不同復(fù)合菌劑對幾種中藥廢渣發(fā)酵效果研究

杜秀園 路貴霖 朱鋒釗 劉彥彥 鄔小蘭 胡美忠

關(guān)鍵詞：中藥廢渣;固態(tài)發(fā)酵;復(fù)合菌劑;營養(yǎng)價值

中藥產(chǎn)業(yè)是貴州省的支柱產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展使中藥廢渣量急劇增加。傳統(tǒng)的中藥廢渣處理方法有兩種。一是集中堆放或者掩埋;二是將廢渣曬干后焚化處理，這兩種處理方式都給生態(tài)環(huán)境帶來極大的危害，也造成了巨大的資源浪費[1-2]。中藥廢渣是在中藥材生產(chǎn)、中藥飲片加工、中藥提取物制備及配方顆粒生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的[3-4]，而由于提取工藝的局限和中藥成分的復(fù)雜性，中藥廢渣尚具有一定的營養(yǎng)價值，它富含粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、多種微量元素及多糖等有益組分[5]。以中藥廢渣為原料，利用微生物發(fā)酵技術(shù)，生產(chǎn)具有一定功能的營養(yǎng)性飼料，不僅可以減輕中藥廢渣處理不當(dāng)導(dǎo)致的環(huán)境污染，還可以對中藥資源進(jìn)一步開發(fā)利用，避免浪費，同時這種新型飼料還具有促進(jìn)動物機(jī)體新陳代謝、增強(qiáng)動物對疾病的抵御能力、改善動物生長性能等作用[6-7]。

中藥廢渣中含有的粗纖維可有效提高日糧中的粗纖維水平，起到促進(jìn)消化道發(fā)育、刺激胃腸蠕動、增加分泌消化液的作用，因此，非常適合作為反芻動物的飼料添加劑，但日糧中過高的粗纖維適口性會降低，也會降低動物對養(yǎng)分的利用率，特別是單胃動物對粗纖維的利用率極低[8]。中藥廢渣中的粗灰分含量能反映中藥渣中所具有的礦物元素的總量，礦物元素參與動物機(jī)體內(nèi)一系列重要的生理生化反應(yīng)，對維持動物的健康、促進(jìn)生長和繁殖發(fā)揮重要的作用[9]。中藥廢渣中還含有粗蛋白和粗脂肪，可作為日糧中的氮源補(bǔ)充和能量供給。本研究以芽孢桿菌、乳酸菌、米曲霉菌、黑曲霉菌四種常用的飼用微生物組成不同復(fù)合菌劑[10]，采用固態(tài)發(fā)酵的方式，對貴州省大宗藥材纈草、藤茶、杜仲、太子參在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的中藥廢渣進(jìn)行發(fā)酵，并分析發(fā)酵后中藥廢渣粗灰分、粗纖維、粗脂肪、粗蛋白含量變化，旨在為中藥廢渣的合理開發(fā)利用提供數(shù)據(jù)參考。

一、材料與儀器

（一） 材料

1、復(fù)合菌劑。枯草芽孢桿菌（Bacillu s.su btilis） S21，本實驗室分離篩選鑒定，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號：CGMCC No.15544;植物乳桿菌（Lactobacillu s plan taru m ） 163，分離自銅仁市發(fā)酵食品;米曲霉、黑曲霉采購自中國普通微生物保藏中心。

2、供試中藥廢渣與試劑。纈草、藤茶、杜仲、太子參四種中藥廢渣由貴州省苗藥生物技術(shù)有限公司提供，為便于發(fā)酵過程中的水分控制，中藥廢渣由晾曬場自然晾干。其他試劑為市售，分析純。

（二） 主要儀器

EXPERT15K-R 臺式高速冷凍離心機(jī)（湖南吉爾森科技發(fā)展有限公司）;BPH-9042 恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）;HVE-50 高壓滅菌鍋;XT5118L-OV240 電熱鼓風(fēng)干燥箱（杭州雪中炭恒溫技術(shù)有限公司）。

二、方法

（一） 試驗設(shè)計

試驗分為對照組和處理組，其中對照組不加菌種發(fā)酵，處理組分別加入不同復(fù)合菌劑，具體處理設(shè)置情況見表1。采用固態(tài)發(fā)酵方法[11-13]，首先向中藥廢渣中添加尿素1%、紅糖10%、豆粕10%，然后粉碎至40 目，加入適量的水，加水量以用手能將藥渣捏成團(tuán)不散開且指縫間無水流出為度，蒸1h;處理組按表1 設(shè)置情況分別加入1%的菌液，密封，置于培養(yǎng)箱中，37℃培養(yǎng)72h。

（二） 中藥廢渣發(fā)酵后感官評價

通過觀察、嗅和觸摸的方法對各處理組樣品進(jìn)行感官評定。根據(jù)各指標(biāo)的重要性，運用AHP 層次分析法，將氣味、質(zhì)地、顏色作為權(quán)重指標(biāo)，通過SPSSPRO 分析計算各指標(biāo)的權(quán)重值，氣味為25.83%，質(zhì)地為63.7%，顏色為10.47%，一致性比例因子（CR）=0.0367<0.1，表明各指標(biāo)成分所得權(quán)重具有一致性。綜合評分（T） =S 氣味×25.83%+S 質(zhì)地×63.7%+S 顏色×10.47% （S 為各指標(biāo)打分）。

（三） 發(fā)酵后藥渣營養(yǎng)成分含量測定

粗蛋白含量測定按照GB/T6432-94 方法;粗灰分含量測定按照GB/T6438- 2007 方法; 粗脂肪含量測定參照GB方法。

（四） 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

采用SPSS 23.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，試驗數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，P<0.05 表示差異顯著，P<0.01 表示差異極顯著。

三、結(jié)果與分析

（一）中藥廢渣發(fā)酵后感官評價結(jié)果

經(jīng)復(fù)合菌劑發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲藥渣感官評價綜合評分均較對照組有所提高，說明以復(fù)合菌劑發(fā)酵能改善中藥廢渣的氣味、質(zhì)地和顏色，可能會增加飼養(yǎng)動物的采食意愿。其中，纈草藥渣感官評分最高的為以Mix4 復(fù)合菌劑發(fā)酵;藤茶藥渣感官評分最高的為以Mix1 復(fù)合菌劑發(fā)酵;太子參、杜仲藥渣感官評分最高的為以Mix2 復(fù)合菌劑發(fā)酵。中藥廢渣發(fā)酵后感官綜合評分情況見表2。

（二）中藥廢渣發(fā)酵后常規(guī)營養(yǎng)成分的含量變化

1、發(fā)酵后粗灰分的含量變化。與對照組相比，經(jīng)不同復(fù)合菌劑發(fā)酵后，四種中藥廢渣中的粗灰分含量變化不大。其中，以復(fù)合菌劑Mix1 發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗灰分含量分別提高了6.53%、9.26%、8.40%、4.87%;以復(fù)合菌劑Mix2 發(fā)酵后，纈草、太子參、杜仲粗灰分含量分別提高了9.50%、12.41%、1.51%，藤茶粗灰分含量降低了0.95%;以復(fù)合菌劑Mix3 發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗灰分含量分別提高了7.57%、7.36%、11.68%、0.34%;以復(fù)合菌劑Mix4 發(fā)酵后，太子參粗灰分含量提高了3.65%，纈草、藤茶、杜仲粗灰分含量分別降低了5.93%、7.13%、4.71%。具體情況見表3。

由表3 可知，四種中藥廢渣經(jīng)不同復(fù)合菌劑發(fā)酵后，纈草粗灰分含量與對照組相比存在顯著性差異的是2 組和3 組（P<0.05）;藤茶、太子參與杜仲經(jīng)復(fù)合菌劑發(fā)酵后，其粗灰分含量與對照組相比均不存在顯著性差異（P>0.05）。

2、發(fā)酵后粗脂肪的含量變化。與對照組相比，經(jīng)不同復(fù)合菌劑發(fā)酵后，四種中藥廢渣的粗脂肪都有不同程度的變化。其中，以復(fù)合菌劑Mix1 發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗脂肪含量分別提高了39.55%、6.05%、131.67%、5.12%;以復(fù)合菌劑Mix2 發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參粗脂肪含量分別提高了23.73%、69.35%、136.67%，杜仲粗脂肪含量降低了3.36%;以復(fù)合菌劑Mix3 發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗脂肪含量分別提高了10.73%、41.93%、63.33%、12.43%;以復(fù)合菌劑Mix4 發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗脂肪含量分別提高了37.29%、43.15%、80.00%、12.43%。具體情況見表4。

由表4 可知，四種中藥廢渣經(jīng)不同復(fù)合菌劑發(fā)酵后，纈草粗脂肪含量與對照組相比存在顯著性差異的是1 組、2 組和4 組（P<0.05）;藤茶粗脂肪含量與對照組相比存在顯著性差異的是2 組、3 組和4 組（P<0.05）;太子參粗脂肪含量與對照組相比存在顯著性差異的是1 組、2 組和4 組（P<0.05）;杜仲粗脂肪含量與對照組相比存在顯著性差異的是2組和4 組（P<0.05）。

3、發(fā)酵后粗蛋白的含量變化。與對照組相比，經(jīng)不同復(fù)合菌劑發(fā)酵后，四種中藥廢渣的粗蛋白都有一定程度的變化。其中，以復(fù)合菌劑Mix1 發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗蛋白含量分別提高了5.80%、3.74%、4.28%、3.26%;以復(fù)合菌劑Mix2 發(fā)酵后，太子參、杜仲粗蛋白含量分別提高了1.14%、0.68%，纈草、藤茶粗蛋白含量分別降低了6.10%、5.02%;以復(fù)合菌劑Mix3 發(fā)酵后，纈草、太子參粗蛋白含量分別提高了4.02%、4.66%，藤茶、杜仲粗蛋白含量分別降低了8.20%、1.42%;以復(fù)合菌劑Mix4 發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗蛋白含量分別提高了0.69%、4.17%、1.47%、4.30%。具體情況見表5。

由表5 可知，四種中藥廢渣經(jīng)不同復(fù)合菌劑發(fā)酵后，纈草、太子參、杜仲粗蛋白含量與對照組相比不存在顯著性差異（P>0.05）;藤茶處理3 組粗蛋白含量與對照組相比存在顯著性差異（P<0.05）。

4、發(fā)酵后粗纖維的含量變化。與對照組相比，經(jīng)不同復(fù)合菌劑發(fā)酵后，四種中藥廢渣的粗纖維都有不同程度的變化。其中，以復(fù)合菌劑Mix1 發(fā)酵后，纈草粗纖維含量提高了0.30%;藤茶、太子參、杜仲粗纖維含量分別降低了14.82%、6.09%、10.54%;以復(fù)合菌劑Mix2 發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗纖維含量分別降低了14.14% 、14.09%、9.94%、10.49%;以復(fù)合菌劑Mix3 發(fā)酵后，纈草、藤茶、太子參、杜仲粗纖維含量分別降低了17.11% 、33.51%、13.59%、12.80%;以復(fù)合菌劑Mix4 發(fā)酵后，纈草、藤茶、杜仲粗纖維含量分別降低了15.47%、3.55%、11.00%，太子參粗纖維含量增加了0.20%。具體情況見表6。

由表6 可知，四種中藥廢渣經(jīng)不同復(fù)合菌劑發(fā)酵后，纈草、太子參粗纖維含量與對照組相比不存在顯著性差異（P>0.05）;藤茶粗纖維含量與對照組相比存在顯著性差異的是1 組、2 組和3 組（P<0.05）;杜仲各處理組粗纖維含量與對照組相比均存在顯著性差異（P<0.05）。

四、結(jié)論與討論

采用不同的發(fā)酵菌株及復(fù)合菌劑的組成對發(fā)酵結(jié)果有著重要的影響，本試驗當(dāng)中所選用的乳酸菌、芽孢桿菌是實驗室經(jīng)過多次篩選所培養(yǎng)的高產(chǎn)優(yōu)勢菌株。從試驗結(jié)果來看，利用四種復(fù)合菌劑對纈草、藤茶、太子參和杜仲四種中藥廢渣進(jìn)行發(fā)酵后，其粗蛋白質(zhì)和粗脂肪有不同程度的提高，有研究表明，利用微生物發(fā)酵可以較大程度地提高藥渣中單細(xì)胞蛋白質(zhì)含量[14]，發(fā)酵過程中大量菌體蛋白的生成使發(fā)酵產(chǎn)物中的粗蛋白質(zhì)含量升髙;發(fā)酵后的粗纖維含量有所降低，這是因為微生物復(fù)合菌群和某些真菌能降解中藥渣中的纖維素[15]。綜上所述，四種中藥廢渣經(jīng)不同復(fù)合菌劑發(fā)酵后，其營養(yǎng)價值得到提高，適口性得以改善，可作為飼料添加劑用于養(yǎng)殖生產(chǎn)。且發(fā)酵后，中藥廢渣的氣味、質(zhì)地得到改善，能增加動物的采食意愿，作為飼料添加劑其在增強(qiáng)動物免疫力和生長性能方面的作用，有待進(jìn)一步研究。