CN104996729A - 一种麦冬药渣的资源化综合利用技术 - Google Patents

一种麦冬药渣的资源化综合利用技术 Download PDF

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Abstract

本发明属于废弃资源再生利用的技术领域，针对目前麦冬药渣这种可再生利用资源处理存在的浪费和环境污染的问题，提供了一种中药制药企业麦冬药渣回收麦冬多糖及其残渣发酵生产富含灵芝多糖生物饲料综合利用技术。其包括麦冬多糖提取、灵芝液体菌种驯化及制备，麦冬残渣多菌种混合发酵等工艺阶段。该方法不仅能有效的综合利用废弃麦冬药渣，减少环境污染，而且可以从麦冬药渣中获得附加值较高的麦冬多糖及为麦养殖业提供一种具有提高免疫力的新型生物饲料产品，该方法独特、工艺新颖，具有良好的经济效益，社会效益，极有推广应用价值。<pb pnum="1" />

Description

一种麦冬药渣的资源化综合利用技术
技术领域
本发明属于废弃资源再生利用的技术领域，特别涉及麦冬药渣废弃资源再生利用，具体涉及利用麦冬药渣回收麦冬药渣酮IIA及其残渣发酵生产药用真菌多糖微生态饲料技术。
背景技术
随着中医药卫生事业的发展以及人们健康意识的增强，中草药和中成药的应用日益广泛。但随之带来的中药药渣废弃量也日渐增加，据不完全统计，我国仅植物类药渣年排放量就多达3000万吨。因此，药渣处理已成为中草药和中成药生产加工过程中一个不容忽视的问题。目前绝大多数中药生产企业均将药渣作为废料垃圾通过填埋、焚烧、固定区域堆放等方式进行处理，不仅耗费了大量的人力物力、增加了企业的生产成本，还在一定程度上造成了植物资源的巨大浪费，更由于药渣在运输、堆放、填埋、焚烧等过程容易对周围环境造成污染。如何有效地对中药药渣进行处理，减少或消除其带来的环境污染；同时对其进行合理的资源化利用、变废为宝，节约中药生产成本，为制药企业带来经济效益，已成为中药制药企业迫切需要解决的难题。
麦冬为百合科植物麦冬的干燥的肉质块茎，为常用滋阴中药，可用于治疗热病伤津、心烦口渴等病症。其主要化学成分为甾体皂苷、多糖、高异黄酮类、氨基酸等，这些成分共同作用使麦冬具有广泛的药理作用。其中甾体皂苷具有改善心肌收缩力、保护心肌细胞、抗实验性心律失常、提高小鼠的耐缺氧能力等多方面作用。麦冬多糖具有提高免疫力，抗心肌缺血、降血糖等作用。但目前国内大多数中药制药企业利用醇提法提取麦冬中的皂苷成分，此工艺条件下作为大分子水溶性成份的麦冬多糖基本不能够被浸提出来，麦冬中的多糖没有得到合理的利用，同时在麦冬药渣还含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素、少量的蛋白质、淀粉等可利用营养成分。因此，麦冬药渣也是一种具有较高应用前景的可再生资源。目前，麦冬药渣一般由生产单位运出厂区，采取堆放、填埋、焚烧等处理，而将其资源化利用方面的技术还非常少见，造成巨大的资源浪费。已公开的技术主要是粉碎后直接做为饲料添加剂或通过酵母菌等微生物发酵生产蛋白饲料，但这些方法均未能将麦冬药渣中有效成分归类处理，实现麦冬药渣资源化最大程度利用。
针对麦冬药渣中富含麦冬可溶性活性多糖、纤维素、半纤维素、木质素等有效成分特点。
本发明先利用热水浸提、乙醇沉淀的方法对麦冬药渣中可溶性活性多糖进行回收，在此基础上，通过灵芝菌、产朊假丝酵母、植物乳杆菌等混合菌体对热水浸提后的麦冬残渣进行固态发酵生产富含灵芝多糖的新型生物饲料。灵芝菌具有较强的纤维素、半纤维素、木质素等分解能力，能将麦冬残渣中这些物质分解成小分子直接利用的简单糖类物质，为自身菌丝生长及产朊假丝酵母、植物乳杆菌繁殖提供碳源。灵芝菌丝体中含量丰富的氨基酸、维生素、多糖、生物碱等多种活性物质。其中灵芝多糖具有提高机体免疫性，增强淋巴细胞的活力，加强机体防御能力，保护正常细胞等作用。产朊假丝酵母和植物乳杆菌细胞能合成丰富的蛋白质、核酸、有机酸及多种酶类，能增加饲料中蛋白质含量，提高饲料的适口性及畜禽的消化能力。本发明实现了麦冬药渣的完全利用，整个过程无废弃残渣排放，为麦冬药渣的资源化利用开辟了一条新的途径。
发明内容
本发明的目的是针对目前麦冬药渣这种可再生利用资源处理存在的浪费和环境污染的问题，提供利用一种麦冬药渣提取可溶性麦冬多糖及残渣发酵制备灵芝多糖生物饲料的方法方法，该方法能有效的综合利用废弃麦冬药渣，减少环境污染。所提取回收的麦冬多糖可以做为提高免疫力、降血糖保健食品或饲料添加剂的原料。提取后残渣通过灵芝菌、产朊假丝酵母、植物乳杆菌发酵制备的富含灵芝多糖的生物饲料畜禽生产。
本发明的具体方案如下：
本发明所述麦冬药渣为中药制药企业麦冬药渣干燥根醇提后的新鲜无霉变的残渣，其预处理方法为将麦冬药渣用粉碎机粉碎并过筛至10目以下。
本发明所述麦冬药渣中多糖提取方法为采用10倍量的水回流提取2次，每次1.5h，提取温度为80℃。减压浓缩至原液体积的1/10左右。在浓缩液中加入无水乙醇至最终醇浓度为80％，4℃低温静置过夜，沉淀离心后，冷冻干燥得到浅黄色麦冬多糖粉末。上清液进行乙醇回收。
本发明所述麦冬药渣中多糖提取得率为63.5％以上。
本发明所述灵芝液体菌种制备接种前首先在试管斜面上进行28℃培养5-8d，培养使用的斜面培养基为PDA培养基(含蔗糖2％，琼脂2％)，然后从已培养成熟的斜面中用接种铲铲下三块菌块接入一级液体种子培养基中，菌块大小为0.5cm×0.5cm左右，液体培养基配方为麦冬残渣15％，玉米粉1％、酵母膏0.4％，葡萄糖2％，硫酸镁0.02％，初始pH为6-7。将接种后的液体培养摇瓶放在26-28℃，170r/min的恒温振荡器中培养5-6d。再按接种量的10％接入二级液体种子培养基中，二级种子培养基配方为新鲜麦冬药渣药渣20％，玉米粉1％，葡萄糖1％，硫酸镁0.02％，，初始pH为6-7，将接种后的液体培养摇瓶放在25-28℃，170r/min的恒温振荡器中培养4d。
本发明所述产朊假丝酵母液体菌种制备为首先在试管斜面上进行28℃培养1-2d，培养使用的斜面培养基为12婆美度麦芽汁培养基(含琼脂2％)，然后从已培养成熟的斜面中用接种环挑取三环接入液体种子培养基中，液体培养基配方为麦芽浸粉2％，葡萄糖1％，初始pH为5-6。将接种后的液体培养摇瓶放在28℃，180r/min的恒温振荡器中培养24h。
本发明所述植物乳杆菌种制备为首先在装有5mL培养基的试管中进行32℃静止培养48h，培养使用的培养基为MRS培养基(蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母膏5g，葡萄糖20g，磷酸氢二钾2g，柠檬酸二铵2g，吐温801mL，硫酸镁0.58g，硫酸锰0.25g，水1000mL)，然后从已培养成熟的试管中用移液品吸取接种量为10％液体种子加入种子培养基中，液体培养基配方为MRS培养基，初始pH为6-7。32℃，恒温静置培养36-48h。
本发明所述的发酵菌中为灵芝菌(Ganoderma sp.5.00067)，植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum1.2469)，产朊假丝酵母为(Candida utilis2.1180)。
本发明所述以提取麦冬多糖后的麦冬残渣混菌发酵生产富含灵芝多糖生物饲料工艺步骤如下：
(1)配料与混料
取提取过多糖后的麦冬残渣100份，加入麸皮50份，将麦冬残渣和麸皮混合均匀，加入水使配制好的发酵原料中初始水分含量为60％。
(2)灭菌
将配制好的原料采用高压蒸汽灭菌，灭菌参数为，蒸汽压力为1公斤，温度120℃，灭菌时间30分钟。
(4)发酵
将灭菌后的原料冷却至30-35℃，按原料重量接入15％的灵芝液体菌种、0.5％的植物乳杆菌，0.5％产朊假丝酵母。发酵条件：发酵温度28℃，培养基厚度10-12cm，培养至灵芝菌丝铺满整个培养基。
(5)干燥
发酵结束后，将发酵物以60-70℃，通风干燥至恒重得富含灵芝多糖生物饲料产品。
本发明所述富含灵芝多糖生物饲料，其可溶性活性多糖含量在20％以上，植物乳杆菌含量为0.82×109个/g，产朊假丝酵母为0.16×1012个/g。
具体实施方式
实施实例1
1、麦冬多糖提取
取麦冬药渣100公斤，用粉碎机粉碎并过筛至10目以下。加入1000公斤的水，混合均匀后，加热至80℃并维持1.5h，重复1次，合并提取液，减压浓缩至体积为200公斤。在浓缩液中加入无水乙醇800公斤至最终醇浓度为80％，4℃低温静置过夜，沉淀离心后，冷冻干燥得到浅黄色麦冬多糖粉末。上清液进行乙醇回收，残渣进行混合菌种发酵。
2、灵芝(Ganoderma sp.5.00067)液体种子制备
灵芝(Ganoderma sp.5.00067)液体菌种制备接种前首先在试管斜面上进行28℃培养5-8d，培养使用的斜面培养基为PDA培养基(含蔗糖2％，琼脂2％)，然后从已培养成熟的斜面中用接种铲铲下三块菌块接入一级液体种子培养基中，菌块大小为0.5cm×0.5cm左右，液体培养基配方为麦冬残渣15％，玉米粉1％、酵母膏0.4％，葡萄糖2％，硫酸镁0.02％，初始pH为6-7。将接种后的液体培养摇瓶放在26-28℃，170r/min的恒温振荡器中培养5-6d。再按接种量的10％接入二级液体种子培养基中，二级种子培养基配方为新鲜麦冬药渣药渣20％，玉米粉1％，葡萄糖1％，硫酸镁0.02％，，初始pH为6-7，将接种后的液体培养摇瓶放在25-28℃，170r/min的恒温振荡器中培养4d。
3、产朊假丝酵母(Candida utilis2.1180)液体菌种制备
将保藏在冷箱的产朊假丝酵母(Candida utilis2.1180)斜面试管菌种转接到新鲜的试管斜面上，28℃培养1-2d，培养使用的斜面培养基为12婆美度麦芽汁培养基(含琼脂2％)，然后从已培养成熟的斜面中用接种环挑取三环接入液体种子培养基中，液体培养基配方为麦芽浸粉2％，葡萄糖1％，初始pH为5-6。将接种后的液体培养摇瓶放在28℃，180r/min的恒温振荡器中培养24h。
4、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum1.2469)液体种子制备
将保藏在冷箱的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum1.2469)试管菌种转接至装有5mL培养基的试管中进行32℃静止培养48h，培养使用的培养基为MRS培养基(蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母膏5g，葡萄糖20g，磷酸氢二钾2g，柠檬酸二铵2g，吐温801mL，硫酸镁0.58g，硫酸锰0.25g，水1000mL)，然后从已培养成熟的试管中用移液品吸取接种量为10％液体种子加入种子培养基中，液体培养基配方为MRS培养基，初始pH为6-7。32℃，恒温静置培养36-48h。
5、以多糖提取后的残渣多菌种发酵过程
取提取过多糖后的麦冬残渣50公斤，加入麸皮30公斤，将麦冬残渣和麸皮混合均匀，加入水使配制好的发酵原料中初始水分含量为60-70％。将配制好的原料采用高压蒸汽灭菌，灭菌参数为，蒸汽压力为1公斤，温度120℃，灭菌时间30分钟。灭菌后的原料冷却至30-35℃，按原料重量接入15％的灵芝液体菌种、0.5％的植物乳杆菌，0.5％产朊假丝酵母。混合均匀后，将物料摊至厚度10-12cm，在28℃温度培养，当灵芝菌丝铺满整个培养基时结束发酵，发酵时间为10-13天。发酵结束后，将发酵物以60-70℃，通风干燥至恒重得富含灵芝多糖生物饲料产品。
实施实例2
1、麦冬多糖提取
取麦冬药渣100公斤，用粉碎机粉碎并过筛至10目以下。加入1500公斤的水，混合均匀后，加热至80℃并维持1.5h，减压浓缩至体积为150公斤。在浓缩液中加入无水乙醇600公斤至最终醇浓度为80％，4℃低温静置过夜，沉淀离心后，60℃低温真空干燥得到黄色麦冬多糖粉末。上清液进行乙醇回收，残渣进行混合菌种发酵。
2、灵芝(Ganoderma sp.5.00067)液体种子制备
本发明所述灵芝(Ganoderma sp.5.00067)液体菌种制备接种前首先在试管斜面上进行26℃培养6-9d，培养使用的斜面培养基为PDA培养基(含蔗糖2％，琼脂2％)，然后从已培养成熟的斜面中用接种铲铲下三块菌块接入一级液体种子培养基中，菌块大小为0.5cm×0.5cm左右，液体培养基配方为麦冬残渣15％，玉米粉1％、酵母膏0.4％，葡萄糖2％，硫酸镁0.02％，初始pH为6-7。将接种后的液体培养摇瓶放在26-28℃，170r/min的恒温振荡器中培养5-6d。再按接种量的10％接入二级液体种子培养基中，二级种子培养基配方为新鲜麦冬药渣药渣25％，玉米粉1％，葡萄糖1％，硫酸镁0.02％，，初始pH为6-7，将接种后的液体培养摇瓶放在24-26℃，170r/min的恒温振荡器中培养5-6d。
3、产朊假丝酵母(Candida utilis2.1180)液体菌种制备
将保藏在冷箱的产朊假丝酵母(Candida utilis2.1180)斜面试管转接到新鲜的试管斜面上，28℃培养1-2d，培养使用的斜面培养基为12婆美度麦芽汁培养基(含琼脂2％)，然后从已培养成熟的斜面中用接种环挑取三环接入液体种子培养基中，液体培养基配方为12婆美度麦芽汁培养基。将接种后的液体培养摇瓶放在28℃，180r/min的恒温振荡器中培养24h。
4、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum1.2469)液体种子制备
将保藏在冷箱的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum1.2469)试管菌种转接至装有5mL培养基的试管中进行32℃静止培养48h，培养使用的培养基为MRS培养基(蛋白胨10g，牛肉膏10g，酵母膏5g，葡萄糖20g，磷酸氢二钾2g，柠檬酸二铵2g，吐温801mL，硫酸镁0.58g，硫酸锰0.25g，水1000mL)，然后从已培养成熟的试管中用移液品吸取接种量为10％液体种子加入种子培养基中，液体培养基配方为MRS培养基，初始pH为6-7。32℃，恒温静置培养36-48h。
5、以多糖提取后的残渣多菌种发酵过程
取提取过多糖后的麦冬残渣50公斤，加入麸皮20公斤，加入稻壳10公斤，将三者混合均匀，加入水使配制好的发酵原料中初始水分含量为60-70％。将配制好的原料采用高压蒸汽灭菌，灭菌参数为，蒸汽压力为1公斤，温度120℃，灭菌时间30分钟。灭菌后的原料冷却至30-35℃，按原料重量接入10％的灵芝液体菌种、0.1％的植物乳杆菌，0.1％产朊假丝酵母。混合均匀后，将物料摊至厚度10-12cm，在28℃温度培养，当灵芝菌丝铺满整个培养基时结束发酵，发酵时间为10-15天。
6、干燥
发酵结束后，将发酵物以60-70℃，通风干燥至恒重得富含灵芝多糖生物饲料产品。

Claims (4)

1.一种麦冬药渣的资源化综合利用技术，其主要特征在于以中药制药企业废取物麦冬药渣为原料提取麦冬多糖及发酵制备富含灵芝多糖的生物饲料。能有效的综合利用废弃麦冬药渣，减少环境污染，实现资源化最大利用。其具体工艺特征如下：
(1)麦冬多糖的提取回收
麦冬药渣用粉碎机粉碎并过筛至10目以下。加入麦冬药渣10倍量的水回流提取2次，每次1.5h，提取温度为80℃。减压浓缩至原液体积的1/10左右。在浓缩液中加入无水乙醇至最终醇浓度为80％，4℃低温静置过夜，沉淀离心后，冷冻干燥得到浅黄色麦冬多糖粉末。上清液进行乙醇回收，残渣发酵富含灵芝多糖的生物饲料。
(2)麦冬残渣混菌发酵生产富含灵芝多糖生物饲料
提取过多糖后的麦冬残渣50公斤，加入麸皮30公斤，将麦冬残渣和麸皮混合均匀，加入水使配制好的发酵原料中初始水分含量为60-70％。将配制好的原料采用高压蒸汽灭菌，灭菌参数为，蒸汽压力为1公斤，温度120℃，灭菌时间30分钟。灭菌后的原料冷却至30-35℃，按原料重量接入15％的灵芝液体菌种、0.5％的植物乳杆菌，0.5％产朊假丝酵母。混合均匀后，将物料摊至厚度10-12cm，在28℃温度培养，当灵芝菌丝铺满整个培养基时结束发酵，发酵时间为10-13天。发酵结束后，将发酵物以60-70℃，通风干燥至恒重得富含灵芝多糖生物饲料产品。
2.根据权利用求1所述的方法其特征在于所采用的混合发酵菌种为灵芝菌(Ganodermasp.5.00067)，植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum1.2469)，产朊假丝酵母(Candida utilis2.1180)。
3.根据权利用求1所述的方法其特征在于灵芝菌使用液体菌种，灵芝液体菌种制备接种前首先在试管斜面上进行28℃培养5-8d，培养使用的斜面培养基为PDA培养基(含蔗糖2％，琼脂2％)，然后从已培养成熟的斜面中用接种铲铲下三块菌块接入一级液体种子培养基中，菌块大小为0.5cm×0.5cm左右，液体培养基配方为麦冬残渣15％，玉米粉1％、酵母膏0.4％，葡萄糖2％，硫酸镁0.02％，初始pH为6-7。将接种后的液体培养摇瓶放在26-28℃，170r/min的恒温振荡器中培养5-6d。再按接种量的10％接入二级液体种子培养基中，二级种子培养基配方为新鲜麦冬药渣药渣20％，玉米粉1％，葡萄糖1％，硫酸镁0.02％，，初始pH为6-7，将接种后的液体培养摇瓶放在25-28℃，170r/min的恒温振荡器中培养4d后液体菌种成熟。
4.根据权利用求1所述的方法富含灵芝多糖生物饲料其特征在于其可溶性活性多糖含量在20％以上，植物乳杆菌含量为0.82×109个/g，产朊假丝酵母为0.16×1012个/g。
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