中药黄芩废渣在动物饲料上的开发与应用

肖智元，何思琦，李 影，郑春英

（黑龙江大学农业微生物技术教育部工程研究中心/生命科学学院/黑龙江省普通高校微生物重点实验室，哈尔滨 150500）

唇形科植物黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi）为多年生草本植物，主要分布于中国东北和内蒙古中东部，最早记录在《神农本草经》［1］。黄芩是中国使用最广泛的中草药之一，广泛用于治疗发热［2］、肺炎［3］、糖尿病［4］、高血压［5］、抗病毒［6］、抗肿瘤［7］等。随着黄芩使用率的增加，野生黄芩药材资源难以满足临床需求，从而使人工栽培黄芩数量迅速增加，然而，在黄芩药材生产及深加工产业化过程中，其非药用部位及副产物未得到有效利用，从而造成资源浪费［8］。黄芩因其化学成分多样及强大的药理作用有望成为一种绿色、毒性低且作用性强的畜禽饲料添加剂［9］。

1 黄芩的化学成分

黄芩中含有黄酮类、萜类化合物、挥发油以及多糖、氨基酸和微量元素等［10］，其中黄酮类成分是黄芩的主要化学成分和特征性成分［11］，部分成分见表1。其中黄芩苷、黄芩素是黄酮类化合物中具有生物活性的主要成分［12］。

表1 黄酮类化合物名称及结构

2 黄芩的药理作用

2.1 神经保护作用

越来越多研究表明黄芩及其衍生物对神经系统具有保护作用。Park 等［13］从黄芩中提取出伍格宁，发现其对戊四唑和电击有明显的抑制作用，具有抗惊厥作用，可能是由于其增强GABA 功能来介导的。Heo 等［14］通过免疫荧光染色分析记忆缺陷大鼠和海马祖细胞中神经元标记物的细胞，结果发现，黄芩可以明显促进记忆缺陷大鼠的记忆恢复。

2.2 抗氧化作用

在正常情况下，自由基处于动态平衡状态中，以便维持机体正常的生命活动，但若这种平衡因自由基产生过多而被打破时，可导致机体的氧化损伤。Ban 等［15］发现黄芩提取物中的酚具有很强的抗氧化性能。

2.3 抗炎作用

Yang 等［16］发现黄芩苷在不同小鼠疾病模型中可抑制单核细胞增殖，抑制巨噬细胞激活，降低Th1和Th17 相关细胞因子的产生，表明黄芩苷可能发挥抗炎作用成为治疗类风湿性关节炎候选药物。

2.4 抗肿瘤作用

研究发现，黄芩及其衍生化合物作为靶向抗癌药受到了广泛关注。Tao 等［17］发现黄芩素可能通过降低c-Myc 蛋白的表达来加速结肠癌HT-29 细胞的凋亡，并抑制肿瘤的生长。Wu 等［18］发现黄芩素可以使细胞周期在G0/G1期通过AKT-GSK3β 信号通路下调细胞周期蛋白D1，从而进一步抑SiHa 和HeLa 宫颈癌细胞的增殖。

3 中药废渣的应用概况

随着中药市场的不断发展，特别在新冠疫情中对病毒预防上的优良表现使得中药的需求量逐渐增大，随之产生的中药废渣也逐渐增多［19］。中药制品生产过程产生大量的中药废渣，通常以堆放、填埋、焚烧等传统方式被处理掉，这不仅浪费资源，而且对环境造成了污染［20］。研究表明，中药废渣中含有很多中药生产加工过程中未被完全利用的活性物质，这些残渣含有粗纤维、粗蛋白、粗脂肪和淀粉等营养物质，若将这些营养物质充分利用，可使紧张的中药资源得以缓解。此外，中药废渣中所具有的营养物质还可用来满足动物的需求，可作为禽畜饲料或饲料添加剂［21］。通常在养殖饲料中添加经过特殊发酵处理的中药废渣，可以将中药废渣中的营养物质转移到动物饲料中，不但可以增强畜禽的体质状况，还能够超越其他动物饲料添加剂的药用功能，从而降低精饲料的用量，降低成本，提高经济收入［22］。

3.1 中药废渣的成分分析

3.1.1 多糖类 李红等［23］报道提取甘草酸后的甘草渣中多糖含量为7.89%；韦云川等［24］从三七废渣中提取、分离、纯化得到一种有效成分—三七多糖，其含量可达50%，从而提高了三七的利用率，并使三七具有循环开发的利用价值。

3.1.2 黄酮类 为提高中草药的利用率，减少因药渣的废弃产生的环境问题，马逊风等［25］对通化淫羊藿药渣进行定量、定性分析，通过显色反应发现中药渣提取液中含有多种黄酮类化合物，并且通过比色法对比分析，发现淫羊藿药渣中黄酮类化合物含量为40%，若将这些剩余的黄酮类成分提取加工后，可作为兽药或饲料添加剂，具有较高的再利用价值；冷桂华［26］采用外标法，对小柴胡颗粒剂生产过程中产生的黄芩废渣进行含量分析，发现药渣中黄芩苷的含量为黄芩生药中黄芩苷总含量的70.3%，说明多数黄芩苷残留在黄芩药渣中；杨威［27］采用超声波萃取技术从黄芩药渣中提出了黄芩苷，若将此部分有效成分作为兽药或饲料添加剂使用，可提高中药黄芩的再利用价值。

3.1.3 三萜及其苷类 邹盛勤等［28］采用索氏提取法，对枇杷叶及其药渣中活性成分进行提取，结果表明，枇杷叶药渣中有6 种成分含量高于枇杷叶。

3.2 中药废渣再利用的提取工艺

常见的中药废渣再利用提取方法有有机溶剂提取法与水提取法。将中药废渣加工后，其营养价值虽然有所下降，但其中仍富含磷、钙、粗蛋白、粗纤维等，这部分营养物质可作为畜禽生长的有利条件。

为了提高中药废渣中有效活性物质的提取率和利用率，研发人员采用生物转化法，通过微生物发酵技术破坏植物细胞壁结构，从而将潜藏在植物细胞壁中的活性成分释放出来。中药废渣的发酵方式包括液体发酵、固体发酵和药用真菌双向性固体发酵。

4 中药黄芩药渣的综合应用

中药黄芩药渣不仅对畜禽具有一定的保健作用，还可以通过提高动物饲料转化率，改善畜禽产品的品质，促进生长，而且能减少对环境的污染［29］。鉴于中药黄芩浸提后的残渣中仍含有功能活性成分，直接丢弃会造成资源浪费，处理不当则污染环境［30］，可以将其有营养价值的成分作为动物饲料的添加剂，在饲料中添加一定量的发酵黄芩药渣能够改善动物生产性能和免疫功能［30］。

4.1 发酵黄芩药渣对仔猪生长的影响

胃肠疾病是导致动物死亡的主要疾病，在仔猪的饲养过程中，由于仔猪胃肠道发育不完善，免疫力低，胃肠疾病更是高发。随着中国全面禁止使用抗生素，使得仔猪因胃肠疾病致死率可达20%～30%，从而影响了养殖业的经济效益。因此，预防仔猪腹泻已成为行业内关注的热点问题。安琦等［31］将黄芩药渣采用植物乳杆菌发酵后制成饲料添加剂，对断奶仔猪进行饲喂试验，结果表明植物乳杆菌发酵后的黄芩药渣作为饲料添加剂后，能使仔猪增重，仔猪腹泻现象得以缓解，并提高了仔猪的免疫力，调节了仔猪肠道微生物菌群，为开发新型中药废渣饲料添加剂奠定了基础。

4.2 黄芩茎叶可提高鸡群免疫力

中药非药用部位的化学成分研究表明，将中药非药用部位开发利用后，可作为新型药物及新型饲料添加剂。黄芩的用药部位为根部，其茎叶往往作为废弃物被弃去。黄芩茎叶有效成分为总黄酮，具有较强的抗氧化、抗应激、抗菌消炎和提高免疫力作用［32］。黄芩茎叶超微粉能显著提高雏鸡的多种免疫功能［33］，将黄芩茎叶添加到饲料中，可明显提高雏鸡免疫应答能力，从而可替代接种疫苗，提高对雏鸡疾病的预防与控制［34］。

5 展望

中药废渣是中药前处理、中药制药过程产生的废弃物，是一类非常重要的生物资源，对其进行充分的资源化利用，能有效延长中药产业链，有效解决中药制药企业长期以来因药渣处理不当而导致的环保问题。通过对中药废渣的深入研究，发现了中药废渣的巨大价值，多集中在有效成分循环提取、食用菌栽培、生产生物有机肥、制备饲料及添加剂、环保和能源开发等领域，尤其是在动物饲料方面的应用尤其重要。中药渣药用价值显著，经加工后中药渣及其发酵物具有较高的营养价值和药学价值，在畜禽养殖过程中，可有效解决畜禽饲料原料问题，改善畜禽饲养性能，减少中药废渣的浪费及对环境的污染，有效提高中药渣的综合利用率。由于黄芩药渣中含有丰富的黄酮类化合物，可以作为饲料添加剂，不仅增加了资源利用率而且减少了环境污染。

中药废渣的开发研究还有待于进一步深入并实现产业化。中药废渣的循环生产利用需要一个全面、系统、高效的产业化发展模式，只有合理利用，才能形成现代、集约、环保的新产业。