黄芪（Astragalus membranaceus）是豆科黄芪属的多年生草本植物，又称绵芪、黄参、木黄耆，是传统药食同源中草药之一。黄芪干燥根中含有多种活性成分及微量元素，而黄芪多糖（APS）是黄芪发挥药效的主要活性成分之一[1-2]。中国农业农村部第194号公告规定“禁止在我国的饲料产品中添加含有除中药类以外的促生长类药物饲料添加剂”[3]。同时，国家鼓励开发毒副作用小、疗效显著的中草药饲料添加剂。因此，研发可以有效替代抗生素的饲料添加剂成为目前畜牧行业的研究热点。黄芪多糖作为新型中草药饲料添加剂，不仅可以促进动物生长、调节机体免疫力、提升机体的抵抗力，还能够提高动物产品的品质和产量。文章就黄芪多糖的结构组成、提纯工艺以及饲用现状进行综述，旨在为黄芪多糖在动物生产中的深度开发和应用提供参考。1黄芪多糖的组成及理化性质黄芪干燥根经过提取、浓缩、纯化得到黄芪多糖。黄芪多糖的主要成分为葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖和鼠李糖等多种单糖[4]。黄芪多糖的粗多糖干燥品为浅棕色粉末，易吸潮；分离纯化后得到淡黄色絮状固体多糖，溶于水，不溶于有机试剂，是一类均一多糖[4]。黄芪多糖的组成因提取方法不同会存在一定差异，而结构组成和理化性质是影响其药理活性的主要因素。因此，未来可以致力于通过结构修饰和改善理化性质来提高黄芪多糖的药理活性。2黄芪多糖的提取工艺2.1黄芪多糖的提取方法提取植物多糖的方式有热水浸提法、碱醇提取法和酶提取法等，这些方法提取成本较低，适合工业化规模生产。但是，较高的提取温度或较长的碱处理时间可能会影响多糖的化学结构，且酶在高温下易失活。近年来，基于物理原理的微波、超声波和均质辅助负压空化提取法也逐渐受到关注，不同方法的协同提取也可以实现优势互补，提高提取率。理想的提取方法能够在较短的提取时间内实现多糖得率高以及无损提取。黄芪多糖主要提取方法见表1。从提取率、提取时间和能源消耗等方面综合考虑，目前黄芪多糖的提取仍以水提醇沉法和碱醇提取法为主。酶解法的酶解时间与多糖得率呈正向线性相关，但是，酶解法对环境要求高，因此，在保证酶不失活的前提下，延长酶解时间提高多糖得率可以作为未来研究的新方向。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.030.T001表1黄芪多糖主要提取方法提取方法提取条件提取率/％优势不足文献来源水提醇沉法提取温度90 ℃、提取时间80 min/次、料液比1∶1511.21操作简单、糖苷键不易断裂溶剂消耗多、多糖纯度低谢丹丹等[5]碱醇提取法添加pH值12的5％醇液，加热回流，醇沉9.74产品纯度高且稳定对设备要求高、需处理提取产生废水金芬芬等[6]酶提取法酶解温度55 ℃、加酶量0.4%、酶解时间90 min、提取溶剂pH值4.2、料液比1∶124.76酶解条件温和、节能、重复性高酶易受环境条件影响失活张嘉怡等[7]微波提取法微波功率300 W、加热时间10 min4.50省时高效节能、杂质含量低影响多糖的化学结构及药理活性陈玉霞等[8]超声波提取法提取温度70 ℃、超声时间15 min、水浴时间50 min、料液比1∶74.20省时高效、杂质少成本高且会导致多糖结构变化许贵珊等[9]复合提取法提取温度50 ℃、超声功率45 W、提取时间40 min、料液比1∶116.54省时、节能提取过程不可长久保持稳态传质条件孙朋垚等[10]均质辅助负压空化提取法提取温度64.8 ℃、均质时间70 s、负压0.068 MPa、提取时间53 min、料液比1∶13.416.74省时高效、易分离纯化对设备要求高、影响多糖活性Jiao等[11]2.2黄芪多糖的分离纯化黄芪多糖的分离纯化主要是脱除粗多糖中所含的蛋白和小分子杂质等，常用的脱蛋白方法有酶-Sevage联用法、TCA法、盐酸法和三氟三氯乙烷法等。酶-Sevage联用法因结合酶反应条件温和以及Sevage法效率高的优点，是目前脱除多糖中蛋白的主要方法[4]。黄芪粗多糖经过脱蛋白、脱色等处理后得到几种多糖的混合物，需要进一步纯化，常用的纯化方法有分级沉淀法、离子交换层析法、壳聚糖絮凝法和凝胶柱层析法等[4,12]。凝胶柱层析法操作简单、重复性大，是目前应用较多的多糖纯化方法。今后可致力于多种方法协调使用的探究，以期达到优势互补、提高纯化率的效果。3黄芪多糖在动物生产中的应用3.1黄芪多糖在家禽生产中的应用饲料中添加适量的黄芪多糖可以促进动物生长，增强机体抵抗力。段俊英[13]在肉鸡日粮中添加0.1%黄芪多糖，发现肉鸡日增重显著提高，肉鸡的免疫机能也有提高。王延东等[14]对肉鸡进行黄芪颗粒（自制）添加的饲喂试验，研究发现，黄芪颗粒最佳添加量为1.74%，鸡肉的品质最佳。禽类肠道中绒毛长度和隐窝深度等指标可以判断其小肠吸收和消化能力，绒毛高度/隐窝深度（V/C）的比值越高，机体的肠道系统越健康。Shan等[15]在雏鸡日粮中添加一定量的黄芪多糖，发现雏鸡的V/C比值显著提高，表明黄芪多糖可以增强雏鸡的肠黏膜免疫功能。Zhang等[16]、Wang等[17]对鸡的饲喂试验也得到相似的研究结果。黄芪多糖注射液在鸡新城疫的疫苗免疫过程中，也能够到免疫增强剂的作用，最适注射量为1.0 mL/只[18]。在仔鸡父本中的日粮中添加黄芪多糖可以诱导仔鸡脾脏产生内毒素耐受样免疫反应，可见黄芪多糖对仔鸡父本的肝脏免疫具备一定的跨代效应和营养表观遗传作用[19]。黄芪多糖和丁酸梭菌共同饲喂雏鸭可以使雏鸭平均日增重显著提高，并降低料重比[20]。李桂芹等[21]在肉鸭的基础日粮中添加0.5 g/kg的黄芪多糖可以提高免疫病毒性肝炎肉鸭的生长性能，增强机体免疫力，缓解机体的免疫应激作用。黄芪多糖还能够通过改善肠道形态有效地刺激黏膜免疫功能，修复感染番鸭呼肠孤病毒雏鸭的小肠黏膜免疫屏障损伤[22]。步卫东等[23]在种鸽的日粮中间隔添加不同剂量的黄芪多糖，饲喂25 d后发现种鸽的生长性能有不同程度的改善，以0.005 g/d的黄芪多糖试验组效果最佳，种鸽重量显著升高，并且种鸽的新城疫HI抗体水平也有所提高。将黄芪多糖添加在饲料中，对禽类的肠道微生态有一定改善作用，可以促进机体吸收营养物质，进而促进畜类的生长和增强免疫力，还能够改善家禽产品品质。但是，要注意多糖纯度和添加剂量的把握，高添加量可能会对机体产生副作用。3.2黄芪多糖在家畜生产中的应用王义翠等[24]研究发现，早期断奶母犊牛的日粮中添加5~10 g/头的黄芪多糖可以显著提高断奶母犊牛的进食量和日增重。奶牛饲喂黄芪多糖后，可以降低应激下奶牛的呼吸频率、血清球蛋白数等，对奶牛的应激效应产生缓解作用[25]。黄芪多糖还可以促进牛的生殖能力，提升牛的精子存活率[26]。在断奶羔羊的日粮中添加0.2 g/kg黄芪多糖，30 d后机体的生长性能显著改善，免疫力也进一步增强[27]，并能够调节肠道微生物菌群系统[28]。在羔羊日粮中补饲0.1%的黄芪多糖，饲喂47 d后发现羔羊的免疫力和日增重均明显提高[29]。徐端红等[30]的研究也得到类似的结果。但黄芪多糖的最适添加量有一定差异，可能与羊的品种或多糖的纯度不同有关。在临产前7 d的妊娠母猪日粮中添加黄芪多糖，妊娠母猪分娩后的初乳水平中的免疫球蛋白G和免疫球蛋白M水平显著增加，对猪瘟病毒的阻断率也有所提高[31]。黄芪多糖可以改善仔猪的生长性能，减轻由脂多糖引起的肝功能障碍和免疫应激，提高机体的肠道屏障功能[32]。汪棠等[33]研究发现，使用黄芪多糖按1∶1的比例稀释生猪免疫的疫苗，可以减少猪对疫苗的应激反应，提高免疫效果，同时疫苗抗体水平在高峰期的持续时间亦得以延长。黄芪多糖与复合益生菌在饲喂生猪时会产生一定的互作效应，提高机体的免疫功能，并促进机体保持氧化平衡状态[34]。因此，黄芪多糖不仅可以促进家畜生长，提高家畜抗氧化能力和应激水平，还可以通过促进机体免疫器官和组织的发育来增强机体免疫力，并促进机体肠道发育，有助于提高饲料的利用率，具有较高的经济效益。3.3黄芪多糖在水产养殖中的应用黄芪多糖在水产养殖中也有一定的应用。研究表明，黄芪多糖可以促进鲫鱼和大黄鱼的幼鱼生长，提高机体免疫力，但是，二者的最适添加剂量不同，这可能与品种以及环境条件有关[35-36]。添加一定量的黄芪多糖可以提高草鱼的非特异性免疫功能和对病菌的抵抗力，每千克鱼体添加的最佳剂量为10~30 mg/d[37]。周智愚等[38]研究发现，黄芪多糖不仅能够显著增强草鱼母本免疫能力，而且母本中的免疫因子还可代间传递。Li等[39]在斑马鱼的饲料中分别添加黄芪多糖，饲喂3 w后发现，试验组的斑马鱼重量显著增加；且添加0.02%的黄芪多糖会对试验组机体的肝脏健康产生负面影响，低剂量的黄芪多糖（0.01％）在保持肝脏健康的同时可以发挥多种有益作用。黄芪多糖能够改善大菱鲆的生长性能，提高肝脏抗氧化能力，并刺激大菱鲆产生免疫应激反应，且最适添加量为0.15 g/kg[40]。刘金海等[41]也指出，日粮中添加0.6 g/kg的黄芪多糖可以使半滑舌鳎鳃黏液中多种酶的活性显著提高，增强机体的非特异性免疫能力。在南美白对虾的饲料中添加适量的黄芪多糖可以显著增强其存活率，并使机体内关于免疫相关的多种酶在较长时间内保持较高活性，且以0.2 g/kg为最适添加量[42]。对河蟹注射黄芪多糖后，河蟹机体免疫相关因子的基因表达水平提高[43]。黄芪多糖还能够刺激海参产生非特异性免疫反应，显著提高其肠道微生态的调节作用，且黄芪多糖的最适添加量为0.8 g/kg[44]。由于水产养殖数量庞大，因此，一般将黄芪多糖作为免疫增强剂添加到饲料中，调节肠道微生物菌群系统，促进机体免疫器官的发育，提高机体免疫能力。黄芪多糖在适宜的剂量情况下，可以促进鱼虾、蟹类和海参的生长，提高机体的肠道消化能力，还可以增强免疫力和抗氧化能力，减少应激性病害的发生。4展望黄芪多糖作为中草药饲料添加剂，在一定程度上可代替抗生素使用，但是，黄芪多糖在动物生产中的推广利用还需要更多的研究。首先，黄芪多糖的提纯工艺多样，各有优缺点，还需进一步改进和探索新工艺，从而获得纯度较高的多糖；需要对黄芪多糖的结构进行修饰并研究黄芪多糖的高级结构，提高并扩展其生物活性。其次，黄芪多糖主要是作为中草药饲料添加剂口服使用，对黄芪多糖注射使用的作用机制研究较少，且在动物生产应用中的最适剂量也需要进一步研究。最后，还应加强黄芪多糖与其他添加剂混合使用的研究，以期研发出效力更好、成本更低的复合添加剂，投入大规模生产并运用到养殖业中。随着多糖提纯工艺的优化、黄芪多糖在动物生产中应用的进一步深入研究，黄芪多糖的应用前景将更加广阔。