傅 航,李 軻,蘆榮華,賈 娟,楊雯雯
(漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南漯河 462002)
黃芪含有多種活性成分,具有活血、增強(qiáng)免疫力等功效,被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療保健方面,利用率高,產(chǎn)生的藥渣量較大。黃英等(2019)研究表明,黃芪藥渣中含有大量活性成分,可用于防治疾病,提高免疫力。黃芪的主要藥用成分是黃芪多糖,在提取加工后的黃芪藥渣中仍然含有少量黃芪多糖、黃酮類物質(zhì)、蟲草酸、脂肪、蛋白質(zhì)、粗纖維等成分(孫會(huì)輕,2013)。
枯草芽孢桿菌及植物乳桿菌是發(fā)酵中藥渣常使用的菌劑,有助于藥渣發(fā)酵后產(chǎn)生更多的活性物質(zhì)(劉倩,2023)。李秋月等(2021)通過相關(guān)研究證明,中藥渣在微生物作用下被酶解為小分子物質(zhì),釋放更多功效。戴燊等(2013)使用復(fù)合菌劑發(fā)酵藥渣后,其中的脂肪與蛋白含量顯著提升,纖維含量顯著降低;陳華等(2016)使用黑曲霉聯(lián)合枯草芽孢桿菌發(fā)酵黃芪渣,可顯著提升酶活性。光合菌是目前與異養(yǎng)微生物共培養(yǎng)的研究熱點(diǎn),中藥的發(fā)酵過程有利于光合菌的生長(zhǎng),同時(shí)光合菌的發(fā)酵也可以有效提高中藥活性成分。目前常用的黃芪渣發(fā)酵菌劑主要是酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢桿菌、米曲霉,可使用單一菌種發(fā)酵或復(fù)合菌種發(fā)酵,但光合菌在發(fā)酵黃芪渣中的應(yīng)用較少,因此,本文研究不同發(fā)酵劑對(duì)黃芪渣發(fā)酵及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響,以期為黃芪的充分利用提供參考。
1.1 試驗(yàn)材料 本試驗(yàn)使用的黃芪渣經(jīng)脫水烘干粉碎等加工后過60 目篩,黃芪渣由天芪生物科技有限公司提供。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試以黃芪渣分為發(fā)酵底料,稱取干燥后的黃芪渣100 g,添加3.0 g 玉米粉,1.0 g葡萄糖,0.3 g 硫酸銨分別作為發(fā)酵過程中的碳源、能源與氮源,含水量為50%,菌劑添加比例為質(zhì)量比,即枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌、光合菌添加量為0.1 g。分為空白對(duì)照組(CON 組)、枯草芽孢桿菌(BS 組,添加量為0.1%)、植物乳桿菌(LP組,添加量為0.1%)、光合菌(PSB 組,添加量為0.1%)、枯草芽孢桿菌+ 植物乳桿菌組(BS+LP,添加比例1 ∶1,均為0.1%)、枯草芽孢桿菌+ 光合菌(BS+PSB,添加比例1 ∶1,均為0.1%)、植物乳桿菌+ 光合菌(LP+PSB,添加比例1 ∶1,均為0.1%)、枯草芽孢桿菌+ 植物乳桿菌+ 光合菌(BS+LP+PSB,添加比例1 ∶1 ∶1,均為0.1%)共6 組,每個(gè)樣品3 個(gè)重復(fù),將樣品及菌劑混合均勻裝入發(fā)酵袋中,37℃下發(fā)酵7 d,發(fā)酵完成后將樣品取出,按照以下測(cè)定方法檢測(cè)相關(guān)指標(biāo)。
1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法
1.3.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的測(cè)定 發(fā)酵后黃芪渣中干物質(zhì)含量采用恒溫烘干法測(cè)定,粗蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法測(cè)定,粗脂肪含量采用索氏提取法測(cè)定,粗纖維含量采用濾袋法測(cè)定,粗灰分含量采用灼燒法測(cè)定。
1.3.2 活性物質(zhì)的測(cè)定 發(fā)酵后黃芪渣中多糖含量參照陳琪等(2022)方法進(jìn)行檢測(cè);皂苷類物質(zhì)含量參照《中國(guó)藥典》檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)定;黃酮類物質(zhì)含量使用分光光度計(jì)法檢測(cè)。
1.3.3 黃曲霉B1以及嘔吐毒素的測(cè)定 黃曲霉B1和嘔吐毒素的含量使用試劑盒進(jìn)行測(cè)定。
1.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 所有原始數(shù)據(jù)均使用Excel 進(jìn)行預(yù)處理,剔除異常值后使用Spss 26.0軟件進(jìn)行方差分析,使用Duncan’s 法進(jìn)行多重比較,結(jié)果以 “平均值± 標(biāo)準(zhǔn)差” 表示,P<0.05表示組間差異顯著,0.05 ≤P<0.10 表示有變化趨勢(shì)。
2.1 不同發(fā)酵劑對(duì)黃芪渣發(fā)酵基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響 由表1 可知,與對(duì)照組相比,除BS 組以外其他各試驗(yàn)組干物質(zhì)含量均顯著下降(P<0.05);PSB、LP+PSB、BS+LP+PSB 組粗蛋白質(zhì)含量顯著高于其他組(P<0.05);BS、LP、BS+PSB 組的粗脂肪含量顯著低于對(duì)照組及其他試驗(yàn)組(P<0.05);BS、PSB 組粗灰分含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05),LP、BS+LP、LP+PSB 與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異(P>0.05),各組間粗纖維含量無(wú)顯著差異(P>0.05)。
表1 不同發(fā)酵劑對(duì)黃芪渣發(fā)酵常規(guī)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響 %
2.2 不同發(fā)酵劑對(duì)黃芪渣發(fā)酵活性物質(zhì)的影響由表2 可知,LP、BS+PSB、LP+PSB、BS+LP+PSB組多糖含量顯著高于對(duì)照組及其他試驗(yàn)組(P<0.05);各組皂苷類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)無(wú)顯著差異(P>0.05)。
表2 不同發(fā)酵劑對(duì)黃芪渣發(fā)酵基礎(chǔ)物質(zhì)的影響 %
2.3 不同發(fā)酵劑對(duì)黃芪渣發(fā)酵黃曲霉B1和嘔吐毒素的影響 由表3 可知,黃芪渣中添加不同菌劑或復(fù)合菌劑均未影響黃芪渣發(fā)酵后黃曲霉B1和嘔吐毒素含量,各組別之間的黃曲霉B1和嘔吐毒素均無(wú)顯著差異(P>0.05),且處于合格范圍。
表3 不同發(fā)酵劑對(duì)黃芪渣發(fā)酵黃曲霉B1 以及嘔吐毒素的影響 ppb
李國(guó)紅等(2006)證實(shí)了枯草芽孢桿菌可以對(duì)50 種中藥的發(fā)酵及抗菌活性產(chǎn)生影響;劉湧濤(2015)在探究枯草芽孢桿菌用于中藥發(fā)酵的研究中提出三七發(fā)酵過程中加入枯草芽孢桿菌可有效提升皂苷獲得量。王世榮和劉利平(2019)提出,在黃芪的發(fā)酵過程中加入枯草芽孢桿菌可有效提升多糖產(chǎn)量,顯著增強(qiáng)免疫功能。植物乳桿菌也是目前常用于中藥渣發(fā)酵的菌種,厲恒等(2023)研究證實(shí),植物乳桿菌在黃芪渣發(fā)酵中可顯著提高黃酮含量,并提出植物乳桿菌與黃芪在固態(tài)發(fā)酵模式中具有互作作用,范陽(yáng)等(2021)使用枯草芽孢桿菌聯(lián)合植物乳桿菌發(fā)酵豆渣,顯著降低了pH,且營(yíng)養(yǎng)成分得到改善。張傳濤等(2021)在飼料中添加植物乳桿菌和枯草芽孢桿菌顯著提高了對(duì)半滑舌鰨的抗氧化能力。光合菌常應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖體系中,可有效降解水體中的亞硝酸鹽、硫化物等有害物質(zhì),在黃芪渣發(fā)酵過程中也可能會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì),如黃曲霉B1和嘔吐毒素,因此,添加光合菌是為了防止發(fā)酵過程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生。
在本試驗(yàn)中,與對(duì)照組相比,除BS 組以外,其他各試驗(yàn)組干物質(zhì)含量顯著下降(P<0.05),說(shuō)明添加菌劑后提高了黃芪渣的降解效率,提高了生物利用度,陳華(2016)在優(yōu)化黃芪藥渣發(fā)酵工藝的研究中提出,添加芽孢桿菌后,纖維素酶活力升高,黃芪渣中纖維素降解增多。PSB、LP+PSB、BS+LP+PSB 組粗蛋白質(zhì)含量顯著高于其他組;BS、LP、BS+PSB 組的粗脂肪含量顯著低于對(duì)照組及其他試驗(yàn)組(P<0.05);陳琪(2022)等發(fā)現(xiàn),枯草芽孢桿菌活菌劑發(fā)酵黃芪渣后,粗蛋白質(zhì)含量出現(xiàn)較大波動(dòng)。BS、PSB 組粗灰分含量顯著高于對(duì)照組,LP、BS+PSB、LP+PSB、BS+LP+PSB組多糖含量顯著高于對(duì)照組及其他試驗(yàn)組,相關(guān)研究顯示,黃芪藥渣在菌劑作用下發(fā)酵可得葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖等,并且隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),多糖含量隨之增高(陳琪等,2022)。因此,添加了枯草芽孢桿菌的組別具有粗灰分高、粗蛋白高、粗脂肪低、多糖含量高等特點(diǎn),復(fù)合了植物乳桿菌的組別多糖含量也顯著提高,說(shuō)明二者復(fù)合有助于多糖含量的提升,在本試驗(yàn)中,皂苷類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)在不同組別中無(wú)顯著變化,可能是由于添加菌劑的濃度及比例還有待改進(jìn),光合菌的使用無(wú)法通過試驗(yàn)判定光合菌有效抑制有害物質(zhì)(即黃曲霉B1和嘔吐毒素)的產(chǎn)生,可能是由于發(fā)酵時(shí)間較短,對(duì)照組未產(chǎn)生超過合格范圍的有害物質(zhì),因此,在本試驗(yàn)基礎(chǔ)上,為了更好地使用菌劑,可進(jìn)一步探討菌劑添加濃度、比例及發(fā)酵時(shí)間。
在黃芪渣中添加比例為1 ∶1 ∶1 且相對(duì)含量為0.1% 的枯草芽孢桿菌、植物乳桿菌、光合菌可有效提升黃芪渣發(fā)酵后粗蛋白質(zhì)及多糖含量,顯著降低粗脂肪含量。