熊悅悅 陳嘉怡 黎玨綺 梁紫妍 陳美如 王立英

摘 要 本實驗旨在當(dāng)歸黃芪廢藥渣中尋找和利用具有絮凝活性且繁殖周期短的微生物做絮凝劑，解決中藥渣處理不當(dāng)帶來的問題，同時實現(xiàn)資源循環(huán)利用、中藥渣無毒降解的目的。

關(guān)鍵詞 半合成培養(yǎng)基 廢藥渣 微生物絮凝劑 正交實驗

中圖分類號：X703.5文獻標識碼：A

0前言

近年來，使用食療同源的中醫(yī)藥來治病越來越得到人們的重視，并且隨著中醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，中藥制劑備受國內(nèi)外人們的歡迎，因此中藥生產(chǎn)和開發(fā)的力度也隨之增大。然而，中藥材生產(chǎn)和加工后不斷堆積產(chǎn)生的殘余藥渣不僅浪費資源，還在一定程度上出現(xiàn)污染環(huán)境等一系列問題。大多數(shù)中藥生產(chǎn)和開發(fā)的企業(yè)在中藥廢渣的處理上由于人力、技術(shù)、物力等不充足的原因，采用焚燒、埋掉等簡便卻不環(huán)保的處置方式;同時，廢藥渣含水量比較高，導(dǎo)致極易出現(xiàn)腐爛變質(zhì)等問題?？梢姡岢h(huán)利用廢藥渣的處理方式對減少土地資源占用、降低對環(huán)境的污染、節(jié)約大量的資金均有著十分重要作用，廢藥渣處置方式和循環(huán)利用已經(jīng)成為當(dāng)今中藥企業(yè)和研究所的研發(fā)的焦點。綜上，目前對于廢藥渣生態(tài)循環(huán)利用有：廢藥渣中提取物的回收利用、在飼料的添加劑應(yīng)用、食用菌栽培中的應(yīng)用、在生產(chǎn)沼氣方面的應(yīng)用等等。

本實驗將廢藥渣變廢為寶，將其發(fā)酵生成微生物絮凝劑，同時將它當(dāng)作微生物絮凝劑特定的培養(yǎng)基，對中藥渣實現(xiàn)了變廢為寶、資源循環(huán)利用的處理。與傳統(tǒng)的人工絮凝劑相對比，天然微生物絮凝劑的現(xiàn)狀微生物作為生物類絮凝劑是由它本身和其產(chǎn)生的代謝物而組成，這些物質(zhì)可以把某一些污水的懸浮微粒、化學(xué)物質(zhì)等等絮凝沉降下來。同時，微生物類絮凝劑不僅有絮凝沉降污水的效能，還具有自我降解的能力，這是未來一類綠色環(huán)保型的絮凝劑。Kurane等研究者從紅平紅球菌中發(fā)酵生成微生物絮凝劑NOC-1，曾被視為最有效的微生物絮凝劑，還具備很好的絮凝活性和脫色能力。

本實驗通過單因素和正交實驗法，在液體培養(yǎng)基中對微生物絮凝劑MF1進行優(yōu)化，再用優(yōu)化前、后的MBF1（1號菌）對湖水進行處理，并測得絮凝活性和化學(xué)耗氧量，來驗證優(yōu)化培養(yǎng)基的效果。

1材料與方法

1.1藥渣來源

當(dāng)歸黃芪廢藥渣源于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目制備當(dāng)歸補血口服液殘余的大量廢藥渣，當(dāng)歸補血口服液的中藥配比：當(dāng)歸（甘肅-聚和泰）：黃芪（甘肅-聚和泰）=1：2.5。

1.2培養(yǎng)基類型

用PDA培養(yǎng)基分離純化;用藥渣查氏的固體培養(yǎng)基來初篩和復(fù)篩;藥渣液體發(fā)酵培養(yǎng)基來發(fā)酵富集微生物絮凝劑。

1.3主要試劑

高嶺土、氯化鈣、標準高錳酸鉀溶液、濃硫酸溶液（1：3）、標準草酸鈉溶液。

1.4實驗儀器

1.5菌種來源

從中藥渣分離獲得5種菌株，取絮凝活性較好的1號菌，委托北京六合華大基因科技有限公司武漢分公司進行測序，最后結(jié)果顯示：1號菌與Acremonium sp. TC-1-N1-1親源關(guān)系最近，是一種枝頂孢霉屬菌種。

2實驗方法與結(jié)果

方法：利用微生物分離純化的方法，從廢藥渣中分離出，即能在廢藥渣培養(yǎng)基中生長且有絮凝劑活性的微生物菌株;經(jīng)過復(fù)篩，篩選出絮凝活性較好且繁殖周期短的MBF1（1號菌），先進行初步鑒定，再委托學(xué)校外的基因檢測機構(gòu)進行基因鑒定;最后，通過正交實驗法對MBF1的半合成培養(yǎng)基進行優(yōu)化，再用優(yōu)化前、后的MBF1對湖水進行處理，并測其絮凝活性和化學(xué)耗氧量，來驗證優(yōu)化培養(yǎng)基的效果。

結(jié)果：葡萄糖濃度（25g/L），藥渣濃度（7g/L），尿素濃度（0.1g/L），初始pH（7），時間（48h）;優(yōu)化后MBF1的結(jié)果：MBF1的絮凝活性可達66.52%，對湖水化學(xué)需氧量降低了1.25 mg/L。

2.1當(dāng)歸黃芪廢藥渣的發(fā)酵工藝

2.2正交實驗優(yōu)化

根據(jù)單因素實驗結(jié)果，制作5因素4水平的正交試驗水平表（表2）。

根據(jù)發(fā)酵條件和半合成液體培養(yǎng)基優(yōu)化的正交試驗，進行分析，結(jié)果顯示：葡萄糖濃度與培養(yǎng)時間對MBF1絮凝率有比較顯著影響（表2），而藥渣濃度、初始pH和尿素濃度對MBF1沒有特別顯著影響。結(jié)合表4可知，發(fā)酵MBF1的最佳條件是：葡萄糖濃度：25g/L，藥渣濃度：7g/L，尿素濃度：0.1g/L，初始pH：7，培養(yǎng)時間：48h。

2.3對比優(yōu)化培養(yǎng)基前后對湖水的處理效果

2.3.1絮凝率測定

2.3.2湖水的化學(xué)需氧量

通過湖水化學(xué)需氧量的測定（見表6），結(jié)果顯示：優(yōu)化后的半合成藥渣培養(yǎng)基發(fā)酵的MBF1比原半合成培養(yǎng)基化學(xué)需氧量降低了1.25 mg/L。

3討論

當(dāng)歸黃芪中藥渣不僅可以發(fā)酵生產(chǎn)微生物絮凝劑，還可以做微生物的半合成培養(yǎng)基，從而達到變廢為寶、綠色環(huán)保的目的。由于當(dāng)歸黃芪藥渣中主要殘留了大量的糖類和蛋白質(zhì)類，因此本實驗選擇葡萄糖濃度、尿素濃度、藥渣溶液濃度、初始pH、和培養(yǎng)時間作為5個考察因素，采用5因素4水平的正交試驗設(shè)計優(yōu)化的發(fā)酵條件，實驗結(jié)果表明MBF1產(chǎn)絮凝劑的影響排序為：培養(yǎng)時間>葡萄糖濃度>尿素>初始pH>藥渣濃度;再根據(jù)數(shù)據(jù)分析，葡萄糖濃度、培養(yǎng)時間對MBF1絮凝率有較為明顯的影響，而尿素、藥渣濃度和初始pH對MBF1沒有特別明顯的影響。結(jié)合正交試驗的分析，最佳水平：葡萄糖濃度：25g/L，藥渣濃度：7g/L，尿素濃度：0.1g/L，初始pH：7，培養(yǎng)時間：48h。在最佳條件下發(fā)酵MBF1，并對周邊的湖水進行化學(xué)耗氧量的測定，優(yōu)化后的MBF1比原半合成液體培養(yǎng)基化學(xué)需氧量降低了1.25 mg/L。

4結(jié)論

通過單因素和正交實驗法，在半合成液體培養(yǎng)基中對微生物絮凝劑MF1進行優(yōu)化，得到最佳的發(fā)酵條件：葡萄糖濃度（25g/L），藥渣濃度（7g/L），尿素濃度（0.1g/L），初始pH（7），時間（48h）。然后，為了驗證優(yōu)化半合成液體培養(yǎng)基的效果，分別取優(yōu)化前后的發(fā)酵MF1對湖水進行處理，并測其絮凝活性和化學(xué)耗氧量，最后結(jié)果表明：MBF1的絮凝活性可達66.52%，對湖水化學(xué)需氧量降低了1.25 mg/L。

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