中草药业是中国的传统产业之一,每年生产出大量中成药的同时也产生出相当数量的药渣,其年排放量已达3000万吨。目前产生的中草药渣中除了含有大量粗纤维外,还含有较多的中药有效活性成分和粗蛋白、粗脂肪、矿物质等营养素,仍具有较高的营养和药用价值。本课题以黄芪药渣为研究材料,从采集的样品中筛选出具有高效破解植物细胞细胞壁功能的微生物菌株,并通过微生物发酵处理使中草药渣中更多的有效成分和营养物质得到释放,提高其利用率,以期最终开发出新型的中草药渣饲料添加剂,为绿色养殖业发展提供技术支撑。研究结果分述如下：初筛采用CMC(羧甲基纤维素)分离培养基从野外采集的样品中共分离到能以CMC-Na作为唯一碳源生长的微生物菌株160株。再采用刚果红纤维素筛选培养基,从160株菌株中筛选得到10株具有较强纤维素降解能力的微生物菌株,包括8株细菌和2株真菌。复筛采用高效液相色谱法检测初筛10株菌株发酵后黄芪药渣培养液中黄芪甲苷的含量,发现其中真菌L-6、细菌6#和细菌5#的药渣发酵液中黄芪甲苷的含量最高；而且其对纤维素的降解率也最高,分别为3.95±0.12、3.61±0.23和3.28±0.33。说明这三株菌株破解植物细胞壁的功能最强。再筛中药渣细胞壁的主要组成成分是纤维素、半纤维素(主要是木聚糖)和果胶等,所以,再筛实验中我们通过检测羧甲基纤维素酶、滤纸酶、木聚糖酶、果胶酶等四种酶活来衡量破解中药渣细胞壁能力和转化中药渣中动物不能吸收的各种细胞壁组成成分为动物易于吸收的小分子营养成分的能力。再筛实验表明,在发酵36 h,48 h,60h,72 h四个测定时间段,真菌L-6产生的羧甲基纤维素酶、滤纸酶、木聚糖酶等三种酶活总体上明显高于细菌5#和细菌6#,果胶酶活三菌株差异不大。因此,我们最终选定真菌L-6为中药渣微生物转化利用功能菌株。发酵工艺初步研究通过单因素实验,明确了以价廉的淀粉、麸皮作为L-6发酵的外加碳源和氮源,其最适生长温度为27±1℃；P-B实验证明无机盐KH2PO4、MgSO4、CaCl2和吐温-80均不利于L-6发酵；正交试验,初步提出了一套L-6的优化发酵工艺：在1g黄芪药渣,加35 mL水的基本发酵培养基的基础上加入4%麸皮(1.4 g)和4%淀粉(1.4 g),调pH至5.5,转速200 r／min,培养温度27±1℃。菌种鉴定经形态学和分子生物学方法相结合鉴定,真菌L-6为棘孢木霉(Trichoderma asperellum)。结语棘孢木霉是我国2005年发现的新纪录种,多见于腐烂病原菌的报道中,目前国内对该菌种在酶制剂和饲料方面的研究甚少。我们通过研究发现,棘孢木霉L-6能产生丰富的酶系,除了纤维素酶,还包括β-葡聚糖酶、木聚糖酶和果胶酶等。利用这些酶系,L-6能分解并利用中药渣细胞壁,同时释放出中药渣内部残留的活性成份。因而可以作为中药渣微生物转化利用的功能菌株。这是一个宝贵的微生物菌种资源,也是对棘孢木霉种的一个新功能的发现。