中藥是中華民族之瑰寶。中藥材取自大自然的植物、動物、礦物,歷經(jīng)幾千年的實踐,逐步形成了煎劑、丸劑、膏劑、酊劑等各種劑型。粉碎是中藥生產(chǎn)及應用中的基本加工技術,在我國有著悠久的歷史。隨著中藥現(xiàn)代化研究的發(fā)展,人們越來越關注超微粉碎技術在中藥生產(chǎn)中的應用。希望這一*能推動中藥加工工藝的改革,促進中藥現(xiàn)代化的進程,提高我國中藥在市場上的競爭力。
一、中藥超微粉碎的特點及應用中藥超微粉碎技術又稱中藥細胞級粉碎技術或中藥細胞破壁技術。所謂細胞級粉碎,是指以打破中藥材細胞為目的的粉碎作業(yè)。中藥超微粉碎追求的是細胞的破壁率。在藥典或一般標準中,直接入藥的藥材細度為80目(180μm)或100目(150μm)。用傳統(tǒng)的粉碎方法,在理想的細胞破碎模型中,10μm細胞組成的180μm顆粒,其粒徑與細胞直徑比值n=18,破壁率僅15.77%。中藥超微粉碎技術可以將中藥材粉碎至1250目(10μm),在該細度條件下,一般藥材細胞的破壁率≥95%。中藥“微粉化”以后,其特點如下:
1、增加藥物吸收率,提高其生物利用度。藥物顆粒的大小及粉體的結構是影響藥物吸收的重要因素。中藥的主要藥效成分通常分布于細胞內(nèi)與細胞間隙中,并且以細胞內(nèi)為主。一般藥材經(jīng)過超微處理后,其粒徑在1250目(10μm),細胞的破壁率≥95%。破壁細胞中的可溶物能直接接觸溶媒,其有效成分可以全部直接進入溶媒被機體吸收。普通方法粉碎的中藥,其顆粒由數(shù)個或數(shù)十個細胞集團組成,單個細胞是完整的。細胞中的有效藥用成分的溶出需穿過數(shù)個甚至數(shù)十個細胞壁后才能進入溶媒中被機體吸收。其中有一部分細胞因為有效成分在達到溶解平衡時,仍留在細胞內(nèi)被白白浪費掉。
因此,“微粉化”后的中藥,粒度比表面積增加,溶出加快,細胞內(nèi)的有效成分釋放量和釋放時間要比普通方法粉碎的中藥粉末提高。其釋放的有效藥用成分的種類,比普通方法粉碎的中藥粉末全。另外,超微粉體具有很強的表面能,其粘附性能使藥物在吸收部位的時間延長,更易被胃腸道吸收。對于礦物類藥材,相當于一部分為水不溶性物質(zhì),經(jīng)超微處理后,由于粒度大大減小,可加快其在體內(nèi)的溶解吸收速度,提高其吸收量。
中藥材的“微粉化”,不僅改變其外在性狀,還改善其溶解度、溶出度、吸收率、附著力、生物利用度等多種藥學參數(shù),無疑對療效時間的加快,人體生物利用度的提高是有益的,從而達到*、、長效的治療效果。
2、有利于保留生物活性成分,提高藥效。在超微粉碎過程中,經(jīng)控制,可不產(chǎn)生過熱現(xiàn)象,甚至可在低溫狀態(tài)下進行,并且粉碎速度快,有利于保留不耐高溫的生物活性成分及各種營養(yǎng)成分,從而提高藥效。如珍珠,用傳統(tǒng)方法加工會破壞其部分成分,而在低溫條件下進行超微粉碎,能比較完整地保留有效成分,增強其延緩衰老的作用。靈芝含有豐富的氨基酸和微量元素,具有激活免疫功能,抗腫瘤,抗血栓等作用,靈芝孢子粉經(jīng)超微粉碎破壁后,療效發(fā)揮更加*。
3、中藥復方粉碎中有勻化作用中藥大部分是復方,超微粉碎使細胞被破壁,細胞內(nèi)的水分及油分遷出,使微粒表面呈半溫潤狀態(tài),粒子與粒子之間形成穩(wěn)定的粒子團,每個粒子團都混合比例相同的中藥成分,這種結構使中藥材的有效成分均勻化,均勻地在體內(nèi)吸收,從而增加療效。
4、服用劑量減少,節(jié)省中藥材資源中藥經(jīng)超微粉碎后,可用較小劑量獲得原處方療效。一般藥物,經(jīng)超微粉碎后可不再經(jīng)過浸提,煎煮等處理,減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)中有效成分的損失,zui大限度地利用了原材料,因此該技術尤其適用于珍貴、稀有中藥材的粉碎。根據(jù)藥材性質(zhì)和粉碎粒度的不同,一般可節(jié)省藥材30%—60%。因此,服用劑量減少,降低了成本,節(jié)省中藥材資源。此外,由于細度的增加,可改善口感,便于服用。
5、避免污染,保證產(chǎn)品達到較高的衛(wèi)生學要求超微粉碎是在全封閉無粉塵的系統(tǒng)中進行的,可有效避免外界污染,改善工作環(huán)境,使產(chǎn)品的微生物含量及灰塵得以控制,符合藥品生產(chǎn)的GMP要求。另一方面,由于是細胞級粉碎,那么與細胞尺寸相當?shù)南x卵也會被殺死,從而改善了中藥的衛(wèi)生質(zhì)量。
6、改造傳統(tǒng)的中藥提取工藝中藥超微粉碎后,與溶媒的接觸面積大大增加,可縮短提取時間,提高有效成分轉移率,節(jié)省能源,提高原料的綜合利用度。
7、增加中藥劑型中藥傳統(tǒng)劑型有湯劑、散劑、膏劑和丸劑等,隨著超微粉碎技術的應用,可以使劑型種類增加,如片劑、膠囊劑、軟膏劑、吸入劑、涂膜劑等,也可促進*制劑技術(如固體分散技術和藥物緩釋技術)在這些中藥劑型中的應用。對于鹿茸、珍珠、海馬、冬蟲夏草等珍貴中藥材,均可通過超細化,直接制成中藥口服散劑、膠囊劑、微囊等,而且還可研究將某些中藥材微粉化后直接與基質(zhì)相混而制備透皮吸收制劑。也可以將超微細磁粉與藥物研制成新型的靶向制劑,為一些療效好而不良反應大的藥物開發(fā)與利用找到新的出路。
8、拓展中藥在食療保健等方面的應用近年來,隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展及醫(yī)學模式的轉變,人們對生活質(zhì)量及醫(yī)療保健有著更高的要求,而中醫(yī)藥學恰好在這些方面具有*的優(yōu)勢。如大棗、龍眼肉、枸杞子等多為藥食兼用的中藥。藥性平和,可滋補養(yǎng)身;而另一些來源、價格昂貴的保健滋補中藥,如花粉、孢子類等,若將它們加工成超微細粉體,可減少資源浪費,增加吸收,提高療效;亦可作為食品添加劑加入飲料、面包、餅干、糖果等食品中制成各種保健食品。此外,中草藥在消除面部色斑、痤瘡,滋養(yǎng)皮膚等方面有較好的療效。
中草藥療效型化妝品,由于系藥物,不良反應小,更易為人們所接受。而化妝品顆粒一般要求在1--10微米之間。若將有效的中草藥加工成超微細粉體,即可將其與其它原料調(diào)配成各種化妝品。如中草藥美容膏、中草藥祛斑霜等,使其具有高品質(zhì)、高療效,亦可將其運用到紡織業(yè)中加工成用品,可產(chǎn)生一定的保健和治療作用,前景十分可觀。
二、中藥超微粉碎設備近年來,隨著超微粉碎技術在各行業(yè)的普及應用,我國超微粉體加工設備有了較快的發(fā)展。主要體現(xiàn)在設備結構的創(chuàng)新、單機處理能力、耐磨性、工藝配套、自動控制以及單位產(chǎn)品能耗等性能的改進。我國粉體設備制造業(yè)經(jīng)過幾十年的努力,經(jīng)過引進、模仿、制造的過程,而進入自我研發(fā)的新階段。超微粉碎及分級設備(干法與濕法)都已達到世界同等水平,國外主要機型,國內(nèi)都有制造企業(yè)。目前,中藥超微粉碎設備主要有:機械沖擊式粉碎、氣流式粉碎、振動式粉碎等幾種形式。
1、機械沖擊式粉碎機機械沖擊式粉碎機,它是通過機械零件或介質(zhì)的高速運動對原藥材施加沖擊、剪切等外力來達到粉碎,再通過分級機構循環(huán)而達到超微粉碎的目的。其特點是:簡捷方便,粉碎比大,結構簡單。這種類型的粉碎機存在一些不足:(1)粉碎形式單一,中藥材的狀態(tài)復雜,大致分為:根莖、全草、果實、礦物、皮類、菌類、動物、花類、其他等。因此,面對品種較多、狀態(tài)復雜的中藥材,在粉碎過程中,只運用一種的粉碎方式,不能滿足中藥材的粉碎。(2)機械粉碎機是高速運轉產(chǎn)生的沖擊力,往往造成溫度過高,有損中藥材中的活性成分,使藥效降低。(3)植物藥比重輕,在粉碎時不易受到機械力的作用,從而粉碎效果差,粉碎時間長。(4)物料粉碎的越細,機械零件磨損越嚴重,磨損微粒產(chǎn)生的不溶性異物將直接影響藥品質(zhì)量。
2、氣流式粉碎機氣流粉碎機是以壓縮空氣或過熱蒸汽通過噴嘴產(chǎn)生的超音速高湍流氣流作為顆粒的載體,顆粒與顆粒之間或顆粒與固定板之間發(fā)生沖擊性擠壓,摩擦和剪切等作用,從而達到粉碎的目的。與普通機械沖擊式超微粉碎機相比,氣流粉碎機可將產(chǎn)品粉碎得很細,產(chǎn)品粒度可達2—40μm,粒度分布范圍更窄,即粒度更均勻;又因為氣體在噴嘴處細絕熱膨脹,需吸收周圍的空氣熱量故可降溫,所以粉碎溫升很低。這一特性對于低熔點和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。氣流粉碎機是無介質(zhì)粉碎,因此具有低污染的優(yōu)點。
氣流粉碎機也存在不足:粉碎纖維性、韌性中藥比較困難,而且在粉碎作業(yè)時,容易將藥物的揮發(fā)成分帶走,造成藥效損失,同時設備復雜,占地面積大,能耗較大,而且一次性投資也很大。
3、振動式超微粉碎機振動式超微粉碎機是用彈簧支撐磨機體,由帶有偏心塊的主軸使其振動,運轉時通過介質(zhì)和物料的起振動,將物料一起振動,將物料進行粉碎,其特點是介質(zhì)填充率高,單位時間內(nèi)的作用次數(shù)高,因而其效率比普通球磨機高10—20倍。而能耗比氣流粉碎機低很多,粉碎粒度也比其它設備小,可以達到亞微米級。振動式超微粉碎機的特點為:(1)粉碎率100%,無任何損耗;(2)適應性強,對多門類、多品種,特性各異,差別很大的各種中藥都可適應,包括動物藥、礦物藥、韌性的、配合脆性的、高硬度的、含纖維量大的、含油率高的、含糖量高的等等,在配合一定的工藝措施后,都可以粉碎至細胞級微粉。(3)全封閉作業(yè),無粉塵污染,接觸物料部分全部采用衛(wèi)生級不銹鋼制作,符合GMP的要求;(4)粉碎溫度低,避免高溫使藥物變質(zhì)。
針對部分藥物,可在低溫冷凍狀態(tài)下加工;(5)粉碎效率高;(6)操作簡單,清洗、維修方便;(7)型號齊全,有適應工業(yè)化生產(chǎn)的大中型設備,也有前店后廠加工或科研試驗需要的小型設備。