一、中藥破壁的意義
中藥,是指在中華民族傳統(tǒng)醫(yī)術(shù)指導(dǎo)下應(yīng)用的藥物,主要由植物藥、動(dòng)物藥和礦物藥組成。古語(yǔ)有云“諸藥草類最多,諸藥以草為本”。由于中藥的來(lái)源以植物性藥材居多,使用也最普遍,所以古來(lái)把藥學(xué)稱為“本草”,這個(gè)習(xí)慣也沿用至今。中藥之所以能治病,是因?yàn)槠渌幕瘜W(xué)(有效)成分。植物性中藥的有效成分通常分布在細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞質(zhì)中,且以細(xì)胞內(nèi)為主。細(xì)胞壁位于細(xì)胞膜之外,也就是說(shuō),植物性中藥的有效成分往往包裹在細(xì)胞壁之內(nèi)。細(xì)胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)、木質(zhì)素等物質(zhì)構(gòu)成的致密結(jié)構(gòu),可保護(hù)細(xì)胞抵抗低滲環(huán)境,使細(xì)胞在低滲的環(huán)境下不易破裂,對(duì)維持固有形態(tài)起重要作用,在保護(hù)細(xì)胞的同時(shí),也阻撓著中草藥的有效成分的溶出。
中藥破壁技術(shù)有利于中草藥利用的三大方向:一提高中草藥的藥效成分的利用;二可增加有用成分的綜合利用;三能降低廢渣的剩余量。因此,中草藥的細(xì)胞破壁對(duì)提高其制劑的推廣、中醫(yī)藥文化的傳承、創(chuàng)新都有重要意義。
二、中藥破壁的技術(shù)特點(diǎn)
中草藥植物的破壁,是中草藥工業(yè)現(xiàn)代化加工的趨勢(shì)。
中草藥的傳統(tǒng)應(yīng)用主要有研磨成粉及煎煮兩大形式。無(wú)論是中藥的片劑、丸劑、湯劑、口服液、顆粒劑都是基于以上兩大形式添加輔料成型或加工制得。
目前,中藥粉末(散劑)是中藥應(yīng)用在中獸藥方向方劑數(shù)量最多、應(yīng)用最廣的劑型。對(duì)散劑而言,中藥破壁是將中藥植物細(xì)胞破壁以后的制得的產(chǎn)品,其粉末控制在一定粒徑制成便于使用的制劑。中草藥的物質(zhì)基礎(chǔ)沒(méi)有改變,破壁后的中草藥,物質(zhì)混合更均勻,并且其比表面積、溶出特性、在生物體內(nèi)吸收、代謝速率對(duì)照原藥材均有巨大的變化,破壁中藥幫助提高了中草藥的物質(zhì)成分的利用率,使用劑量將大幅減少,具有質(zhì)量均勻可控和使用方便等特點(diǎn)。
中藥破壁對(duì)中草藥的煎煮、提取也有巨大提升。在中藥破壁處理后的中草藥進(jìn)行后續(xù)加工,其浸出物、有效物含量等均有所提升。另一方面,破壁提取后藥渣相對(duì)減少,綠色環(huán)保,能幫助中藥資源的高值化利用。
中藥破壁技術(shù)能夠使中草藥粉末均一,提高了中草藥質(zhì)量的可控性。植物類中藥不同的組織部位(如莖、葉、花)的有效物質(zhì)組分種類及組分的組成比例是不完全相同的。這也使得即使是同品種同批次中草藥也存在藥效差異。經(jīng)破壁處理后,因細(xì)胞破碎,能高度混合均勻,幫助中草藥加工過(guò)程同批次的有效成分的均一,達(dá)到同批次批內(nèi)質(zhì)量均勻可控。
中藥破壁技術(shù)能夠使有效藥用成分利用率提高,減少了中草藥的浪費(fèi)。破壁技術(shù)的進(jìn)步,也是保護(hù)中草藥資源的手段。經(jīng)破壁處理,增加了細(xì)胞壁內(nèi)所包裹成分的溶出率,可使其成分利用率大幅度增加。
三、中藥破壁的現(xiàn)代技術(shù)
目前中藥破壁主要有五大技術(shù):超聲波破壁技術(shù)、化學(xué)破壁技術(shù)、酶制劑破壁技術(shù)、機(jī)械破壁技術(shù)、超高壓爆破破壁技術(shù)。
超聲波破壁技術(shù)由于技術(shù)局限不利于現(xiàn)代的工業(yè)化生產(chǎn)。中藥破壁需要重點(diǎn)關(guān)注的是加工過(guò)程是否給中草藥帶來(lái)改變和污染?;瘜W(xué)破壁、酶制劑破壁技術(shù)由于存在添加非藥典固定配方的制劑帶來(lái)改變或污染中草藥質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn),工藝復(fù)雜,生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng),不符合“藥”字號(hào)要求,故亦不適合應(yīng)用于中藥的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。機(jī)械破壁技術(shù)及超高壓爆破破壁技術(shù)以其操作簡(jiǎn)單、高效、不需添加其他輔助化學(xué)生物制劑、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)目前在中草藥的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中被廣泛采用。
目前,中藥的破壁粉碎技術(shù)業(yè)內(nèi)現(xiàn)已成熟的有三類:
第一類是有剛性固體介質(zhì)參與的,借助剛性介質(zhì)與中草藥的撞擊、剪切、摩擦等傳統(tǒng)物理粉碎原理打破細(xì)胞壁的技術(shù)。但一方面,剛性介質(zhì)由于長(zhǎng)期處于撞擊和摩擦等工作環(huán)境,存在磨損脫落等風(fēng)險(xiǎn),可能污染藥材;另一方面,剛性介質(zhì)高速撞擊、剪切藥材時(shí),使藥材產(chǎn)生較高溫度,不利于穿心蓮、大黃等含熱敏性萜類、內(nèi)酯類、醌類有效成分的保護(hù)。為降低加工過(guò)程升高的溫度,減少對(duì)熱敏藥材的影響,已有小部分企業(yè)(如廣東高山動(dòng)物藥業(yè)有限公司)創(chuàng)新使用水冷、氣冷傳導(dǎo)等方法降低加工溫度,并已取得良好效果,改良后的設(shè)備能適用所有熱敏性藥材的粉碎。經(jīng)改良后的粉碎技術(shù)對(duì)藥材的加工生產(chǎn)適應(yīng)范圍更寬,能滿足絕大部分的中草藥破壁加工,對(duì)物料的物理性質(zhì)要求低等特點(diǎn),仍是中獸藥散劑原料破壁的主要工藝技術(shù)。
第二類是沒(méi)有剛性固體介質(zhì)參與的,利用強(qiáng)烈氣流讓中藥粉體自身高頻、快速撞擊而打破細(xì)胞壁的技術(shù)。氣流粉碎技術(shù)的特點(diǎn)是:沒(méi)有剛性固體介質(zhì)接觸物料,氣流高速釋放的吸熱和物料撞擊的產(chǎn)熱抵消,物料在粉碎過(guò)程不升溫,從而使熱敏成分得到有效保護(hù)。如藿香、干姜、白芷等帶揮發(fā)油成分的藥材用此類方法加工能有效保護(hù)藥性成分的損失。但氣流粉碎技術(shù)對(duì)物料的物理性質(zhì)要求較高,適應(yīng)范圍較窄。
第三類是通過(guò)給予中藥細(xì)胞超高的壓力,在特定的時(shí)間后迅速泄壓(<0.1s),使細(xì)胞膜破碎、細(xì)胞壁纖維分解、撕裂,達(dá)到瞬間細(xì)胞“爆破”效果而打破細(xì)胞膜(壁)的技術(shù)。超高壓細(xì)胞爆破破壁技術(shù)處理后,即使細(xì)胞璧(膜)已被撕裂、破碎仍保持原藥材的外觀特征。為應(yīng)用在口服液、顆粒劑等產(chǎn)品的中草藥提供了更大的附加空間,也無(wú)需擔(dān)憂后續(xù)提取液存在難以過(guò)濾等工藝問(wèn)題。該工藝適用于如黃芪、厚樸、黃連等大部分中草藥,使細(xì)胞璧纖維降解破裂,利于成分溶出。另一方面,爆破處理作用于對(duì)中草藥類似進(jìn)行一次高壓“滅菌”,更符合口服液、顆粒劑的微生物限度的要求。
四、中藥破壁技術(shù)在中獸藥上的應(yīng)用
中藥破壁技術(shù)大多應(yīng)用在散劑產(chǎn)品上。不添加助劑,保留了中藥的五味四氣,更具備中醫(yī)藥特色,更能被用戶接受。一方面,由于中藥粉末粒徑更細(xì),粉末粒徑分布范圍更小,粒度均勻能幫助提高在動(dòng)物體內(nèi)的溶解、吸收速度,提升產(chǎn)品質(zhì)量及臨床性能。另一方面,破壁中藥應(yīng)用于中獸藥散劑時(shí),由于細(xì)度的增加,口感區(qū)別巨大,便于養(yǎng)殖飼喂。
中藥破壁技術(shù)在顆粒劑、口服液劑型上的應(yīng)用。高壓爆破破壁技術(shù)處理后的中藥外觀性狀表觀顯得粗糙,并有部分蓬松化,纖維破裂卷曲,又能保持藥材的整體性,適合應(yīng)用于中藥材整體煎煮提取。電鏡上可觀察到細(xì)胞纖維組織上有氣孔密集而大,有利中藥破壁后的有效成分能更快更充分溶出,且高壓爆破過(guò)程能殺滅細(xì)菌,安全衛(wèi)生。如黃芪的爆破預(yù)處理后,其乙醇提取液中黃芪甲苷含量,比未爆破預(yù)處理直接提取的要高,且黃芪多糖、其他浸出物含量也均有所提高;如麻黃經(jīng)過(guò)爆破處理后的提取液中含有的麻黃堿,比直接提取的要高。
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