原刊于《新饲料》杂志2007年第1期

    摘  要：文章以天然植物饲料添加剂为研究对象，尝试采用“技术预见”的研究方法，籍以摸清该饲料添加剂当前的生产应用和研发水平；生产和应用过程中存在的问题；5年内要掌握和解决哪些关键技术；5~10年内有可能形成自主知识产权和实现产业化的主要课题。

    关键词：中草药饲料添加剂；天然提取物；天然植物饲料添加剂

    技术预见是一项研究工作，作为创新型国家建设的导航器，它应该“嵌入”到政府科技管理创新、科技发展模式转变和科技资源优化配制之中。这项研究的内容主要包括：经济社会发展需求分析、技术预测调查和关键技术选择三个方面。

    技术预见在实践中包括预见和选择两个紧密相关的环节，预见是为了把握哪些是5~10年内有可能形成自主知识产权和实现产产业化的课题；选择是为了明确5年内必须掌握和解决哪些关键技术。本项研究的方法是采用问卷测评，同时查阅近两年内的科技文献，最后选择确定。

    笔者用德尔菲调查方法，对天然植物饲料添加剂未来10年进行了测评。

    1 现状

    1.1 市场动态

    我国是生产和应用中草药大国，但不是生产强国。据统计，全球每年天然植物药的市场销售额近300亿美元，国际市场对中草药的需求正以每年10%至15%的速度增长。但是，在这近150亿美元里，中国出口额仅占5%，更让人不安的是，尽管中国每年出口大量中药，可大多是以原料药的形式出口，而在国际市场，制剂的附加值是原料药的10倍以上。

    为何我国中药制剂的深度开发落后于国外企业？那是因为传统中药大多为复方中药，兽药和中草药饲料添加剂也是如此，药物多达10几味，添加某种中药有时是为了消除另一种中药的副作用，组合起来治理某种疾病效果很好，但具体哪味药起什么作用？哪些成分起什么作用？需要服用多少量能起到作用？现在我国兽药和饲料界不能完全解释清楚，恰恰正是这些问题，挡住了中药在国外申请药准字的道路，很难得到美国食品与药品管理局的认同，限制了出口。

    面对这样的竞争态势，中国的传统兽用中药、中草药饲料添加剂要走向世界，必须实现现代化。中药现代化并不是否定传统中药，而是将中药本身内含的精华提炼出来，是一个提升的过程。由中草药饲料添加剂转变到用天然提取物单体有效成分或复方提取物，同样是一个提升的过程。唯有提升创新能力，注重知识产权和维权意识，老祖宗遗留下的中药瑰宝才能走出“大宅门”，迈向世界。

    我国饲料和兽药行业中有200多家生产400多种中草药添加剂，占饲料添加剂和兽药产品市场份额的20%~30%（傅明哲等，2004）.这些企业生产的中草药饲料添加剂的组成，少则几味，多则一、二十味，生产设备简陋，加工简单粗糙，绝大多数为散剂；添加量大，一般为1%~2%，多则像松针粉用量高达5%；没有说明有效成分含量，作用机理不清；由于受采收季节、地域的限制，其本身有效成分含量差别很大，因而难以进行准确的药效测定和质量控制，结果作用效果不稳定或不确切，合理的用量难以把握；同时常常缺乏毒理安全试验，误认为因为是天然提取物都是绿色饲料添加剂。

    面对上述情况，近几年来有些饲料企业学习中药和保健品行业的提取、分离、纯化技术，获取的有效成分提取物做饲料添加剂，取得良好的功效，因而发展势头正火。我国饲料企业中能生产植物有效成分单体成分的、天然植物提取物中间体的企业和研究机构有50多家。

    1.2 天然植物饲料添加剂特点

    自《中华人民共和国国家标准·天然植物饲料添加剂通则》于2003年12月11日发布（2004年6月1日实施）以后，有力地推动了天然植物饲料添加剂的研究和应用，目前正全面进入饲料行业、猪禽养殖业中，作为提升饲料企业档次的标志，有效成分定性定量和检测的依据，实现生物资源包括部分废弃资源的综合利用和物质循环利用。它已显示如下特点：

    1.2.1 通过对植物 有效成分的提取，就可以定性、定量，还可以检测其质量是否达到标准。其程序是：先要确定从哪种植物的哪个部位、哪个生产季节采集？提取什么有效成分？然后根据有效成分，确定提取工艺。当提取得到的提取液因有效成分含量较低且含有大量杂质时，需浓缩成中间体，再通过动物饲养试验和毒理安全试验，以验证其有效性和安全性后，方可应用。有些提取物必须获得有效单体成分，则须浓缩、分离、纯化、干燥，不过成本比中间体大大增加。

    1.2.2 跳出30多年来研制“中草药饲料添加剂”的窠臼，把视野从已经列入目录11146种中草药上拓展到种类更为繁多的天然植物上，实践已经证明，那些尚未列入中草药名录的松针、松树皮、柳树皮、杨树皮、山葡萄籽、红葡萄渣、荔枝壳、桂圆壳、菠萝废叶、苹果落叶等等，目前已提取出有效成分，如经审定批准后，在饲料添加剂和医药中使用可能性很大。

    1.2.3 提取出有效成分不仅可以定性，也可以定量，还可以与其它有效单体成分、其它无公害饲料添加剂进行复配。此外，那些未列入中药名录的天然植物则更要定性定量，然后根据色谱指纹图谱制定出质量标准。

     1.2.4中草药是否有毒副作用和药物残留，马秋刚、计成提出如下观点：我国的中医理论认为食物、药物、毒物同源，之所以具有不同作用，关键在于如何使用和使用剂量的多少。不能做到辨症施治，药物可能变成毒药；使用剂量超过耐受剂量同样引起毒副作用。谢仲权在《天然物中草药饲料添加剂大全》中按毒性大小列出极毒、大毒、有毒和小毒中草药483种。由于中药成分极为复杂，一方面难于分离其毒副成分和有效成分，另一方面某些有效成分本身具有毒副作用。此外，许多中草药含有异黄酮、香豆素和木脂素类植物激素，它们能够与雌激素受体结合，并对内源雌激素具有一定的促进或颉抗作用。所以它们的残留或富集同样威胁着人类的食品安全。饲料的天然性并不能从逻辑上保证其安全性。事实上，抗生素也是微生物发酵生产的天然产物之一，应用之初抗生素也曾被认为是安全、高效的防病、促生长饲料添加剂，在长期应用过程中，抗生素导致的毒副作用的问题、残留问题、抗药性问题才逐渐得到认识。从抗生素应用实际表明，一种新的饲料添加剂的安全性评价需要一个较长的认识过程。对新添加剂的毒副作用等问题未见报道，往往表明我们对此缺乏了解，并不能表明不存在问题。新型饲料添加剂在进入市场前由独立的检测部门进行严谨、科学的动物毒理试验，在实践过程中注意监督检查，才是开发利用它们的科学态度。

    1.3 研发动态

    在2006年4月召开第九届全国饲料添加剂大会前夕，中国添加剂工业协会组织力量以饲料添加剂企业的科技创新为重点，筛选出96项在饲料添加剂领域具有较大影响的创新成果。其中天然植物饲料添加剂分别有：

    达到“国际领先”水平的1项：“苜草素”饲料添加剂（中国农业科学院畜牧研究所），已获1项专利。

    达到“国际先进”水平的11项：糖萜素饲料添加剂（浙江大学生物活性物质研究中心），已获8项发明专利；前花青素饲料添加剂（上海农昊生物技术研究所、上海朝翔生物技术有限公司），已获1项发明专利、上海市高新技术成果转化项目A级证书、松江区科技进步一等奖、上海市科技发明3等奖；一种植物多糖、类黄酮提取物肉质风味改良饲料添加剂、蛋品改良饲料添加剂、复合饲料添加剂（北京天福莱生物科技有限公司），已获1项发明专利；安全肉生产用天然饲料添加剂（中国农业科学院饲料研究所），已获2项发明专利；藤茶黄酮饲料添加剂（中国农业科学院饲料研究所）；牛至油饲用抗菌剂（中国农业科学院饲料研究所），已获1项发明专利；金黄素天然着色剂和智特红天然着色剂（广州市智特奇饲料科技有限公司）；中草药提取物“牧乐888”系列产品（镇江天和生物技术有限公司）；动物生长调节剂（上海三维饲料添加剂有限公司）。此外，还有绿源素（浙江东立绿源科技股份有限公司、杭州立欣生物技术有限公司）；茶提取物（广东潮安植物技术有限公司、上海农昊生物技术研究所）等。

    目前，有一些植物提取物已在兽药和饲料添加剂中得到应用，如皂苷类中的人参皂苷、黄芪皂苷、党参皂苷、绞股蓝皂苷、白芍皂苷、滛羊藿甙和糖萜素；生物碱类中的甜菜碱；寡糖类中的黄芪多糖、枸杞多糖、茯苓多糖、党参多糖、滛羊藿多糖、刺五加多糖、甘草多糖、茶多糖和红花多糖；酚类中的茶多酚；黄酮类中的大豆黄酮、前花青素；挥发油类中的大蒜素、牛至油等。

    2 生产和应用中存在的问题

    2.1 植物中生物活性成分差异问题

    植物中所含的生物活性成分常因植物种类、产地和化学结构差异，而在功能上存在差异。因此，对天然植物提取物饲料添加剂的开发应用，要注意不同来源植物同类活性物质功效差异的问题，要加强对提取的有效成分进行分析鉴定和使用效果试验。

    2.2 有效成分现代和传统工艺和设备并存问题

    目前天然植物有效成分的提取工艺和设备往往传统的和现代的并存。前者有溶剂浸出法（水提、醇提）、水蒸气蒸馏法和升华法；后者有CO2超临界流体萃取法、生物酶解技术、超声提取技术、微波辅助技术以及在天然植物加工过程中采用超微粉碎技术等。

    2.3 有效成分提取与功效维护问题

    天然植物的功效，尤其是具有双向调节的功效；在采用定向提取有效成分时，要注意提升提取物纯度的同时，要维护其功效。如果高纯度提取物的有效功效不如纯度稍低的提取物的功效好，就不应追求高纯度的提取物。

    2.4 提取物存在的安全性问题

    目前已发现一些提取物存在安全问题，如茶多酚使用过多时，动物的生产性能会受到负面影响；异黄目植物中含有雌激素类、香豆素类和木脂素类，它们具有雌二醇类似化学结构，并与雌激素类结合，在一定程度上还表现出对内源激素活性的促进和拮抗作用；大蒜素长期超剂量使用也会对小肠造成损伤，并会引起畜产品带有蒜臭味。

    2.5 产品制订质量标准和审批问题

    国家一般不发布某种产品的国家标准和配方，已批准的产品质量标准主要由地方质量技术监督部门发布。这些质量标准有的只注重格式规范，而不管技术指标是否科学；多数标准中无完整的配方，成分不明，检验项目过于简单，缺乏专属性；多数没有含量测定，难以有效控制质量。

    饲料添加剂的申报需经饲料检验部门进行质量复核，最终由农业部饲料主管部门审评和批准。企业在向饲料管理部门申报产品时，出于技术保密的考虑，配方往往经过“修饰”，并非真实，而评价配方时有时很难从配方上否定一个产品。管理部门对产品进行质量复核时一般都是采用企业提供的样品，同样这样的样品也往往经过“修饰”，不是按申报配方生产出来的产品。

    产品质量标准制定和产品审批存在的一些不足，使得不法者在实际投产时容易弄虚作假，也会产生安全隐患甚至成为有害残留的源头。

    3 要掌握和解决哪些关键技术

    天然植物饲料添加剂的开发应加强学科之间的交叉，组成研究开发和产业化群体，尤其要充分重视现代化科学技术与研发、产业化的有机结合，这种有机结合应贯穿于应用基础研究、中试开发和产业化3个发展阶段。

    当前饲料市场正在呼唤“微量化、高效化、组合化、低成本”的天然植物饲料添加剂，要想实现上述设想，必须解决七个方面的问题，一步一步去做：

    3．1要解决从什么天然植物的哪些部位去提取。首先必须明确从什么天然植物的哪个部位提取哪种主要有效成分。

    3．2要解决采用何种提取生产工艺流程。天然提取物中所含成分十分复杂，既有有效成分，又有无效成分和有毒成分，为了尽最大可能提取有效成分，以往常用溶剂浸出法、水蒸气蒸馏法和升华法等传统技术，但存在有效成分损失大，周期长，工序多，提取率不高等缺点。为了克服这些缺点，近十年来许多新技术新方法正在应用，使天然物提取技术既符合传统的中医理论，又能达到提高有效成分的提取率和纯度的目的。现代生产工艺有：超临界流体萃取技术、微波辅助技术、超声提取技术、生物酶解技术等。因此要查阅文献资料，了解其理化特性，确定选用的溶剂和萃取方法，然后按照严格的工艺流程进行提取。

    3．3要解决提取物中含有主要成分的定性定量。我国使用的5000多种中草药已有3700多种搞清了有效成分，可是未列入中草药目录中的天然植物，其主要成分是什么？含量是多少？都要弄清楚，也只有测定出有效成分的含量，才能制定质量标准、检测标准。

    3．4要解决提取物（浸膏）的载体问题。天然提取物有两种规格：一种是浸膏；一种是喷雾干燥后的干粉，后者每kg成本200多元，因此用于畜禽的还是浸膏为多，这就需要解决浸膏的载体问题。再者，如能加上绿色的载体，这样产品的色泽是墨绿色的，而不是概念上的绿色。

     3．5 要解决天然提取物的饲养效果和安全性评价问题。这是能不能投放市场的关键。为此要进行动物饲养试验和安全性评价，以确定在配合饲料中要添加多少量？有没有效果？有多大效果？饲喂最大量的安全性如何？饲喂一段时间后，在动物源食品中是否有残留药物？

    3．6要解决天然植物饲料添加剂的申报专利、评审，制定质量标准和企业标准，得出指纹图谱，以及上报审批的问题。

    3．7要解决科研成果如何转化成生产力的问题。上面六个问题都得到解决以后，剩下来是个大问题，即要解决产、学、研结合，把科研成果如何转化成生产力，变成产品、商品，把企业引入无竞争领域，迅速占领市场。

    4 有可能形成自主知识产权和实现产业化的课题

    4．1制定各种天然植物生产植物制剂的标准：①原料采集、培植的GAP标准；②超临界流体萃取技术及有效成分指纹图谱的标准应用；③规模化生产过程中的GMP质控生产体系标准；④国家专利以及国家相关部门制定的检测标准。产品在市场流动之前，必须通过国家相关部门制定的检测标准，如毒副作用检测、有效成分含量检测等。

    4．2 研究天然植物饲料添加剂生产设备，实现生产程控化、检测自动化、输送管道化、包装机械化，使生产能够形成规模，同时考虑经济可行性，成本效益比将是推广应用这类饲料添加剂的关键因素之一。

    4．3 建立动物用天然植物数据库及标准指纹图谱库。指纹图谱技术符合中医药特性，符合国际社会对中草药的要求，是解决中草药制剂各个环节（包括原料药、中间产品、工艺控制和最终产品）质量控制的有效方法。

    4．4从体内营养物质的代谢利用途径、免疫调节机理和激素的分泌调控等方面来研究天然提取物中有效成分的作用机理。

    4．5 加强中草药的毒理安全性及配伍研究，逐步建立中草药饲料添加剂产品质量检测标准。