中药材秸秆资源饲料化利用研究进展

杨东燃，韦 体，潘 峰，金 亮，何 琴，郭鹏辉

（西北民族大学 生命科学与工程学院，甘肃 兰州 730030）

中药产业是生物医药行业的重要分支。近年来，我国制定了大量扶持中药行业发展的政策，使中药产业得到了蓬勃发展，中药材的种植面积、产量、产值均大幅增长。然而，随着中药种植业的快速发展，其在种植、加工和生产过程中会产生大量秸秆资源，大量的秸秆资源堆积、焚烧后不仅会污染生态环境，而且会造成资源的巨大浪费。因此，如何有效利用中药材秸秆资源已成为一个亟待解决的难题[1]。同时，有效回收利用中药材秸秆资源，将节约资源、发展循环经济落到实处，不仅是一个国家及其行业科学技术、生产力水平高低的重要判定标准，也是和国家经济社会与生态环境健康可持续发展相关联的重大战略问题[2]。为此，本文从中药材秸秆的特性、饲料化利用研究现状、有效成分含量及其开发利用优势等几个方面阐述了中药材秸秆生产无抗饲料的可行性，并讨论了中药材秸秆其饲料化利用过程中存在的问题及解决办法，以期为中药材秸秆资源的综合利用以及无抗饲料的开发利用提供一定参考。

1 中药材秸秆的特性

中药材秸秆是一类含有大量木质素、纤维素、半纤维素、氨基酸和多种微量元素等养分的可再生生物质资源，是农业生产的主要副产品[3]，其具有资源丰富、分布广泛、产量大、易变质和难降解等特点[3-6]。传统农业中以焚烧、堆放为主的秸秆处理方式，既造成了资源的巨大浪费，又给环境带来了污染。因此，中药材秸秆资源的合理化利用，不仅关乎广大农民的切身利益，而且关系到环境保护及可再生资源的有效利用等[7]。

2 中药材秸秆饲料化利用研究现状

我国是中药种植、加工与生产大国，目前已有300余种常用中药实现人工栽培生产，总种植面积在4.67×106hm2以上，中药深加工产业过程消耗药材量每年约8.5×107t，生产过程直接产生废弃非药用物约7.5×107t，加上加工过程形成的下脚料，总量超过1亿t[3]。由此可见，中药材秸秆资源整体呈数量大、成本低等特点。原农业部发布《全国节粮型畜牧业发展规划（2011—2020年）》的通知表示，发展节粮型畜牧业是保障畜产品有效供给、缓解粮食供求矛盾、丰富居民膳食结构的重要途径。因此，将中药资源产业化过程产生的秸秆类副产物作为饲料原料开发新型饲料，不仅可以实现中药材秸秆的资源化利用，而且可以满足我国畜牧业对饲料产品日益增加的需求量[8]。

研究表明，中药材秸秆的饲料化利用是科学的、可行的。韩宏锋[9]等利用甘草茎叶和芦苇进行混合青贮，结果表明随着甘草在混贮料中比例的增加，混贮料中粗蛋白含量增加趋势明显，说明在混合青贮中添加甘草茎叶能够有效提高粗蛋白含量。周庆民[10]等对黄芪茎叶进行生物发酵，并对比了黄芪茎叶发酵前后营养成分的变化，结果表明，发酵后黄芪茎叶中总皂苷、多糖含量、黄酮含量等药效成分及干物质、粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、粗灰分、无氮浸出物、钙、磷、微量元素等营养成分含量均有明显提升。

3 中药材秸秆的有效成分及生产无抗饲料的优势

3.1 中药材秸秆的有效成分

以我国传统中草药黄芪为例，其药用成分主要包括黄酮类、皂苷类、多糖、氨基酸、微量元素等，具有调节免疫、抗病毒、抗氧化和抗应激等多种功效。谢新然[11]等对黄芪地上、地下部分的化学成分以及药效学比较结果表明，从构成成分上来看，黄芪秸秆含有与黄芪根相似的化学物质，两者只是存在含量上的差异。

大黄茎叶也含有与根及根茎相似的化学成分，主要有蒽醌类及其衍生物、鞣制等活性物质。它还含有地上植物大部分都有的一些氨基酸、微量元素等营养成分以及草酸的其他成分。大黄作为一种传统中药材品种，具有清热降火、凉血解毒、浑热通肠、抗菌消炎、驱瘀通经等功效，而大黄地上部分含有与地下部分相似的成分，也具有相似的药理作用[12]。

研究表明，北柴胡茎叶中可分离鉴定出7个化合物，其中3个黄酮类化合物分别为柴胡色原酮酸、山萘酚、芦丁，4个酚酸类化合物分别为咖啡酸乙酯、香草酸、水杨酸、原儿茶酸，其中水杨酸、咖啡酸乙酯、原儿茶酸是首次从柴胡属植物中分离得到，说明北柴胡茎叶具有一定的解热抗炎作用[13,14]。

任宏远[15]等对当归根与秸秆、黄芪根与秸秆、党参根与秸秆分别进行了营养成分分析，发现当归、黄芪、党参的根和秸秆中营养成分基本相似，主要是在含量上有微小差别，且秸秆中钙含量、粗灰分远高于根的含量。

3.2 利用中药材秸秆生产无抗饲料的优势

第一，具有无抗药性。某些中药材秸秆含有和药用部分相似的化学组分，因此亦具有一定的抗微生物和抗寄生虫的作用，且不产生抗药性，可供动物长期食用。第二，可药食两用。中药材秸秆不仅含有粗蛋白等动物生长必需的营养物质，而且含有大量的药效成分，既是良好的动物饲料，又是改善动物健康状况、提升动物免疫力的天然药物。第三，无明显的毒副作用。中药或来源于野外山林，或来源于人工科学种植，大多数中药无毒害，有针对性地合理配制对动物机体无毒害作用。第四，来源广泛且成本低廉。目前中药种类繁多，种植面积巨大，可在了解其药性之后加以利用，中药材秸秆作为饲料原料具有来源广、成本低廉的特点[16]。第五，不含抗生素。随着饲料禁抗时代的到来，“无抗”饲料或“减抗”饲料是饲料发展的必然趋势，某些中药具有良好的抗菌抗病毒作用，是抗生素的良好替代品之一[17]。

4 中药材秸秆饲料化利用过程中存在的问题及解决办法

中药材秸秆可通过物理处理、化学处理、生物处理等方式加工成饲料，而生物处理是目前最具有实用价值和最受关注的处理方式[18]，但总的来看，生物处理过程中仍存在以下问题。

4.1 针对中药材秸秆饲料的品质评价尚缺乏系统性的研究

中药材秸秆种类多，来源广泛，不同中药材秸秆之间营养成分和化学成分含量差异较大，饲料的品质无法得到保证。除此之外，关于中药材秸秆饲料的适口性研究较少。保证以中药材秸秆为新型饲料原料，不会影响饲料质量和饲喂效果，能确保中药材秸秆饲料的市场。只有解决中药材秸秆新型饲料的品质问题，才能扩大中药材秸秆饲料的发展规模，加快中药材秸秆的饲料化利用发展进程。

4.2 亟待进行能高效利用中药材秸秆优良菌株的筛选研究

目前运用于饲料生产的发酵菌种类众多，且降解纤维素、木质素的能力各不相同，因此需要根据中药材秸秆的组成成分及中药材秸秆的特性，筛选出能够高效利用中药材秸秆中营养成分的优良菌株。只有在筛选出对新型发酵基质具有较好抵抗力和适应性菌株的同时，改良发酵培养基的配方，才能提高中药材秸秆资源的有效利用率。

4.3 缺乏针对中药材秸秆饲料的安全性评价研究

目前关于中药材秸秆饲料的研究主要集中在制备方法和工艺上，很少有人注意到其作为饲料原料可能带来的潜在安全风险，且人工栽培的一些中药材存在有毒、农药残留和重金属含量超标等问题。因此，有必要对中药材秸秆饲料的有害成分进行针对性检测，科学全面评价中药材秸秆饲料的安全性。

除此之外，中药材秸秆在饲料化利用过程中还有以下制约因素。

其一，中药材秸秆综合再利用的相关技术还存在很大的发展空间。目前人们对中药材秸秆饲料化利用的研究大多集中在可行性研究、制作方法、饲喂价值等方面，仍处于较为初级的阶段。对验证中药材秸秆饲料的安全性、中药材秸秆饲料工厂化生产工艺的研究仍然存在很多空白。因此，应对各种中药材秸秆的特点和成分进行详细分析，针对种类不同、作用各异的中药材秸秆建立对应的科学合理的饲料化利用体系[19]。

其二，缺乏相关法律法规和规范标准来监管中药材秸秆回收加工再利用的过程。目前已有300多种中药材实现人工栽培种植，然而种植、加工和生产过程产生的中药材秸秆类型多种多样，部分中药材秸秆具有一定的毒性或对适口性有一定影响。因此，在对中药材秸秆充分研究的前提下，应将可饲用的中药材秸秆种类加入饲料原料及饲料添加剂目录中，并确定中药材秸秆饲料适用畜禽范围。同时，对可用作饲料原料的中药材秸秆在种植过程中投入的物品种类和使用量要进行限制，有毒有害物质的残留量也要受到限制。最后，要针对中药材秸秆饲料产品的发酵菌种、方法和条件制定行业规范，保证中药材秸秆饲料产品的安全稳定[8]。

总之，随着环境问题的日益突出和资源短缺问题的逐渐加剧，走绿色可持续发展道路已成为全球关注的焦点，且已成为各个行业发展及人类生产实践活动的行为准则，运用科学有效的技术将中药材秸秆资源开发利用成为有价值的饲用品原料，不仅能消除中药材秸秆对环境的污染，有效利用中药材秸秆资源，而且能为企业带来良好的经济效益，符合可持续发展趋势，能够实现资源的循环利用和绿色发展[17]。