中药的历史悠久,是我国传统文化的重要组成部分。随着国内外对中药的认可度不断提高,中药产业迅速发展。我国中药材种植面积超过240万hm2,药材年产量约7 000万t,经提取制药后产生的药渣等固体废弃物约3 000万t[1]。目前,废弃的中药渣主要采取野外堆放、焚烧、填埋等方式处理,可能污染水质、空气和土壤等[2],对中药资源造成浪费。受加工目的、生产方法和工艺条件等因素的影响,中药成分提取不彻底,多种活性成分和营养物质仍然保留在药渣中[3-5],如纤维素、半纤维素、粗蛋白质、粗脂肪、氨基酸、多糖和生物碱等。遗留的活性成分和营养物质具有一定的药用和饲用价值,合理开发药渣作为畜牧生产的饲料资源,能够达到变废为宝的目的。中草药渣具有不易产生残留、无抗药性、低毒副作用等优点,在抑制细菌产生耐药性方面表现特殊的效果[6]。因此,本试验旨在从营养学角度和体外抑菌方面分析与评价补益、抗感冒清热解毒、促进消化、活血化瘀四类21种常用中成药药渣的营养成分及pH值,选择7种代表性中药渣进行常见致病菌株的抑菌试验,为中药渣作为饲料原料应用及功效产品开发提供参考。1材料与方法1.1中药渣的制备补益类(六味地黄丸、参茸补肾片、理气舒心片、益肾补骨液、五加参归芪精)、抗感冒清热解毒类(清淋颗粒、清凉含片、止痢宁片、消糜栓、宝宝乐、感冒灵胶囊、咽炎片、通窍鼻炎片、感冒清颗粒、连花清瘟胶囊)、活血化瘀类(通脉颗粒、益母草颗粒、精心冠制片)、消化类(复方胆通片、胆宁片)四类21种中成药药渣由吉林通化修正药业有限公司提供,各种中成药有效成分提取后剩余的湿药渣经过脱水、烘干、粉碎后制成干渣,便于贮存和运输,性质稳定。干药渣经65 ℃干燥,粉碎,过60目筛制成药渣粉,用于分析检测。1.2菌悬液制备试验用菌株包括大肠杆菌(ATCC 25922)、金黄色葡萄球菌(ATCC 25923)、鼠伤寒沙门氏菌(ATCC 14028),均为本实验室保存菌种。将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌分别接种于LB培养基,37 ℃培养箱恒温培养,连续传代2~3次。利用已灭菌的生理盐水稀释使菌种浓度分别为3.37×108、1.79×108和1.84×108 CFU/mL。1.3测定指标及方法1.3.1pH值称取10 g中药渣,置于锥形瓶中(容量为250 mL),加入90 mL蒸馏水于锥形瓶中,混匀,利用纱布过滤,取滤液于烧杯内,使用PHS-3C酸度计(上海雷磁仪器有限公司)测定pH值。1.3.2常规营养成分含量饲料中干物质含量参照《饲料中水分和其他挥发性物质含量的测定》(GB/T 6435—2006),采用恒温烘干法测定;粗蛋白质含量参照《饲料中粗蛋白测定方法》(GB/T 6432—1994),采用凯氏定氮法测定;粗脂肪含量参照《饲料中粗脂肪的测定》(GB/T 6433—2006),采用索氏抽提法测定;粗纤维含量参照《饲料中粗纤维的含量测定 过滤法》(GB/T 6434—2006),采用滤袋法测定;中性洗涤纤维含量参照《饲料中中性洗涤纤维的测定》(GB/T 20806—2006)测定,酸性洗涤纤维含量参照《饲料中酸性洗涤纤维(NDF)的测定》(NY/T 1459—2007),均采用滤袋法测定;粗灰分含量参照《饲料中粗灰分的测定方法》(GB/T 6438—1992),采用灼烧法测定。1.3.3中药渣抑菌性能准确称取中草药渣5 g,放入滤药袋,加水100 mL,浸泡搅拌90 min,8 000 r/min低温离心15 min,取上清,低温浓缩制成1 g/mL中药液剂,121 ℃高压灭菌,4 ℃保存。琼脂平板打孔法测定抑菌圈:在已制备好的LB固体培养基表面均匀涂布菌悬液,使用已灭菌的钢管打孔器打孔,每个培养基打4孔,每孔灌注中药渣提取液50 μL,37 ℃培养24 h,测定抑菌圈直径,试验重复3次,取平均值为最终结果。抑菌圈直径(D)判定标准:D≥20 mm,为极敏;15 mm≤D<20 mm,为高敏;10 mm≤D<15 mm,为中敏;0 mmD10 mm,为低敏;D=0 mm,为无抑菌效果。1.4数据统计与分析试验数据采用Excel 2019进行整理与分析。结果以“平均值±标准差”表示。2结果与分析2.121种中药渣的pH值(见表1)由表1可知,21种中药渣的pH值均呈现弱酸性,为4.53~6.08。消化类的复方胆通片药渣pH值最高,为6.08;补益类的益肾补骨液pH值最低,为4.53。不同类别中药渣pH值平均值变化趋势为消化类抗感冒清热解毒类活血类补益类。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.12.021.T001表121种中药渣的pH值类别药物名称pH值补益类六味地黄丸4.73参茸补肾片4.83理气舒心片4.88益肾补骨液4.53五加参归芪精5.29平均值4.85±0.28抗感冒清热解毒类清淋颗粒5.21清凉含片4.61止痢宁片5.83消糜栓5.90宝宝乐4.91感冒灵胶囊5.14咽炎片5.48通窍鼻炎片5.34感冒清颗粒5.28连花清瘟胶囊5.27平均值5.30±0.39活血化瘀类通脉颗粒(未添加蔗糖)4.99通脉颗粒(添加蔗糖)4.67益母草颗粒5.19精心冠制片5.79平均值5.16±0.47消化类复方胆通片6.08胆宁片5.76平均值5.92±0.23同类别不同种类药渣pH值间也具有一定差异。补益类中五加参归芪精pH值相对较高,为5.29,比益肾补骨液高0.76,比其他药渣高0.41~0.56;抗感冒清热解毒类中消糜栓pH值最高,为5.90,清凉含片最低为4.61。活血化瘀类中精心冠制片pH值最高,为5.79;通脉颗粒(添加蔗糖)最低,为4.67;消化类中的复方胆通片pH值比胆宁片高0.32。2.221种中药渣常规营养成分含量(见表2)由表2可知,通脉颗粒(添加蔗糖)的干物质含量最高,为99.10%;咽炎片的干物质含量最低,为71.86%,可能与生产工艺条件有关,药渣内残留的水分含量较高。参茸补肾片的粗蛋白质含量最高,为14.83%,可能是因为其含有动物性等蛋白质含量较高的中药成分;精心冠制片、通脉颗粒(未添加蔗糖)粗蛋白质含量较高,分别为13.20%和13.61%,其余中药渣粗蛋白质含量较低,为6.00%~12.27%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.12.021.T002表221种中药渣常规营养成分含量类别药物名称干物质粗蛋白质粗脂肪粗纤维中性洗涤纤维酸性洗涤纤维粗灰分补益类六味地黄丸90.89±0.036.00±0.451.40±0.1227.46±1.4655.99±1.1846.11±1.449.68±0.37参茸补肾片96.05±0.1614.83±0.309.52±0.1039.65±1.5669.32±3.0842.03±0.388.12±0.25理气舒心片94.29±0.3711.59±3.400.93±0.1018.23±1.4347.58±0.3928.16±0.245.96±0.03益肾补骨液81.73±0.316.57±0.811.51±0.3325.36±4.0664.64±4.2548.96±7.2420.13±0.02五加参归芪精95.17±0.366.44±0.191.58±0.1861.68±2.5783.08±0.3861.71±0.326.11±0.70续表2 21种中药渣常规营养成分含量 单位:%%中药渣粗脂肪含量差异较大,最低为0.88%,最高达9.52%,其余中药渣的粗脂肪含量为0.93%~8.83%,可能与药渣内中药组成成分及含量的差异有关。五加参归芪精粗纤维含量最高,为61.68%;复方胆通片中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量最高,分别为83.12%和69.98%;理气舒心片粗纤维和中性洗涤纤维含量最低,分别为18.23%、47.58%;精心冠制片酸性洗涤纤维含量最低,为27.61%;清淋颗粒粗灰分含量最高,连花清瘟胶囊次之,其余药渣的粗灰分含量为3.55%~20.13%。2.37种中药渣抑菌活性测定结果(见表3)由表3可知,7种中药渣对3种致病菌的敏感性不同。参茸补肾片对大肠杆菌抑菌圈直径为16.24 mm,连花清瘟胶囊对大肠杆菌抑菌圈直径为17.37 mm,抑菌效果最强,呈高度敏感;通窍鼻炎片对大肠杆菌抑菌圈直径为13.88 mm,通脉颗粒(未加蔗糖)对大肠杆菌抑菌圈直径为10.60 mm,两种重要的抑制效果均为中度敏感。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.12.021.T004表37种中药渣抑菌活性测定结果中药渣药物浓度/(g/mL)大肠杆菌/mm敏感度金黄色葡萄球菌/mm敏感度鼠伤寒沙门氏菌/mm敏感度参茸补肾片1.016.24±1.11高度敏感0不敏感0不敏感清凉含片1.00不敏感17.98±1.43高度敏感0不敏感咽炎片1.00不敏感11.66±1.91中度敏感14.99±3.14中度敏感通窍鼻炎片1.013.88±1.94中度敏感16.18±0.98高度敏感14.49±2.12中度敏感连花清瘟胶囊1.017.37±0.93高度敏感21.43±1.03高度敏感20.92±2.11高度敏感通脉颗粒(未加蔗糖)1.010.60±1.42中度敏感14.80±3.69中度敏感11.69±0.76中度敏感胆宁片1.00不敏感16.08±4.24高度敏感12.97±2.05中度敏感清凉含片对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为17.98 mm,通窍鼻炎片对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为16.18 mm,连花清瘟胶囊对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为21.43 mm,胆宁片对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径为16.08 mm,4种药渣对金黄色葡萄球菌抑菌效果最强,呈高度敏感;咽炎片对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径是11.66 mm,通脉颗粒(未加蔗糖)对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径是14.80 mm,抑制效果为中度敏感。连花清瘟胶囊对鼠伤寒沙门氏菌抑制效果最强,呈高度敏感,抑菌圈直径为20.92 mm;咽炎片对鼠伤寒沙门氏菌抑菌圈直径为14.99 mm,通窍鼻炎片对鼠伤寒沙门氏菌抑菌圈直径为14.49 mm,通脉颗粒(未加蔗糖)抑菌圈直径为11.69 mm,胆宁片抑菌圈直径为12.97 mm,4种药渣对鼠伤寒沙门氏菌的抑制效果为中度敏感。参茸补肾片对金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌无抑菌效果;清凉含片对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌无抑菌效果;咽炎片、胆宁片对大肠杆菌无抑菌效果。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.12.021.T003类别药物名称干物质粗蛋白质粗脂肪粗纤维中性洗涤纤维酸性洗涤纤维粗灰分抗感冒清热解毒类清淋颗粒93.36±0.296.58±0.282.89±0.3833.80±0.0668.85±2.4452.90±1.8935.90±1.46清凉含片94.89±0.2110.42±0.291.63±0.1758.12±1.2172.90±1.1957.85±0.806.75±0.79止痢宁片98.29±0.298.41±2.850.96±0.2258.22±0.7579.28±1.0562.96±0.676.65±0.17消糜栓94.17±0.018.41±0.530.88±0.0044.99±6.8463.32±2.4146.12±1.558.71±0.11宝宝乐94.85±0.328.26±0.801.05±0.1033.39±2.2257.39±2.5831.64±1.963.55±0.08感冒灵胶囊95.53±0.105.13±0.001.08±0.2555.59±0.4479.01±0.9961.19±1.503.75±0.11咽炎片71.86±0.058.04±0.223.26±0.1945.78±2.7770.74±1.3347.97±0.637.45±1.23通窍鼻炎片95.09±0.1212.27±0.328.52±0.9340.05±0.6265.51±0.4843.29±0.455.48±0.04感冒清颗粒95.61±0.1411.91±0.168.87±0.0646.83±2.4370.33±4.6549.74±2.9510.54±0.02连花清瘟胶囊96.35±0.4810.30±0.053.91±0.0732.21±4.3855.99±1.1546.17±0.8630.18±0.04活血化瘀类通脉颗粒(添加蔗糖)99.10±0.2012.93±0.723.66±0.5641.01±0.5666.22±0.5440.13±3.329.64±0.04通脉颗粒(未添加蔗糖)95.38±0.1013.61±0.542.72±0.0432.51±0.7349.85±2.7030.65±1.978.17±0.05益母草颗粒95.00±0.239.08±0.361.48±0.0655.14±0.1572.32±1.9053.73±0.868.94±0.38精心冠制片93.45±0.0413.20±0.041.59±0.1628.58±2.8851.79±2.6827.61±1.289.92±0.06消化类复方胆通片95.70±0.107.83±0.531.45±0.0655.65±3.7283.12±2.9969.98±0.0812.87±0.43胆宁片89.97±3.398.96±1.581.71±0.5446.02±3.9373.84±2.0557.44±1.6119.10±1.803讨论3.1中药渣营养价值成分pH值变化是药渣成功发酵的标志。物料发酵后的pH值应为3.8~4.5,pH值过高易使发酵底料发生腐败变质[7]。孙丹丹等[8]研究碳源、氮源和起始pH值3种因素对植物乳杆菌青贮发酵万寿菊效果,起始pH值为6.0~7.0时,发酵效果最佳。本试验中,药渣原渣pH值为4.61~6.08,与孙丹丹等[8]研究结果相近。较低pH值条件更利于发酵,改善药渣适口性,延长储存时间,提升药渣利用价值。反刍动物瘤胃内pH值为5.8~6.8,呈酸性,中药渣作为饲料原料,较低的pH值更适合动物体内酸性环境,利于动物充分消化利用饲料,促进动物生长。孙国虎等[9]研究表明,添加中草药药渣的试验组羊日增重显著高于对照组,可以改善羊肉的嫩度,提高羊肉中蛋白质含量,降低脂肪含量,减少羊肉的膻味。吴华等[10-12]在白羽肉鸡饲料中添加甘草药渣和黄芪药渣发现,3%的甘草药渣与5%黄芪药渣可以显著提高日增重,降低料重比。蛋白质是动物生命活动过程中必不可少的营养物质,动物需要不断获取蛋白质满足自身生长需要。本试验测定的21种中成药药渣中,参茸补肾片、通脉颗粒、精心冠制片3种药渣中粗蛋白质含量较高,可以用作饲料原料中蛋白含量较高的原料替代品,其他药渣中粗蛋白含量均较低。生物发酵技术可以改善药渣适口性,提升蛋白质含量。王兵等[13]利用白腐菌对中药渣进行固态发酵,中药渣发酵产物的真蛋白质量分数比原料本身的真蛋白质量分数高71.34%,在畜牧生产中可以借助生物发酵技术发挥废弃药渣的再次利用价值。粗脂肪作为能量来源,在饲料配方中能够以较小添加量满足部分畜禽对能量的需求。本研究中,21种中药渣中,大部分中药渣的脂肪含量较低,但参茸补肾片、通窍鼻炎片、感冒清颗粒3种药渣的脂肪含量较高,可以用于调配饲料中的粗脂肪含量。研究表明,生物发酵剂可以使发酵底料中游离脂肪酸大量增加[14],提高脂肪含量,进而提升营养价值。纤维具有促进动物消化、保护胃肠黏膜免受损伤等作用[15]。提高饲粮纤维含量可以促进消化道发育,刺激胃肠蠕动和分泌消化液,保护肠黏膜[16]。张立涛等[17]和杨永新等[18]指出,中性洗涤纤维可以通过调控瘤胃发酵过程直接影响反刍动物对干物质的采食量。本研究中,药渣中性洗涤纤维的含量达47.58%~83.12%,可以作为纤维性饲料原料应用于反刍动物日粮中。3.2中药渣抑菌效果在畜牧生产中,大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌易感染幼龄动物,引起腹泻、败血症等;成年动物感染后,长期携带病菌成为感染源,长期使用抗生素会产生耐药性和副作用,造成经济损失[19-20]。杨金波等[21]指出,中草药除预防和抗菌功能外,还能够促进动物生长,提高免疫力。本研究中,7种药渣对3种致病菌表现出不同程度的敏感性,连花清瘟胶囊、通脉颗粒(未加蔗糖)药渣具有广谱抗菌性,对3种致病菌均具有一定的抑制作用。连花清瘟胶囊的抑制效果强于通脉颗粒(未加蔗糖),可能与药渣治疗类别有关系,抗感冒清热解毒类的药物体外抗菌效果更强[22]。本试验中,清凉含片、咽炎片、通窍鼻炎片、连花清瘟胶囊和胆宁片药材组成中包含黄芩、五倍子、乌梅、诃子、大黄等中草药成分,对致病菌表现出不同程度的抑制效果,与张莉等[23]和陈仁德等[24]研究结果一致。参茸补肾片对金黄色葡萄球菌及鼠伤寒沙门氏菌具有抑菌效果,清凉含片、咽炎片、胆宁片对大肠杆菌未表现出明显抑菌效果,可能与药渣的提取工艺及选用试验菌株有关,改用浸渍法、水蒸气蒸馏法等方法抑菌效果可能更优[25]。中药渣具有营养价值和药渣特性,能够应用于畜牧生产中,有效缓解饲料资源短缺问题。3.3中药渣合理利用药渣的营养价值可以通过动物试验评价其替代饲料的效果。李桂平[26]研究大青叶、板蓝根药渣的饲用价值,饲养肉牛40 d发现,与对照组相比,饲喂经过处理药渣的3个试验组肉牛日增重分别为降低1.53%,提高1.73%、4.18%,表明药渣能够显著提高肉牛日增重。朱晓萍等[27]研究发现,日粮中添加由山楂、神曲和麦芽组成的大山楂丸中草药复方制剂可以提高仔猪的生长性能,促进仔猪对营养物质的消化吸收,降低腹泻率。蔺军[28]向肉羊饲粮中添加党参、黄芪渣发现,辛酸、己酸、癸酸3种致膻物质含量明显降低,羊肉风味得到改善。日粮中粗纤维和木质素含量过高会降低适口性和营养物质吸收利用率。为了降低中药渣中纤维和木质素的含量,可以对药渣进行微生物发酵处理,借助微生物释放的胞外酶对植物细胞壁中纤维素、果胶质、半纤维素和木质素等致密结构进行分解,促进植物细胞中活性物质释放,提高药渣作为饲料的营养价值和药效作用。复方中草药MA具有平喘的功效,能够治疗过敏和炎症等疾病,通过嗜酸乳杆菌发酵,提高复方中草药MA的效力[29]。贺晓玉等[30]研究表明,饲喂发酵中草药药渣能够改善仔猪生长性能和肠道健康,降低腹泻率。研究表明,发酵药渣能够提高饲料的转化率及利用率[31-34],药渣中残留的多糖、皂苷类、生物碱及黄酮类等生物活性物质在促进动物健康、增强机体免疫、抗应激及改善肉质等方面被证明具有不可替代的作用[35-36]。也有研究表明,发酵中药渣可减少文昌鸡肝细胞损伤,促进肝脏的合成代谢和贮备功能[37]。但在实际应用中需要根据中药渣中纤维成分的差异,合理地选择适宜的菌种进行发酵,提高药渣营养特性。4结论本试验中,21种药渣pH值均呈酸性,废弃中药渣均含有丰富的粗蛋白质、粗脂肪及粗纤维等营养物质,具有一定的营养价值及抑菌效果,考虑用作大宗饲料原料的替代品。
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