中藥渣資源化利用現狀

王小國

（三門峽職業技術學院，河南 三門峽 472000）

中醫藥是我國傳統醫學的重要組成部分，也是中華民族的文化瑰寶之一。近年來，隨著國家相關政策的大力支持、人民群眾健康意識的不斷提升及中醫“治未病”理念的深入人心，中醫藥產業得到了快速發展，中藥生產加工中的主要廢棄物——中藥渣的排放量也呈現逐年上升的趨勢。

中藥渣的產生主要在中藥材炮制加工、中成藥生產階段[1]。中藥企業對中藥藥渣的處理一般是作為廢棄物，多采用簡單粗放的手段堆放、填埋或焚燒處理，不僅造成了資源浪費，也極易對周圍環境造成污染。因此，正確認識中藥渣的經濟價值，對中藥渣進行資源化、無害化處理已經成為中藥企業必須解決的問題。

1 中藥渣是一類未被充分利用的生物資源

我國的中藥材資源主要包括植物藥、動物藥、礦物藥三大類，其中植物類中藥材占87%，中藥生產中植物類中藥材中可被提取的有效成分平均只占5%[2]。眾多學者對制劑生產中丹參、甘草、五味子、三七的藥渣成分進行了系統研究，結果表明，中藥企業生產中多以單一藥用成分的獲取為目的，必然導致藥用成分提取后的中藥渣除含有大量的纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質、核酸等有機營養物和微量元素外，還不同程度存在未被提取或未被完全提取的有效藥用成分，造成極大的資源浪費[3-7]。由此可見，中藥渣是一種未被充分利用的典型的生物資源，對其簡單粗放的處理既造成資源浪費和環境污染，也不符合我國中藥材資源日益匱乏的現實，還有悖于國家當前倡導的“低碳”“環保”發展理念。

2 中藥渣資源化利用的技術現狀和存在的問題

近年來，眾多學者對中藥渣的資源化利用進行了深入研究，多集中在有效成分再提取、食用菌栽培、有機肥料、飼料及添加劑、環保和能源開發等領域。

2.1 中藥渣作為食用菌栽培基質

中藥渣以一定比例替代傳統的棉籽殼、木屑等栽培料進行食用菌栽培的可行性已被眾多學者的研究所證實，已被廣泛用于平菇、雞腿菇、香菇、草菇、杏鮑菇和靈芝等食用菌的栽培中。用中藥渣作為栽培基料和培養基添加劑來種植食用菌的大量研究證實了中藥渣可用來栽培食用菌，且栽培出來的食用菌長勢好，可正常出菇，菇外形比常規原料栽培出來的好，且抗逆能力強，生物效益高，栽培成本低。曹德賓等用中藥渣栽培可使雞腿菇生物效益超過109%[8]。楊本壽等的研究表明，栽培基質中混合中藥渣可使茶樹菇子實體營養成分更全面，營養價值更高，具有良好的經濟價值和市場開發前景[9]；毛久庚等以生產脈絡寧的廢渣為主要原料，科學優化了草菇栽培料，與傳統的棉籽殼栽培料相比，優化后的藥渣栽培料可使草菇菌絲生長勢加強，生長速度加快，出菇整齊，且草菇朵大肉厚、品質大為改善[10]。趙秀芳研究表明，醋渣配以等量的中藥渣栽培靈芝獲得理想的產量，提高了經濟效益[11]。蔡潞莎等用生產脈絡寧的藥渣栽培平菇的試驗表明，中藥渣以一定比例可以替代棉籽殼，可使生物轉化率大幅度提高[12]。

有研究表明，中藥渣種類不同對不同食用菌的生長也會產生不同影響。張琨等采用葛根渣、桑枝、杜仲葉分別作為主料栽培平菇，發現研中藥渣栽培的平菇產量、生物學效率與傳統主料栽培差異不明顯，但采用葛根渣可以促進平菇菌絲生長，桑枝和杜仲葉與對照差別很小[13]。吳育萍等研究了腎寶中成藥藥渣對栽培平菇的影響，當基質中藥渣比例在1/3～1/2 并搭配棉籽殼栽培平菇較為適宜[14]；張英研究了藿香正氣丸的藥渣和葛根藥渣為主料對靈芝栽培的影響，表明這兩種藥渣都可用于靈芝栽培，但靈芝在葛根藥渣中的長勢明顯好于藿香正氣丸的藥渣[15]。張振宇等用葛根湯加川芎辛夷湯藥渣成功栽培出了食用和藥用價值都很高的白靈菇，但其多糖含量比同等條件下栽培的其他幾種食用菌低[16]。因此，中藥渣作為栽培基質用于食用菌栽培，無疑能夠提高中藥材資源的有效利用率，但因我國的中藥材資源豐富，藥渣成分復雜，能夠作為食用菌栽培基質的中藥渣種類還很局限。在食用菌栽培中要根據菌種的營養特性，綜合考量中藥渣的成分組成及其對菌種生長的影響，正確地選擇中藥渣，同時應遵循由簡單到復雜、由單方到復方的原則，逐步擴大能夠作為食用菌栽培基質的中藥渣范圍。

2.2 中藥渣制備有機肥料

中藥渣作為原料是制備的有機肥料，能夠很好地改善多種植物的生長性能。目前多采用發酵手段制備中藥渣有機肥料，該方面研究多集中在發酵條件優化和提高肥效方面。徐秀銀等通過添加含高溫纖維分解菌種，調節C/N 比等措施對柴胡飲沖劑、金蕎麥片的混合藥渣實現了快速發酵，與對照相比，發酵周期縮短約1/3 的時間，發酵過程中無需翻堆，可有效節約生產成本[17]。陳霞等采用條垛式堆肥系統，對比分析了（TSM、TEM、TSEM）微生物菌劑對藿香正氣液、通天口服液混合藥渣的堆肥效果，結果表明，接種TSEM 微生物菌劑進行堆肥的腐熟程度和養分含量均達到國家相關標準[18]。

值得注意的是，發酵法制備中藥有機肥雖然操作簡單，但周期較長，發酵過程中產生大量CH4、CO2等氣體，難以達到徹底的無害化，因此優化中藥渣制取有機肥料的工藝對提高中藥有機肥料利用水平尤為重要。

馬麗娜以自然風干的中藥渣和腐熟牛糞為基質，系統研究了蚯蚓堆制處理制備中藥有機肥的機理，結果表明，接種蚯蚓能夠加快有機質的礦化，降低了有機碳含量，提高全氮含量，有效提高中藥渣資源化利用水平[19]。陸彥宇以牛糞和中藥渣為原料系統研究了堆肥過程中水溶有機質（DOM）的組分變化，發現隨著堆肥的進行，DOM 表現出更穩定的狀態并伴隨著小分子質量和小分子粒徑物質的累積，其中脂類組分和糖類組分降解迅速，這兩者在有機質轉化和微生物活動中扮演著活性成分[20]。芳香族和含氮化合物在堆肥過程中呈現遞增趨勢。王引權等研究翻堆頻率對中藥渣堆肥過程及其理化性質的影響，綜合分析認為，在中藥渣中試規模的條垛式堆肥系統中，以每10 d 翻堆一次較為適宜[21]。

2.3 中藥渣制備飼料添加劑

因中藥有效成分提取手段、提取效率的制約，中藥渣中除含有一定量有效成分外，還含有大量的氨基酸、多糖以及蛋白質等營養成分，用作畜禽飼料或飼料添加可以減輕環境污染，增強動物機體免疫力、調節代謝，促進生長、改善肉質等[22-24]。由于植物性中藥渣中大量的活性成分不易被動物利用，影響飼用效果，為此，許多學者對中藥渣發酵畜禽飼料及其添加劑的工藝條件和飼喂效果開展了深入研究。

周勇等采用混合菌劑對復合中藥渣固態發酵的工條件進行了研究，結果表明，枯草芽孢桿菌∶乳酸芽孢桿菌∶嗜酸乳桿菌∶產朊假絲酵母菌為2：1：2：1，水分與基料的質量比為1:2，發酵溫度為35℃，初始pH 值為6～7，發酵時間為6 d，多糖的質量分數為6.08%；菌體含量為17 cfu/g，發酵效果較好，復合中藥渣得到合理的利用，發酵產物可作為功能飼料資源[25]。秦嶺等優化了康寧木霉（Tk）、產黃纖維單胞菌（Cf）、產朊假絲酵母（Cu）和黑曲霉（An）復合菌種發酵生脈飲藥渣生產蛋白飼料工藝條件，發現先接種20%的Tk+Cf（比例2:1），發酵2 d 后再接種20%的Cu+An（比例1:1），在 （NH4）2SO4添加量為5 g/dL、初始pH 值為6、料水比為1 ∶2、溫度為30℃的條件下發酵5 d，其發酵產物中真蛋白質量分數增加86.96%，粗纖維質量分數降低20.09%[26]。

譚顯東等的研究證明了康寧木霉固態發酵中藥渣生產蛋白飼料是可行的，優化發酵條件為：氮源添加量為30 mg 硫酸銨/g 干藥渣、初始pH=4.0、固液比為1:2、發酵時間4 d，中藥渣中真蛋白含量由11.12%提高至17.80%，粗纖維含量由29.14%降低至17.50%[27]。蘇家宜研究發酵中藥渣對斷奶仔豬的飼喂效果，發現發酵前藥渣可提高仔豬免疫力，增加斷奶仔豬結腸短鏈脂肪酸含量，調節結腸細胞因子表達[28]。李華偉等對飼糧添加中藥渣和發酵中藥渣對母豬繁殖性能與子代發育影響的研究指出，圍產期母豬飼糧添加中藥渣制劑雖然造成哺乳仔豬一定程度的腹瀉，但可促進其生長發育，添加發酵中藥渣制劑效果更好[29]。

2.4 中藥渣制備燃料

植物類中藥渣纖維素、半纖維素和木質素是高分子生物質，且含量豐富，通過熱解技術轉化為生物油、可燃氣等燃料，可提高藥渣的附加值，避免資源浪費，徹底解決中藥渣環保問題。但中藥渣能源化利用設備投入較大，目前還處于起步階段，一般采用熱解、加氫裂解和催化熱解等技術。

王攀等開展了廢棄中藥渣催化熱解制取生物油的研究，結果發現熱解溫度在723 K 時，液體產物生物油產率（39%）最高[30]。以介孔分子篩SBA-15 負載Al 作為催化劑催化效果較好，液體產率最高，熱解產物中脂肪族和芳香族化合物增加，而含氧化合物減少，所得生物油的氧質量分數最低，低位熱值最高。郭飛強等對杞菊地黃丸、六味地黃丸、香砂養胃丸藥渣進行了氣化試驗，與玉米秸稈相比，三種藥渣均具有良好的氣化特性，燃氣熱值均達到5 300 kJ/m3以上，藥渣熱解氣化產生較多的焦油[31]。

張彤輝等采用循環流化床對六味地黃丸藥渣進行了氣化試驗，結果表明，氣化劑溫度、空氣當量比、水蒸氣配比對中藥渣的氣化效果均有影響[32]。孟小燕等采用沸石分子篩、介孔分子篩、Al2O3作為催化劑，在研究中藥渣催化裂解資源化技術的基礎上，估算出了某年產3 000 t 中藥渣的制藥企業采用中藥渣催化裂解資源化技術的經濟效益，節約煤炭使用量 1 040.28 t，減排二氧化碳4 161.12 t，減排廢棄中藥渣2 277.9 t[33]。結果表明，采用催化裂解資源化技術可以實現中藥渣的生態化利用，將成為中國中藥行業發展低碳經濟的重要途徑。

3 結論

中藥渣是中藥前處理、中藥制藥過程產生的廢棄物，是一類非常重要的生物資源，對其進行充分的的資源化利用，不僅能夠有效延長中藥產業鏈，提高經濟效益，還能夠有效解決中藥制藥企業長期以來因藥渣處理不當而導致的環保問題。

中藥渣的資源化利用途徑主要集中在食用菌栽培、有機肥料、畜禽飼料及添加劑、能源化利用等方面。中藥渣制備食用菌栽培、有機肥料、畜禽飼料及添加劑雖然技術設備投入小，應用前景廣闊，經濟效益明顯，但中藥渣類型的多樣性、組分的復雜性及安全的可靠性使其應用范圍受到極大限制。中藥渣能源化利用技術當前多是裂解、熱解制取可燃氣和生物油，設備投入較高，但能實現無害化利用，具有很好的發展前景，能夠帶來巨大的經濟、社會和環境效益。此外，整合現有的中藥渣資源化利用技術，科學合理地構建循環利用模式，也是中藥渣資源綜合利用、深度利用的有效途徑之一。