五味子为兰科五味子属植物五味子Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.的干燥成熟果实,习称“北五味子”,具有收敛固涩,益气生津,补肾宁心的等功效,主要用于治疗久嗽虚喘,梦遗滑精,遗尿尿频,久泻不止,自汗盗汗,津伤口渴,内热消渴,心悸失眠等症。我国是世界上五味子资源最丰富的国家,包括野生五味子和人工栽培五味子。一般野生五味子中主要化学成分的含量高于栽培品,但是五味子栽培品生产稳定且种植规模大,野生五味子和栽培五味子是目前药材市场主要的商品来源,每年市场用量达7000-8000 t左右。现代研究表明五味子中木脂素类化学成分是其主要的资源性化学成分,具有抗肝损伤、抗氧化、抗HIV病毒、保护中枢神经系统及安定等多种生物活性,临床上多用于治疗以丙氨酸转氨酶升高为主要体征的肝炎等症,并研制出中成药制剂系列产品如联苯双酯胶囊及五仁醇胶囊等。目前在利用五味子资源的产品生产过程中多采用水提醇沉工艺,产生了大量的五味子药渣以及醇沉沉淀。研究显示,五味子药渣中尚残留大量的木脂素类成分,含量与药材中相当,表明五味子药渣可以作为一种提取木脂素类资源性化学成分的资源,作为再生资源具有较高的开发利用价值。此外,五味子药渣中尚含有大量的植物总蛋白、多糖、纤维等资源性化学物质。本论文选择生脉注射液生产过程产生的五味子固体废弃物为研究对象,对五味子药渣中的资源性化学成分及其资源化利用开展研究。对五味子药渣中木脂素类、蛋白质类及多糖类等资源性化学成分进行分析与评价,优化其提取制备工艺以及资源利用价值发现,最后对药渣生物发酵转化条件进行筛选优化,为五味子药渣转化为蛋白饲料提供了科学依据,为五味子固体废弃物的综合利用、变废为宝提供了技术支撑和科学参考,本文主要的研究内容与结论简述如下。1五味子药渣中资源性化学成分分析与评价分别采用高效液相色谱法(HPLC-UV)、BCA蛋白测试试剂盒法、紫外-可见分光光度法(UV)的方法以及纤维测定仪等方法,对五味子药材和五味子药渣中的木脂素类、蛋白类、多糖类以及纤维素类等资源性化学成分进行分析与含量测定,以明确五味子药渣中资源性化学成分及其利用价值,探讨其可利用途径,研究结果如下:(1)木脂素类成分分析结果表明,生脉注射液生产过程产生的五味子固体废弃物中木脂素类成分与五味子药材相比,几乎未被利用而残留在药渣中,其中五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素、五味子醇甲、五味子醇乙和五味子酯甲的含量依次为1.4424、3.7880、1.3509、4.3993、3.2313、0.5053mg/g,与原药材相比,在生脉注射液生产过程中五味子醇甲的提取利用率为20.84%。而五味子醇乙几乎未被利用而残留于药渣中,五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素和五味子酯甲在药渣中的质量分数略高于原药材。(2)蛋白质类成分分析表明,五味子药材中总蛋白含量为20.04%,药渣中总蛋白含量为12.18%。(3)多糖类类成分分析表明,五味子药材中中性多糖质量分数为7.15%,酸性多糖质量分数为2.37%;药渣中性多糖质量分数为3.82%,酸性多糖质量分数为1.31%;(4)粗纤维素类成分分析表明,五味子药材中粗纤维素质量分数为39.65%,药渣中粗纤维素质量分数为43.80%。(5)油脂类成分分析表明,五味子药渣油脂中含有的亚油酸(人体必需脂肪酸),与药材相比相差不大,因此具有一定的开发利用价值。综上,五味子药渣中富含木脂素类资源性物质,其在生脉注射液的生产制备过程中未得到充分利用,尚待进一步的转化利用。此外五味子药渣中尚含有丰富的蛋白质类、多糖类、纤维类及油脂类等资源性化学物质,应对其进一步开发利用和资源化,以提升五味子资源的利用效率与利用价值。2五味子药渣中资源性化学成分的提取制备研究以五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素、五味子醇甲、五味子酯甲以及总木脂素含量为评价指标,通过正交实验优化考察木脂素类中不同成分的的最佳提取工艺。结果显示,提取时间和乙醇的用量是影响木脂素类成分提取效果的关键因素,最终确定出最优提取工艺为乙醇浓度60%,乙醇用量12倍,提取时间120min,提取次数为2次。3五味子药渣提取物对急性肝损伤大鼠模型的保护作用以及与肠道菌群相互作用研究(1)五味子药渣提取物对急性肝损伤模型大鼠的保护作用及对肠道菌群的影采用60%乙醇对五味子药渣进行提取,得到五味子药渣提取物;制备ccl4诱导的急性肝损伤大鼠模型,以alt、ast、alb和tp指标评价五味子药渣提取物对肝损伤的保护作用;通过对大鼠肝脏、结肠部分的病理组织学的观察评价提取物对肝损伤的保护作用;通过肠道菌群的组成变化评价提取物对肠道菌的影响。以期为五味子提取物的开发利用提供科学依据,结果如下:(1)hplc分析表明,五味子药渣提取物中五味子甲素、五味子乙素、五味子丙素、五味子醇甲、五味子醇乙和五味子酯甲的含量依次为1.44、3.42、1.68、4.22、2.92、0.58mg/g。(2)药效学评价表明,五味子提取物对急性肝损伤大鼠血清中alt、ast的含量具有显著的抑制作用,对alb、tp的含量有显著的升高作用。(3)病理学评分显示肝脏和结肠粘膜损伤评分降低,提示对肝脏和结肠粘膜具有保护作用。(4)与肝损伤组相比,高剂量组和低剂量组五味子提取物可使大鼠肠道内益生菌乳酸杆菌和双歧杆菌明显增殖,大鼠肠道内肠球菌和肠杆菌明显减少。(2)正常大鼠与急性肝损伤大鼠肠道菌群对五味子药渣提取物中木脂素类成分的代谢转化研究将五味子药渣提取物与正常大鼠与急性肝损伤大鼠肠道细菌进行厌氧培养,对五味子药渣提取物中的主要活性成分及其代谢物进行分析检测。通过与空白对照图谱比较,利用metabolynx软件,最终得到提取物中的主要成分、代谢物及其主要代谢途径。正常大鼠肠道细菌与急性肝损伤大鼠肠道细菌代谢五味子成分的代谢产物主要有羟基化产物、甲基化产物、去甲基化产物、去苯甲酸化产物及氢化产物等。可见肠道细菌对五味子主要成分的代谢功能主要是通过去甲基化、甲基化、羟基化、脱苯甲酸等代谢途径。五味子醇甲、五味子酯甲和五味子乙素经急性肝损伤大鼠肠道菌群代谢后代谢产物相对量提高,且经急性肝损伤大鼠肠道菌群代谢后代谢产物的种类也比正常组多。但是代谢产物与治疗肝损伤的效应之间的相关性尚需进一步深入研究。4五味子药渣的发酵转化研究(1)五味子残渣固态发酵前后总蛋白、还原糖以及淀粉含量的分析结果采用BCA蛋白测试试剂盒法和3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法,对发酵前后残渣中蛋白质、还原糖以及淀粉的含量进行检测。结果显示:通过热带假丝酵母菌固态发酵后,发酵培养物中的总蛋白含量比初始五味子残渣中提高76.84%,还原糖含量提高84.33%,淀粉含量提高84.44%。而蛋白、还原糖以及淀粉是动物饲料的主要营养成分,说明五味子残渣发酵培养物完全可以作为动物蛋白饲料或者动物饲料添加剂。(2)五味子残渣固态发酵生产蛋白饲料的工艺条件研究以发酵培养物中的总蛋白含量为考察指标,采用正交实验设计优化发酵工艺条件,正交实验结果表明,纤维素酶的添加量对发酵结果有显著性影响(P<0.05),最终确定五味子残渣固态发酵生产蛋白饲料的最优工艺为纤维素酶添加量为30mg,接种量为20%,硫酸铵添加量为0.5g,发酵时间为6天。按照最优发酵工艺,进行固态发酵验证实验,RSD值为4.4%,表明最佳发酵工艺稳定可靠。(3)五味子药渣的资源化利用途径与前景分析提取五味子废弃物中木脂素类成分可作为药用和保健用的原料,最终可制成保肝药品或保健食品;五味子多糖可开拓成为天然抗氧化剂或者功能性食品、药品等;五味子药渣中的水不溶性植物纤维、蛋白等可利用化学物质也可开发利用,实现资源性化学成分的循环利用;此外,五味子药渣中的脂溶性脂肪酸类成分可用于制备保健食品;因五味子药渣中含有大量蛋白、多糖等可利用营养成分,因此可以使用五味子药渣固态发酵生产蛋白饲料,本论文研究也为其提供了技术支撑和科学依据。通过以上对生脉注射液生产过程产生的五味子固态废弃物的研究,建立了中药固体废弃物资源化利用的研究模式。分析评价其资源性化学成分,采用适当的纯化方法,借鉴生物转化及相关领域的新技术、新方法对五味子药渣进行综合利用。从而为提高中药资源深加工产业化过程的资源利用效率,促进中药资源产业的绿色经济发展,提供科学依据。