中药药渣生物工程研究国际权威期刊发布
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发布时间：2018年07月02日
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随着我国中医药事业的快速发展，中药废弃药渣日益增加。据不完全统计，我国每年采用填埋、焚烧、堆放等措施排放的中药渣约1300万吨，对我国生态环境造成了严重的污染，同时制约中药制药行业的发展。
近日中国中医科学院中药所生物技术中心王彩霞博士，基于循环经济的理念采用生物工程手段，针对中药药渣综合利用的难题，提出了药渣-预处理-酶解-发酵生成重要化学品或者燃料乙醇的全新思路。中药生物工程新技术的融入实现中药药渣的综合利用，将中药药渣变废为宝使其高附加值化，解决了中药行业可持续发展的棘手问题。
药渣是经过一定温度提取后的产物，因此相比对其他木质纤维素而言，其结构紧致程度遭到一定的破坏，更加合适复合纤维素酶的酶解作用。基于此，研究团队选择了甘草等6种不同入药部位的中药提取后的药渣，采用稀酸预处理破坏药渣致密的纤维结构，采用美国能源部NREL方法测定预处理前后的纤维素等成分含量，研究结果发现甘草和桑白皮药渣自身纤维素含量高达47%，酸处理后达到52%。对甘草药渣深入研究结果显示，在10%的药渣添加量及40FPU/g DM酶添加量下，甘草药渣24h内酶解产高达72g/L单糖，酶解率达92%。扫描电镜分析显示甘草药渣其结构较甘草药材疏松，而酸处理后的甘草药渣其纤维结构则完全破坏，证实了药渣酶解转化的天然结构优势。采用补料酶解方式酶解甘草药渣，产糖达108g/L。利用实验室构建保存的产丁二酸大肠杆菌，进行分批发酵和补料发酵，最终生产65g/L丁二酸，产率达0.49g/g。上述研究成果发表在生物质利用国际权威、工程一区期刊Bioresource Technology（5 year IF=6.102）上。王彩霞、苏新尧为该文章共同第一作者，陈士林研究员为通讯作者。
配方颗粒生产过程产生大量单味药渣，其含水量大，大量极性有效成分残留，研究团队针对不同药渣体系，建立了药渣转化为饲料添加剂、有机肥等独特的微生物酶库，实现药渣高附加值，延伸中药产业链，实现绿色经济可持续发展。上述研究得到国家自然科学院基金委青年基金项目（81503196）以及中国中医科学院中药研究所自主项目资助。
图一：药渣酶解发酵产丁二酸；A:摇瓶发酵；B：发酵罐分批补料发酵；
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