不同复合菌剂对几种中药废渣发酵效果研究

杜秀园 路贵霖 朱锋钊 刘彦彦 邬小兰 胡美忠

关键词：中药废渣;固态发酵;复合菌剂;营养价值

中药产业是贵州省的支柱产业，产业发展使中药废渣量急剧增加。传统的中药废渣处理方法有两种。一是集中堆放或者掩埋;二是将废渣晒干后焚化处理，这两种处理方式都给生态环境带来极大的危害，也造成了巨大的资源浪费[1-2]。中药废渣是在中药材生产、中药饮片加工、中药提取物制备及配方颗粒生产过程中产生的[3-4]，而由于提取工艺的局限和中药成分的复杂性，中药废渣尚具有一定的营养价值，它富含粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、多种微量元素及多糖等有益组分[5]。以中药废渣为原料，利用微生物发酵技术，生产具有一定功能的营养性饲料，不仅可以减轻中药废渣处理不当导致的环境污染，还可以对中药资源进一步开发利用，避免浪费，同时这种新型饲料还具有促进动物机体新陈代谢、增强动物对疾病的抵御能力、改善动物生长性能等作用[6-7]。

中药废渣中含有的粗纤维可有效提高日粮中的粗纤维水平，起到促进消化道发育、刺激胃肠蠕动、增加分泌消化液的作用，因此，非常适合作为反刍动物的饲料添加剂，但日粮中过高的粗纤维适口性会降低，也会降低动物对养分的利用率，特别是单胃动物对粗纤维的利用率极低[8]。中药废渣中的粗灰分含量能反映中药渣中所具有的矿物元素的总量，矿物元素参与动物机体内一系列重要的生理生化反应，对维持动物的健康、促进生长和繁殖发挥重要的作用[9]。中药废渣中还含有粗蛋白和粗脂肪，可作为日粮中的氮源补充和能量供给。本研究以芽孢杆菌、乳酸菌、米曲霉菌、黑曲霉菌四种常用的饲用微生物组成不同复合菌剂[10]，采用固态发酵的方式，对贵州省大宗药材缬草、藤茶、杜仲、太子参在生产过程中产生的中药废渣进行发酵，并分析发酵后中药废渣粗灰分、粗纤维、粗脂肪、粗蛋白含量变化，旨在为中药废渣的合理开发利用提供数据参考。

一、材料与仪器

（一） 材料

1、复合菌剂。枯草芽孢杆菌（Bacillu s.su btilis） S21，本实验室分离筛选鉴定，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号：CGMCC No.15544;植物乳杆菌（Lactobacillu s plan taru m ） 163，分离自铜仁市发酵食品;米曲霉、黑曲霉采购自中国普通微生物保藏中心。

2、供试中药废渣与试剂。缬草、藤茶、杜仲、太子参四种中药废渣由贵州省苗药生物技术有限公司提供，为便于发酵过程中的水分控制，中药废渣由晾晒场自然晾干。其他试剂为市售，分析纯。

（二） 主要仪器

EXPERT15K-R 台式高速冷冻离心机（湖南吉尔森科技发展有限公司）;BPH-9042 恒温培养箱（上海一恒科学仪器有限公司）;HVE-50 高压灭菌锅;XT5118L-OV240 电热鼓风干燥箱（杭州雪中炭恒温技术有限公司）。

二、方法

（一） 试验设计

试验分为对照组和处理组，其中对照组不加菌种发酵，处理组分别加入不同复合菌剂，具体处理设置情况见表1。采用固态发酵方法[11-13]，首先向中药废渣中添加尿素1%、红糖10%、豆粕10%，然后粉碎至40 目，加入适量的水，加水量以用手能将药渣捏成团不散开且指缝间无水流出为度，蒸1h;处理组按表1 设置情况分别加入1%的菌液，密封，置于培养箱中，37℃培养72h。

（二） 中药废渣发酵后感官评价

通过观察、嗅和触摸的方法对各处理组样品进行感官评定。根据各指标的重要性，运用AHP 层次分析法，将气味、质地、颜色作为权重指标，通过SPSSPRO 分析计算各指标的权重值，气味为25.83%，质地为63.7%，颜色为10.47%，一致性比例因子（CR）=0.0367<0.1，表明各指标成分所得权重具有一致性。综合评分（T） =S 气味×25.83%+S 质地×63.7%+S 颜色×10.47% （S 为各指标打分）。

（三） 发酵后药渣营养成分含量测定

粗蛋白含量测定按照GB/T6432-94 方法;粗灰分含量测定按照GB/T6438- 2007 方法; 粗脂肪含量测定参照GB方法。

（四） 数据的统计分析

采用SPSS 23.0 軟件对试验数据进行统计分析，试验数据以“平均值±标准差”表示，P<0.05 表示差异显著，P<0.01 表示差异极显著。

三、结果与分析

（一）中药废渣发酵后感官评价结果

经复合菌剂发酵后，缬草、藤茶、太子参、杜仲药渣感官评价综合评分均较对照组有所提高，说明以复合菌剂发酵能改善中药废渣的气味、质地和颜色，可能会增加饲养动物的采食意愿。其中，缬草药渣感官评分最高的为以Mix4 复合菌剂发酵;藤茶药渣感官评分最高的为以Mix1 复合菌剂发酵;太子参、杜仲药渣感官评分最高的为以Mix2 复合菌剂发酵。中药废渣发酵后感官综合评分情况见表2。

（二）中药废渣发酵后常规营养成分的含量变化

1、发酵后粗灰分的含量变化。与对照组相比，经不同复合菌剂发酵后，四种中药废渣中的粗灰分含量变化不大。其中，以复合菌剂Mix1 发酵后，缬草、藤茶、太子参、杜仲粗灰分含量分别提高了6.53%、9.26%、8.40%、4.87%;以复合菌剂Mix2 发酵后，缬草、太子参、杜仲粗灰分含量分别提高了9.50%、12.41%、1.51%，藤茶粗灰分含量降低了0.95%;以复合菌剂Mix3 发酵后，缬草、藤茶、太子参、杜仲粗灰分含量分别提高了7.57%、7.36%、11.68%、0.34%;以复合菌剂Mix4 发酵后，太子参粗灰分含量提高了3.65%，缬草、藤茶、杜仲粗灰分含量分别降低了5.93%、7.13%、4.71%。具体情况见表3。

由表3 可知，四种中药废渣经不同复合菌剂发酵后，缬草粗灰分含量与对照组相比存在显著性差异的是2 组和3 组（P<0.05）;藤茶、太子参与杜仲经复合菌剂发酵后，其粗灰分含量与对照组相比均不存在显著性差异（P>0.05）。

2、發酵后粗脂肪的含量变化。与对照组相比，经不同复合菌剂发酵后，四种中药废渣的粗脂肪都有不同程度的变化。其中，以复合菌剂Mix1 发酵后，缬草、藤茶、太子参、杜仲粗脂肪含量分别提高了39.55%、6.05%、131.67%、5.12%;以复合菌剂Mix2 发酵后，缬草、藤茶、太子参粗脂肪含量分别提高了23.73%、69.35%、136.67%，杜仲粗脂肪含量降低了3.36%;以复合菌剂Mix3 发酵后，缬草、藤茶、太子参、杜仲粗脂肪含量分别提高了10.73%、41.93%、63.33%、12.43%;以复合菌剂Mix4 发酵后，缬草、藤茶、太子参、杜仲粗脂肪含量分别提高了37.29%、43.15%、80.00%、12.43%。具体情况见表4。

由表4 可知，四种中药废渣经不同复合菌剂发酵后，缬草粗脂肪含量与对照组相比存在显著性差异的是1 组、2 组和4 组（P<0.05）;藤茶粗脂肪含量与对照组相比存在显著性差异的是2 组、3 组和4 组（P<0.05）;太子参粗脂肪含量与对照组相比存在显著性差异的是1 组、2 组和4 组（P<0.05）;杜仲粗脂肪含量与对照组相比存在显著性差异的是2组和4 组（P<0.05）。

3、发酵后粗蛋白的含量变化。与对照组相比，经不同复合菌剂发酵后，四种中药废渣的粗蛋白都有一定程度的变化。其中，以复合菌剂Mix1 发酵后，缬草、藤茶、太子参、杜仲粗蛋白含量分别提高了5.80%、3.74%、4.28%、3.26%;以复合菌剂Mix2 发酵后，太子参、杜仲粗蛋白含量分别提高了1.14%、0.68%，缬草、藤茶粗蛋白含量分别降低了6.10%、5.02%;以复合菌剂Mix3 发酵后，缬草、太子参粗蛋白含量分别提高了4.02%、4.66%，藤茶、杜仲粗蛋白含量分别降低了8.20%、1.42%;以复合菌剂Mix4 发酵后，缬草、藤茶、太子参、杜仲粗蛋白含量分别提高了0.69%、4.17%、1.47%、4.30%。具体情况见表5。

由表5 可知，四种中药废渣经不同复合菌剂发酵后，缬草、太子参、杜仲粗蛋白含量与对照组相比不存在显著性差异（P>0.05）;藤茶处理3 组粗蛋白含量与对照组相比存在显著性差异（P<0.05）。

4、发酵后粗纤维的含量变化。与对照组相比，经不同复合菌剂发酵后，四种中药废渣的粗纤维都有不同程度的变化。其中，以复合菌剂Mix1 发酵后，缬草粗纤维含量提高了0.30%;藤茶、太子参、杜仲粗纤维含量分别降低了14.82%、6.09%、10.54%;以复合菌剂Mix2 发酵后，缬草、藤茶、太子参、杜仲粗纤维含量分别降低了14.14% 、14.09%、9.94%、10.49%;以复合菌剂Mix3 发酵后，缬草、藤茶、太子参、杜仲粗纤维含量分别降低了17.11% 、33.51%、13.59%、12.80%;以复合菌剂Mix4 发酵后，缬草、藤茶、杜仲粗纤维含量分别降低了15.47%、3.55%、11.00%，太子参粗纤维含量增加了0.20%。具体情况见表6。

由表6 可知，四种中药废渣经不同复合菌剂发酵后，缬草、太子参粗纤维含量与对照组相比不存在显著性差异（P>0.05）;藤茶粗纤维含量与对照组相比存在显著性差异的是1 组、2 组和3 组（P<0.05）;杜仲各处理组粗纤维含量与对照组相比均存在显著性差异（P<0.05）。

四、结论与讨论

采用不同的发酵菌株及复合菌剂的组成对发酵结果有着重要的影响，本试验当中所选用的乳酸菌、芽孢杆菌是实验室经过多次筛选所培养的高产优势菌株。从试验结果来看，利用四种复合菌剂对缬草、藤茶、太子参和杜仲四种中药废渣进行发酵后，其粗蛋白质和粗脂肪有不同程度的提高，有研究表明，利用微生物发酵可以较大程度地提高药渣中单细胞蛋白质含量[14]，发酵过程中大量菌体蛋白的生成使发酵产物中的粗蛋白质含量升髙;发酵后的粗纤维含量有所降低，这是因为微生物复合菌群和某些真菌能降解中药渣中的纤维素[15]。综上所述，四种中药废渣经不同复合菌剂发酵后，其营养价值得到提高，适口性得以改善，可作为饲料添加剂用于养殖生产。且发酵后，中药废渣的气味、质地得到改善，能增加动物的采食意愿，作为饲料添加剂其在增强动物免疫力和生长性能方面的作用，有待进一步研究。