中藥材秸稈資源飼料化利用研究進(jìn)展

楊東燃，韋 體，潘 峰，金 亮，何 琴，郭鵬輝

（西北民族大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

中藥產(chǎn)業(yè)是生物醫(yī)藥行業(yè)的重要分支。近年來，我國制定了大量扶持中藥行業(yè)發(fā)展的政策，使中藥產(chǎn)業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，中藥材的種植面積、產(chǎn)量、產(chǎn)值均大幅增長。然而，隨著中藥種植業(yè)的快速發(fā)展，其在種植、加工和生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量秸稈資源，大量的秸稈資源堆積、焚燒后不僅會污染生態(tài)環(huán)境，而且會造成資源的巨大浪費(fèi)。因此，如何有效利用中藥材秸稈資源已成為一個亟待解決的難題[1]。同時，有效回收利用中藥材秸稈資源，將節(jié)約資源、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)落到實處，不僅是一個國家及其行業(yè)科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)力水平高低的重要判定標(biāo)準(zhǔn)，也是和國家經(jīng)濟(jì)社會與生態(tài)環(huán)境健康可持續(xù)發(fā)展相關(guān)聯(lián)的重大戰(zhàn)略問題[2]。為此，本文從中藥材秸稈的特性、飼料化利用研究現(xiàn)狀、有效成分含量及其開發(fā)利用優(yōu)勢等幾個方面闡述了中藥材秸稈生產(chǎn)無抗飼料的可行性，并討論了中藥材秸稈其飼料化利用過程中存在的問題及解決辦法，以期為中藥材秸稈資源的綜合利用以及無抗飼料的開發(fā)利用提供一定參考。

1 中藥材秸稈的特性

中藥材秸稈是一類含有大量木質(zhì)素、纖維素、半纖維素、氨基酸和多種微量元素等養(yǎng)分的可再生生物質(zhì)資源，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要副產(chǎn)品[3]，其具有資源豐富、分布廣泛、產(chǎn)量大、易變質(zhì)和難降解等特點(diǎn)[3-6]。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中以焚燒、堆放為主的秸稈處理方式，既造成了資源的巨大浪費(fèi)，又給環(huán)境帶來了污染。因此，中藥材秸稈資源的合理化利用，不僅關(guān)乎廣大農(nóng)民的切身利益，而且關(guān)系到環(huán)境保護(hù)及可再生資源的有效利用等[7]。

2 中藥材秸稈飼料化利用研究現(xiàn)狀

我國是中藥種植、加工與生產(chǎn)大國，目前已有300余種常用中藥實現(xiàn)人工栽培生產(chǎn)，總種植面積在4.67×106hm2以上，中藥深加工產(chǎn)業(yè)過程消耗藥材量每年約8.5×107t，生產(chǎn)過程直接產(chǎn)生廢棄非藥用物約7.5×107t，加上加工過程形成的下腳料，總量超過1億t[3]。由此可見，中藥材秸稈資源整體呈數(shù)量大、成本低等特點(diǎn)。原農(nóng)業(yè)部發(fā)布《全國節(jié)糧型畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》的通知表示，發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)是保障畜產(chǎn)品有效供給、緩解糧食供求矛盾、豐富居民膳食結(jié)構(gòu)的重要途徑。因此，將中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程產(chǎn)生的秸稈類副產(chǎn)物作為飼料原料開發(fā)新型飼料，不僅可以實現(xiàn)中藥材秸稈的資源化利用，而且可以滿足我國畜牧業(yè)對飼料產(chǎn)品日益增加的需求量[8]。

研究表明，中藥材秸稈的飼料化利用是科學(xué)的、可行的。韓宏鋒[9]等利用甘草莖葉和蘆葦進(jìn)行混合青貯，結(jié)果表明隨著甘草在混貯料中比例的增加，混貯料中粗蛋白含量增加趨勢明顯，說明在混合青貯中添加甘草莖葉能夠有效提高粗蛋白含量。周慶民[10]等對黃芪莖葉進(jìn)行生物發(fā)酵，并對比了黃芪莖葉發(fā)酵前后營養(yǎng)成分的變化，結(jié)果表明，發(fā)酵后黃芪莖葉中總皂苷、多糖含量、黃酮含量等藥效成分及干物質(zhì)、粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、粗灰分、無氮浸出物、鈣、磷、微量元素等營養(yǎng)成分含量均有明顯提升。

3 中藥材秸稈的有效成分及生產(chǎn)無抗飼料的優(yōu)勢

3.1 中藥材秸稈的有效成分

以我國傳統(tǒng)中草藥黃芪為例，其藥用成分主要包括黃酮類、皂苷類、多糖、氨基酸、微量元素等，具有調(diào)節(jié)免疫、抗病毒、抗氧化和抗應(yīng)激等多種功效。謝新然[11]等對黃芪地上、地下部分的化學(xué)成分以及藥效學(xué)比較結(jié)果表明，從構(gòu)成成分上來看，黃芪秸稈含有與黃芪根相似的化學(xué)物質(zhì)，兩者只是存在含量上的差異。

大黃莖葉也含有與根及根莖相似的化學(xué)成分，主要有蒽醌類及其衍生物、鞣制等活性物質(zhì)。它還含有地上植物大部分都有的一些氨基酸、微量元素等營養(yǎng)成分以及草酸的其他成分。大黃作為一種傳統(tǒng)中藥材品種，具有清熱降火、涼血解毒、渾熱通腸、抗菌消炎、驅(qū)瘀通經(jīng)等功效，而大黃地上部分含有與地下部分相似的成分，也具有相似的藥理作用[12]。

研究表明，北柴胡莖葉中可分離鑒定出7個化合物，其中3個黃酮類化合物分別為柴胡色原酮酸、山萘酚、蘆丁，4個酚酸類化合物分別為咖啡酸乙酯、香草酸、水楊酸、原兒茶酸，其中水楊酸、咖啡酸乙酯、原兒茶酸是首次從柴胡屬植物中分離得到，說明北柴胡莖葉具有一定的解熱抗炎作用[13,14]。

任宏遠(yuǎn)[15]等對當(dāng)歸根與秸稈、黃芪根與秸稈、黨參根與秸稈分別進(jìn)行了營養(yǎng)成分分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)歸、黃芪、黨參的根和秸稈中營養(yǎng)成分基本相似，主要是在含量上有微小差別，且秸稈中鈣含量、粗灰分遠(yuǎn)高于根的含量。

3.2 利用中藥材秸稈生產(chǎn)無抗飼料的優(yōu)勢

第一，具有無抗藥性。某些中藥材秸稈含有和藥用部分相似的化學(xué)組分，因此亦具有一定的抗微生物和抗寄生蟲的作用，且不產(chǎn)生抗藥性，可供動物長期食用。第二，可藥食兩用。中藥材秸稈不僅含有粗蛋白等動物生長必需的營養(yǎng)物質(zhì)，而且含有大量的藥效成分，既是良好的動物飼料，又是改善動物健康狀況、提升動物免疫力的天然藥物。第三，無明顯的毒副作用。中藥或來源于野外山林，或來源于人工科學(xué)種植，大多數(shù)中藥無毒害，有針對性地合理配制對動物機(jī)體無毒害作用。第四，來源廣泛且成本低廉。目前中藥種類繁多，種植面積巨大，可在了解其藥性之后加以利用，中藥材秸稈作為飼料原料具有來源廣、成本低廉的特點(diǎn)[16]。第五，不含抗生素。隨著飼料禁抗時代的到來，“無抗”飼料或“減抗”飼料是飼料發(fā)展的必然趨勢，某些中藥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 中藥材秸稈飼料化利用過程中存在的問題及解決辦法

中藥材秸稈可通過物理處理、化學(xué)處理、生物處理等方式加工成飼料，而生物處理是目前最具有實用價值和最受關(guān)注的處理方式[18]，但總的來看，生物處理過程中仍存在以下問題。

4.1 針對中藥材秸稈飼料的品質(zhì)評價尚缺乏系統(tǒng)性的研究

中藥材秸稈種類多，來源廣泛，不同中藥材秸稈之間營養(yǎng)成分和化學(xué)成分含量差異較大，飼料的品質(zhì)無法得到保證。除此之外，關(guān)于中藥材秸稈飼料的適口性研究較少。保證以中藥材秸稈為新型飼料原料，不會影響飼料質(zhì)量和飼喂效果，能確保中藥材秸稈飼料的市場。只有解決中藥材秸稈新型飼料的品質(zhì)問題，才能擴(kuò)大中藥材秸稈飼料的發(fā)展規(guī)模，加快中藥材秸稈的飼料化利用發(fā)展進(jìn)程。

4.2 亟待進(jìn)行能高效利用中藥材秸稈優(yōu)良菌株的篩選研究

目前運(yùn)用于飼料生產(chǎn)的發(fā)酵菌種類眾多，且降解纖維素、木質(zhì)素的能力各不相同，因此需要根據(jù)中藥材秸稈的組成成分及中藥材秸稈的特性，篩選出能夠高效利用中藥材秸稈中營養(yǎng)成分的優(yōu)良菌株。只有在篩選出對新型發(fā)酵基質(zhì)具有較好抵抗力和適應(yīng)性菌株的同時，改良發(fā)酵培養(yǎng)基的配方，才能提高中藥材秸稈資源的有效利用率。

4.3 缺乏針對中藥材秸稈飼料的安全性評價研究

目前關(guān)于中藥材秸稈飼料的研究主要集中在制備方法和工藝上，很少有人注意到其作為飼料原料可能帶來的潛在安全風(fēng)險，且人工栽培的一些中藥材存在有毒、農(nóng)藥殘留和重金屬含量超標(biāo)等問題。因此，有必要對中藥材秸稈飼料的有害成分進(jìn)行針對性檢測，科學(xué)全面評價中藥材秸稈飼料的安全性。

除此之外，中藥材秸稈在飼料化利用過程中還有以下制約因素。

其一，中藥材秸稈綜合再利用的相關(guān)技術(shù)還存在很大的發(fā)展空間。目前人們對中藥材秸稈飼料化利用的研究大多集中在可行性研究、制作方法、飼喂價值等方面，仍處于較為初級的階段。對驗證中藥材秸稈飼料的安全性、中藥材秸稈飼料工廠化生產(chǎn)工藝的研究仍然存在很多空白。因此，應(yīng)對各種中藥材秸稈的特點(diǎn)和成分進(jìn)行詳細(xì)分析，針對種類不同、作用各異的中藥材秸稈建立對應(yīng)的科學(xué)合理的飼料化利用體系[19]。

其二，缺乏相關(guān)法律法規(guī)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來監(jiān)管中藥材秸稈回收加工再利用的過程。目前已有300多種中藥材實現(xiàn)人工栽培種植，然而種植、加工和生產(chǎn)過程產(chǎn)生的中藥材秸稈類型多種多樣，部分中藥材秸稈具有一定的毒性或?qū)m口性有一定影響。因此，在對中藥材秸稈充分研究的前提下，應(yīng)將可飼用的中藥材秸稈種類加入飼料原料及飼料添加劑目錄中，并確定中藥材秸稈飼料適用畜禽范圍。同時，對可用作飼料原料的中藥材秸稈在種植過程中投入的物品種類和使用量要進(jìn)行限制，有毒有害物質(zhì)的殘留量也要受到限制。最后，要針對中藥材秸稈飼料產(chǎn)品的發(fā)酵菌種、方法和條件制定行業(yè)規(guī)范，保證中藥材秸稈飼料產(chǎn)品的安全穩(wěn)定[8]。

總之，隨著環(huán)境問題的日益突出和資源短缺問題的逐漸加劇，走綠色可持續(xù)發(fā)展道路已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，且已成為各個行業(yè)發(fā)展及人類生產(chǎn)實踐活動的行為準(zhǔn)則，運(yùn)用科學(xué)有效的技術(shù)將中藥材秸稈資源開發(fā)利用成為有價值的飼用品原料，不僅能消除中藥材秸稈對環(huán)境的污染，有效利用中藥材秸稈資源，而且能為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，符合可持續(xù)發(fā)展趨勢，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的循環(huán)利用和綠色發(fā)展[17]。