中藥是中華民族之瑰寶。中藥材取自大自然的植物、動(dòng)物、礦物,歷經(jīng)幾千年的實(shí)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(yīng)用中的基本加工技術(shù),在我國(guó)有著悠久的歷史。隨著中藥現(xiàn)代化研究的發(fā)展,人們?cè)絹碓疥P(guān)注超微粉碎技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用。希望這一*能推動(dòng)中藥加工工藝的改革,促進(jìn)中藥現(xiàn)代化的進(jìn)程,提高我國(guó)中藥在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。
一、中藥超微粉碎的特點(diǎn)及應(yīng)用中藥超微粉碎技術(shù)又稱中藥細(xì)胞級(jí)粉碎技術(shù)或中藥細(xì)胞破壁技術(shù)。所謂細(xì)胞級(jí)粉碎,是指以打破中藥材細(xì)胞為目的的粉碎作業(yè)。中藥超微粉碎追求的是細(xì)胞的破壁率。在藥典或一般標(biāo)準(zhǔn)中,直接入藥的藥材細(xì)度為80目(180μm)或100目(150μm)。用傳統(tǒng)的粉碎方法,在理想的細(xì)胞破碎模型中,10μm細(xì)胞組成的180μm顆粒,其粒徑與細(xì)胞直徑比值n=18,破壁率僅15.77%。中藥超微粉碎技術(shù)可以將中藥材粉碎至1250目(10μm),在該細(xì)度條件下,一般藥材細(xì)胞的破壁率≥95%。中藥“微粉化”以后,其特點(diǎn)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(jié)構(gòu)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(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞間隙中,并且以細(xì)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(xì)胞的破壁率≥95%。破壁細(xì)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(jìn)入溶媒被機(jī)體吸收。普通方法粉碎的中藥,其顆粒由數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)細(xì)胞集團(tuán)組成,單個(gè)細(xì)胞是完整的。細(xì)胞中的有效藥用成分的溶出需穿過數(shù)個(gè)甚至數(shù)十個(gè)細(xì)胞壁后才能進(jìn)入溶媒中被機(jī)體吸收。其中有一部分細(xì)胞因?yàn)橛行С煞衷谶_(dá)到溶解平衡時(shí),仍留在細(xì)胞內(nèi)被白白浪費(fèi)掉。
因此,“微粉化”后的中藥,粒度比表面積增加,溶出加快,細(xì)胞內(nèi)的有效成分釋放量和釋放時(shí)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(qiáng)的表面能,其粘附性能使藥物在吸收部位的時(shí)間延長(zhǎng),更易被胃腸道吸收。對(duì)于礦物類藥材,相當(dāng)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(xué)參數(shù),無疑對(duì)療效時(shí)間的加快,人體生物利用度的提高是有益的,從而達(dá)到*、、長(zhǎng)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(jìn)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(yíng)養(yǎng)成分,從而提高藥效。如珍珠,用傳統(tǒng)方法加工會(huì)破壞其部分成分,而在低溫條件下進(jìn)行超微粉碎,能比較完整地保留有效成分,增強(qiáng)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(fù)方粉碎中有勻化作用中藥大部分是復(fù)方,超微粉碎使細(xì)胞被破壁,細(xì)胞內(nèi)的水分及油分遷出,使微粒表面呈半溫潤(rùn)狀態(tài),粒子與粒子之間形成穩(wěn)定的粒子團(tuán),每個(gè)粒子團(tuán)都混合比例相同的中藥成分,這種結(jié)構(gòu)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(shù)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(xì)度的增加,可改善口感,便于服用。
5、避免污染,保證產(chǎn)品達(dá)到較高的衛(wèi)生學(xué)要求超微粉碎是在全封閉無粉塵的系統(tǒng)中進(jìn)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(xì)胞級(jí)粉碎,那么與細(xì)胞尺寸相當(dāng)?shù)南x卵也會(huì)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(shí)間,提高有效成分轉(zhuǎn)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(shù)的應(yīng)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(jìn)*制劑技術(shù)(如固體分散技術(shù)和藥物緩釋技術(shù))在這些中藥劑型中的應(yīng)用。對(duì)于鹿茸、珍珠、海馬、冬蟲夏草等珍貴中藥材,均可通過超細(xì)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(xì)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(yīng)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(yīng)用近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變,人們對(duì)生活質(zhì)量及醫(yī)療保健有著更高的要求,而中醫(yī)藥學(xué)恰好在這些方面具有*的優(yōu)勢(shì)。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(bǔ)養(yǎng)身;而另一些來源、價(jià)格昂貴的保健滋補(bǔ)中藥,如花粉、孢子類等,若將它們加工成超微細(xì)粉體,可減少資源浪費(fèi),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(yīng)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(xì)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(yùn)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(shè)備近年來,隨著超微粉碎技術(shù)在各行業(yè)的普及應(yīng)用,我國(guó)超微粉體加工設(shè)備有了較快的發(fā)展。主要體現(xiàn)在設(shè)備結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新、單機(jī)處理能力、耐磨性、工藝配套、自動(dòng)控制以及單位產(chǎn)品能耗等性能的改進(jìn)。我國(guó)粉體設(shè)備制造業(yè)經(jīng)過幾十年的努力,經(jīng)過引進(jìn)、模仿、制造的過程,而進(jìn)入自我研發(fā)的新階段。超微粉碎及分級(jí)設(shè)備(干法與濕法)都已達(dá)到世界同等水平,國(guó)外主要機(jī)型,國(guó)內(nèi)都有制造企業(yè)。目前,中藥超微粉碎設(shè)備主要有:機(jī)械沖擊式粉碎、氣流式粉碎、振動(dòng)式粉碎等幾種形式。
1、機(jī)械沖擊式粉碎機(jī)機(jī)械沖擊式粉碎機(jī),它是通過機(jī)械零件或介質(zhì)的高速運(yùn)動(dòng)對(duì)原藥材施加沖擊、剪切等外力來達(dá)到粉碎,再通過分級(jí)機(jī)構(gòu)循環(huán)而達(dá)到超微粉碎的目的。其特點(diǎn)是:簡(jiǎn)捷方便,粉碎比大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這種類型的粉碎機(jī)存在一些不足:(1)粉碎形式單一,中藥材的狀態(tài)復(fù)雜,大致分為:根莖、全草、果實(shí)、礦物、皮類、菌類、動(dòng)物、花類、其他等。因此,面對(duì)品種較多、狀態(tài)復(fù)雜的中藥材,在粉碎過程中,只運(yùn)用一種的粉碎方式,不能滿足中藥材的粉碎。(2)機(jī)械粉碎機(jī)是高速運(yùn)轉(zhuǎn)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(shí)不易受到機(jī)械力的作用,從而粉碎效果差,粉碎時(shí)間長(zhǎng)。(4)物料粉碎的越細(xì),機(jī)械零件磨損越嚴(yán)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(jī)氣流粉碎機(jī)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(dá)到粉碎的目的。與普通機(jī)械沖擊式超微粉碎機(jī)相比,氣流粉碎機(jī)可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì),產(chǎn)品粒度可達(dá)2—40μm,粒度分布范圍更窄,即粒度更均勻;又因?yàn)闅怏w在噴嘴處細(xì)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(duì)于低熔點(diǎn)和熱敏性物料的超微粉碎特別重要。氣流粉碎機(jī)是無介質(zhì)粉碎,因此具有低污染的優(yōu)點(diǎn)。
氣流粉碎機(jī)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(shí),容易將藥物的揮發(fā)成分帶走,造成藥效損失,同時(shí)設(shè)備復(fù)雜,占地面積大,能耗較大,而且一次性投資也很大。
3、振動(dòng)式超微粉碎機(jī)振動(dòng)式超微粉碎機(jī)是用彈簧支撐磨機(jī)體,由帶有偏心塊的主軸使其振動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過介質(zhì)和物料的起振動(dòng),將物料一起振動(dòng),將物料進(jìn)行粉碎,其特點(diǎn)是介質(zhì)填充率高,單位時(shí)間內(nèi)的作用次數(shù)高,因而其效率比普通球磨機(jī)高10—20倍。而能耗比氣流粉碎機(jī)低很多,粉碎粒度也比其它設(shè)備小,可以達(dá)到亞微米級(jí)。振動(dòng)式超微粉碎機(jī)的特點(diǎn)為:(1)粉碎率100%,無任何損耗;(2)適應(yīng)性強(qiáng),對(duì)多門類、多品種,特性各異,差別很大的各種中藥都可適應(yīng),包括動(dòng)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(xì)胞級(jí)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(jí)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(duì)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(jiǎn)單,清洗、維修方便;(7)型號(hào)齊全,有適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的大中型設(shè)備,也有前店后廠加工或科研試驗(yàn)需要的小型設(shè)備。