我国槐属重要药用植物资源产业化现状及利用潜力挖掘策略△

翁泽斌，郭盛，段金廒*，顾俊菲，雷振宏，李安平

(1.南京中医药大学 江苏省中药资源产业化过程协同创新中心 国家中医药管理局中药资源循环利用重点研究室 中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合工程研究中心，江苏 南京 210023；2.中国药科大学 中药学院，江苏 南京 211198；3.山西振东道地药材开发有限公司，山西 长治 047199；4.山西振东健康产业集团有限公司，山西 长治 047199))

·专论·

我国槐属重要药用植物资源产业化现状及利用潜力挖掘策略△

翁泽斌1，2，郭盛1，段金廒1，2*，顾俊菲1，雷振宏3，李安平4

(1.南京中医药大学 江苏省中药资源产业化过程协同创新中心 国家中医药管理局中药资源循环利用重点研究室 中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合工程研究中心，江苏 南京 210023；2.中国药科大学 中药学院，江苏 南京 211198；3.山西振东道地药材开发有限公司，山西 长治 047199；4.山西振东健康产业集团有限公司，山西 长治 047199))

豆科槐属(SophoraL.)药用植物类群具有重要的资源价值，不仅用于传统中药调剂配伍，现代研究有效地拓展其资源价值空间，成为制药工业、生物农药等的重要原料，由此也加速了其自然资源的消耗，并代之以人工种植生产来满足日益增长的社会需求。然而，在资源大量生产和产业化过程中仍存在资源利用效率低下、环境污染严重等制约产业发展的瓶颈问题。本文在对我国槐属重要药用植物资源产业化现状进行分析的基础上，提出基于植物化学分类学理论的资源性化学物质新资源发现策略，基于中药资源化学研究思路的资源性化学物质多途径、精细化利用策略以及基于资源循环经济发展理念的槐属药用植物资源循环利用策略，以期为提升我国槐属药用植物资源利用效率提供借鉴，为构建我国槐属药用植物资源循环经济和绿色产业发展提供引导。

豆科；槐属；苦参；资源产业化；循环利用

槐属(SophoraL.)为一类具有重要经济价值、生态价值及文化价值的经济植物类群。我国槐属植物资源丰富，其中具有药用价值的资源类群分布广泛，蕴藏量较大，且在我国应用历史悠久，是我国中药资源的重要组成部分。本文在前期研究基础上，对我国槐属重要药用植物资源利用现状、资源产业化过程中废弃物的产生及其潜在利用途径等方面进行分析，并基于中药资源化学研究思路和中药资源循环经济发展理念，对我国槐属重要药用植物资源的高值化、精细化利用策略进行探讨，以期为提升我国槐属药用植物资源利用效率提供借鉴，为促进我国槐属药用植物资源绿色产业发展提供引导。

1 我国槐属药用植物资源背景

豆科槐属植物为落叶或常绿乔木、灌木、亚灌木，约有70种，广泛分布于两半球的热带至温带地区。我国约产20余种，主要分布在西南、华南和华东地区，少数种类分布在华北、西北和东北。该属有两个亚属、5个组，其中作为药用的植物多分布在撕裂果组、四裂果组及肉果组[1]。目前，我国槐属植物资源作为药用主要有苦参SophoraflavescensAit.，苦豆子S.alopecuroidesL.，槐S.japonicaL.，白刺花S.davidii(Franch.) Skeels，砂生槐S.moorcroftiana(Benth.) Baker和越南槐S.tonkinensisGagnep.。其中应用较为广泛且部分实现产业化的主要有苦参、苦豆子和槐。苦参药材主产于山西、河南、山东等地，多为人工栽培。苦豆子主要分布于内蒙古、新疆、宁夏、甘肃等干旱沙漠和草原边缘地带，多为野生资源。槐主产于我国河北、山东、河南等地。

2 我国槐属主要药用植物资源产业化现状

2.1苦参

苦参为我国槐属一个重要的药用植物资源。其根作为药用始载于汉代《神农本草经》，列为中品。苦参味苦，性寒，具有清热燥湿、杀虫、利尿的功能，用于热痢、便血、黄疸尿闭、赤白带下、阴肿阴痒、湿疹、湿疮、皮肤瘙痒、疥癣麻风；外治滴虫性阴道炎[2]。现代研究表明，苦参主要的活性物质为其含有的喹喏里西啶型生物碱类化学成分，该类生物碱具有抗肿瘤、抗乙肝病毒的作用[3]，以此为基础开发出的医药产品有：苦参栓、苦参片、复方苦参注射液等。此外，苦参还具有良好的抗炎和杀虫抑菌活性[4]，为外用消毒洗涤产品的重要原料之一，此外其在生物农药、兽药方面具有较好的应用前景。苦参资源化利用现状及其资源性产品见表1。

表1 以苦参为原料生产的系列产品及资源化利用途径

2.2苦豆子

苦豆子为我国西北地区特别是宁夏特有的区域性药用植物，其化学成分组成与苦参相似，药用、农用及饲用价值均较高，目前已经有资源性产品上市。近年来国内围绕苦豆子生物碱类资源性化学成分的产业化研究已较深入，分别形成了以氧化苦参碱为主要组成成分的用于乙型肝炎治疗的苦参素注射液、苦参素胶囊，以槐定碱为主要活性成分的抗妇科肿瘤一类新药盐酸槐定碱注射液[5]，以及用于治疗肠道感染疾病的克泻灵片等产品。此外，在农业方面苦豆草中的苦豆碱已作为防治松材线虫病农药“杀线一号”的原料。苦豆子资源化利用现状及其资源性产品见表2。

表2 以苦豆子为原料生产的系列产品及资源化利用途径

2.3槐

槐的干燥花及花蕾为常用中药槐花(SophoraeFlos)，其干燥成熟果实为常用中药槐角(SophoraeFructus)。槐花具有凉血止血、清肝泻火功能，常用于便血、痔血、血痢、崩漏、吐血、衄血、肝热目赤、头痛眩晕等症的治疗；槐角具有清热泻火、凉血止血功能，常用于肠热便血、痔肿出血、肝热头痛、眩晕目赤等症的治疗。目前槐花与槐角除作为我国传统中药用于配方饮片或制药原料外，尚用于保健食品、化妆品等其他资源性产品的开发。槐花与槐角中富含黄酮及其苷类成分，具有降血压、抗炎、止血等作用，多用于治疗银屑病、慢性结肠炎、高血压、高脂血症、冠心病等病症[6-7]，目前已有多种相关高附加值的医药产品上市。同时，利用槐花生产具有保健功能的槐花茶、槐花糖、槐花蛋糕等保健食品也是市场上的畅销产品。槐资源化利用现状及其资源性产品见表3。

表3 以槐花、槐角为原料生产的系列产品及资源化利用途径

综合分析表明，我国槐属主要的药用植物资源在医药、保健品、兽药、生物农药、食品、轻化工等领域应用广泛，且已形成系列资源性产品。然而在其产业化的过程中，存在资源性物质来源单一、资源利用效率低下、大量非药用部位及深加工过程中产生的固/液态废弃物、副产物缺乏有效利用途径而废弃等不足，造成了资源浪费和环境污染[8]。因此，对我国槐属重要药用植物资源利用潜力进行深度挖掘，对于拓展我国槐属药用植物资源经济产业链、创新资源价值、提升资源利用效率具有重要意义。

3 我国槐属药用植物资源利用价值挖掘策略

3.1基于植物化学分类学理论的我国槐属药用植物资源性化学物质新来源发现策略 植物化学分类学理论认为“亲缘关系相近的植物类群具有相似的化学成分”[9]。因此，从我国槐属药用植物的近缘植物类群中寻找发现替代/补偿性资源有利于协调槐属药用植物资源利用与保护的关系，促进槐属药用植物资源产业的可持续发展。

喹喏里西啶型生物碱为我国槐属药用植物中一类具有重要利用价值的资源性化学成分。目前该类资源的获取途径主要是从苦豆子种子及苦参根中获得[10-11]。苦豆子为沙生荒漠植物，具有重要的防风固沙和生态屏障作用，近些年的大量开发利用使其资源存量急剧下降，对西北地区脆弱的生态环境带来了不可预见的影响。因此，如能从槐属近缘植物类群中发现可替代资源，将会起到重要的资源补偿和保护作用，又能满足医药工业对喹喏里西啶类生物碱资源性物质的需求。本课题组前期研究发现[12]，苦参成熟种子与苦豆子成熟种子所含生物碱类化学成分组成具有高度的相似性，7个生物碱总量分别为11.203mg·g-1和15.506mg·g-1。其中苦参成熟种子中氧化苦参碱的含量达到5.70mg·g-1，约为苦豆子成熟种子的1.5倍，此外苦参种子中还含有丰富的氧化槐果碱、槐定碱等资源性化学成分。基于以上研究结果，提示苦参种子可作为获取苦参碱类生物碱的重要原料新资源加以开发利用。

3.2基于中药资源化学研究思路的我国槐属重要药用植物资源性化学物质多途径、精细化利用策略 资源的利用价值在于其可利用物质的多用性和多宜性特点。研究显示我国槐属药用植物资源所含资源性物质结构类型多样，目前已发现的代表性资源性化学成分类型主要有生物碱、黄酮、多糖、蛋白质及氨基酸等类成分。各类资源性化学成分具有多种生物活性，其资源价值呈现出多宜性特点。而目前我国槐属主要药用植物资源的产业化利用多聚焦于医药领域，在中兽药、生物农药领域虽有应用，但总体表现为资源转化利用效率低下，未形成产业规模。因此，基于我国槐属主要药用植物中含有的多类型资源性化学成分及其多宜性特点，开展多途径、精细化利用，推动我国槐属药用植物资源性产品的多途径开发，必将促进该类资源的高效利用及其产业的转型升级(见图1)。

图1 我国槐属重要药用植物资源的多途径、精细化开发策略

以苦参、苦豆子为例，近年来研究发现，苦参及苦豆子植物中含有的苦参碱型生物碱类与具异戊烯基黄酮类资源性化学成分均具有较好的抑菌、抗炎和杀虫作用。其中生物碱类化学成分对农牧业常见害虫、致病菌具有较好的抑制作用[13]；而黄酮类化学成分除对禽畜常见致病菌具有良好的抑制作用外，尚具有雌激素样作用[14]。因此，可根据上述两类资源性化学成分的生物活性特点，兼顾其理化性质，进行差异化、精细化利用，除作为医药产品开发外，尚可分别用于生物农药及中兽药等资源性产品开发，实现资源的多用性和多宜性利用，提升资源利用效率。如在中兽药产品的开发中，以抑菌、抗炎为主要功效的产品需考虑以苦参生物碱类化学成分或黄酮类化学成分为原料，或两者按照合适比例复配后入药；如以促生长为主要目的产品则应以具有雌激素样活性的黄酮类化学成分为主要原料。在生物农药产品的开发中，则可以杀虫活性较好、且水溶性较大的生物碱类化学成分为主要原料，以易于制剂成型，同时降低其喷洒后的残留率。

3.3基于循环经济发展理念的我国槐属药用植物资源循环利用策略

目前，我国槐属主要药用植物资源的利用仍以其药用部位应用于中医临床及精深加工产品，在其药材生产及资源性产品深加工过程中产生的大量非药用部位、药渣、废水等固态、液态废弃物及副产物缺乏利用途径而废弃，造成资源浪费和环境污染。因此，基于资源循环利用的思路，开展传统非药用部位及资源化深加工固/液态废弃物、副产物的资源化利用研究(见图2)，将对我国槐属药用植物资源产业的绿色发展起到积极的推动作用[15]。

图2 我国槐属重要药用植物资源的系统利用及资源产业化途径

3.3.1传统非药用部位的资源价值挖掘与产业化开发研究 研究显示，苦参、苦豆子茎叶富含喹喏里西啶型生物碱类及具异戊烯基结构的黄酮类化学成分。因此，基于以上两类资源性化学成分的生物活性及资源化价值，可以将苦参药材及苦豆子药材采收加工过程中产生的苦参茎叶、种子，苦豆子茎叶、根等资源提取制备生物碱类及黄酮类资源性物质，进而开发具有抗病毒、抗菌、抗肿瘤、骨代谢调节[16]等作用的医药产品或兽药产品。此外，也可以上述废弃资源为主要原料，利用其含有的资源性化学成分类型开发成生物农药、饲料添加剂等资源性产品。

槐树在种植生产过程中，会产生大量的槐枝条、槐叶等非药用部位。目前，槐枝常作薪柴焚烧，槐叶多被制成槐叶粉作为饲料添加剂使用。研究表明，槐枝中富含黄酮类、挥发油类等资源性化学成分[17-18]，槐枝黄酮类化学成分具有较好的降压活性，结合其富含具有降血脂、软化血管作用的油酸、亚油酸等资源性化学成分，可开发为用于高血压、冠心病等心脑血管疾病辅助治疗的功能性保健产品。

槐叶富含黄酮类、甾醇类等资源性化学成分，可经提取分离用于制药或工业原料[19]。此外，槐叶中尚富含蛋白质、氨基酸、微量元素等营养成分。因此新鲜槐叶可用于富含氨基酸及蛋白质类等功能性成分的保健食品、禽畜的饲料添加剂[20]等资源性产品的开发。

3.3.2资源深加工过程中药渣、废水等固/液态废弃物的资源价值挖掘与产业化开发研究 在苦豆子、苦参资源性产品深加工过程中，为了得到生物碱类化学成分多采用酸/碱水提取、乙醇沉淀的方法。产生的药渣等固态废弃物中尚含黄酮类、三萜类资源性化学成分，醇沉过程产生的沉淀中尚含有丰富的多糖类、蛋白质类等资源性化学成分。可利用现代提取分离集成技术将该部分资源性化学成分进行提取富集，并基于其黄酮类化学成分具有的抗炎、降血糖、降血脂及雌激素样作用，开发形成具有高附加值的医药保健资源性产品。研究显示，提取生物碱类资源性物质后的苦豆子药渣中含有丰富的半乳甘露聚糖类化学成分，该类成分可作为增稠剂、稳定剂、黏合剂而应用于石油开采、食品、医药、造纸等行业[21]。近年来也有报道苦豆子中含有的半乳糖甘露聚糖类化学成分具有较强的降血糖、降血脂活性，可用于相关医药保健产品的开发。此外，利用苦豆子药渣富含蛋白质、营养元素等特点，可用于开发禽畜饲料，促进西部地区饲料产业结构的调整和升级[22]。以苦参药材为主要原料的产业化过程中产生的药渣富含纤维素类资源性物质，可经发酵用于制备高活性纤维素酶，也可经无氧炭化制备生物质炭用于相关资源性产品的开发，最终实现苦参资源的循环利用。

研究显示，苦豆子及苦参药材在提取、分离等资源深加工过程中产生的液态废弃物中尚含有部分生物碱类资源性化学成分。例如提取氧化苦参碱后的剩余液可采用萃取、柱色谱分离等方法进行二次提取、富集，获取其中的槐定碱、槐果碱、苦参碱等具有重要利用价值的资源性化学成分作为制药原料使用，提高液态废弃物的资源利用效率[23]。

目前在槐花、槐角等资源性产品的生产过程中，主要利用的是其黄酮类资源性化学成分，其提取工艺多采用水提取醇沉淀法。在此过程中产生的药渣、醇沉物中尚含有丰富的多糖类、蛋白质类及氨基酸类等资源性化学成分。可以对药渣、醇沉物进行二次提取，获得其中的上述化学成分。研究显示，槐花中多糖含量约为6.3%，具有较好的抗氧化活性及免疫增强活性；药渣中尚富含人体所需的多种氨基酸，其中必需氨基酸比例均衡，符合世界卫生组织与联合国粮农组织(WHO/FAO)的推荐标准[24]。因此可以槐花及槐角药渣、醇沉物为主要原料进行二次提取，获得其中的多糖类、氨基酸类和蛋白质类资源性化学成分，用于功能性保健食品及膳食补充剂等资源性产品的开发。

综上表明，我国槐属药用植物资源丰富，其资源利用与开发总体仍为高消耗、高污染、难循环、低效率的粗放发展模式。基于以上现状，本文围绕我国槐属主要药用植物资源的特点，提出了槐属药用植物资源性化学成分新来源发现策略；槐属药用植物资源性化学成分多途径、精细化利用策略；槐属药用植物资源循环利用策略。遵循以上三大策略，运用现代科学技术和循环经济发展理念进行我国槐属药用植物资源的系统开发利用，形成多途径资源化模式，达到物尽其用的目的[25]，最终将为创新我国槐属药用植物资源价值、提升其资源利用效率、为我国槐属药用植物资源产业链的延伸起到积极的助推作用，同时为中药资源产业的健康可持续发展提供借鉴。

[1] 毛秀红，荀守华，孙居文，等.我国槐属植物育种及种质资源开发利用进展[J].植物生理学报，2015，51(4)：399-406.

[2] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部[S].北京：中国医药科技出版社，2015：202-203.

[3] 李雪梅，吴运光，潘达鑫，等.新型抗肿瘤药槐定碱[J].中国新药杂志，2006，15(8)：654-657.

[4]HEL，JIMS，WANGY，etal.AntimicrobialactionofanendophyticfungusfromSophoraflavescensand structure identification of its active constituents[J].Sci Agric Sin，2011，44(15)：3127-3133.

[5] 李雪梅，傅兴生，吴运珖，等.一种抗癌药及其制取方法：CN1089846[P].1994.

[6] Paniwnyk L，Beaufoy E，Lorimer J P，et al.The extraction of rutin from flower buds ofSophorajaponica[J].Ultrason Sonochem，2001，8(3)：299-301.

[7] TAI Z，CAI L，DAI L，et al.Antioxidant activity and chemical constituents of edible flower ofSophoraviciifolia[J].Food Chem，2011，126(4)：1648-1654.

[8] 段金廒，宿树兰，郭盛，等.中药资源产业化过程废弃物的产生及其利用策略与资源化模式[J].中草药，2013，44(20)：2787-2797.

[9] 周荣汉，段金廒.植物化学分类学[M].上海：上海科学技术出版社，2005：4-5.

[10] 王汉卿，段金廒.苦豆子植物资源化学研究[D].南京：南京中医药大学，2014.

[11] WANG H Q，DUAN J A，GUO S，et al.Development and validation of a hydrophilic interaction ultra-high-performance liquid chromatography with triple quadrupole MS/MS for the absolute and relative quantification of amino acids inSophoraalopecuroidesL.[J].J Sep Sci.2013，36(14)：2244-2252.

[12] 翁泽斌，段金廒，郭盛，等.山西产苦参种子生物碱类化学成分分析研究及其资源化价值探讨[J].中国中药杂志，2016，41(13)：2501-2504.

[13] 袁静，关丽杰，丛斌，等.苦参生物碱抑菌生物活性测定[J].农药，2005，44(2)：86-89.

[14] 郑津辉，王威，黄辉.苦参提取液中黄酮类化合物的抑菌作用[J].武汉大学学报(理学版)，2008，54(4)：439-442.

[15] 段金廒，宿树兰，郭盛，等.中药废弃物的转化增效资源化模式及其研究与实践[J].中国中药杂志，2013，38(23)：3991-3996.

[16]JINJH，KIMJS，KANGSS，etal.Anti-inflammatoryandanti-arthriticactivityoftotalflavonoidsoftherootsofSophoraflavescens[J].J Eth，2010，127(3)：589-595.

[17] 赵超，陈华国，靳凤云，等.槐枝中总黄酮的含量测定[J].光谱实验室，2010，27(1)：188-191.

[18] 张艳焱，王祥培，廖海浪，等.鲜干槐枝中挥发油化学成分的比较[J].贵州农业科学，2014，42(4)：186-189.

[19] 刁义平，束晓云，唐于平.槐叶化学成分研究[J].中国实验方剂学杂志，2011，17(6)：89-92.

[20] 王建英，张广智，牛树田.槐叶在畜牧生产中的应用[J].现代农业科技，2011(18)：321-322，328.

[21] Krishna P M，KNV R，Banji D.A review on phytochemical，ethnomedical and pharmacological studies on genusSophora，Fabaceae[J].Revista Brasileira de Farmacognosia，2012，22(5)：1145-1154.

[22] 段金廒.中药资源化学：理论基础与资源循环利用[M].北京：科学出版社，2015：300-301

[23] 朱华旭，段金廒，郭立玮，等.基于膜科学技术的中药废弃物资源化原理及其应用实践[J].中国中药杂志，2014，39(9)：1728-1732.

[24] 马利华，秦卫东，陈学红，等.槐花蛋白萃取与营养评价的研究[J].食品工业科技，2014，35(18)：301-305.

[25] 段金廒，张伯礼，宿树兰，等.基于循环经济理论的中药资源循环利用策略与模式探讨[J].中草药，2015，46(12)：1715-1722.

AnalysisofResourcesIndustrializationSituationandExplorationStrategyofPotentialUtilizationRepresentativeHerb-MedicineinSophoraL.

WENGZebin1，2，GUOSheng1，DUANJinao1，2*，GUJunfei1，LEIZhenhong3，LIAnping4

(1.JiangsuCollaborativeInnovationCenterofChineseMedicinalResourcesIndustrialization，StateAdministrationofTraditionalChineseMedicineKeyLaboratoryofChineseMedicinalResourcesRecyclingUtilization，NationalandLocalCollaborativeEngineeringCenterofChineseMedicinalResourcesIndustrializationandFormulaeInnovativeMedicine，NanjingUniversityofChineseMedicine，Nanjing210023，China；2.CollegeoftraditionalChinesemedicine，ChinaPharmaceuticalUniversity，Nanjing211198，China；3.ShanxiZhenDongindustrygroupofGenuineherbexploitationco.，LTD，Changzhi047199，China；4.ShanxiZhenDonghealthindustrygroupco.，LTD，Changzhi047199，China)

The medical plant resources fromSophoraL.are abundant in our country which have an important resource value.They are not only utilized in the traditonal Chinese medicine dispensing but also used as raw material of drug and biopesticide.Nowadays，natural resources consumption is accelerating and artificial cultivation has been generalized to satisfy the needs of medical plant resources fromSophora.However，the resource utilization efficiency is very low in the process of industrilization.These conditions lead to a serious waste of resources and environmental pollution.This article summarizes and analyzes the present situation ofSophoramedical plant resources and its utilization.Based on the present use of the medical plant resources fromSophora，three strategies have been proposed to excavate its potential of resource exploitation and utilization according to the principle of chemical plant taxonomy，research approach of Chinese medicinal materials resources chemistry and resources concept of circular economy.This paper might provide a guidance and reference for the comprehensive utilization of the medical plant resources fromSophoraL，promoting their utility value and extending the green economicindustry chain.

Fabaceae；SophoraL.；Sophoraflavescens；resources industrialization；recycling utilization

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.7.001

2015-06-12)

江苏高校中药资源产业化过程协同创新中心建设专项；江苏省高校中药学优势学科II 期建设项目(2014-ysxk)

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段金廒，教授，博士生导师，中国自然资源学会中药及天然药物资源研究专业委员会主任委员，中国中药协会中药资源循环利用专业委员会主任委员，研究方向：中药资源化学与资源循环利用；Tel：(025)85811116，E-mail：dja@njutcm.edu.cn