温升南
广州市私域生物科技有限公司 广东广州 510000
摘要：本文通过试验研究的方式，阐述中药药渣发酵后蛋白质的制备方法与效果。根据试验结果可知，蛋白含量与药渣用量、水分用量、尿素用量相关，且各因素对蛋白生成量影响程度由大至小依次为尿素用量、水分用量、药渣用量。根据正交试验结果可知，菌种最佳选择为黑曲霉，培养基最佳选择为左慈丸药渣，工艺条件为药渣量为20g，尿素为0.07g、每克药渣配2g水，在此情况下可使发酵物中蛋白质含量达到最高，即21.35%。
关键词：中草药；药渣发酵；单细胞蛋白
引言：当前国际上对中医中药给予高度重视，为我国中草药产业发展提供机遇，同时针对中药生产后的大量废弃药渣也应妥善处理，如若当作一般垃圾填埋或者焚烧，不但会造成环境污染，还会使大量资源被浪费。对此，可将其发酵制备单细胞蛋白，达到物尽其用的效果，实现生态、经济与社会效益最大化目标。
1试验材料与方法
1.1材料与设备
试验所用的菌种包括米曲霉、黑曲霉、白色假丝酵母等，均是由当地高校实验室提供；所用的药渣源于逍遥丸、六味地黄丸、桂附地黄丸、当归渗漉丸、耳聋左慈丸，均由当地佛慈制药厂供应；所用仪器设备包括天平、工作台、数字电热培养箱；所用试剂为尿素、浓硫酸、硫酸铜、氢氧化钠。
1.2试验方法
第一步，试品制备。对事先准备好的菌种与药渣进行筛选，菌种培养基采用200g马铃薯、20g蔗糖与1000ml的水。在操作中将马铃薯去皮切成小块，放入锅中在沸水状态下煮30min，用纱布将其过滤，再加入蔗糖，融化后注水，使水量达到1000ml；然后将20g琼脂加入其中，加热溶解后在温度为121℃下湿热灭菌20min，在无菌状态下制备试管斜面培养基。在药渣培养基中，选取4g蔗糖、40g药渣、0.2g磷酸二氢钾、0.1g尿素与0.16g磷酸氢二钾，将其与80ml水混合后倒入三角瓶中，将其充分搅拌后，用双层牛皮纸将瓶口密封，在121℃下湿热灭菌20分钟；在菌种制备中，经过发酵后，选取蛋白质转化良好、纤维素消耗高的菌种，利用正交实验法增加尿素、水分、药渣量，探究各项指标增加与发酵效果间的联系[1]。
第二步，分析测定。通过查阅文献中的方法对纤维素进行测定。在蛋白质含量测量中，用水将样品中可溶性氮源冲洗掉，再用凯氏定氮法进行检测。采用烘干法对水分含量进行测定，具体措施为：在105℃的烘箱中烘到恒重，并对其称重测定。
第三步，影响因素。为探究药渣用量与发酵成果间的联系，选取10g、20g、30g、40g和50g的耳聋左慈丸药渣，将其置入容量为250ml的密封瓶中，培养基物质以药渣为准，为10%的蔗糖、0.5%的磷酸二氢钾、0.4%的磷酸氢二钾、0.3%的尿素，与黑曲霉菌接种后在28℃的烘箱中发酵3天，对不同剂量药渣的发酵成果进行分析。为探究水分用量与发酵成果间的联系，同样利用左慈丸，剂量为20g，将0.25%尿素、0.8%磷酸氢二钾、10%蔗糖加入水中，水分含量分别为100%、150%、200%、250%与300%，在与黑曲霉菌接种后，在28℃的烘箱中发酵3天，对不同水分含量的发酵成果进行分析。
为探究尿素用量与发酵成果间的联系，同样利用左慈丸，剂量为20g，选取10%蔗糖、0.8%磷酸氢二钾、0.5%的磷酸二氢钾，加入200%水中，分别加入0.15%、0.25%、0.35%、0.45%、0.55%的尿素，在与黑曲霉菌接种后，在28℃的烘箱中发酵3天，对不同尿素用量的发酵成果进行分析[2]。
2试验结果
2.1药渣与纤维素含量关系
根据试验结果可知，试验药渣成分以纤维素为主，含量最高的是知柏地黄丸药渣，含量达到55.36%；含量最低的是桂附地黄丸药渣，仅为36.23%；蛋白质含量测定中，当归渗漉丸药渣中的含量最高，为18.63%，六味地黄丸药渣中的含量最低，只有6.51%；在水分含量测定中，耳聋左慈丸药渣中的含量最高，为9.67%；逍遥丸药渣的含量最低，为5.21%。根据发酵后各项数值相比，蛋白质含量与发酵前相比较高，尤其是黑曲霉，在发酵后蛋白质含量超过其他酵母，以酿酒酵母为最低，可见最优选择为黑曲霉。此外，左慈丸药渣经过发酵处理后，内部蛋白质含量达到最大值，经过黑曲霉发酵使蛋白质含量达到21.34%，与发酵前相比提升110%，可见将该药渣作为发酵培养基最为适宜。
2.2培养基优化效果
根据试验结果可知，适当的药渣用量有利于黑曲霉生长，加速蛋白质含量提升。药渣用量太多或者太少，对纤维素降解的影响不尽相同。究其原因，菌体在达到稳定期后无法大量繁殖，药渣用量过多会导致培养基厚度提升，底层供氧不足，黑曲霉长期受到抑制，使蛋白生成量减少。对此，可将药渣用量控制为20g，使发酵蛋白质含量达到最大值。在水分用量方面，如若水分过少，在发酵期间因水分流失导致发酵环境湿度降低，影响菌体生长；如若过多，药渣被浸泡在水下，菌体因缺氧而无法生长。对此，可将水分用量调整为4ml，可使发酵物中粗蛋白含量为最高。在尿素用量方面，可将其调整为药渣的0.35%，即0.07g，可使粗蛋白含量最高。
2.3单细胞蛋白制备结果
根据上述试验结果，选择药渣用量、尿素量、水分添加量项因素开展正交试验，探究各项指标对单细胞蛋白质含量产生的影响，结果如下：不同因素发酵中对菌体蛋白量的影响因素不同，按照由大到小排列分别为尿素用量、水分用量与药渣用量，即年俗用量对药渣中黑曲霉菌发酵产生的影响最大。究其原因，尿素用量对菌体生长、纤维素酶形成关系密切。与之相比，药渣用量对发酵成果的影响较小，这意味着黑曲霉对药渣利用率良好。通过开展正交试验可知，黑曲霉药渣的优化条件为药渣用量为20g，水分用量为4ml，尿素用量为0.07g。在满足上述条件情况下，蛋白质含量为21.35%。
3讨论
根据本次试验可知，与其他药渣相比，左慈丸药渣中蛋白质含量较高，尤其是在黑曲霉发酵后数值达到最高，即21.34%。可见，菌种最佳选择为黑曲霉，培养基最佳选择为左慈丸药渣。此举可使药渣经过微生物发酵，促进营养价值提升，实现资源充分利用，缓解环境污染，同时也可填补国内蛋白不足的缺陷，取得理想的社会与经济效益。通过正交试验对黑曲霉与左慈丸药渣的工艺条件进行优化，即药渣量为20g，尿素为0.07g、每克药渣配2g水，在此情况下可使发酵物中蛋白质含量达到最高。在整体发酵过程中，各因素对蛋白生成量影响程度由大至小依次为尿素用量、水分用量、药渣用量。
结论：综上所述，为了合理利用中药废弃药渣，维护生态环境，可采用固态发酵的方式用药渣制备单细胞蛋白，弥补国内蛋白不足的缺陷。根据试验结果可知，尿素用量、水分用量、药渣用量均会影响蛋白生成，可以黑曲霉为菌种，以左慈丸药渣为培养基，在药渣量为20g，尿素为0.07g、每克药渣配2g水的工艺条件下配置，可使发酵物中蛋白质含量提高到21.35%。
参考文献：
[1]张楠,李雪平.中药渣固态发酵制备蛋白饲料研究[J].中国饲料添加剂,2019,000(009):P.43-46.
[2]谭显东,王向东,杨平,等.康宁木霉固态发酵中药渣制备蛋白饲料[J].四川大学学报(工程科学版),2020,40(004):71-76.