中藥殘渣的主要成分與資源化再利用,生物制藥論文

中藥殘渣的主要成分與資源化再利用,生物制藥論文莊毅[15]提出了藥用真菌雙向性發(fā)酵工程用來開發(fā)中藥渣,并以為該方式方法是當(dāng)前開發(fā)中藥渣最有希望的途徑。所謂雙向發(fā)酵,即以藥用真菌為發(fā)酵菌種(當(dāng)前較常見的真菌菌株為靈芝),利用藥材或藥渣作為藥性基質(zhì)共同構(gòu)成發(fā)酵組合[16],其基本原理為利用微生物的生長代謝所產(chǎn)的酶來調(diào)節(jié)中藥渣成分,不僅能夠降低中藥渣直接利用帶來的毒副作用,還能夠經(jīng)過生長代謝獲得新物質(zhì),得到1+12的效果。在功能評價中發(fā)現(xiàn),雙向發(fā)酵后的菌質(zhì),其營養(yǎng)成分有顯著提高,作為飼料添加劑能夠有效地提高動物免疫力和魚苗存活率,在減少甚至替代抗生素使用的情況下,到達增產(chǎn)的效果,將相關(guān)研究進行總結(jié),見表3。表3中藥渣-藥用真菌雙向發(fā)酵實例2.3工業(yè)應(yīng)用及環(huán)境保衛(wèi)2.3.1作為造紙原料中藥渣含有豐富的纖維素,是造紙的理想原料?，F(xiàn)前階段我們國家的主要造紙原料是木漿,這為我們國家本來就匱乏的森林資源增加了沉重負(fù)擔(dān);假如將中藥渣應(yīng)用到造紙行業(yè),不僅能夠緩解木漿造紙原料緊張的局勢,同時也將廢棄藥渣進行循環(huán)利用,在經(jīng)濟和環(huán)境保衛(wèi)方面都有重大意義。當(dāng)前,以中藥渣為原料造紙在日本已有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,與木漿生產(chǎn)的紙張相比,此類產(chǎn)品不僅在價格上便宜了10%,而且紙張具有絕緣性和一定的抗菌效果[24]。2.3.2制作吸附材料修復(fù)土壤、處理廢水中藥渣具有碳含量高的特點,能夠用來制作活性炭。葛曉利等[25]以大黃藥渣為原料,H3PO4為活化劑,制備了超級活性炭,結(jié)果表示清楚:用60%H3PO4浸漬,在400℃活化60min生產(chǎn)的活性炭外表積到達2413m2/g,相應(yīng)的微孔和介孔體積分別為0.91cm3/g和0.93cm3/g,吸附能力較強。于穎等[26]以香櫞、桂枝和板藍根3種中藥渣為原料,Na2CO3為活化劑,800℃下活化1.5h,制備了香櫞活性炭、桂枝活性炭和板藍根活性炭,通過掃描電子顯微鏡(SEM)分析發(fā)現(xiàn),這3種活性炭活性炭外表存在大量的孔構(gòu)造,吸附能力較好。中國的土壤污染問題日益嚴(yán)重,現(xiàn)已成為社會關(guān)注的焦點。中藥渣可通過高溫裂解制備生物炭,此類生物炭既能夠有效修復(fù)土壤重金屬污染問題,同時又可改善土壤構(gòu)造,提高土壤肥力,進而提高農(nóng)作物產(chǎn)量[27]。吳春蕾[28]以普通耕作農(nóng)田土壤為實驗對象,以花生殼和黃精藥渣為原料,按質(zhì)量比1∶1混合制作生物炭,結(jié)果發(fā)現(xiàn):該生物炭可有效修復(fù)鉛污染問題,促進植物生長。中藥渣在廢水處理方面也有極大的成效,曹飛麗等[29]用白腐菌對華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校醫(yī)院煎藥房的中藥渣進行改性,結(jié)果發(fā)現(xiàn):改性后的中藥渣比外表積增大,在最優(yōu)條件下對廢水中Cr(Ⅵ)的吸附率到達了99.5%。白鷺等[30]以板藍根藥渣為原料進行改性,結(jié)果發(fā)現(xiàn):其對廢水中Pb2+吸附能力極強,是一種優(yōu)良的生物吸附劑材料。2.3.3熱解氣化熱解氣化是把生物能轉(zhuǎn)化為電能、液體燃料或氣體燃料等高品質(zhì)能源的一種手段。中藥渣用于熱解氣化的詳細特點是清潔無害、資源循環(huán)等,這為中藥渣的再利用提供了一條新思路。范鵬飛等[31]以感冒清熱顆粒中藥渣為原料,在雙回路循環(huán)流化床中試設(shè)備中進行熱解氣化的工業(yè)放大實驗,結(jié)果表示清楚:當(dāng)原料含水量9%、原料粒徑4mm以及空氣當(dāng)量比為0.25～0.27時,氣化效率較高,具有較好的氣化特性。陳冠益等[32]以生產(chǎn)六味地黃丸經(jīng)過中產(chǎn)生的中藥渣為原料進行了水蒸氣氣化實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn):該中藥渣具備良好的水蒸氣氣化特性,氣化溫度為800℃,氣化經(jīng)過通入的水蒸氣與生物質(zhì)的質(zhì)量比(S/B)為1.0時,氣化效果最佳,氣化效率高達72.91%。王雪[33]利用快速熱解裝置對宛西制藥股份有限公司的中藥渣進行熱解炭化,利用微型流化床反響器(MFBRA)考察藥渣炭化產(chǎn)物的動力學(xué)以及灰熔融特性,為中藥渣兩段氣化裝置的設(shè)計和運行提供基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)。2.3.4厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣將有機廢棄物進行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣是當(dāng)下無害化和資源化的一種有效途徑。習(xí)彥花等[34]以石家莊某中藥企業(yè)產(chǎn)生的廢棄藥渣為原料進行厭氧消化,結(jié)果發(fā)現(xiàn),2種不同成分中藥渣總固體產(chǎn)氣潛力分別為0.15和0.23L/g,CH4含量為58%～60%,證明了中藥藥渣能夠作為厭氧消化產(chǎn)沼氣的優(yōu)良原料。習(xí)彥花等[35]以人參、赤芍和桂皮等混合中藥渣為發(fā)酵原料進行厭氧發(fā)酵,結(jié)果發(fā)現(xiàn),厭氧發(fā)酵該中藥渣的沼氣日產(chǎn)量可達8.38L。姚利等[36]以魯南厚普制藥公司的混合藥渣(主要成分為山楂、檳榔、枳實、枇杷葉、黃芪、參、麥冬和何首烏等)為原料進行厭氧發(fā)酵,結(jié)果發(fā)現(xiàn):藥渣產(chǎn)氣量可達11940mL,原料產(chǎn)氣率為54.4L/kg(以干藥渣計)。2.3.5酶解獲得可發(fā)酵糖中藥渣富含植物纖維組分,能夠通過各種預(yù)處理手段獲得可發(fā)酵糖,進而用于發(fā)酵生產(chǎn)高附加值化學(xué)品或生物燃料。任海偉等[37]研究逍遙丸藥渣的纖維素酶解優(yōu)化工藝,其最適參數(shù):纖維素酶添加量6%、酶解時間5.6h和料液比1∶12(g/mL),在該條件下的酶解得率高達43.89%。蘇新堯等[38]考察桑白皮藥渣的酶解產(chǎn)糖能力,結(jié)果發(fā)現(xiàn):桑白皮藥渣中纖維素含量達52.5%,最優(yōu)工藝下酶解后葡萄糖質(zhì)量濃度可達38g/L,酶解率為36%。2.4活性成分再提取由于現(xiàn)有提取技術(shù)的局限,中藥材經(jīng)初次提取活性成分后,至少還有30%的有效成分殘留在藥渣中。金茜等[39]測定不同藥渣(來自貴州省百花藥業(yè)有限公司)中微量元素的含量,數(shù)據(jù)表示清楚:多種藥渣中的微量元素平均含量318.3mg/kg,華而不實,鋅和錳平均含量分別為34.31和39.13mg/kg。多數(shù)藥渣中含有較為豐富的鐵、鋅、銅和錳等元素,具有再利用價值[3]。提取廢棄藥渣中的活性物質(zhì)是藥渣再利用最直接的途徑,再次提取后的成分也具有等量的藥用價值。石嶺等[40]以丹參藥渣為原料,以乙醚為溶劑提取丹參酮,再用硅膠柱層析法分離純化丹參酮ⅡA,結(jié)果發(fā)現(xiàn):丹參酮復(fù)合物得率可達29.2%,丹參酮復(fù)合物經(jīng)硅膠柱層析法分離、濃縮、結(jié)晶后得到純品丹參酮ⅡA,純度可為96%。王君明等[41]以地黃藥渣為原料,對其進行活性物質(zhì)進提取,通過實驗比擬藥渣提取物與地黃醇提物的抗抑郁作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn),地黃藥渣的提取物同樣具有抗抑郁作用。3瞻望中藥渣資源豐富,來源廣泛,對其再次加工后進行資源化利用,實現(xiàn)中藥渣變廢為寶,應(yīng)用前景特別廣闊,在環(huán)境保衛(wèi)和經(jīng)濟效益上都有重要意義。從當(dāng)下的社會熱門來看,將中藥渣與藥用真菌雙向發(fā)酵后作為功能性飼料添加劑能高度契合熱門需求,是當(dāng)前最有潛力的應(yīng)用領(lǐng)域之一。養(yǎng)殖業(yè)在我們國家發(fā)展迅速,飼料以及養(yǎng)殖品種的同質(zhì)化競爭劇烈;同時,養(yǎng)殖經(jīng)過中非法使用或過量使用激素、抗生素等行為擾亂了市場,打擊了消費者自信心。養(yǎng)殖業(yè)亟需綠色安全的飼料添加劑以及綠色環(huán)保的養(yǎng)殖形式為消費者提供安全可靠的高品質(zhì)產(chǎn)品。與普通的養(yǎng)殖飼料相比,藥用真菌與中藥渣進行雙向發(fā)酵所產(chǎn)的功能性飼料添加劑不僅富含蛋白質(zhì)、氨基酸及多糖等營養(yǎng)成分,同時也具有雙重藥用療效,在養(yǎng)殖業(yè)增產(chǎn)、提高肉質(zhì)、減少或取代抗生素使用等方面具有重要意義。但是,作為飼料添加劑對中藥渣的原料組分有較高的要求;因而,該方式方法不能處理所有的藥渣種類,尤其對于那些具有毒性成分的藥渣,該方式方法存在一定局限性。而將中藥渣進行熱解氣化或制備生物炭等形式,能夠大規(guī)模處理各種藥渣,包括有一定生物毒性的藥渣。除此之外,中藥渣所含成分復(fù)雜,在對中藥渣的合理應(yīng)用方面,不該局限于已有技術(shù),能夠嘗試將其運用到別的領(lǐng)域,并對應(yīng)用在該領(lǐng)域后的利弊關(guān)系做出明確的分析。以下為參考文獻[1]楊緒勤,袁博,蔣繼宏.中藥渣資源綜合再利用研究進展[J].江蘇師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2021,33(3):40-44.[2]張紅剛,滕婧,李順祥,等.資源節(jié)約:中藥渣高效綜合利用研究進展[J].廣州化工,2020,41(12):16-18.[3]石連成,葉琛,李霄.中藥生產(chǎn)企業(yè)藥渣處理方式方法和綜合利用[J].中國醫(yī)藥指南,2020,10(14):385-386.[4]黎智華,祝倩,姬玉嬌,等.六種中藥渣的營養(yǎng)成分[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2021,29(1):91-95.[5]夏文靜,于瑋瑋,周惠,等.平菇發(fā)酵中藥渣產(chǎn)生物有機肥的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2021,45(28):113-114.[6]萬燕,雨田,郭曉恒,等.婦科千金片藥渣發(fā)酵制備有機肥在半夏種植上的應(yīng)用[J].成都大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2021,36(1):39-42.[7]陳美蘭,申業(yè),周修騰,等.不同中藥渣對紫蘇生長及酚類物質(zhì)的影響[J].中國中藥雜志,2021,41(23):4350-4355.[8]周林山,李偉東,鄭立軍,等.黃芪藥渣生物有機肥在油菜上的肥效試驗[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2021,44(12):159-161.[9]劉國宇,肖軍,劉娜,等.中藥渣栽培平菇培養(yǎng)基質(zhì)配方挑選試驗[J].園藝與種苗,2021(9):28-30.[10]劉正魯.漢方浸膏4號藥渣栽培榆黃菇試驗初報[J].食用菌,2018,32(5):41-41.[11]李華偉,孔祥峰,祝倩,等.圍產(chǎn)期飼糧添加發(fā)酵中藥渣對母豬糞便微生物及其代謝產(chǎn)物的影響[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2021,29(4):3232-3239.[12]吳華,張輝,蘭小定.黃芪藥渣對放牧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