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文/华中农业大学陈昌福,武汉科研时代生物技术有限公司 周鑫军

正文/5857字

预计阅读时间/15分钟

陈昌福有话说

12月16日,在我们“农财宝典-大国渔业”微信公众号上发布了《一文后,陆续收到一些读者的询问信息,综合这些信息的大意是“如何才能真正解决‘水产用中草药兽药’对水产养殖动物疾病疗效差的问题,有一些什么分离提取中草药中有效成分的技术与方法?”

这篇小文章的内容,就是为了统一回复这些热心读者而撰写的。

早在1958年10月11日,毛泽东主席曾经在《卫生部党组关于西医学中医离职班情况成绩和经验给中央的报告》上作出过重要批示:“中国医药学是一个伟大的宝库,应当努力发掘,加以提高。”几十年来,在国内、外医学研究实践均已经证明,研究者们对中草药进行“努力发掘”后,是可以实现“加以提高”的目标的。

本文中简要介绍的采用各种分离提取技术,对中草药中的药用有效成分实施分离提取出来,就能提高中草药对疾病的治疗效果。在水产用中草药兽药的研究与开发中,也应该走这一条技术路线,才有可能提高水产用中草药兽药对水产养殖动物疾病的疗效。

提高水产用中草药兽药

治疗疾病效果的方法与途径

摘要:本文内容是为了提高我国水产用中草药兽药治疗水产养殖动物疾病的效果,在简要介绍了部分提取中草药中有效群体和有效成分的现代分离技术与方法的基础上,提出了采用从中草药中获得的有效成分,采用对水产养殖动物疾病治疗效果的功效性试验验证的方法,筛选对水产养殖动物疾病具有疗效的水产用中草药兽药制剂的组方,开发出有利于我国水产养殖业健康、绿色和可持续发展的绿色水产用兽药。

关键词:中草药;有效成分;水产养殖动物;功效性试验;水产用兽药

迄今为止,经我国农业农村部批准,允许作为“国标渔药”使用的100多种水产用兽药中,水产用中草药兽药占有较大比例。在这些水产用中草药兽药包装袋上,标注的是能患病水产养殖动物的传染性疾病或者寄生虫病实施治疗。然而,多年来在水产养殖中将水产用中草药兽药用于治疗患病水产养殖动物的结果证明,其治疗患病水产养殖动物疾病的效果是难以期待的。究其原因就是这些水产用中草药兽药中的药物有效成分,不能达到可以抑制或者杀灭危害水产养殖动物致病性生物剂量的缘故。

水产用中草药兽药制剂在生产加工处理过程中,大都只是将各种中草药粉碎至一定粒度后,按照各种中草药兽药组方在制剂中所含比例混合后直接包装而成的。这种水产用中草药制剂在用于患病水产养殖动物疾病治疗时,主要的给药方式与途径都是将其直接拌合在水产养殖动物的饲料中,通过投喂给药的。因此,水产用中草药兽药制剂中的药物有效成分,在其制剂生产过程中是并未采取提取药物有效成分的措施的,其水产用中草药制剂中草药物有效成分,只能依靠患病水产养殖动物在消化摄取药物饲料的过程中,吸取其中的药物有效成分。毫无疑问,依靠患病水产养殖动物在消化药物饲料过程中,吸取的水产用中草药兽药中的药物有效成分剂量是极其有限的,也是难以到达能有效地抑制或者杀灭导致水产养殖动物疾病致病性生物的药物浓度的。采用分离提取的中草药中具有抑菌或者杀虫功效成分后,在将其制备成水产用中草药兽药制剂,就是提高水产用中草药兽药治疗水产养殖动物疾病效果的方法与途径。

本文在简要介绍从中草药中提取药物有效成分的主要分离技术的基础上,提出了试验验证水产用中草药防控水产养殖动物疾病功效的方法。

1.从中草药中草药物有效成分的主要提取方法

1.1从中草药中提取药物有效成分的传统方法

这些传统的提取方法主要有溶剂提取法、水蒸汽蒸馏法两种。溶剂提取法又可区分为浸渍法、渗源法、煎煮法、回流提取法、连续提取法等。分离纯化方法有,系统溶剂分离法、两相溶剂举取法、沉淀法、盐析法、透析法、结晶法、分馏法等。

1.2从中草药中提取药物有效成分的现代方法

近年来应用于中草药提取分离药物有效成分的高新技术有:超临界流体萃取法、膜分离技术、超微粉碎技术、中草药絮凝分离技术、半仿生提取法、超声提取法、酶法、大孔树脂吸附法、超滤法、分子蒸馏法。

超临界流体萃取法(supercritical fluid extraction,SFE)▶▷

这项技术是上世纪80年代引入中国的一项新型分离技术。其原理是以一种超临界流体在高于临界温度和压力下,从目标物中萃取有效成分,当恢复到常压常温时,溶解在流体中成分立即以溶于吸收液的液体状态与气态流体分开。萃取过程一般分为流体压缩→萃取→减压→分离四个阶段。

与传统的提取分离法相比较,SFE最大的优点是可在近常温常压条件下提取分离不同极性、不同沸点的化合物,几乎保留产品中全部有效成分.无有机溶剂残留;产品纯度高,收率高,操作简单,节能;通过改变萃取压力、温度或添加适当的夹带刺,可改变革取制的溶解性和选择性。

利用SFE提取和分离中草药有效成分,已引起国内外学者的关注,并进行了广泛研究。有关学者对黄山药中薯蓣皂甙素提取应用超临界二氧化碳(CO2)流体萃取和汽油或乙醇法进行比较表明有收率高,提取时间短等方面优点。还有学者报导了采用超临界CO2从柴胡中提取柴胡挥发油,用SEF-CO2从新疆软紫草中提取紫草素及其衍生物等。利用SFE提取和分离中草药有效群体及有效成分具许多优点。但是,在实际应用方面还比较少,还有待于进一步在生产中应用推广。

膜分离技术(membrane separation technology,MST)▶▷


MST是近几十年来发展起来的分离技术,其分离基本原理是利用化学成分分子量差异而达到分离目的。在中草药应用方面主要是滤除细菌、微粒、大分子杂质(胶质、鞣质、蛋白、多糖)等或脱色。该工艺与传统的醇流工艺比较,省去了醇沉工艺中的多道工序,达到除杂的目的,仍然保持了传统中草药的煎煮和复方配伍具有侵膏干燥容易、吸湿性小,添加赋形剂少,节约大量乙醇和相应的回收设备,缩短生产周期,减少工序及人员,节约热能等特点。

超微粉碎技术(ultrafine grinding technology,UGT)▶▷


UGT是利用超声粉碎、超低温粉碎技术,使生药中心粒径5.0~10.0μm以下,细胞破壁率达到95.0%。药效成分易于提取也容易被人体直接吸收。这种新技术的应用,不仅适合于各种不同质地的药材,而且可使其中的有效成分直接暴露出来,从而使药材成分的溶出和起效更加迅速完全。中草药有效成分的溶出速度与药物粉碎度有关,对不同粉碎度的三七进行了体外溶出度试验。结果表明三七药材45min溶出物含量和三七总皂甙溶出量大小顺序为:微粉>细粉>粗粉>颗粒。

中草药超细粉化的研究开发刚刚起步,常用于一些作用独特的传统名贵中草药,如西洋参、珍珠等的粉碎。这些滋补保健中草药微粉化后可使利用率大大提高。

絮疑分离技术(flocculation separation technology,FST)▶▷


FST是在混悬的中草药提取液中加入一种素凝沉淀剂吸附溶液中的悬浮物,以达到提高产品澄明度和质量。如利用壳聚糖为原料制成的絮凝沉淀剂制备丹参。服液的实验表明,FST工艺在指标成分原儿茶醛的稳定性和经济指标等方面均优于水提醇沉法。用FST处理中草药肉苁蓉的水提液,并与醇流法对比,结果表明,FST较好的保留了指标成分。

半仿生提取法(semibionic extraction method,SEM)▶▷


张兆旺等(1995)提出了“SEM”从中草药中提取有效成分的新概念。即从生物药剂学的角度,将整体药物研究法与分子药物研究法相结合,模拟口服给药后药物经胃肠道转运的环境,为经消化道给药的中草药制剂提供了新的提取工艺思路。即先将药料以一定pH的酸水提取,继以一定pH的碱水提取,提取水的最佳pH和其它工艺参数的选择,可用一种或几种有效成分结合主要药理作用指标,采用比例分割法来优选。以芍药甙、甘草次酸为指标比较芍甘止痛颗粒SEM优于传统水煎煮法,以小檗碱、黄芩甙、栀子成为指标。考查寒痛定泡腾冲剂4种提取方法,结果证明SEM>半仿生提取醇沉法>水提取法醇沉法。

超声提取法(ultrasound extraction method,UEM)▶▷


UEM是近年来应用到中草药有效成分提取分离中的一种提取手段,其原理主要是利用超声增大物质分子运动频率和速度,增加溶剂穿透力,提高药物溶出速度和溶出次数,缩短提取时间的浸提方法。与常规提取法(煎煮法、水蒸法、蒸馏法、渗病等)相比,具有提取时间短(<30min),提出率高(增大2~3倍),低温提取有利于保护有效成分等优点。例如用超声提高薯蓣皂甙得率的实验研究表明超声提取工艺与回流提取工艺对比分析得知,前者比后者可节约原药材27.0%。超声波从黄劳报中提取黄芩甙的方法,与常规煎煮法相比,无需加热,缩短了提取时间,提高了得出率。

酶法(enzymatic method,EM)▶▷


酶工程技术是近几年来用于中草药工业的一项生物技术。中草药成分复杂,有有效成分,也有如蛋白质、果胶、淀粉、植物纤维等非有效成分。这些成分一方面影响植物细胞中活性成分的浸出,另一方面也影响中草药液体制剂的澄清度。传统的提取方法(如煎煮、有机溶剂是出和醇处理方法)提取温度高,提取率低,成本高,不安全,而用适当的酶,可通过因反应较温和地将植物组织分解,加速有效成分的择放提取。选用适当的酶可将影响波体制剂的杂质如淀粉、蛋白质、果胶等分解除去,也可促进某些极性低的脂溶性成分转移到水溶性甙糖中而有利于提取。这是一项很有前途的新技术,完全适于工业化大生产。在国内,上海中草药一厂用酶法成功制备了生脉饮口服液。

大孔树脂吸附法(macroporous resin adsorption method,MRAM)▶▷


大孔树脂是近代发展起来的一类有机高聚物吸附剂。上世纪70年代末开始将其应用于中草药成分的提取分离。大孔树脂的常用型号有:D-101型、D-201型、MD-05271型、GDX-105型、CAD-40等,其特点是吸附容量大,再生简单,效果可靠,尤其适用于分高纯化甙类、黄酮类、皂甙类.生物碱类等成分及大规模生产。作为一种分离手段,大孔树脂吸附分离技术正广泛地应用于中草药生产中。将大孔树脂吸附用于银杏叶的提取,提取物中银杏黄酮含量稳定在26.0%以上。用大孔树脂吸附测量三七及其制剂冠心宁总皂甙,试验证明:D-101型吸附树脂对三七、人参三萜皂甙在水溶液中不仅吸附快、解吸也快,而且吸附容量相当可观,方法简便有效,用于分高纯化植物中皂甙一定价值。

超滤法(ultrafiltration)▶▷


超滤技术是上世纪60年代发展起来的一种以多孔性半透膜-超滤膜。作为分离介质的腰分离技术,具有分离不同分子量分子的功能。其特点是:有效膜面积大、滤速快,不易形成表面浓度极化现象,无相态变化,低温操作破坏有效成分的可能性小,能耗小等。近几年来,国内科学者将其应用于中草药提取液的澄清分离,效果良好,可与其他分离方法如高速高心法,醇处理法等结合用于中草药液体制剂的澄清分离,提取,浓缩。而且还可用于除菌除热原。

分子蒸馏技术(molecular distillation technology,MDT)▶▷


MDT在分离过程中,物料处于高真空、相对低温的环境,停留时间短,损耗极少,故分子蒸馏技术特别适合于高沸点,低热敏性物料,尤其是挥发油类,如玫瑰油、藿香油。该技术在我国属起步阶段,但随着分子蒸馏装置的国产化,必将加快推广应用。

2.对提取分离中草药有效成分的功效性试验验证

在当今医药研究领域,回归自然的热潮席卷全球,天然药物在治疗和保健方面深受重视,为中草药新的研究和发展带来了新契机。我国水产用中草药兽药开发已经有一定的基础,而中草药有效群体和有效成分的提取分离方法研究,以及提高对水产养殖动物疾病的疗效,是中草药制剂现代化过程中不可缺少的重要环节。

利用现代提取分离技术获取中草药中药用有效成分后,完成中草药有效成分对水产养殖动物疾病治疗效果的功效性试验验证,是我国水产用中草药兽药研究与开发的方向,也是有利于我国水产养殖业健康、绿色和可持续发展的重要措施之一。

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作者:华中农业大学陈昌福;武汉科研时代生物技术有限公司周鑫军。

编辑:郑燕云‍

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