譚顯東, 王向東, 黃健盛, 劉建英, 羊依金, 葉芝祥
(1.成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院,四川成都 610225;2.四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院,四川成都 610065)
隨著我國中醫(yī)藥事業(yè)的迅速發(fā)展,全國各大中藥制藥廠的中藥渣廢棄量日益增加,全國中藥渣的年排放量達(dá)3 000萬t[1]。中藥渣的處理往往采用傳統(tǒng)的處理方法如焚燒、填埋、固定區(qū)域堆放,不僅要投入大量的資金,而且也造成了資源的浪費(fèi)和嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此,如何合理地處置和利用中藥渣是實(shí)現(xiàn)中藥現(xiàn)代化進(jìn)程中一個(gè)不可回避的重要問題。近年來,相關(guān)研究人員就如何有效地綜合利用藥渣,實(shí)現(xiàn)中藥制藥行業(yè)的清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展做了大量的研究工作。
中藥大多是由植物的根、莖、葉、花、實(shí)、皮,以及禽獸的肢體、臟器、外殼組成,還有部分屬于礦物質(zhì),它含有豐富的有機(jī)物和無機(jī)物質(zhì)。提取有效成分后的藥渣,一般含大量的粗纖維、粗脂肪、淀粉、粗多糖、粗蛋白、氨基酸、生物堿及微量元素等,各種藥渣的主要化學(xué)成分各不相同[1-3]。目前對其資源化的研究工作主要著眼于以下幾個(gè)方面。
1.1 從中藥渣中提取有效成分 韋云川等[4]通過對三七總皂苷提取后的藥渣進(jìn)行重新提取、分離與純化,得到三七多糖,經(jīng)含量測定可達(dá)50%,提高了三七的再開發(fā)利用價(jià)值,有效節(jié)約了生物資源。康艷萍等[5]采用超聲提取法從枇杷葉藥渣中提取烏索酸,提取速度快,不需要加熱,容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,具有良好的應(yīng)用前景。鄒盛勤等[6]發(fā)現(xiàn)枇杷葉中主要成分三萜酸類經(jīng)水提取后無損耗,其藥渣中有效成分可進(jìn)一步開發(fā)利用。李開泉等[7]也做了相關(guān)研究。
1.2 利用中藥渣生產(chǎn)無公害有機(jī)肥料 中藥渣中含有植物生長所需的氮、磷、鉀等成分,而且不含致病菌,重金屬含量遠(yuǎn)低于作為肥料或者基質(zhì)的允許含量限值[2],是一種良好的無公害有機(jī)肥料。
吳濤等[8]研究發(fā)現(xiàn),用藥渣和腐熟玉米秸稈來代替草炭作烤煙漂浮育苗基質(zhì)是完全可行的,所育煙苗均能達(dá)到壯苗標(biāo)準(zhǔn)要求。
唐懋華等[9]的研究結(jié)果表明,中藥渣配合適量的無機(jī)肥和生物菌肥施用,可快速提高生土活性,提高生土供養(yǎng)能力,促進(jìn)生土團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成,使生土快速熟化,實(shí)現(xiàn)當(dāng)年熟化當(dāng)年豐產(chǎn)。研究結(jié)果[10]還表明,中藥渣與輔料配制成的蔬菜育苗基質(zhì)與其它供試基質(zhì)相比,物理性狀優(yōu)良,有機(jī)質(zhì)及氮、磷、鉀養(yǎng)分含量高,能滿足蔬菜苗期養(yǎng)分需求,不影響蔬菜種子發(fā)芽;能培育壯苗,促進(jìn)蔬菜生長,其產(chǎn)量增幅在5.5% ~30%,在茄果類、瓜類蔬菜上的產(chǎn)量差異顯著。
邢后銀等[11]利用生產(chǎn)“脈絡(luò)寧”的中藥渣,研究開發(fā)了中藥渣育苗和栽培基質(zhì),利用連片大棚設(shè)施進(jìn)行瓜果無土栽培,資源得到循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益的有機(jī)統(tǒng)一。
1.3 利用中藥渣生產(chǎn)飼料添加劑 在飼料日糧中添加經(jīng)處理后的中藥渣,可以減少常規(guī)飼料的用量,價(jià)格低廉,可以提高養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此外,中草藥含有多種生物活性物質(zhì)(皂苷、黃酮類、萜類、肌醇等),兼有營養(yǎng)和藥用兩種屬性。
李肖粱、陳曉明和錢婭等[12-14]探討了中草藥渣在育肥豬和斷奶仔豬飼料中應(yīng)用的可行性及對生長和免疫等方面的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在基礎(chǔ)日糧中添加“十全大補(bǔ)”藥渣可促進(jìn)豬的生長,提高飼料利用率,并可改善胴體特性和肉的品質(zhì);中藥渣的加入促進(jìn)了生長豬血清中免疫球蛋白IgG、IgA及補(bǔ)體C的生成,提高了生長豬的免疫功能,降低了仔豬的腹瀉率,促進(jìn)了仔豬腸道內(nèi)有益菌的增殖,提高了生產(chǎn)性能。
王尚榮[15]在雜交奶牛日糧中適量添加“催奶靈”中藥渣,對提高雜交奶牛產(chǎn)奶量具有顯著的效果。李桂平[16]使用大青葉、板藍(lán)根藥渣作為飼料進(jìn)行了飼養(yǎng)試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),大青葉、板藍(lán)根藥渣經(jīng)過化學(xué)處理后完全可以作為飼料使用,能夠提高肉牛體重的增加率,特別是使用氨化飼料后,藥渣中蛋白質(zhì)含量提高,肉牛日增重明顯。
1.4 利用中藥渣進(jìn)行食用菌栽培 食用菌產(chǎn)業(yè)目前使用的棉籽殼原料,農(nóng)藥殘留較高,同時(shí)棉籽殼中含有對男性生殖健康有影響的棉多酚化學(xué)成分,因此食用菌的品質(zhì)受到影響。中藥渣中含有許多可供微生物生長用的碳源、氮源、生長因子、無機(jī)鹽等營養(yǎng)物質(zhì),汞、鉛、鎘、砷等有害元素含量極微,符合國家綠色食品生產(chǎn)控制標(biāo)準(zhǔn),用于栽培食用菌是可行的[3]。
陳合等[17]的研究結(jié)果表明,以中藥渣為主要原料,固體發(fā)酵法培養(yǎng)的靈芝固體菌質(zhì)含有豐富的生物活性成分,重金屬含量低,毒副作用小。
趙群友等[18]將中藥渣與棉籽殼等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品按一定比例混合,作為栽培雞腿菇的基質(zhì),下腳料再混入稻草、棉子殼、麥秸、玉米芯等,又可作為栽培草菇的優(yōu)質(zhì)基質(zhì),真正實(shí)現(xiàn)了中藥渣的循環(huán)利用。于杰等[19]經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室小試和大規(guī)模食用菌生產(chǎn)試驗(yàn)及推廣,證實(shí)中藥渣代替棉籽殼用于食用菌生產(chǎn)是可行的。目前該研究成果已廣泛應(yīng)用于青島市的食用菌生產(chǎn)中。佘紅等[20]也對中藥渣替代部分棉籽殼用于金針菇生產(chǎn)進(jìn)行了研究。
吳育萍等[3]就使用腎寶藥渣代替部分棉籽殼進(jìn)行平菇菌株栽培試驗(yàn)進(jìn)行了初步探索。結(jié)果發(fā)現(xiàn),藥渣的營養(yǎng)成分對平菇生長具有作用,藥渣所占培養(yǎng)料的比例控制在1/2~1/3為宜。
1.5 利用中藥渣制備環(huán)保生物制劑 張慧等[21]從中藥廠活性污泥中篩選出具有較高絮凝活性的菌株ZY-3。研究結(jié)果表明,在絮凝菌培養(yǎng)基中添加部分中藥渣作為有機(jī)碳源,可以降低培養(yǎng)基的生產(chǎn)成本。
韋平英[22]的研究結(jié)果表明,板藍(lán)根藥渣能快速吸附鉛。板藍(lán)根藥渣具有開發(fā)成生物吸附劑的潛質(zhì),在吸附處理低濃度含鉛廢水方面有著良好的前景。
由于中藥渣來源和配方的多樣性,不同來源不同產(chǎn)品中所用藥材差異很大,因而對藥渣的處理是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。從已有的文獻(xiàn)可以看出,目前有關(guān)中藥渣綜合利用技術(shù)的研發(fā)工作雖然十分活躍,但真正能夠投入實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)不多,能夠大規(guī)模的消納中藥渣,變廢為寶,減輕環(huán)境壓力的技術(shù)更少。鑒于此,本文就中藥渣資源化技術(shù)的研發(fā)提出如下建議:
2.1 加強(qiáng)中藥渣剩余成分分析 中藥的配方組成極其復(fù)雜,研究中藥渣的剩余成分對于中藥渣的綜合利用具有十分重要的意義,只有搞清楚藥渣的主要成分才能為其資源化提供切實(shí)可行的思路。在考慮其資源化途徑時(shí),應(yīng)盡量避免藥渣中某些不利組分的影響。例如在使用腎寶藥渣進(jìn)行平菇栽培實(shí)驗(yàn)時(shí)就發(fā)現(xiàn)了藥渣中某些組分可能會抑制菌絲生長[3]。
2.2 對中藥渣中殘留的有價(jià)次生組分進(jìn)行二次開發(fā) 中草藥經(jīng)水煎煮后,其中大部分的水溶性成分被利用,但中藥渣中仍含有許多有價(jià)次生組分(如多糖、生物堿等),具有二次開發(fā)利用價(jià)值。例如,黃芩藥渣中黃芩苷含量是黃芩藥材中黃芩苷總含量的70.3%[23]。研究發(fā)現(xiàn)[24],將中成藥玉屏風(fēng)水提后剩下的藥渣再進(jìn)行二次醇提,可以增加有效成分的含量。
2.3 利用中藥渣生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料 與將中藥渣作為飼料添加劑使用相比,將其轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白飼料能夠消納更多的中藥渣,同時(shí)所獲得的飼料產(chǎn)品適口性更好,營養(yǎng)更加豐富,并且具有防病保健的功效。作者進(jìn)行相關(guān)的開發(fā)研究表明[25-26],通過固態(tài)發(fā)酵技術(shù)將中藥渣轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍罪暳?,可以?shí)現(xiàn)中藥渣的完全利用,這為中藥渣的資源化開辟了一條新的道路。
2.4 應(yīng)用“藥用真菌雙向性固體發(fā)酵工程”研發(fā)新藥 應(yīng)用“雙向發(fā)酵”的原理與方法,以藥用真菌為發(fā)酵菌種,利用藥材或藥渣作為藥性基質(zhì)共同構(gòu)成發(fā)酵組合,若雙方相適應(yīng),則在一定條件下進(jìn)行固體發(fā)酵所產(chǎn)藥性菌質(zhì)的成分藥效(性味功能)值得研究并很有可能研發(fā)出新的產(chǎn)品[27]。
2.5 將中藥渣應(yīng)用于環(huán)保和能源領(lǐng)域 中藥渣既可以作為生物吸附劑直接使用,也可以作為培養(yǎng)基質(zhì)用于生產(chǎn)生物絮凝劑和生物吸附劑復(fù)合產(chǎn)品,能夠有效降低污染治理成本和提高處理效率,比使用化學(xué)藥劑更為安全。
生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)可以將固體生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)變成氣體燃料,使其使用更加方便、清潔,而且能量轉(zhuǎn)換效率比直接燃燒有較大提高,是一種極具發(fā)展前途的可再生能源利用方式。若將企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的中藥渣熱解氣化后作為工業(yè)燃料,一方面可替代部分商品能源,另一方面可省掉搬運(yùn)垃圾的人工及運(yùn)輸費(fèi)用,從而降低企業(yè)的生產(chǎn)成本,增加企業(yè)利潤,為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。初步研究結(jié)果[28]表明,以兩面針?biāo)幵鼮榇淼哪举|(zhì)中藥渣可通過熱解氣化法制取潔凈燃?xì)猓儚U為寶,消除污染。
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