賀靈芝,彭棟梁,梁忠厚,3
(1.湖南環境生物職業技術學院,湖南 衡陽 421005;2.古漢中藥有限公司,湖南 衡陽 421008;3.林下藥用植物應用技術湖南省工程研究中心,湖南 衡陽 421005)
自屠呦呦獲得2015年諾貝爾生理學或醫學獎、2019年10月25日全國中醫藥大會在北京召開、2019年底新型冠狀病毒不斷蔓延和肆虐以來,中醫藥日益受到人們的關注,中藥行業日具規模,產業化程度越來越高,由此而產生的中藥渣也日益增加,對生態造成的壓力也日益嚴峻。有資料顯示,每年排放的中藥渣已超過3.0×107t[1],且逐年遞增,這勢必會造成嚴重的環境污染和資源浪費。本文以湖南省某著名上市中藥企業生產中產生的中藥渣開發利用為例,探討中藥渣的應用前景。
湖南省衡陽市某著名上市中藥企業主要產品為一種復方中成藥,其主要成分為黃芪、枸杞子、甘草、淫羊藿、白芍、麥芽、人參、黃精、女貞子、菟絲子等。具有補氣、滋腎、益精的功效,用于氣陰虧虛、腎精不足所致的頭暈、心悸、目眩、耳鳴、健忘、失眠、陽痿遺精、疲乏無力;腦動脈硬化、冠心病、前列腺增生、更年期綜合征、病后體虛見上述證候者。自產品上市銷售以來,供不應求。但隨之產生的中藥渣也與日俱增,占中成藥總量的80%以上。該企業也意識到中藥渣的堆積問題日益嚴重,苦于沒有途徑和方法,只能簡單地堆積或焚燒來處理,不僅浪費了中藥渣資源,還嚴重污染了環境,不符合當前國情。隨著國家對建設生態環境越來越重視,有效治理中藥渣的排放勢在必行。如果能將藥渣資源化利用,不但可以減少對環境的污染,更重要的是,還可“變廢為寶”,減少資源浪費,較大地提高了經濟效益和生活質量。
國家在“十二五”規劃中明確指出,要對傳統名貴中藥進行二次開發、技術改造和臨床應用再評價研究[2]。中草藥在我國實際加工生產中大多處于粗加工水平,中藥提取過程中存在只提取單一化學成分,提取方法單一或提取效率低等問題,大部分中藥公司在中藥制劑生產加工過程中遺棄藥渣造成中藥資源的極大浪費。中藥材經一次提取后,活性成分在藥渣中仍有約30%殘留,如蛋白質、脂肪、纖維素、糖類以及鈣、鐵、磷、鎂等多種元素[3]。對比分析該企業藥渣和原藥材有效成分發現:藥渣中有大量原藥中的活性物質殘留,可再提取藥渣中的有效成分;再提取的藥渣可制作有機肥、栽培真菌、制備禽畜飼料或飼料添加劑等。本文從有效成分再提取、工業和農業應用方面,闡述中藥渣的醫療和經濟價值,為其綜合開發利用提供參考。
當前,中藥渣的有效成分提取不完全,仍含有大量有效成分;藥渣中仍含有與原藥品療效無關的有效成分。再提取研究以該企業生產的黃芪、淫羊藿、人參、黃精藥渣為例。黃芪藥渣的主要有效成分為黃酮類、皂苷類、多糖類及氨基酸類化合物。具有增強機體免疫功能、抗氧化、促進機體代謝、調節激素水平等作用,再提取后具有較高利用價值[4]。楊國輝等[5]采用纖維素酶解法得到黃芪多糖達38.71%。對比原藥材和藥渣發現,黃芪藥渣中有3種黃酮類物質[6],藥渣中黃芪甲苷含量為原藥材的72.08%[7],因此很有二次開發的必要——改進原藥品的生產工藝,充分提取有效成分。淫羊藿藥渣主要化學成分為黃酮類、多糖類、三萜類等,具有提高免疫力、抗腫瘤、降血糖、抗炎、治療骨質疏松等作用。該企業水提后的淫羊藿藥渣含有黃酮類物質約40%,仍具有一定的藥效[8]。研究發現采用水提法繼續提取,可得3.68%的多糖[9],并證實其具有一定的抗氧化活性。周雅婷等[10]研究淫羊藿藥渣發現其對去勢所致的雌性大鼠骨質疏松有治療作用。女貞子主要化學成分為萜類、黃酮類、苯乙醇苷類、揮發油、磷脂、多糖、脂肪酸、氨基酸、微量元素等。研究發現女貞子中含量較高的齊墩果酸、紅景天苷、熊果酸,具有保肝、免疫調節、強心、抗炎及抗腫瘤等作用,而藥渣中有大量齊墩果酸和熊果酸,其含量分別為藥材原含量的90.10%和97.30%[11]。人參和黃精是一種藥食同源的藥材。人參主要化學成分有人參皂苷、人參多糖、揮發油(萜類、醇類、脂肪酸類等)和氨基酸等,具有抗疲勞、抗衰老、抗氧化和提高免疫力等藥理作用,現今常應用于各種保健食品以及酒水中,在臨床上應用廣泛。人參中含量最多的化學物質是人參皂苷。有研究表明人參藥渣中含有較高的人參皂苷Rg1,Rb1和Re等有效組分[12],藥渣壓濾液應與提取液混合入藥,進一步對藥渣進行開發利用;研究表明醇提后的人參藥渣可制備產品純度為94.7%的多糖粉末[13];用乙醚從丹參藥渣中提取得到29.2%的丹參酮復合物,進一步處理后得到純度為96%的丹參酮ⅡA[14]。黃精主要含有黃酮類、多糖類、甾體皂苷、蒽醌類等化學成分,其中黃酮類成分具有廣泛的生物活性,具有抑菌、抗HIV、抗腫瘤、抗氧化等作用,研究發現對黃精藥渣進行二次提取仍可得多種黃酮類化合物和多糖等,具有十分重要的臨床意義[15]。
首先,以中藥渣為原料造紙,價格便宜,且紙張具有絕緣性和抗菌效果,保護生態環境,循環利用資源,促進經濟發展;其次,中藥渣通過高溫裂解制備生物炭,可改善土壤結構,提高土壤肥力,提高農作物產量,還可有效改善土壤中重金屬污染問題;最后,廢棄的藥渣在工業上可進行厭氧發酵生產沼氣,研究表明以人參等中藥渣混合物發酵原料進行厭氧發酵日產沼氣量可達8.38 L[16]。
首先,中藥渣不但通氣性好、質量輕,而且含有大量蛋白質、糖類、微量元素,可增肥土壤、改善土壤的通透性,降低生產成本,是一種優質廉價的輕基質原料和有機肥,與工業化肥相比,用它作為肥料不會產生土壤板結和土質退化等問題,再提取后的人參藥渣可用作多種生物有機肥[17];其次,有研究發現黃芪藥渣經發酵后對多種菌體具有抑制作用[18],用淫羊藿藥渣可栽培優質金針菇[19],可以黃精浸渣為主料栽培食用菌品種[20];再次,女貞子藥渣可發酵制取酒精約10%的酒[21],由于女貞子藥渣中仍然含有大量的不飽和油脂、磷脂、多糖、氨基酸以及微量元素,具有降血糖、降血脂、抗衰老等作用,具有良好的開發前景,有望在糖尿病、高血脂癥、延緩衰老等方面形成保健品;最后,在畜禽水產養殖方面應用中藥渣混合飼料作為添加劑,不但可有效提高畜禽免疫力,改善其肉質,還可提高魚苗存活率等,添加1%的甘草藥渣于飼料中可提高豬的生長性能和豬肉質量[22]。
中藥渣資源豐富,但目前處理方法不佳,大多數藥渣被廢棄、堆積,不僅造成環境污染,還造成資源浪費。對中藥渣有效成分再提取;使用中藥浸渣栽培食用菌;將中藥渣作為飼料開發利用,養殖畜禽水產。實現中藥渣變廢為寶,應用前景十分廣闊,在環境保護和經濟效益上均有重要意義。但是,值得注意的是,作為飼料添加劑要求中藥渣的原料組分無毒無刺激等,對于一些具有毒性成分的藥渣不能用作畜禽水產養殖。此外,中藥渣所含成分復雜,各種提取工藝的特點不同,有些為復方制劑,有些為單樣制劑,在對中藥渣處理的過程中,處理方法可根據實際情況靈活多變,權衡利弊,最大限度利用中藥渣資源。