超微粉碎技术在中药生产中的应用

　　摘要：本文对超微粉碎的特点、超微粉碎技术在中药生产中的应用优势、超微粉碎技术与中药现代化生产相结合在产业化方面的应用前景以及中药超微粉碎中存在的问题进行了全面的综述。

关键词：超微粉碎；中药；超微粉碎技术
超微粉碎技术是近年来国际上发展起来的一项应用现代物理或化学方法对材料进行微粉化的新技术，已广泛应用于化工、医药、食品、农药、化妆品、染料、涂料、电子、航空航天等许多领域。超微粉碎技术应用到中药制剂中同样显示出独特的优势。研究表明，采用超微粉碎技术得到的中药制剂与用传统工艺得到的中药制剂相比，可明显提高药效。
1 中药超微粉碎技术简介
传统的中药大多以粗粉入药。当药物进入胃中，在胃液作用下，吸水膨胀，进入小肠后，有效成分才不断地通过细胞壁及细胞膜释放出来，被吸收。传统的粗粉，药物粒粗，细胞的破壁率极低，有效成分需穿过多层细胞壁及细胞膜方可释放出来。又因为药物在体内停留时间有限，且有效成分处于低速释放，未充分释放便被排出体外，导致药物的生物利用度较低。另外，传统粗粉还存在用量大、适口性差等缺点。为了解决中药“粗、大、黑”的问题，提高中药药效、降低中药资源的浪费与消耗，改善中草药的适口性，避免出现人畜争药的局面，因此引进新的加工粉碎技术具有重要的现实意义和应用前景。此外，中药超微粉体不牵涉到成分及分子结构层面的变化，四气五味仍然存在，与传统中医药理论不矛盾，容易为中兽医界及用户所接受。
所谓中药的超微粉碎，又称为中药细胞级粉碎技术或中药细胞破壁技术，是指利用机械或流体动力的途径将3mm以上物料颗粒粉碎至粒径至5~10μm以下的过程。它不以粉碎细度为目的，而是追求细胞的破壁率（一般药材破壁率≥95%）。采用细胞级微粉碎方法所获得的中药微粉称为细胞级中药微粉，以细胞级中药微粉为基础制成的中药则称为细胞级微粉中药，即微粉中药。
目前已研制生产的适于中药超微粉碎的设备有CF气流涡旋微粉机，CWM-80型超级涡流磨、XFJ超细粉体分级机及BFM系列微粉机等。最近有人研制了集粉碎、分级功能于一体的新型特劳斯特型气流磨，并成功应用于生产加工。
2 超微粉碎技术在中药业中的应用优势
2.1增加药物吸收率，提高生物利用度
药物的溶出速度与药物的颗粒比表面积成正比，而比表面积与粒径成反比。因此，药物的粒径越细，则其比表面积越大，越有助于药物有效成分的溶出。中药超微粉由于其粒度细，其表面积增加，孔隙率增大，能较好地分散、溶解在胃肠液里，且与胃肠黏膜的接触面积增大，因而有利于药物的吸收，提高药物的生物利用率。杜晓敏等比较了归附地黄丸超微粉与粗粉对幼年雄性小鼠生长发育及生殖系统、肾虚动物模型和阳虚动物模型的影响，结果显示在相同剂量时，超微粉的药效学作用更加明显。对于矿物类药物，相当一部分为水不溶性物质，经超微处理后，由于粒度大大减小，可加快其在体内的溶解、吸收速度，提高其吸收量。
2.2提高有效成分的工业提取率
中药提取中，其有效成分的溶出需经过浸润、溶胀、渗透及扩散等过程。超微粉碎技术的利用一方面使有效成分溶出阻力减小，另一方面微细化的物料具有很强的表面吸附力、亲和力、分散性和溶解性，从而提高了有效成分的溶出速度及溶出率。实验证明，细胞级超微粉碎技术在中药有效成分的提取中会明显提高提取率，特别是对于大分子成分提取率的提高更为明显。对山茱萸和红参普通粉碎和超微粉碎处理的溶出速率进行比较，结果都表明超微粉碎技术能明显提高植物药材的提取率。在刘彦明等进行的不同粉碎度三七体外溶出试验中，测定了三七微粉、细粉、粗粉和颗粒在45min时溶出物含量和三七总皂苷溶出量，结果表明，粒度越小溶出度越大。另有报道，羚羊角超细粉化可以提高羚羊角水溶性蛋白质的溶出。
2.3有利于保存生物活性成分，提高药效
在超微粉碎中，经控制可不产生过热现象，甚至可在低温状态下进行，并且粉碎速度快，有利于保留不耐高温的生物活性物质及营养成分，从而提高药效。如：珍珠，用传统方法加工会破坏其部分成分，而在-67℃左右的低温和严格的净化气流条件下进行超微粉碎，能充分完整地保留有效成分，增强其延缓衰老的作用。灵芝含有丰富的氨基酸和微量元素，具有激活免疫功能，抗肿瘤，抗血栓等作用，超微粉碎后，疗效发挥更全面。
2.4节省原料，提高药材利用率
采用一般的机械粉碎，某些类型中药材粉碎成细粉都非常困难，如纤维强类的甘草、黄芪、艾叶等，粉碎得到大量渣料，造成原药材的浪费。若采用超细粉碎，纤维强类中药材极易操作，可减少资源浪费。
药材经超微粉碎后，用小于原处方的药量即可获得原处方的疗效或效果更好。根据药材性质和粉碎程度的不同，一般可节省药材30%～70%。据初步统计，微粉中药的丸散药给药量可减少到原来的1/3～1/5，汤药给药量仅为原来的1/5～1/20。而且药材经超微粉碎后，一般不进行煎煮浸取就可以直接制剂。这样既可以减少生产环节中有效成分的损耗，提高药材的利用率，又可以减少资源的浪费，因此该技术尤其适于珍贵稀有中药的粉碎。
2.5改善兽用中药的品质、卫生质量及添加范围
在对中药进行细胞破壁超微粉碎时，与细胞尺度相当的虫卵也会被杀死，从而减轻了虫害对中药材的污染与损害；由于超微粉碎加工是纯物理过程，不会混入其它杂质，使得加工后的中药具有纯天然性，保证了原料成分的完整性与安全性；由于经过超细化处理，颗粒度很细，改善了产品的口感，既可直接溶于动物的饮水中，也可作为饲料预混剂使用。
3 超微粉碎技术在中药生产中的应用前景
经过实践证明，超微粉碎技术在制药生产现代化中应用是可行的，在许多方面是一般粉碎方法难以做到的，不失为制药粉碎工艺中较理想的方法。如花粉，已用于饲料添加剂中，它富含 20多种氨基酸，14 种维生素，30 多种机体所需的微量元素，90种活性酶和多种抗生素、生长素以及抗癌抗衰老物质。然而未经加工的花粉微球外有两层坚韧外壁，连硫酸王水都很难以溶解，所以要想高效吸收利用花粉的营养物质，必须用特殊技术将花粉破壁。目前我国有关单位已成功研制出了特殊的超细粉碎破壁装置及相关工艺，使花粉破壁率高达 99%以上，且微粒细小，完整地保留了天然花粉的丰富营养成分，这样它的生物利用度极高。当然，对植物类药材超微加工的还很多。如杜仲叶粉、枇杷叶粉、桑叶粉、银杏叶粉、甘草粉、陈皮粉等。
由于超微粉碎的特性，我们可利用这一技术来克服现时制剂生产中一些困扰药品生产的问题，并提高中兽药制剂的技术水平和技术含量。超微粉碎技术在中兽药生产的应用可以拓宽以生药入药的剂型，如片剂、胶囊剂、软膏剂、吸入剂、涂膜剂等，也可促进先进制剂技术（如固体分散技术和药物缓释技术）这些生药剂型中应用，带来中药传统剂型的革新和发展，推动中药剂型现代化，且使中药的特色得到更大的发挥，从而使中药在国际市场上具有更强的竞争力，加速中兽医药现代化进程，使中兽医药成为我国一个新的经济增长点。
4 中药超微粉碎存在的问题
4.1 目前大多机械超微粉碎设备粉碎中药过程中所面临的温升问题，导致黏液质或含多糖类成分的中药在粉碎时存在着粘壁现象，影响中药成分的稳定性。中药经超微粉碎后，由于粒径的减小容易导致表面能增加，使颗粒处于不稳定状态；流动性差，易聚集形成假大颗粒；可湿性增加，易吸潮；吸附性增加，易吸附空气中的杂质，这些都不利于微粉中药的制剂、保存、运输。为此我们应该采取适宜的表面处理技术和包装技术；探索颗粒粒度与提取率之间的关系；筛选超微粉碎条件及工艺参数等等。
4.2 超微粉碎在发挥单一药材药效方面有很大的优势。但对复方药特别是传统中医方剂中需要煎煮使用的中药，超微粉碎是否适合还是一个问题。因为许多研究发现，很多中药煎剂中，单一成分有些无药理作用或药理作用很小，但当和其他药材共煎后，就会产生很强的药效。这说明在煎煮中发生了化学变化。这种作用不是用单一药材超微粉碎后简单混合就能解决的。所以，这一先进的技术在中药中的应用还需要进一步考察和研究。
4.3 中药微粉化后有效成分利用率提高，但相应的有毒成分的作用也会加大，所以应进行安全性试验并寻找新的减毒措施。
综上所述，超微粉碎技术被应用到中药制药中来，的确面临着应用技术的适应性问题，但随着科学技术和其它相关学科的发展，相信这些问题会得到解决。
5 结束语
我国虽然是一个传统医药大国，但却不是一个传统医药强国，我国的中药质量多数达不到国际标准，因而在竞争日益剧烈的国际医药市场常常处于劣势。这不能不引发我们沉重的思考。作为一种新型的资源加工方法，超微粉碎技术在发达国家的应用已相当广泛。目前我国在超微粉碎技术的理论研究方面已与发达国家基本持平，但在应用研究特别是产品市场开发方面仍存在较大差距。
但我们应看到，新技术的产生对传统理论系统提出挑战的同时，更需要新的理论系统加以支撑和诱导。超微粉中药在现实产业化技术中的应用仍处在探索阶段，它需要用大量药理方面的试验来验证其先进性，并对其应用所产生的新的不确定性因素予以认知、识别，以规避其不利因素。所以超微粉中药的广泛应用，需要来自不同领域的研究者长期的协作努力才能完成。
（刘迎 史万玉 车淑芬 贾青辉 钟秀会 河北农业大学动物科技学院 河北 保定 071001）

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作者简介：刘迎（1980―）：河北辛集人，临床兽医学在读硕士，主要从事中兽药药理研究；*通讯作者。