贺灵芝,彭栋梁,梁忠厚,3
(1.湖南环境生物职业技术学院,湖南 衡阳 421005;2.古汉中药有限公司,湖南 衡阳 421008;3.林下药用植物应用技术湖南省工程研究中心,湖南 衡阳 421005)
自屠呦呦获得2015年诺贝尔生理学或医学奖、2019年10月25日全国中医药大会在北京召开、2019年底新型冠状病毒不断蔓延和肆虐以来,中医药日益受到人们的关注,中药行业日具规模,产业化程度越来越高,由此而产生的中药渣也日益增加,对生态造成的压力也日益严峻。有资料显示,每年排放的中药渣已超过3.0×107t[1],且逐年递增,这势必会造成严重的环境污染和资源浪费。本文以湖南省某著名上市中药企业生产中产生的中药渣开发利用为例,探讨中药渣的应用前景。
湖南省衡阳市某著名上市中药企业主要产品为一种复方中成药,其主要成分为黄芪、枸杞子、甘草、淫羊藿、白芍、麦芽、人参、黄精、女贞子、菟丝子等。具有补气、滋肾、益精的功效,用于气阴亏虚、肾精不足所致的头晕、心悸、目眩、耳鸣、健忘、失眠、阳痿遗精、疲乏无力;脑动脉硬化、冠心病、前列腺增生、更年期综合征、病后体虚见上述证候者。自产品上市销售以来,供不应求。但随之产生的中药渣也与日俱增,占中成药总量的80%以上。该企业也意识到中药渣的堆积问题日益严重,苦于没有途径和方法,只能简单地堆积或焚烧来处理,不仅浪费了中药渣资源,还严重污染了环境,不符合当前国情。随着国家对建设生态环境越来越重视,有效治理中药渣的排放势在必行。如果能将药渣资源化利用,不但可以减少对环境的污染,更重要的是,还可“变废为宝”,减少资源浪费,较大地提高了经济效益和生活质量。
国家在“十二五”规划中明确指出,要对传统名贵中药进行二次开发、技术改造和临床应用再评价研究[2]。中草药在我国实际加工生产中大多处于粗加工水平,中药提取过程中存在只提取单一化学成分,提取方法单一或提取效率低等问题,大部分中药公司在中药制剂生产加工过程中遗弃药渣造成中药资源的极大浪费。中药材经一次提取后,活性成分在药渣中仍有约30%残留,如蛋白质、脂肪、纤维素、糖类以及钙、铁、磷、镁等多种元素[3]。对比分析该企业药渣和原药材有效成分发现:药渣中有大量原药中的活性物质残留,可再提取药渣中的有效成分;再提取的药渣可制作有机肥、栽培真菌、制备禽畜饲料或饲料添加剂等。本文从有效成分再提取、工业和农业应用方面,阐述中药渣的医疗和经济价值,为其综合开发利用提供参考。
当前,中药渣的有效成分提取不完全,仍含有大量有效成分;药渣中仍含有与原药品疗效无关的有效成分。再提取研究以该企业生产的黄芪、淫羊藿、人参、黄精药渣为例。黄芪药渣的主要有效成分为黄酮类、皂苷类、多糖类及氨基酸类化合物。具有增强机体免疫功能、抗氧化、促进机体代谢、调节激素水平等作用,再提取后具有较高利用价值[4]。杨国辉等[5]采用纤维素酶解法得到黄芪多糖达38.71%。对比原药材和药渣发现,黄芪药渣中有3种黄酮类物质[6],药渣中黄芪甲苷含量为原药材的72.08%[7],因此很有二次开发的必要——改进原药品的生产工艺,充分提取有效成分。淫羊藿药渣主要化学成分为黄酮类、多糖类、三萜类等,具有提高免疫力、抗肿瘤、降血糖、抗炎、治疗骨质疏松等作用。该企业水提后的淫羊藿药渣含有黄酮类物质约40%,仍具有一定的药效[8]。研究发现采用水提法继续提取,可得3.68%的多糖[9],并证实其具有一定的抗氧化活性。周雅婷等[10]研究淫羊藿药渣发现其对去势所致的雌性大鼠骨质疏松有治疗作用。女贞子主要化学成分为萜类、黄酮类、苯乙醇苷类、挥发油、磷脂、多糖、脂肪酸、氨基酸、微量元素等。研究发现女贞子中含量较高的齐墩果酸、红景天苷、熊果酸,具有保肝、免疫调节、强心、抗炎及抗肿瘤等作用,而药渣中有大量齐墩果酸和熊果酸,其含量分别为药材原含量的90.10%和97.30%[11]。人参和黄精是一种药食同源的药材。人参主要化学成分有人参皂苷、人参多糖、挥发油(萜类、醇类、脂肪酸类等)和氨基酸等,具有抗疲劳、抗衰老、抗氧化和提高免疫力等药理作用,现今常应用于各种保健食品以及酒水中,在临床上应用广泛。人参中含量最多的化学物质是人参皂苷。有研究表明人参药渣中含有较高的人参皂苷Rg1,Rb1和Re等有效组分[12],药渣压滤液应与提取液混合入药,进一步对药渣进行开发利用;研究表明醇提后的人参药渣可制备产品纯度为94.7%的多糖粉末[13];用乙醚从丹参药渣中提取得到29.2%的丹参酮复合物,进一步处理后得到纯度为96%的丹参酮ⅡA[14]。黄精主要含有黄酮类、多糖类、甾体皂苷、蒽醌类等化学成分,其中黄酮类成分具有广泛的生物活性,具有抑菌、抗HIV、抗肿瘤、抗氧化等作用,研究发现对黄精药渣进行二次提取仍可得多种黄酮类化合物和多糖等,具有十分重要的临床意义[15]。
首先,以中药渣为原料造纸,价格便宜,且纸张具有绝缘性和抗菌效果,保护生态环境,循环利用资源,促进经济发展;其次,中药渣通过高温裂解制备生物炭,可改善土壤结构,提高土壤肥力,提高农作物产量,还可有效改善土壤中重金属污染问题;最后,废弃的药渣在工业上可进行厌氧发酵生产沼气,研究表明以人参等中药渣混合物发酵原料进行厌氧发酵日产沼气量可达8.38 L[16]。
首先,中药渣不但通气性好、质量轻,而且含有大量蛋白质、糖类、微量元素,可增肥土壤、改善土壤的通透性,降低生产成本,是一种优质廉价的轻基质原料和有机肥,与工业化肥相比,用它作为肥料不会产生土壤板结和土质退化等问题,再提取后的人参药渣可用作多种生物有机肥[17];其次,有研究发现黄芪药渣经发酵后对多种菌体具有抑制作用[18],用淫羊藿药渣可栽培优质金针菇[19],可以黄精浸渣为主料栽培食用菌品种[20];再次,女贞子药渣可发酵制取酒精约10%的酒[21],由于女贞子药渣中仍然含有大量的不饱和油脂、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,具有良好的开发前景,有望在糖尿病、高血脂症、延缓衰老等方面形成保健品;最后,在畜禽水产养殖方面应用中药渣混合饲料作为添加剂,不但可有效提高畜禽免疫力,改善其肉质,还可提高鱼苗存活率等,添加1%的甘草药渣于饲料中可提高猪的生长性能和猪肉质量[22]。
中药渣资源丰富,但目前处理方法不佳,大多数药渣被废弃、堆积,不仅造成环境污染,还造成资源浪费。对中药渣有效成分再提取;使用中药浸渣栽培食用菌;将中药渣作为饲料开发利用,养殖畜禽水产。实现中药渣变废为宝,应用前景十分广阔,在环境保护和经济效益上均有重要意义。但是,值得注意的是,作为饲料添加剂要求中药渣的原料组分无毒无刺激等,对于一些具有毒性成分的药渣不能用作畜禽水产养殖。此外,中药渣所含成分复杂,各种提取工艺的特点不同,有些为复方制剂,有些为单样制剂,在对中药渣处理的过程中,处理方法可根据实际情况灵活多变,权衡利弊,最大限度利用中药渣资源。