动态提取技术——中药现代生产工艺新看点
在中药生产中,提取是一重要的操作单元。但是,传统的药材提取工艺通常煎煮温度高、时间长、耗能大、有效成分损失较多。因此,中药提取工艺的现代化已成为中药产业面临的关键问题。值得关注的是,近年来,江西江中药业、山东绿叶制药等多家制药企业对中药动态提取技术进行了尝试。实践表明,一新型提取技术既不改变传统中药提取的原有特点,同时又可保证中药有效组分群基本不变,且具有节能、得膏率高、可实现全自动控制等优点,对于解决中药提取工艺的现代化问题,不失为一个有效的手段。
■提取效率明显提高
动态提取工艺的特点是在增加药材比表面积的情况下,利用机械手段,采用强制循环方式,以增加固-液相接触。在动态提取过程中,药材与溶剂之间始终保持相对浓度差,因此可提高药材中的溶质向溶剂的溶出效率。,动态提取方式主要有由上至下强制循环顺流式和由下至上强制循环逆流式。具体的提取工艺为:将用于提取的药材先处理成约0.5~1.0厘米大小,将其放入预热水中浸润30分钟,随后在95℃~98℃下搅拌提取1小时,再进行离心过滤、压榨、合并滤液、浓缩。
中药动态提取技术可使提取质量明显提高。如在动态提取中,由于预处理后的药材规格较小,可使提取充分、提取时间缩短(仅为传统提取工艺的44%),从而使生产效率大大提高。由于整个提取过程保持恒定温度,使物料受热均匀,药液质量得到提高。并且在动态提取中,药液经过多级分离,从而可获得高品质的提取液,为后续浓缩、醇沉、干燥奠定了良好的基础;药渣经过离心机压榨,药渣内含水量小于15%,从而可比多功能提取罐多得药液15%~20%(多功能罐内药渣含水量约30%~35%),因此能提高收膏率。
中药动态提取技术还有助于改善工作环境、节约能源等。由于动态提取工艺不用对药材进行煮沸处理,仅能耗就可节约50%以上;其整条生产线的物料采用管道化真空抽料方式,可避免物料在管道黏滞,符合GMP要求;并可有效地利用设备,使设备体积减小;使生产过程加安全,并增加柔性,使生产线具有更好的操作环境;其适用范围较广,可用于水提取、醇提取、多次提取、芳香油提取等。
实现自动化控制对中药生产现代化来说是非常重要的。中药动态提取工艺可实现连续化生产,便于全自动控制,从而可提高原料、能源和设备的利用率,增加产量,缩短生产周期,减少人为的误差,降低成本,减少不合格品。
■正确配置各检测控制点
一般来说,全自动控制动态提取生产线的主要设备有:水预热器,动态提取罐,提取液高位罐,下出料离心机,过滤器,储罐,超速离心机,中间储罐,双效浓缩器,浓缩储罐,清洗热水罐。
对于不同的动态提取工序,各检测控制点的配置非常关键。在动态水提取工序中,检测控制点布置方案为:对水预热器温度控制,配备热电阻、蒸汽开关阀;真空投料控制,配备真空气动开关阀、药材气动开关阀;提取罐加水控制,配备电磁流量计、加水气动开关阀;提取罐恒温定时控制,配备电阻、蒸汽调节阀;提取罐夹套压力检测报警,配备压力变送器;提取罐变频控制,配备变频器;提取罐出料控制,配备出料气动开关阀、压缩空气气动开关阀、音叉料位计和蒸馏药液气动开关阀。
在固体分离工序中,各检测控制点的布置方案为:离心机进液控制,配备液位变送器、液压控制阀、排渣气动开关阀;过滤器液位控制,配备音叉料位计、压缩空气气动开关阀、排渣气动开关阀、出料气动开关阀。
在双效浓缩工序中,各检测控制点的布置方案为:浓缩液贮罐检测报警环节,配液位变送器;一效蒸发器液相温度检测,配热电阻;一效蒸汽压力控制,配力变送器、蒸汽调节阀;一效蒸发器压力控制,配压力变送器:一效进药液流量控制,配电磁流量计;一效蒸发器液位检测,配雷达液位计;二效蒸发器液相温度检测,配热电阻;二效蒸气压力控制配压力变送器、气动调节阀;二效蒸发器压力检测,配压力变送器;二效蒸发器液位检测,配雷达液位计、气动液位调节阀;二效药液密度检测,配在线密度计。
■进一步考察工艺适用性
中药动态提取技术是一门新兴的技术,其应用时间较短,目前它还存在一些不足:由于动态提取工艺较传统工艺增加了一些工序,从而使操作步骤和设备投资增加。例如由于采用动态提取工艺提取出的总浸出物增加,因此在后续分离操作中必须增加设施,以保证固-液分离的效果。动态提取对一些药材(如根茎类药材)浸出效果突出,但对另一些药材(如含淀粉多的药材)则需要采取后续的固-液分离措施。动态提取用于单方药材的浸出方便简单,但用于复方药材的提取则需要摸索适合的条件。目前与动态提取相配套的便于自动化控制的设备、工艺操作还有待完善。此外,由于传统的中药提取采用水煎煮法,其提取温度、时间与动态提取工艺不同,因此,在将传统提取工艺改为动态提取时,应对其有效组分群进行等同性实验,以消除可能因提取方式改变而导致的质量差异。
随着我国农业产业结构的进一步调整,国家大力扶持三农,农业种植结构也发生了变化。中药材行情看涨,不少人都把眼光放在了中药材种植上。再加上一些媒体的不实宣传,让老百姓的种植积极性高涨。人们形成了一个意识,只要种植中药材就能赚钱。这是真的吗?答案是否定的。但如果能根据土壤、气候、地理和自己所掌握的市场信息和种植技术选好品种,把好质量关,搞药材种植还是可行的。
一、慎选品种,三思而后行
药材种子种苗是丰产的基础,是质量的保证,更是提高效益之前提,究竟选择种植什么品种,首先要根据市场需求状况、自然环境、品种特性等条件确定,不可因某个品种价高而盲目引种种植,要注重药材道地性。
一、根据市场需求选择品种
选择什么品种,要根据市场来决定。欲获取准确的市场信息,首先注意鉴别真假广告,现在广告很多,但假的也不少,最好找内行鉴别,多方比较。其次,可亲自到就近中药材市场了解行情变化,可选择适销对路的品种。如离中药材市场较远,也可到当地的药材公司、中药材科研单位和收购部门及老药农那里了解信息。中药材生产要随时注意市场变化,生产多了,造成产品积压,必然引起此品种的降价,丰产不丰收;生产少了,又满足不了需要。因为中药材大多是配伍使用,缺少那一味药都是不行的。为此,应以市场需求为前提,多分析了解各品种各阶段的需求规律,有计划地发展生产。根据市场需求状况和现有库存及在地面积的多少,近几年发展前景较好、价格走势稳定的品种有:以根入药的丹参、桔梗、白芷、防风、黄芪、柴胡、甘草等;以块茎入药的山药、半夏、地黄等;以籽类入药的决明子、苡薏、牛蒡子等;以花类入药的金银花、红花、菊花等。
二、根据地理、地貌、自然条件选择品种
每一种植物都有它最适宜生长的土壤、气候、环境等条件,中药材更是如此。在分析市场需求后,选好市场前景较好品种的同时,就要根据本地区的气候条件逐步对照,看那一个品种最适合自己本区的条件生长。
1、了解种子、种苗习性:中药材品种繁多,各科属分类较广,各品种有各自的生长习性,有喜光的如决明子、红花,有喜阴的如半夏、柴胡,耐阴的丹参、桔梗、白芷,有喜酸性土壤的,有耐碱性的,既有高大缠绕的多年生木籐本植物,也有矮杆当年生的草本植物,有用种子有性繁殖的,更有用块茎、根段、枝条等无性栽培的。
2、种子特征和发芽率的关系:药材种子的发芽率与该品种种子的特性、新陈优劣、人工处理方法、种子的成熟度有密切关系。如甘草种子外面有一层较厚的硬壳和蜡质,必经人工进行脱壳处理才能发芽。丹参、桔梗、白芷、柴胡等种子在正常温度下有效发芽时间为5-10月,超过此时间芽率很低甚至不发芽。黄芪种子只有在八成熟时采收,发芽率才高,如采收过于成熟的种子,颜色呈黑色,用牙咬很硬,就不能做种用。
3、注重种子质量:「好种出好药」 要生产质量较好的药材,必须有优质的种子作前提,所谓种子质量要从外观、内在、纯度、发芽率、带病否等各方面综合分析观察比较。如柴胡、桔梗的种子,一年生植株种子发芽率30%,俗称「娃娃籽」,出苗后的植株长势弱,抗病虫害能力差,一般采收2-3年生植株所结种子作种用,才能优质高产。白芷种子宜采收植株分枝上所结的种子,主茎上的种子作种用容易出苔,使根腐烂木质不能入药。还有某些种子在植株生长时就带有某些病菌,如贝母锈腐病、黄芪白粉病、白芷斑枯病、白术根腐病等,用带有这些病的种子进行播种,别说优质高产了,可能还会造成颗粒无收,甚至绝产。
4、怎样选择优良中药材种子:由于中药材种子、种苗多种多样,比较复杂,一般人较难鉴别。所以在选购种子时,最好找可靠的、信誉好的、有专门良种繁育基地的单位或各人购买,必要时向有关的药材专家或科研机构进行请教,自己也可从外观上进行仔细观察其颜色、亮度、大小均匀度、纯度和纯净率等,有可能的话,自作发芽实验,根据发芽率来确定亩播种量,做到万无一失。
二、科学种植,确保质量
由于中药材是用来防病治病的特殊商品,其有效成分含量的高低、农药残留量和重金属含量是否超过国家规定标准等,都关系到治病的疗效和毒副作用,所以特别提醒广大药农要注意,千万马虎不得。目前,中药材生产管理中的施肥、病虫害防治是取得中药材高产优质的两个重要环节,不能只要对高产有利就什么肥料都施,只要能防治病虫害就超量喷洒农药。这里根据《中药材生产质量管理规范》(GAP)的有关规定,就怎样确保药材质量谈几点建议。
一、重视中药材道地性
不同的中药材品种有它各自不同的生长习性,如引种地生态环境和原产地基本相似,该品种就能很快适应,反之若差异悬殊大,则会使品质受到严重影响。如罗汉果、三七为适宜南方气候生长的药材品种,如引种到长江以北地区,显然是难以成功的。而在北方种植的人参、细辛等喜冷凉气候的品种引种到南方,其结果可想而知。
二、科学施肥,减少污染
多施有机肥,配施微生物肥料,合理使用化肥,开发高效、无公害的生物肥料,是生产优质绿色中药材的保障和发展方向。如购不到生物肥,也不能无限度使用化肥,应以当地的农家肥为主,农化肥配合进行科学合理配方使用,在施用有机肥的基础上,使用化肥,能够取两种肥之长补其短,缓急相济,不断提高土壤供肥能力。同时能提高化学肥料的利用率,克服单纯施用化肥的副作用和在土壤中残留的有害重金属,以提高中药材的质量。
三、防虫治病,慎用农药
农药残留问题是影响我国中药材出口的重要因素之一,怎样减少农残,又能防病治虫呢?
1、农业防治:合理轮作使病菌和害虫的寄生发生变化,对病菌和害虫的生长繁殖造成影响,从而减少药材病虫的危害。科学间作套种可使作物间对害虫的食料产生隔离,微环境的差异对有些病菌繁殖条件的形成可产生影响,减轻或控制病虫害的发生。其它还有冬耕晒垡、调节播种期、播前晒种等。
2、生物防治:利用某些有益的生物消灭或抑制某种有害生物的方法,包括改变生物群落,以虫治虫,以菌治虫,保护和繁殖有益动物等。如七星瓢虫消灭蚜虫,就是以虫治虫的生物防治方法。
3、药剂防治:首先要根据病虫害的种类和发生规律制定出有效的防治方法。在施用药剂时,要对病虫害的发生特性进行全面分析,做到对症下药。一是要选择适当的药剂种类,能用生物类药剂防治的,不用化学药剂。二是要选用高效低毒低残留农药,如杀菌类农药百菌清、多菌灵、腐霉利等,杀虫类农药辛硫磷、敌百虫、乐果和菊脂类等。三是采用适当的施用方法和施药时间及施用量。四是掌握好施用间隔期和最后一次用药时间。
总之,中药材病虫害的防治必须贯彻「预防为主,综合治理」的方针,特别是病害,一旦流行起来就很难采取有效措施加以控制,平时做到没病防病,无虫治虫,一旦发生病虫害后,要慎重分析原因,能不用化学农药就不用,能少用就少用,严格掌握剂量,离采收10-20天最好不使用农药,以确保中药材产品中无农药残留。
三、注重季节,适时采收
「三月茵陈四月蒿,五月采收当柴烧。」此药谚道出了中药材适时收获的重要性。中药材采收期包括生长年限和采收时间,确定采收期需根据品种和栽培地的气候条件而定,如金银花最佳采收时期为花蕾前端膨大,由青变黄,花未开放时最好,再如种植的黄芪,山东、河北生长1~2年可以收获,而东北、内蒙等省份则需生长2~3年采收才能达到标准。不得因为商品短缺,价格上涨,就提前收获,造成药效成分含量低,甚至无效;更不能随意推迟采收期,使药材木质化或腐烂变质,把「药材」变成「木柴」。
本文由用户上传,如有侵权请联系删除!转转请注明出处:https://nongye.s666.cn/zz/2_657862029.html