不同復合菌劑對幾種中藥廢渣發酵效果研究

杜秀園 路貴霖 朱鋒釗 劉彥彥 鄔小蘭 胡美忠

關鍵詞：中藥廢渣;固態發酵;復合菌劑;營養價值

中藥產業是貴州省的支柱產業，產業發展使中藥廢渣量急劇增加。傳統的中藥廢渣處理方法有兩種。一是集中堆放或者掩埋;二是將廢渣曬干后焚化處理，這兩種處理方式都給生態環境帶來極大的危害，也造成了巨大的資源浪費[1-2]。中藥廢渣是在中藥材生產、中藥飲片加工、中藥提取物制備及配方顆粒生產過程中產生的[3-4]，而由于提取工藝的局限和中藥成分的復雜性，中藥廢渣尚具有一定的營養價值，它富含粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、多種微量元素及多糖等有益組分[5]。以中藥廢渣為原料，利用微生物發酵技術，生產具有一定功能的營養性飼料，不僅可以減輕中藥廢渣處理不當導致的環境污染，還可以對中藥資源進一步開發利用，避免浪費，同時這種新型飼料還具有促進動物機體新陳代謝、增強動物對疾病的抵御能力、改善動物生長性能等作用[6-7]。

中藥廢渣中含有的粗纖維可有效提高日糧中的粗纖維水平，起到促進消化道發育、刺激胃腸蠕動、增加分泌消化液的作用，因此，非常適合作為反芻動物的飼料添加劑，但日糧中過高的粗纖維適口性會降低，也會降低動物對養分的利用率，特別是單胃動物對粗纖維的利用率極低[8]。中藥廢渣中的粗灰分含量能反映中藥渣中所具有的礦物元素的總量，礦物元素參與動物機體內一系列重要的生理生化反應，對維持動物的健康、促進生長和繁殖發揮重要的作用[9]。中藥廢渣中還含有粗蛋白和粗脂肪，可作為日糧中的氮源補充和能量供給。本研究以芽孢桿菌、乳酸菌、米曲霉菌、黑曲霉菌四種常用的飼用微生物組成不同復合菌劑[10]，采用固態發酵的方式，對貴州省大宗藥材纈草、藤茶、杜仲、太子參在生產過程中產生的中藥廢渣進行發酵，并分析發酵后中藥廢渣粗灰分、粗纖維、粗脂肪、粗蛋白含量變化，旨在為中藥廢渣的合理開發利用提供數據參考。

一、材料與儀器

（一） 材料

1、復合菌劑。枯草芽孢桿菌（Bacillu s.su btilis） S21，本實驗室分離篩選鑒定，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號：CGMCC No.15544;植物乳桿菌（Lactobacillu s plan taru m ） 163，分離自銅仁市發酵食品;米曲霉、黑曲霉采購自中國普通微生物保藏中心。

2、供試中藥廢渣與試劑。纈草、藤茶、杜仲、太子參四種中藥廢渣由貴州省苗藥生物技術有限公司提供，為便于發酵過程中的水分控制，中藥廢渣由晾曬場自然晾干。其他試劑為市售，分析純。

（二） 主要儀器

EXPERT15K-R 臺式高速冷凍離心機（湖南吉爾森科技發展有限公司）;BPH-9042 恒溫培養箱（上海一恒科學儀器有限公司）;HVE-50 高壓滅菌鍋;XT5118L-OV240 電熱鼓風干燥箱（杭州雪中炭恒溫技術有限公司）。

二、方法

（一） 試驗設計

試驗分為對照組和處理組，其中對照組不加菌種發酵，處理組分別加入不同復合菌劑，具體處理設置情況見表1。采用固態發酵方法[11-13]，首先向中藥廢渣中添加尿素1%、紅糖10%、豆粕10%，然后粉碎至40 目，加入適量的水，加水量以用手能將藥渣捏成團不散開且指縫間無水流出為度，蒸1h;處理組按表1 設置情況分別加入1%的菌液，密封，置于培養箱中，37℃培養72h。

（二） 中藥廢渣發酵后感官評價

通過觀察、嗅和觸摸的方法對各處理組樣品進行感官評定。根據各指標的重要性，運用AHP 層次分析法，將氣味、質地、顏色作為權重指標，通過SPSSPRO 分析計算各指標的權重值，氣味為25.83%，質地為63.7%，顏色為10.47%，一致性比例因子（CR）=0.0367<0.1，表明各指標成分所得權重具有一致性。綜合評分（T） =S 氣味×25.83%+S 質地×63.7%+S 顏色×10.47% （S 為各指標打分）。

（三） 發酵后藥渣營養成分含量測定

粗蛋白含量測定按照GB/T6432-94 方法;粗灰分含量測定按照GB/T6438- 2007 方法; 粗脂肪含量測定參照GB方法。

（四） 數據的統計分析

采用SPSS 23.0 軟件對試驗數據進行統計分析，試驗數據以“平均值±標準差”表示，P<0.05 表示差異顯著，P<0.01 表示差異極顯著。

三、結果與分析

（一）中藥廢渣發酵后感官評價結果

經復合菌劑發酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲藥渣感官評價綜合評分均較對照組有所提高，說明以復合菌劑發酵能改善中藥廢渣的氣味、質地和顏色，可能會增加飼養動物的采食意愿。其中，纈草藥渣感官評分最高的為以Mix4 復合菌劑發酵;藤茶藥渣感官評分最高的為以Mix1 復合菌劑發酵;太子參、杜仲藥渣感官評分最高的為以Mix2 復合菌劑發酵。中藥廢渣發酵后感官綜合評分情況見表2。

（二）中藥廢渣發酵后常規營養成分的含量變化

1、發酵后粗灰分的含量變化。與對照組相比，經不同復合菌劑發酵后，四種中藥廢渣中的粗灰分含量變化不大。其中，以復合菌劑Mix1 發酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗灰分含量分別提高了6.53%、9.26%、8.40%、4.87%;以復合菌劑Mix2 發酵后，纈草、太子參、杜仲粗灰分含量分別提高了9.50%、12.41%、1.51%，藤茶粗灰分含量降低了0.95%;以復合菌劑Mix3 發酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗灰分含量分別提高了7.57%、7.36%、11.68%、0.34%;以復合菌劑Mix4 發酵后，太子參粗灰分含量提高了3.65%，纈草、藤茶、杜仲粗灰分含量分別降低了5.93%、7.13%、4.71%。具體情況見表3。

由表3 可知，四種中藥廢渣經不同復合菌劑發酵后，纈草粗灰分含量與對照組相比存在顯著性差異的是2 組和3 組（P<0.05）;藤茶、太子參與杜仲經復合菌劑發酵后，其粗灰分含量與對照組相比均不存在顯著性差異（P>0.05）。

2、發酵后粗脂肪的含量變化。與對照組相比，經不同復合菌劑發酵后，四種中藥廢渣的粗脂肪都有不同程度的變化。其中，以復合菌劑Mix1 發酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗脂肪含量分別提高了39.55%、6.05%、131.67%、5.12%;以復合菌劑Mix2 發酵后，纈草、藤茶、太子參粗脂肪含量分別提高了23.73%、69.35%、136.67%，杜仲粗脂肪含量降低了3.36%;以復合菌劑Mix3 發酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗脂肪含量分別提高了10.73%、41.93%、63.33%、12.43%;以復合菌劑Mix4 發酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗脂肪含量分別提高了37.29%、43.15%、80.00%、12.43%。具體情況見表4。

由表4 可知，四種中藥廢渣經不同復合菌劑發酵后，纈草粗脂肪含量與對照組相比存在顯著性差異的是1 組、2 組和4 組（P<0.05）;藤茶粗脂肪含量與對照組相比存在顯著性差異的是2 組、3 組和4 組（P<0.05）;太子參粗脂肪含量與對照組相比存在顯著性差異的是1 組、2 組和4 組（P<0.05）;杜仲粗脂肪含量與對照組相比存在顯著性差異的是2組和4 組（P<0.05）。

3、發酵后粗蛋白的含量變化。與對照組相比，經不同復合菌劑發酵后，四種中藥廢渣的粗蛋白都有一定程度的變化。其中，以復合菌劑Mix1 發酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗蛋白含量分別提高了5.80%、3.74%、4.28%、3.26%;以復合菌劑Mix2 發酵后，太子參、杜仲粗蛋白含量分別提高了1.14%、0.68%，纈草、藤茶粗蛋白含量分別降低了6.10%、5.02%;以復合菌劑Mix3 發酵后，纈草、太子參粗蛋白含量分別提高了4.02%、4.66%，藤茶、杜仲粗蛋白含量分別降低了8.20%、1.42%;以復合菌劑Mix4 發酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗蛋白含量分別提高了0.69%、4.17%、1.47%、4.30%。具體情況見表5。

由表5 可知，四種中藥廢渣經不同復合菌劑發酵后，纈草、太子參、杜仲粗蛋白含量與對照組相比不存在顯著性差異（P>0.05）;藤茶處理3 組粗蛋白含量與對照組相比存在顯著性差異（P<0.05）。

4、發酵后粗纖維的含量變化。與對照組相比，經不同復合菌劑發酵后，四種中藥廢渣的粗纖維都有不同程度的變化。其中，以復合菌劑Mix1 發酵后，纈草粗纖維含量提高了0.30%;藤茶、太子參、杜仲粗纖維含量分別降低了14.82%、6.09%、10.54%;以復合菌劑Mix2 發酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗纖維含量分別降低了14.14% 、14.09%、9.94%、10.49%;以復合菌劑Mix3 發酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗纖維含量分別降低了17.11% 、33.51%、13.59%、12.80%;以復合菌劑Mix4 發酵后，纈草、藤茶、杜仲粗纖維含量分別降低了15.47%、3.55%、11.00%，太子參粗纖維含量增加了0.20%。具體情況見表6。

由表6 可知，四種中藥廢渣經不同復合菌劑發酵后，纈草、太子參粗纖維含量與對照組相比不存在顯著性差異（P>0.05）;藤茶粗纖維含量與對照組相比存在顯著性差異的是1 組、2 組和3 組（P<0.05）;杜仲各處理組粗纖維含量與對照組相比均存在顯著性差異（P<0.05）。

四、結論與討論

采用不同的發酵菌株及復合菌劑的組成對發酵結果有著重要的影響，本試驗當中所選用的乳酸菌、芽孢桿菌是實驗室經過多次篩選所培養的高產優勢菌株。從試驗結果來看，利用四種復合菌劑對纈草、藤茶、太子參和杜仲四種中藥廢渣進行發酵后，其粗蛋白質和粗脂肪有不同程度的提高，有研究表明，利用微生物發酵可以較大程度地提高藥渣中單細胞蛋白質含量[14]，發酵過程中大量菌體蛋白的生成使發酵產物中的粗蛋白質含量升髙;發酵后的粗纖維含量有所降低，這是因為微生物復合菌群和某些真菌能降解中藥渣中的纖維素[15]。綜上所述，四種中藥廢渣經不同復合菌劑發酵后，其營養價值得到提高，適口性得以改善，可作為飼料添加劑用于養殖生產。且發酵后，中藥廢渣的氣味、質地得到改善，能增加動物的采食意愿，作為飼料添加劑其在增強動物免疫力和生長性能方面的作用，有待進一步研究。