤等[49]发现,同剂量下,中药复方超微粉对草鱼日增重、肌肉粗蛋白表达量的改善作用显著高于普通粉。3展望中药超微粉除了具有与中药散剂和提取物促进动物生产、提高抗病性等相同特点外,还解决了传统中草药饲料添加剂低生物利用度、高成本等问题,在作用效果上显著优于普通散粉,在畜牧养殖中具有巨大的应用与开发前景。但中药超微粉的毒副作用仍值得注意,超微粉加快中药有效成分释放的同时非药效成分也会释放增加。目前中药超微粉质量标准还很少,质量控制与药效研究将是中药超微粉开发的重点。中药超微粉的独特性质使其质量标准制定方法与常规中药不同,粒径、粒径分布、破壁率、溶出特性与指纹图谱是目前中药超微粉质量控制的主要指标,多元化、综合化将是中药超微粉质量控制的主要趋势。

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