蛹虫草饲料添加剂的研究现状及展望

池景良，李 鑫，王艳华，范俐娟

(1.辽宁省微生物科学研究院，辽宁 朝阳 122000；2.沈阳市医疗保障事务服务中心，辽宁 沈阳 110031)

蛹虫草(Cordycepsmilitaris)，即北虫草，为麦角菌科虫草属模式种，主要分布于亚洲东部、东南部，在我国分布广泛。蛹虫草含有虫草素、多糖、腺苷、甾醇类以及SOD酶、氨基酸等多种活性 成分，药理研究表明，蛹虫草在免疫调节、抗肿瘤、抑菌抗炎、抗氧化衰老等方面有明显的作用，具有重要的研究和开发价值[1-2]。随着蛹虫草产业不断发展壮大，产生了大量的蛹虫草培养残基，其中大部分被丢弃，造成了严重的环境污染及资源浪费。蛹虫草培养残基营养丰富，是很好的饲料利用资源。近年来蛹虫草饲料添加剂在动物养殖业中的应用已逐步兴起。在畜禽、反刍动物、水产品等的应用均获得较好的效果。因此，蛹虫草饲料添加剂在动物养殖业中的应用研究具有积极的意义。本文主要对蛹虫草饲料添加剂的研究现状及其在动物养殖中的应用进行综述及探讨，对发展前景进行了展望。

1 蛹虫草饲料添加剂概述

蛹虫草饲料添加剂包括蛹虫草子实体、蛹虫草培养残基、蛹虫草及其培养残基提取物、蛹虫草菌固态发酵产物、蛹虫草菌液体发酵产物、微生物发酵蛹虫草残基等产品。蛹虫草饲料添加剂活性成分主要为核苷类化合物、虫草多糖、虫草酸、甾醇类、腺苷、超氧化物歧化酶等[3-4]。此外还含有粗蛋白、粗脂肪、多种氨基酸、维生素及微量元素等营养成分[5]。王环等[6]研究表明，检测的一种蛹虫草子实体中虫草素含量为野生冬虫夏草子实体的302倍,腺苷含量为野生冬虫夏草子实体的1.42倍，虫草多糖高出野生冬虫夏草46%，可溶性蛋白总量为野生冬虫夏草的1.31倍，且SOD活性达1 616 U/g，其子实体含有17种必需氨基酸。药理研究证实，蛹虫草的活性成分具有抗菌、抗肿瘤及增强动物体免疫力等功效[1，7]。孙诗清[8]、刘素贞等[9]、郭培红[10]研究表明，蛹虫草培养残基中含有较高的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、总糖等营养成分，此外还含有虫草素、虫草酸、腺苷等活性物质，具有较高的营养及药用价值。蛹虫草子实体和培养残基均可作为饲料添加剂在动物养殖中发挥作用。蛹虫草及其培养残基的活性物质提取物如多糖、虫草素、腺苷等在动物试验中被证实具有提高机体免疫力等多种功效。利用蛹虫草菌固液发酵及微生物发酵蛹虫草培养残基，通过发酵工艺配方的优化，产物均含有蛹虫草特有的活性成分及菌体蛋白等营养物质，是一种优良的生物饲料。

2 蛹虫草饲料添加剂在动物养殖中的应用研究

2.1 蛹虫草子实体的应用研究

蛹虫草子实体在动物中主要进行了针对小鼠的应用试验，表明蛹虫草子实体能够改善小鼠肠道菌群，增强机体细胞免疫和体液免疫功能。李丹等[11]进行了喂食蛹虫草的小鼠血清对脾淋巴细胞的影响试验，结果表明，日粮中喂食了添加20%蛹虫草的小鼠血清能显著促进脾淋巴细胞分泌干扰素γ(IFN-γ)和白细胞介素-2(IL-2)，促进T细胞增殖及Th细胞转化，并能活化多种免疫细胞，对机体细胞免疫产生正向调节作用，增强了机体细胞免疫和体液免疫功能。贾俊杰等[12]进行了一种由蛹虫草子实体的水提酶解液添加糊精经喷雾干燥制成的蛹虫草速溶粉对小鼠肠道菌群的影响试验，结果表明，蛹虫草速溶粉对于抗生素干扰引起的肠道菌群失调具有较好的修复作用，可调节并保持肠道微生态菌群的平衡。

2.2 蛹虫草培养残基在动物养殖中的应用研究

蛹虫草培养残基含有较高的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、淀粉及钙、磷等微量元素，而且残留的菌丝体中还含有成分更为复杂丰富的菌体蛋白及氨基酸等。蛹虫草培养残基与子实体均含有菌类多糖、虫草素、腺苷等活性成分。蛹虫草培养残基作为饲料添加剂在动物中的应用较多，主要涉及畜禽、水产等动物的研究。

2.2.1 蛹虫草培养残基在禽类养殖中的应用 蛹虫草培养残基在禽类养殖的应用研究较多的是蛋鸡和肉鸡饲喂试验，此外还进行了蛋鸭饲喂效果试验，在提高禽类生产性能、降低料蛋比、提高产蛋率及蛋品质等方面均表明有较好的饲喂效果。①蛹虫草残基对蛋鸡养殖的影响：主要体现在提高蛋鸡生产性能，包括提高产蛋率、降低鸡蛋胆固醇含量、提高蛋壳厚度、蛋形等鸡蛋品质等方面。程万莲[13]研究表明，蛋鸡日粮中添加0.5%的蛹虫草培养残基对蛋鸡生产性能及蛋品质影响最大，能够提高产蛋率2.15%，料蛋比下降3.42%，同时鸡蛋品质最好。国外研究表明，蛹虫草残基对蛋鸡生产性能、蛋品质和蛋黄胆固醇含量具有一定影响，不仅提高产蛋量而且鸡蛋胆固醇含量低。对22周龄蛋鸡蛹虫草残基饲喂试验结果表明，与对照组相比，饲喂5～8和9～12周，20 g/kg蛹虫草培养残基组饲料转化率(FCR)显著降低，蛋清重量、产蛋总重量显著增加，但对蛋黄重量和颜色、蛋壳重量和厚度没有影响。与对照组相比，9～12 周，添加 10、20 g/kg干蛹虫草培养残基组鸡蛋胆固醇含量显著降低。实验结果表明，蛹虫草培养残基可以作为一种新型饲料添加剂，能够提高产蛋量并且鸡蛋胆固醇含量低。马新宇[14]的研究表明蛹虫草培养残基在蛋鸡养殖中具有的优势。试验表明蛹虫草培养残基发酵饲料中粗蛋白含量提高了28.21%，蛹虫草培养残基在蛋鸡日粮中添加量为10%时，对产蛋率影响明显，饲喂组鸡蛋的硒含量较对照组大大提升，最高可达 0.81 mg/kg，蛋鸡血浆中IL-1浓度提升了46.9%，试验还证实饲喂蛹虫草培养残基提高了鸡肠道内大肠埃希菌对于药物的敏感性，从而可以减少或替代抗生素的使用，蛹虫草培养残基的应用增加了蛋鸡肠道内物种多样性。②蛹虫草培养残基对肉鸡养殖的影响：蛹虫草培养残基在肉鸡中的应用效果主要表现在能够提高肉鸡的免疫力和抗病性，提高日增重及肉品质，降低料肉比方面，从而降低饲料成本等。高士友等[15]研究表明，用10%的蛹虫草培养残基替代部分肉用仔鸡日粮，结果鸡群生长均匀，鸡冠鲜红，毛色光亮，抗病性增强。刘素贞等[9]研究了饲料中添加不同水平的蝉花培养残基对肉鸡血清IL-2、IFN-γ等免疫因子和生长速率的影响，结果表明添加蝉花培养残基试验组的IL-2和肿瘤坏死因子(TRAIL-3)水平显著高于对照组，添加2%蝉花培养残基能提高三黄鸡的拐点体重，增强三黄鸡免疫能力和抗病力，提高肉鸡对饲料的利用率效果明显。孟翠亮等[16]研究了饲料中添加不同水平的蛹虫草培养残基对肉仔鸡生长性能和免疫功能的影响。结果表明，添加 5%和10%蛹虫草培养残基组均能提高 4～6 周龄肉仔鸡日增重，降低料重比，可增强肉仔鸡细胞和体液免疫功能，其中 10%蛹虫草培养残基组效果最好,能够提高肉仔鸡胸腺、脾和法氏囊的相对重量以及血清球蛋白的含量。赵乐乐等[17]研究了以蛹虫草固体培养基(包含固体发酵粉)制成的蛹虫草粉为饲料添加剂饲喂芦花鸡对生产性能和肉品质的影响，试验表明，饲料中添加蛹虫草粉添加剂能促进鸡只早期生长发育、提高鸡只的皮肤黄度。顾寅钰等[18]进行了在种鸡饲料中添加蛹虫草培养残基对鸡生产性能的影响试验，结果显示，蛹虫草培养残基添加量在10%以下时，有利于鸡肌肉生长，减少脂肪含量。尤其是5%试验组的腿肌重显著高于对照组，解剖发现试验组的腹脂明显少于对照组，证实蛹虫草培养残基在 10%以下时能够促进肌肉生长。

2.2.2 蛹虫草培养残基对水产动物的影响 科研人员对蛹虫草培养残基在水产动物中华绒螯蟹、丰产鲫、刺参中的应用进行了研究，结果显示适宜浓度的蛹虫草培养残基能够提高上述水产动物的免疫力，具有促进生长、提高品质、增加养殖效益等作用。①蛹虫草培养残基对中华绒螯蟹养殖的影响：郭培红等[10，19]进行了蛹虫草培养残基在中华绒螯蟹养殖中的应用试验，结果表明在中华绒螯蟹饲料中添加0.5%～1.0%的蛹虫草培养残基，能促进中华绒螯蟹生长，提高其免疫功能，可有效改善中华绒螯蟹肝胰腺脂肪酸的组成成分，提高中华绒螯蟹肝胰腺不饱和脂肪酸和血清游离氨基酸含量。②蛹虫草培养残基对丰产鲫养殖的影响：曹红峰[20]进行体重约200 g的丰产鲫试验表明，添加液体发酵培养的0.1%蛹虫草菌丝粉和2%～3%的蛹虫草培养残基可以提高丰产卿的抗病能力(P<0.05)。③蛹虫草培养残基对刺参生长的影响：孙永欣等[21]在日粮中添加10%～15%蛹虫草培养残基促海参生长效果最好，并有效降低了饲料系数，表明蛹虫草培养残基能够改善刺参体壁成分和肠道蛋白酶活力。廖明玲等[22]研究表明，饲料中添加蛹虫草培养残基能改善刺参体腔液非特异性免疫指标，增强其对灿烂弧菌的抵抗力，刺参饲料蛹虫草培养残基适宜添加水平为10%。

2.3 蛹虫草及其培养残基提取物在动物中的应用研究

蛹虫草及其培养残基提取物在动物中的应用研究主要进行了蛹虫草多糖产品对动物生产性能的影响试验，主要体现在对动物免疫力、抗氧化能力及生产性能的影响上。昌鸣先等[23]试验证实 在日本沼虾饲料中添加1‰的虫草多糖，虫草组的吞噬百分比和吞噬指数、抗菌活力、溶菌活力以及酚氧化酶活力均高于对照组，表明其对日本沼虾的免疫防御能力有明显提高作用。蛹虫草多糖在合适的剂量条件下，能单独或协同刺激鸡淋巴细胞增殖，从而增强鸡细胞免疫能力[24]。朱艳芝等[25]研究表明，蛋鸡产蛋后期饲粮中添加0.01%和0.02%的蛹虫草多糖可提高其生产性能，改善肠道形态结构。蛹虫草多糖[26]对小鼠试验证明其可显著促进体外培养的小鼠脾脏淋巴细胞增殖。说明蛹虫草多糖具有免疫增强活性。张圣方[27]研究了一种泰山蛹虫草多糖(CTP)溶液的小鼠灌胃实验，结果显示CTP组的小鼠肠黏液SIgA水平均极显著提高(P<0.01)，表明CTP具有拮抗环磷酰胺(CY)模型组导致的肠道菌群紊乱的功能，能促进肠黏膜SIgA的分泌；CTP能显著提高CY所致的免疫损伤小鼠的血清蛋白含量，在一定程度上能减轻CY对小鼠肝脏的损害作用，提高小鼠的免疫功能，改善CY所致免疫损伤小鼠的抗氧化能力。冉茂芳[28]从蛹虫草菌种出发，通过发酵和提取活性成分,然后以小鼠为动物模型,探究蛹虫草对肠道微生物的影响，发现蛹虫草提取物有改善血脂、保护肝脏及心脏的作用，对肠道菌群的丰度、多样性和肥胖有关的菌群有一定的调节作用。

2.4 利用蛹虫草菌及培养残基制作发酵饲料

2.4.1 利用蛹虫草菌制作发酵饲料 通过对蛹虫草菌株进行发酵条件的研究，制作发酵饲料。①利用蛹虫草菌发酵生产高蛋白生物饲料：吴明霞等[29]利用蛹虫草菌发酵生产高蛋白生物饲料添加剂，以马铃薯为培养基生产蛹虫草菌丝体，提取蛹虫草多糖生产高蛋白生物饲料添加剂。刘广建等[30-31]通过优化蛹虫草原生质体制备、再生等条件，筛选高产蛋白蛹虫草菌株，利用高通量液体发酵技术，提高菌丝体的生物量及菌丝体蛋白质含量。吴明霞等[32]以多糖含量为发酵指标，研究蛹虫草液态发酵培养基配方成分，将玉米粉、蚕蛹粉等加工副产物通过生物转化探索开发生产高蛋白生物饲料添加剂。②蛹虫草菌液体发酵中草药培养基：戴朝洲等[33]进行了虫草真菌发酵中草药培养基对生长肥育猪生产性能和胴体品质的影响试验，结果表明日粮中添加100、200和300 mg/kg蛹虫草菌液体发酵中草药发酵液后，生长肥育猪的日增重分别提高了7.64%、9.23%和11.19%，采食量分别提高了2.72%、1.37%和2.10%，料肉比分别降低了4.58%、7.19%和8.17%，屠宰率分别提高了2.95%、5.66%和8.53%，瘦肉率分别提高了0.60%、2.67%和6.64%，背膘厚分别降低了4.29%、5.71%和8.29%。试验证实蛹虫草液体发酵中草药发酵液可明显提高生长肥育猪生产性能，改善育肥猪胴体品质。罗杰等[34]研究了蛹虫草菌发酵五味子药渣菌质对仔猪生长性能、饲料消化率和血清生化指标的影响试验，结果表明，在断奶仔猪基础饲粮中添加5 g/kg的蛹虫草菌发酵五味子药渣，能显著改善断奶仔猪生长性能、主要营养物质消化率及血清生化指标。

2.4.2 蛹虫草发酵产物对动物生长的影响 ①蛹虫草发酵产物对禽类鸡生长的影响：陈安徽等[35]进行了一种蛹虫草无性型菌株P5深层液体发酵菌丝体作为饲料添加剂的试验，结果表明日粮中添加0.25%的蛹虫草饲料添加剂可显著提高肉仔鸡胸肌和腿肌中蛋白质和氨基酸的总含量(P<0.05)，以及肉仔鸡肌肉中人体必需氨基酸和风味氨基酸的含量(P<0.01)，显著降低胸肌和腿肌中粗脂肪的含量(P<0.05)。研究表明蛹虫草菌丝水提取物使鸡的肠道更好地保持微生物菌群平衡，并能提高鸡的生长性能和健康指数[36]。②蛹虫草发酵产物对水产动物生长的影响：陈俐彤等[37]试验表明，蛹虫草菌丝可提高罗氏沼虾的免疫能力，增强抗嗜水气单胞菌的能力。在罗氏沼虾饵料中添加质量分数为1%、2%、3%蛹虫草菌丝能提高罗氏沼虾血清血清酚氧化酶(PO)活力、肌肉超氧化物岐化酶(SOD)活力、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力，并降低丙二醛(MDA)含量(P<0.05)。经嗜水气单胞菌攻毒后,实验组的免疫保护率明显提高(P<0.05)。蛹虫草菌丝粉被证实对丰产鲫免疫系统和抗氧化系统的刺激具有实效性，可以提高丰产卿的抗病能力(P<0.05)[20]。③蛹虫草发酵产物对反刍动物生长的影响：国外学者Yeo等[38-39]、Kim等[40]进行了蛹虫草菌丝对反刍动物瘤胃微生物发酵情况研究，表明蛹虫草菌丝能够刺激反刍动物发生瘤胃微生物发酵，对瘤胃内各种酶如纤维素酶、木聚糖酶、羧甲基纤维素酶等酶活产生影响，对纤维素分解菌及瘤胃内细菌的产生及数量发挥积极的影响，能够减少甲烷的产生量。

2.4.3 利用微生物发酵蛹虫草培养残基制作生物饲料 通过发酵技术对蛹虫草培养残基进行固态发酵培养新型生物饲料。①富硒蛹虫草培养残基发酵饲料：张杰等[41]采用蛹虫草培养残基及富硒黄粉虫作为原料，加以豆粕、生物饲料发酵剂进行发酵，制备一种富硒蛹虫草新型饲料。通过对饲料中各营养成分含量的测定确定发酵饲料中硒、粗蛋白、粗纤维、总磷、铜、水分含量均符合猪饲料国家标准，且保留了一定量的蛹虫草活性物质。②利用酵母菌发酵蛹虫草培养残基制作生物饲料及蛋鸡饲喂试验：马新宇[14]利用酵母菌作为发酵菌种，进行了蛹虫草培养残基发酵饲料的制备及在蛋鸡养殖中的应用研究。蛹虫草培养残基选用10%添加浓度，发酵饲料中粗蛋白含量提高了28.21%，保留了蛹虫草培养残基中特有的虫草素，发酵产物为棕黄色且略带有酵母发酵的酒香味，发酵后培养残基的气味、色泽均有所改善，饲料的适口程度有所改善，通过饲喂经发酵后的蛹虫草培养残基，蛋鸡采食量增加了约2.65%，蛋鸡体重增加了约2.24%，且产蛋率基本维持稳定。③乳酸杆菌发酵蛹虫草培养残基对放牧山羊的应用试验：林东文[42]以采用添加乳酸杆菌微生物制剂发酵的蛹虫草培养残基作为放牧山羊的补充饲料，结果表明，以100%蛹虫草培养残基、50%蛹虫草培养残基+50%杂交狼尾草青贮料作为补充料的处理组，其经济效益分别比对照组提高了34.1%和25.3%，比全精料作为补充料的处理组分别提高了12.2%和4.9%。说明通过蛹虫草培养残基或培养残基和牧草合理搭配的补饲模式，可有效提高山羊养殖的经济效益。④蛹虫草培养残基堆积枯草芽胞杆菌发酵试验：罗茂春等[43]以蛹虫草培养残基为原料，添加枯草芽胞杆菌活菌剂研究其堆积发酵过程中相关物化指标及其细菌群落组成变化，为蛹虫草培养残基的饲料化利用及其产业发展提供参考。

3 展 望

蛹虫草饲料添加剂在蛋鸡、肉鸡等家禽及水产动物中的应用研究开展的相对较多，对家畜包括牛羊等反刍动物等其他动物的应用研究还相对较少，某些动物养殖的应用还处于空白状态。今后应加强蛹虫草饲料添加剂在不同品种动物养殖的应用效果研究，加强研究较少的猪、牛、羊等家畜不同生长阶段的应用研究，同时开展空白品种的应用效果研究。目前对蛹虫草培养残基在动物养殖中的应用大多为培养残基的直接应用，而对蛹虫草菌种作为发酵菌株生产生物饲料，及利用微生物发酵培养残基制备生物饲料的研究进行得较少，应加强利用蛹虫草菌株生产发酵饲料、微生物发酵培养残基对增加蛹虫草饲料添加剂的活性成分和特殊功效，增强生物饲料的功能和开发生物饲料的种类具有积极的意义。蛹虫草饲料添加剂是一种绿色饲料添加剂，具有提高动物生产性能、提高机体免疫力、减抗替抗等积极的作用，具有较好的发展前景。