中藥黃芩廢渣在動(dòng)物飼料上的開發(fā)與應(yīng)用

肖智元，何思琦，李 影，鄭春英

（黑龍江大學(xué)農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)教育部工程研究中心/生命科學(xué)學(xué)院/黑龍江省普通高校微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150500）

唇形科植物黃芩（Scutellaria baicalensis Georgi）為多年生草本植物，主要分布于中國(guó)東北和內(nèi)蒙古中東部，最早記錄在《神農(nóng)本草經(jīng)》［1］。黃芩是中國(guó)使用最廣泛的中草藥之一，廣泛用于治療發(fā)熱［2］、肺炎［3］、糖尿病［4］、高血壓［5］、抗病毒［6］、抗腫瘤［7］等。隨著黃芩使用率的增加，野生黃芩藥材資源難以滿足臨床需求，從而使人工栽培黃芩數(shù)量迅速增加，然而，在黃芩藥材生產(chǎn)及深加工產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中，其非藥用部位及副產(chǎn)物未得到有效利用，從而造成資源浪費(fèi)［8］。黃芩因其化學(xué)成分多樣及強(qiáng)大的藥理作用有望成為一種綠色、毒性低且作用性強(qiáng)的畜禽飼料添加劑［9］。

1 黃芩的化學(xué)成分

黃芩中含有黃酮類、萜類化合物、揮發(fā)油以及多糖、氨基酸和微量元素等［10］，其中黃酮類成分是黃芩的主要化學(xué)成分和特征性成分［11］，部分成分見表1。其中黃芩苷、黃芩素是黃酮類化合物中具有生物活性的主要成分［12］。

表1 黃酮類化合物名稱及結(jié)構(gòu)

2 黃芩的藥理作用

2.1 神經(jīng)保護(hù)作用

越來(lái)越多研究表明黃芩及其衍生物對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)具有保護(hù)作用。Park 等［13］從黃芩中提取出伍格寧，發(fā)現(xiàn)其對(duì)戊四唑和電擊有明顯的抑制作用，具有抗驚厥作用，可能是由于其增強(qiáng)GABA 功能來(lái)介導(dǎo)的。Heo 等［14］通過(guò)免疫熒光染色分析記憶缺陷大鼠和海馬祖細(xì)胞中神經(jīng)元標(biāo)記物的細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，黃芩可以明顯促進(jìn)記憶缺陷大鼠的記憶恢復(fù)。

2.2 抗氧化作用

在正常情況下，自由基處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)中，以便維持機(jī)體正常的生命活動(dòng)，但若這種平衡因自由基產(chǎn)生過(guò)多而被打破時(shí)，可導(dǎo)致機(jī)體的氧化損傷。Ban 等［15］發(fā)現(xiàn)黃芩提取物中的酚具有很強(qiáng)的抗氧化性能。

2.3 抗炎作用

Yang 等［16］發(fā)現(xiàn)黃芩苷在不同小鼠疾病模型中可抑制單核細(xì)胞增殖，抑制巨噬細(xì)胞激活，降低Th1和Th17 相關(guān)細(xì)胞因子的產(chǎn)生，表明黃芩苷可能發(fā)揮抗炎作用成為治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎候選藥物。

2.4 抗腫瘤作用

研究發(fā)現(xiàn)，黃芩及其衍生化合物作為靶向抗癌藥受到了廣泛關(guān)注。Tao 等［17］發(fā)現(xiàn)黃芩素可能通過(guò)降低c-Myc 蛋白的表達(dá)來(lái)加速結(jié)腸癌HT-29 細(xì)胞的凋亡，并抑制腫瘤的生長(zhǎng)。Wu 等［18］發(fā)現(xiàn)黃芩素可以使細(xì)胞周期在G0/G1期通過(guò)AKT-GSK3β 信號(hào)通路下調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1，從而進(jìn)一步抑SiHa 和HeLa 宮頸癌細(xì)胞的增殖。

3 中藥廢渣的應(yīng)用概況

隨著中藥市場(chǎng)的不斷發(fā)展，特別在新冠疫情中對(duì)病毒預(yù)防上的優(yōu)良表現(xiàn)使得中藥的需求量逐漸增大，隨之產(chǎn)生的中藥廢渣也逐漸增多［19］。中藥制品生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生大量的中藥廢渣，通常以堆放、填埋、焚燒等傳統(tǒng)方式被處理掉，這不僅浪費(fèi)資源，而且對(duì)環(huán)境造成了污染［20］。研究表明，中藥廢渣中含有很多中藥生產(chǎn)加工過(guò)程中未被完全利用的活性物質(zhì)，這些殘?jiān)写掷w維、粗蛋白、粗脂肪和淀粉等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，若將這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分利用，可使緊張的中藥資源得以緩解。此外，中藥廢渣中所具有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還可用來(lái)滿足動(dòng)物的需求，可作為禽畜飼料或飼料添加劑［21］。通常在養(yǎng)殖飼料中添加經(jīng)過(guò)特殊發(fā)酵處理的中藥廢渣，可以將中藥廢渣中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到動(dòng)物飼料中，不但可以增強(qiáng)畜禽的體質(zhì)狀況，還能夠超越其他動(dòng)物飼料添加劑的藥用功能，從而降低精飼料的用量，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)收入［22］。

3.1 中藥廢渣的成分分析

3.1.1 多糖類 李紅等［23］報(bào)道提取甘草酸后的甘草渣中多糖含量為7.89%；韋云川等［24］從三七廢渣中提取、分離、純化得到一種有效成分—三七多糖，其含量可達(dá)50%，從而提高了三七的利用率，并使三七具有循環(huán)開發(fā)的利用價(jià)值。

3.1.2 黃酮類 為提高中草藥的利用率，減少因藥渣的廢棄產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題，馬遜風(fēng)等［25］對(duì)通化淫羊藿藥渣進(jìn)行定量、定性分析，通過(guò)顯色反應(yīng)發(fā)現(xiàn)中藥渣提取液中含有多種黃酮類化合物，并且通過(guò)比色法對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)淫羊藿藥渣中黃酮類化合物含量為40%，若將這些剩余的黃酮類成分提取加工后，可作為獸藥或飼料添加劑，具有較高的再利用價(jià)值；冷桂華［26］采用外標(biāo)法，對(duì)小柴胡顆粒劑生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的黃芩廢渣進(jìn)行含量分析，發(fā)現(xiàn)藥渣中黃芩苷的含量為黃芩生藥中黃芩苷總含量的70.3%，說(shuō)明多數(shù)黃芩苷殘留在黃芩藥渣中；楊威［27］采用超聲波萃取技術(shù)從黃芩藥渣中提出了黃芩苷，若將此部分有效成分作為獸藥或飼料添加劑使用，可提高中藥黃芩的再利用價(jià)值。

3.1.3 三萜及其苷類 鄒盛勤等［28］采用索氏提取法，對(duì)枇杷葉及其藥渣中活性成分進(jìn)行提取，結(jié)果表明，枇杷葉藥渣中有6 種成分含量高于枇杷葉。

3.2 中藥廢渣再利用的提取工藝

常見的中藥廢渣再利用提取方法有有機(jī)溶劑提取法與水提取法。將中藥廢渣加工后，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值雖然有所下降，但其中仍富含磷、鈣、粗蛋白、粗纖維等，這部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可作為畜禽生長(zhǎng)的有利條件。

為了提高中藥廢渣中有效活性物質(zhì)的提取率和利用率，研發(fā)人員采用生物轉(zhuǎn)化法，通過(guò)微生物發(fā)酵技術(shù)破壞植物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，從而將潛藏在植物細(xì)胞壁中的活性成分釋放出來(lái)。中藥廢渣的發(fā)酵方式包括液體發(fā)酵、固體發(fā)酵和藥用真菌雙向性固體發(fā)酵。

4 中藥黃芩藥渣的綜合應(yīng)用

中藥黃芩藥渣不僅對(duì)畜禽具有一定的保健作用，還可以通過(guò)提高動(dòng)物飼料轉(zhuǎn)化率，改善畜禽產(chǎn)品的品質(zhì)，促進(jìn)生長(zhǎng)，而且能減少對(duì)環(huán)境的污染［29］。鑒于中藥黃芩浸提后的殘?jiān)腥院泄δ芑钚猿煞郑苯觼G棄會(huì)造成資源浪費(fèi)，處理不當(dāng)則污染環(huán)境［30］，可以將其有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的成分作為動(dòng)物飼料的添加劑，在飼料中添加一定量的發(fā)酵黃芩藥渣能夠改善動(dòng)物生產(chǎn)性能和免疫功能［30］。

4.1 發(fā)酵黃芩藥渣對(duì)仔豬生長(zhǎng)的影響

胃腸疾病是導(dǎo)致動(dòng)物死亡的主要疾病，在仔豬的飼養(yǎng)過(guò)程中，由于仔豬胃腸道發(fā)育不完善，免疫力低，胃腸疾病更是高發(fā)。隨著中國(guó)全面禁止使用抗生素，使得仔豬因胃腸疾病致死率可達(dá)20%～30%，從而影響了養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，預(yù)防仔豬腹瀉已成為行業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。安琦等［31］將黃芩藥渣采用植物乳桿菌發(fā)酵后制成飼料添加劑，對(duì)斷奶仔豬進(jìn)行飼喂試驗(yàn)，結(jié)果表明植物乳桿菌發(fā)酵后的黃芩藥渣作為飼料添加劑后，能使仔豬增重，仔豬腹瀉現(xiàn)象得以緩解，并提高了仔豬的免疫力，調(diào)節(jié)了仔豬腸道微生物菌群，為開發(fā)新型中藥廢渣飼料添加劑奠定了基礎(chǔ)。

4.2 黃芩莖葉可提高雞群免疫力

中藥非藥用部位的化學(xué)成分研究表明，將中藥非藥用部位開發(fā)利用后，可作為新型藥物及新型飼料添加劑。黃芩的用藥部位為根部，其莖葉往往作為廢棄物被棄去。黃芩莖葉有效成分為總黃酮，具有較強(qiáng)的抗氧化、抗應(yīng)激、抗菌消炎和提高免疫力作用［32］。黃芩莖葉超微粉能顯著提高雛雞的多種免疫功能［33］，將黃芩莖葉添加到飼料中，可明顯提高雛雞免疫應(yīng)答能力，從而可替代接種疫苗，提高對(duì)雛雞疾病的預(yù)防與控制［34］。

5 展望

中藥廢渣是中藥前處理、中藥制藥過(guò)程產(chǎn)生的廢棄物，是一類非常重要的生物資源，對(duì)其進(jìn)行充分的資源化利用，能有效延長(zhǎng)中藥產(chǎn)業(yè)鏈，有效解決中藥制藥企業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)因藥渣處理不當(dāng)而導(dǎo)致的環(huán)保問(wèn)題。通過(guò)對(duì)中藥廢渣的深入研究，發(fā)現(xiàn)了中藥廢渣的巨大價(jià)值，多集中在有效成分循環(huán)提取、食用菌栽培、生產(chǎn)生物有機(jī)肥、制備飼料及添加劑、環(huán)保和能源開發(fā)等領(lǐng)域，尤其是在動(dòng)物飼料方面的應(yīng)用尤其重要。中藥渣藥用價(jià)值顯著，經(jīng)加工后中藥渣及其發(fā)酵物具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥學(xué)價(jià)值，在畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中，可有效解決畜禽飼料原料問(wèn)題，改善畜禽飼養(yǎng)性能，減少中藥廢渣的浪費(fèi)及對(duì)環(huán)境的污染，有效提高中藥渣的綜合利用率。由于黃芩藥渣中含有豐富的黃酮類化合物，可以作為飼料添加劑，不僅增加了資源利用率而且減少了環(huán)境污染。

中藥廢渣的開發(fā)研究還有待于進(jìn)一步深入并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。中藥廢渣的循環(huán)生產(chǎn)利用需要一個(gè)全面、系統(tǒng)、高效的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式，只有合理利用，才能形成現(xiàn)代、集約、環(huán)保的新產(chǎn)業(yè)。