固態(tài)發(fā)酵中藥渣生產(chǎn)蛋白飼料

陳 鑫，車樹理，張尚智，安志剛

甘肅中醫(yī)藥大學(xué) 定西師范高等?？茖W(xué)校，甘肅 定西 743000

固態(tài)發(fā)酵中藥渣生產(chǎn)蛋白飼料

陳 鑫，車樹理，張尚智，安志剛

甘肅中醫(yī)藥大學(xué) 定西師范高等?？茖W(xué)校，甘肅 定西 743000

通過檢索大量的科學(xué)文獻(xiàn)，從發(fā)酵菌種選擇和分析方法兩個(gè)方面對(duì)中藥渣固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料進(jìn)行了論述。中藥渣具有較高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，具有廣闊的應(yīng)用前景。

中藥渣；固態(tài)發(fā)酵；蛋白飼料

隨著我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)飼料的需求量越來越大，尤其是蛋白飼料的不足已成為世界性問題，在我國(guó)尤為突出，嚴(yán)重制約了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。因此，開發(fā)新的蛋白飼料資源迫在眉睫，利用各種廢棄物生產(chǎn)蛋白飼料已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。隨著我國(guó)中醫(yī)藥事業(yè)的快速發(fā)展，中成藥的需求量逐年遞增，在中成藥的生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的中藥渣越來越多，全國(guó)中藥渣的年排放量已達(dá)到6 000～7 000萬t。中藥渣一般作為廢物丟棄，如果直接釋放，一方面，因其含水量較高，極易腐敗，勢(shì)必對(duì)環(huán)境造成污染；另一方面，中藥渣中主要含有粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、淀粉、氨基酸、維生素、微量元素及中藥有效活性成分等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，仍具有較高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，造成極大的資源浪費(fèi)。通過固態(tài)發(fā)酵技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為蛋白飼料，實(shí)現(xiàn)中藥渣的資源化利用，不僅可以解決環(huán)境污染問題，同時(shí)可以緩解蛋白飼料短缺問題，帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。而且這種新型飼料具有增強(qiáng)動(dòng)物免疫力、調(diào)節(jié)代謝、促進(jìn)生長(zhǎng)、提高產(chǎn)蛋率、降低飼料消耗和改善肉質(zhì)等保健功效，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 發(fā)酵菌種選擇

以中藥渣為原料，采用固態(tài)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)蛋白飼料，菌種的選擇至關(guān)重要。常用的菌種包括白腐菌、康寧木霉、產(chǎn)朊假絲酵母、枯草芽孢桿菌、黑曲霉，米曲霉和釀酒酵母等。

1.1 單一菌種的選擇

王兵等選用白腐菌固態(tài)發(fā)酵混合藥渣，考察了固液比、葡萄糖添加量、發(fā)酵時(shí)間等因素對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的影響，確定了固態(tài)發(fā)酵的最佳工藝條件，使得蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至19.05%，粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至17.42%。譚顯東等以康寧木霉為發(fā)酵菌種固態(tài)發(fā)酵中藥渣，試驗(yàn)不同氮源添加量、固液比、初始pH值及發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵結(jié)果的影響，優(yōu)化了發(fā)酵工藝條件，即30 mg硫酸銨/g干藥渣、初始pH 4.0、固液比1∶2、發(fā)酵時(shí)間4 d，發(fā)酵產(chǎn)物中真蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至17.80%，增長(zhǎng)率為60.07%，粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至17.50%，降解率為39.95%，并得出發(fā)酵時(shí)間是影響發(fā)酵結(jié)果最主要的因素。劉鳳梅等以三七渣為蛋白飼料生產(chǎn)的原料，以康寧木霉為發(fā)酵菌種，研究了不同氮源添加量、固液比、原料粒徑、發(fā)酵時(shí)間對(duì)固態(tài)發(fā)酵過程的影響，確定了最佳工藝條件，發(fā)酵產(chǎn)物的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至19.40%，增長(zhǎng)率為94.58%，粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)將至11.91%，降解率為56.61%。楊東川等考察了枯草芽孢桿菌轉(zhuǎn)化紅參藥渣的發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)小鼠生長(zhǎng)和繁殖性能的影響，得出發(fā)酵產(chǎn)物能提高小鼠的繁殖力。王建芳等選用香菇固態(tài)發(fā)酵中藥渣，使得發(fā)酵產(chǎn)物粗蛋白含量提高了68.20%，粗纖維含量降低了44.90%，多糖含量提高了150.90%，發(fā)酵產(chǎn)物同時(shí)增強(qiáng)了小鼠的免疫力。李善家等分別測(cè)定了黑曲霉、米曲霉、白色假絲酵母和釀酒酵母固態(tài)發(fā)酵中藥渣的發(fā)酵產(chǎn)物中蛋白質(zhì)含量，得出黑曲霉為最佳發(fā)酵菌種。

1.2 混合菌種的選擇

譚顯東等通過微生物固態(tài)發(fā)酵中藥渣試驗(yàn)，建立了真蛋白增長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)模型，得出康寧木霉/產(chǎn)朊假絲酵母混合菌種對(duì)發(fā)酵過程有促進(jìn)作用。譚顯東等考察了裝料量、接種量、接種比、發(fā)酵時(shí)間等因素對(duì)白腐菌/產(chǎn)朊假絲酵母混合菌種固態(tài)發(fā)酵過程的影響，確定了最佳工藝條件，使得發(fā)酵產(chǎn)物的真蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至22.81%。譚顯東等通過固態(tài)發(fā)酵三七渣試驗(yàn)，考察了裝料量、接種比、接種量、發(fā)酵時(shí)間等因素對(duì)黑曲霉/產(chǎn)朊假絲酵母混合菌種固態(tài)發(fā)酵結(jié)果的影響，優(yōu)化了工藝條件，建立了總糖和淀粉降解的動(dòng)力學(xué)模型，得出在快速降解時(shí)期，淀粉的平均降解速率高于總糖，但在緩慢降解時(shí)期則恰恰相反。譚顯東等以三七渣為發(fā)酵原料，比較了康寧木霉/熱帶假絲酵母混和菌種與康寧木霉單菌固態(tài)發(fā)酵的結(jié)果，得出混和菌種發(fā)酵無明顯優(yōu)勢(shì)。譚顯東等開展了菌種組合的篩選，比較了黑曲霉/酵母菌混合菌種和其他多糖分解菌與酵母菌混合菌種固態(tài)發(fā)酵三七渣的發(fā)酵效果，得出黑曲霉/酵母菌的發(fā)酵效果比其他組合好。秦嶺等以康寧木霉、產(chǎn)黃纖維單胞菌、產(chǎn)朊假絲酵母和黑曲霉混合菌種對(duì)生脈飲藥渣進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，優(yōu)化了發(fā)酵工藝條件，發(fā)酵產(chǎn)物真蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了86.96%，粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了20.09%。石寶珍等以中藥渣為發(fā)酵原料，黑曲霉、白地霉和啤酒酵母為發(fā)酵菌種，考察了尿素、硫酸銨、硝酸銨、氯化銨四種氮源添加量對(duì)發(fā)酵效果的影響，得出尿素和硝酸銨可有效地增加蛋白質(zhì)含量。李強(qiáng)等以中藥渣為發(fā)酵原料，以粗蛋白和可溶性蛋白含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，比較了黃孢原毛平革菌/黑曲酶混合菌種和黃孢原毛平革菌單菌種固態(tài)發(fā)酵的效果，結(jié)果表明混合菌種可有效促進(jìn)發(fā)酵產(chǎn)物蛋白含量的增加。周勇等選用枯草芽孢桿菌、乳酸芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母菌混合菌種固態(tài)發(fā)酵中藥渣，考察了不同菌種配比對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物多糖含量的影響，確定了最佳發(fā)酵工藝條件。

2 分析方法

王兵等采用凱氏定氮法測(cè)定了發(fā)酵產(chǎn)物的蛋白質(zhì)含量，采用酸堿洗滌法測(cè)定了粗纖維含量，并得出蛋白增長(zhǎng)率和粗纖維的降解率。譚顯東等去除樣品中的無機(jī)氮后，采用凱氏定氮法測(cè)定了蛋白質(zhì)含量，酸堿洗滌法測(cè)定了粗纖維含量，3,5-二硝基水楊酸法測(cè)定了還原糖含量。石寶珍等采用GB/T5009.5-2003《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的凱氏定氮法測(cè)定了蛋白質(zhì)含量，酸堿消煮法測(cè)定了纖維素含量。李善家等采用半微量凱氏定氮法測(cè)定了蛋白質(zhì)含量，采用van Soest等的方法測(cè)定了纖維素含量。李強(qiáng)等采用凱氏定氮法(GB/T 6432-1994)測(cè)定了粗蛋白質(zhì)含量，考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定了可溶性蛋白質(zhì)含量。

3 結(jié)論

中藥渣具有較高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，目前仍采用焚燒、填埋等傳統(tǒng)方法進(jìn)行處理，既污染環(huán)境，又造成資源的極大浪費(fèi)，因此中藥渣的資源化利用已成為研究的熱點(diǎn)。中藥渣的資源化利用主要集中在食用菌栽培、制備有機(jī)肥料、生產(chǎn)飼料添加劑、廢水處理及提取其他有效成分等方面。通過微生物技術(shù)將其轉(zhuǎn)化成蛋白飼料，為中藥渣的資源化利用開辟了一條新的途徑，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，利用微生物固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料的研究多處于實(shí)驗(yàn)室階段，大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用有待突破。

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The protein feedstuff produced from herb-medicine residues by solid-state fermentation

CHEN Xin,CHE Shu-li,ZHANG Shang-zhi,AN Zhi-gang

(GansuUniversityofTraditionalChineseMedicine,DingxiTeachersCollege,DingxiGansu743000China)

By searching lots of related articles,this paper discussed on the feedstuff from herb-medicine residues by solid-state fermentation from two aspects,including the selection of fermentation bacteria and the analysis method.Herb-medicine residues has high nutritional and medicinal value,and has broad application prospects.

Herb-medicine residues; solid-state fermentation; protein feedstuff

2016-06-13

陳鑫(1984-)，女，陜西西安人,講師，碩士，主要從事中藥加工；E-mail：chenxin_0219@126.com。

S 816.75

A

1004-6704(2016)06-0064-03