我國槐屬重要藥用植物資源產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及利用潛力挖掘策略△

翁澤斌，郭盛，段金廒*，顧俊菲，雷振宏，李安平

(1.南京中醫(yī)藥大學 江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心 國家中醫(yī)藥管理局中藥資源循環(huán)利用重點研究室 中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國家地方聯(lián)合工程研究中心，江蘇 南京 210023；2.中國藥科大學 中藥學院，江蘇 南京 211198；3.山西振東道地藥材開發(fā)有限公司，山西 長治 047199；4.山西振東健康產(chǎn)業(yè)集團有限公司，山西 長治 047199))

·專論·

我國槐屬重要藥用植物資源產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及利用潛力挖掘策略△

翁澤斌1，2，郭盛1，段金廒1，2*，顧俊菲1，雷振宏3，李安平4

(1.南京中醫(yī)藥大學 江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心 國家中醫(yī)藥管理局中藥資源循環(huán)利用重點研究室 中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國家地方聯(lián)合工程研究中心，江蘇 南京 210023；2.中國藥科大學 中藥學院，江蘇 南京 211198；3.山西振東道地藥材開發(fā)有限公司，山西 長治 047199；4.山西振東健康產(chǎn)業(yè)集團有限公司，山西 長治 047199))

豆科槐屬(SophoraL.)藥用植物類群具有重要的資源價值，不僅用于傳統(tǒng)中藥調劑配伍，現(xiàn)代研究有效地拓展其資源價值空間，成為制藥工業(yè)、生物農(nóng)藥等的重要原料，由此也加速了其自然資源的消耗，并代之以人工種植生產(chǎn)來滿足日益增長的社會需求。然而，在資源大量生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化過程中仍存在資源利用效率低下、環(huán)境污染嚴重等制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。本文在對我國槐屬重要藥用植物資源產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀進行分析的基礎上，提出基于植物化學分類學理論的資源性化學物質新資源發(fā)現(xiàn)策略，基于中藥資源化學研究思路的資源性化學物質多途徑、精細化利用策略以及基于資源循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念的槐屬藥用植物資源循環(huán)利用策略，以期為提升我國槐屬藥用植物資源利用效率提供借鑒，為構建我國槐屬藥用植物資源循環(huán)經(jīng)濟和綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供引導。

豆科；槐屬；苦參；資源產(chǎn)業(yè)化；循環(huán)利用

槐屬(SophoraL.)為一類具有重要經(jīng)濟價值、生態(tài)價值及文化價值的經(jīng)濟植物類群。我國槐屬植物資源豐富，其中具有藥用價值的資源類群分布廣泛，蘊藏量較大，且在我國應用歷史悠久，是我國中藥資源的重要組成部分。本文在前期研究基礎上，對我國槐屬重要藥用植物資源利用現(xiàn)狀、資源產(chǎn)業(yè)化過程中廢棄物的產(chǎn)生及其潛在利用途徑等方面進行分析，并基于中藥資源化學研究思路和中藥資源循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念，對我國槐屬重要藥用植物資源的高值化、精細化利用策略進行探討，以期為提升我國槐屬藥用植物資源利用效率提供借鑒，為促進我國槐屬藥用植物資源綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供引導。

1 我國槐屬藥用植物資源背景

豆科槐屬植物為落葉或常綠喬木、灌木、亞灌木，約有70種，廣泛分布于兩半球的熱帶至溫帶地區(qū)。我國約產(chǎn)20余種，主要分布在西南、華南和華東地區(qū)，少數(shù)種類分布在華北、西北和東北。該屬有兩個亞屬、5個組，其中作為藥用的植物多分布在撕裂果組、四裂果組及肉果組[1]。目前，我國槐屬植物資源作為藥用主要有苦參SophoraflavescensAit.，苦豆子S.alopecuroidesL.，槐S.japonicaL.，白刺花S.davidii(Franch.) Skeels，砂生槐S.moorcroftiana(Benth.) Baker和越南槐S.tonkinensisGagnep.。其中應用較為廣泛且部分實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要有苦參、苦豆子和槐?？鄥⑺幉闹鳟a(chǎn)于山西、河南、山東等地，多為人工栽培?？喽棺又饕植加趦让晒拧⑿陆?、寧夏、甘肅等干旱沙漠和草原邊緣地帶，多為野生資源?；敝鳟a(chǎn)于我國河北、山東、河南等地。

2 我國槐屬主要藥用植物資源產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

2.1苦參

苦參為我國槐屬一個重要的藥用植物資源。其根作為藥用始載于漢代《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為中品?？鄥⑽犊?，性寒，具有清熱燥濕、殺蟲、利尿的功能，用于熱痢、便血、黃疸尿閉、赤白帶下、陰腫陰癢、濕疹、濕瘡、皮膚瘙癢、疥癬麻風；外治滴蟲性陰道炎[2]?，F(xiàn)代研究表明，苦參主要的活性物質為其含有的喹喏里西啶型生物堿類化學成分，該類生物堿具有抗腫瘤、抗乙肝病毒的作用[3]，以此為基礎開發(fā)出的醫(yī)藥產(chǎn)品有：苦參栓、苦參片、復方苦參注射液等。此外，苦參還具有良好的抗炎和殺蟲抑菌活性[4]，為外用消毒洗滌產(chǎn)品的重要原料之一，此外其在生物農(nóng)藥、獸藥方面具有較好的應用前景?？鄥①Y源化利用現(xiàn)狀及其資源性產(chǎn)品見表1。

表1 以苦參為原料生產(chǎn)的系列產(chǎn)品及資源化利用途徑

2.2苦豆子

苦豆子為我國西北地區(qū)特別是寧夏特有的區(qū)域性藥用植物，其化學成分組成與苦參相似，藥用、農(nóng)用及飼用價值均較高，目前已經(jīng)有資源性產(chǎn)品上市。近年來國內圍繞苦豆子生物堿類資源性化學成分的產(chǎn)業(yè)化研究已較深入，分別形成了以氧化苦參堿為主要組成成分的用于乙型肝炎治療的苦參素注射液、苦參素膠囊，以槐定堿為主要活性成分的抗婦科腫瘤一類新藥鹽酸槐定堿注射液[5]，以及用于治療腸道感染疾病的克瀉靈片等產(chǎn)品。此外，在農(nóng)業(yè)方面苦豆草中的苦豆堿已作為防治松材線蟲病農(nóng)藥“殺線一號”的原料?？喽棺淤Y源化利用現(xiàn)狀及其資源性產(chǎn)品見表2。

表2 以苦豆子為原料生產(chǎn)的系列產(chǎn)品及資源化利用途徑

2.3槐

槐的干燥花及花蕾為常用中藥槐花(SophoraeFlos)，其干燥成熟果實為常用中藥槐角(SophoraeFructus)。槐花具有涼血止血、清肝瀉火功能，常用于便血、痔血、血痢、崩漏、吐血、衄血、肝熱目赤、頭痛眩暈等癥的治療；槐角具有清熱瀉火、涼血止血功能，常用于腸熱便血、痔腫出血、肝熱頭痛、眩暈目赤等癥的治療。目前槐花與槐角除作為我國傳統(tǒng)中藥用于配方飲片或制藥原料外，尚用于保健食品、化妝品等其他資源性產(chǎn)品的開發(fā)。槐花與槐角中富含黃酮及其苷類成分，具有降血壓、抗炎、止血等作用，多用于治療銀屑病、慢性結腸炎、高血壓、高脂血癥、冠心病等病癥[6-7]，目前已有多種相關高附加值的醫(yī)藥產(chǎn)品上市。同時，利用槐花生產(chǎn)具有保健功能的槐花茶、槐花糖、槐花蛋糕等保健食品也是市場上的暢銷產(chǎn)品?；辟Y源化利用現(xiàn)狀及其資源性產(chǎn)品見表3。

表3 以槐花、槐角為原料生產(chǎn)的系列產(chǎn)品及資源化利用途徑

綜合分析表明，我國槐屬主要的藥用植物資源在醫(yī)藥、保健品、獸藥、生物農(nóng)藥、食品、輕化工等領域應用廣泛，且已形成系列資源性產(chǎn)品。然而在其產(chǎn)業(yè)化的過程中，存在資源性物質來源單一、資源利用效率低下、大量非藥用部位及深加工過程中產(chǎn)生的固/液態(tài)廢棄物、副產(chǎn)物缺乏有效利用途徑而廢棄等不足，造成了資源浪費和環(huán)境污染[8]。因此，對我國槐屬重要藥用植物資源利用潛力進行深度挖掘，對于拓展我國槐屬藥用植物資源經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新資源價值、提升資源利用效率具有重要意義。

3 我國槐屬藥用植物資源利用價值挖掘策略

3.1基于植物化學分類學理論的我國槐屬藥用植物資源性化學物質新來源發(fā)現(xiàn)策略 植物化學分類學理論認為“親緣關系相近的植物類群具有相似的化學成分”[9]。因此，從我國槐屬藥用植物的近緣植物類群中尋找發(fā)現(xiàn)替代/補償性資源有利于協(xié)調槐屬藥用植物資源利用與保護的關系，促進槐屬藥用植物資源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

喹喏里西啶型生物堿為我國槐屬藥用植物中一類具有重要利用價值的資源性化學成分。目前該類資源的獲取途徑主要是從苦豆子種子及苦參根中獲得[10-11]?？喽棺訛樯成哪参?，具有重要的防風固沙和生態(tài)屏障作用，近些年的大量開發(fā)利用使其資源存量急劇下降，對西北地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境帶來了不可預見的影響。因此，如能從槐屬近緣植物類群中發(fā)現(xiàn)可替代資源，將會起到重要的資源補償和保護作用，又能滿足醫(yī)藥工業(yè)對喹喏里西啶類生物堿資源性物質的需求。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)[12]，苦參成熟種子與苦豆子成熟種子所含生物堿類化學成分組成具有高度的相似性，7個生物堿總量分別為11.203mg·g-1和15.506mg·g-1。其中苦參成熟種子中氧化苦參堿的含量達到5.70mg·g-1，約為苦豆子成熟種子的1.5倍，此外苦參種子中還含有豐富的氧化槐果堿、槐定堿等資源性化學成分。基于以上研究結果，提示苦參種子可作為獲取苦參堿類生物堿的重要原料新資源加以開發(fā)利用。

3.2基于中藥資源化學研究思路的我國槐屬重要藥用植物資源性化學物質多途徑、精細化利用策略 資源的利用價值在于其可利用物質的多用性和多宜性特點。研究顯示我國槐屬藥用植物資源所含資源性物質結構類型多樣，目前已發(fā)現(xiàn)的代表性資源性化學成分類型主要有生物堿、黃酮、多糖、蛋白質及氨基酸等類成分。各類資源性化學成分具有多種生物活性，其資源價值呈現(xiàn)出多宜性特點。而目前我國槐屬主要藥用植物資源的產(chǎn)業(yè)化利用多聚焦于醫(yī)藥領域，在中獸藥、生物農(nóng)藥領域雖有應用，但總體表現(xiàn)為資源轉化利用效率低下，未形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。因此，基于我國槐屬主要藥用植物中含有的多類型資源性化學成分及其多宜性特點，開展多途徑、精細化利用，推動我國槐屬藥用植物資源性產(chǎn)品的多途徑開發(fā)，必將促進該類資源的高效利用及其產(chǎn)業(yè)的轉型升級(見圖1)。

圖1 我國槐屬重要藥用植物資源的多途徑、精細化開發(fā)策略

以苦參、苦豆子為例，近年來研究發(fā)現(xiàn)，苦參及苦豆子植物中含有的苦參堿型生物堿類與具異戊烯基黃酮類資源性化學成分均具有較好的抑菌、抗炎和殺蟲作用。其中生物堿類化學成分對農(nóng)牧業(yè)常見害蟲、致病菌具有較好的抑制作用[13]；而黃酮類化學成分除對禽畜常見致病菌具有良好的抑制作用外，尚具有雌激素樣作用[14]。因此，可根據(jù)上述兩類資源性化學成分的生物活性特點，兼顧其理化性質，進行差異化、精細化利用，除作為醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā)外，尚可分別用于生物農(nóng)藥及中獸藥等資源性產(chǎn)品開發(fā)，實現(xiàn)資源的多用性和多宜性利用，提升資源利用效率。如在中獸藥產(chǎn)品的開發(fā)中，以抑菌、抗炎為主要功效的產(chǎn)品需考慮以苦參生物堿類化學成分或黃酮類化學成分為原料，或兩者按照合適比例復配后入藥；如以促生長為主要目的產(chǎn)品則應以具有雌激素樣活性的黃酮類化學成分為主要原料。在生物農(nóng)藥產(chǎn)品的開發(fā)中，則可以殺蟲活性較好、且水溶性較大的生物堿類化學成分為主要原料，以易于制劑成型，同時降低其噴灑后的殘留率。

3.3基于循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念的我國槐屬藥用植物資源循環(huán)利用策略

目前，我國槐屬主要藥用植物資源的利用仍以其藥用部位應用于中醫(yī)臨床及精深加工產(chǎn)品，在其藥材生產(chǎn)及資源性產(chǎn)品深加工過程中產(chǎn)生的大量非藥用部位、藥渣、廢水等固態(tài)、液態(tài)廢棄物及副產(chǎn)物缺乏利用途徑而廢棄，造成資源浪費和環(huán)境污染。因此，基于資源循環(huán)利用的思路，開展傳統(tǒng)非藥用部位及資源化深加工固/液態(tài)廢棄物、副產(chǎn)物的資源化利用研究(見圖2)，將對我國槐屬藥用植物資源產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展起到積極的推動作用[15]。

圖2 我國槐屬重要藥用植物資源的系統(tǒng)利用及資源產(chǎn)業(yè)化途徑

3.3.1傳統(tǒng)非藥用部位的資源價值挖掘與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究 研究顯示，苦參、苦豆子莖葉富含喹喏里西啶型生物堿類及具異戊烯基結構的黃酮類化學成分。因此，基于以上兩類資源性化學成分的生物活性及資源化價值，可以將苦參藥材及苦豆子藥材采收加工過程中產(chǎn)生的苦參莖葉、種子，苦豆子莖葉、根等資源提取制備生物堿類及黃酮類資源性物質，進而開發(fā)具有抗病毒、抗菌、抗腫瘤、骨代謝調節(jié)[16]等作用的醫(yī)藥產(chǎn)品或獸藥產(chǎn)品。此外，也可以上述廢棄資源為主要原料，利用其含有的資源性化學成分類型開發(fā)成生物農(nóng)藥、飼料添加劑等資源性產(chǎn)品。

槐樹在種植生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的槐枝條、槐葉等非藥用部位。目前，槐枝常作薪柴焚燒，槐葉多被制成槐葉粉作為飼料添加劑使用。研究表明，槐枝中富含黃酮類、揮發(fā)油類等資源性化學成分[17-18]，槐枝黃酮類化學成分具有較好的降壓活性，結合其富含具有降血脂、軟化血管作用的油酸、亞油酸等資源性化學成分，可開發(fā)為用于高血壓、冠心病等心腦血管疾病輔助治療的功能性保健產(chǎn)品。

槐葉富含黃酮類、甾醇類等資源性化學成分，可經(jīng)提取分離用于制藥或工業(yè)原料[19]。此外，槐葉中尚富含蛋白質、氨基酸、微量元素等營養(yǎng)成分。因此新鮮槐葉可用于富含氨基酸及蛋白質類等功能性成分的保健食品、禽畜的飼料添加劑[20]等資源性產(chǎn)品的開發(fā)。

3.3.2資源深加工過程中藥渣、廢水等固/液態(tài)廢棄物的資源價值挖掘與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究 在苦豆子、苦參資源性產(chǎn)品深加工過程中，為了得到生物堿類化學成分多采用酸/堿水提取、乙醇沉淀的方法。產(chǎn)生的藥渣等固態(tài)廢棄物中尚含黃酮類、三萜類資源性化學成分，醇沉過程產(chǎn)生的沉淀中尚含有豐富的多糖類、蛋白質類等資源性化學成分?？衫矛F(xiàn)代提取分離集成技術將該部分資源性化學成分進行提取富集，并基于其黃酮類化學成分具有的抗炎、降血糖、降血脂及雌激素樣作用，開發(fā)形成具有高附加值的醫(yī)藥保健資源性產(chǎn)品。研究顯示，提取生物堿類資源性物質后的苦豆子藥渣中含有豐富的半乳甘露聚糖類化學成分，該類成分可作為增稠劑、穩(wěn)定劑、黏合劑而應用于石油開采、食品、醫(yī)藥、造紙等行業(yè)[21]。近年來也有報道苦豆子中含有的半乳糖甘露聚糖類化學成分具有較強的降血糖、降血脂活性，可用于相關醫(yī)藥保健產(chǎn)品的開發(fā)。此外，利用苦豆子藥渣富含蛋白質、營養(yǎng)元素等特點，可用于開發(fā)禽畜飼料，促進西部地區(qū)飼料產(chǎn)業(yè)結構的調整和升級[22]。以苦參藥材為主要原料的產(chǎn)業(yè)化過程中產(chǎn)生的藥渣富含纖維素類資源性物質，可經(jīng)發(fā)酵用于制備高活性纖維素酶，也可經(jīng)無氧炭化制備生物質炭用于相關資源性產(chǎn)品的開發(fā)，最終實現(xiàn)苦參資源的循環(huán)利用。

研究顯示，苦豆子及苦參藥材在提取、分離等資源深加工過程中產(chǎn)生的液態(tài)廢棄物中尚含有部分生物堿類資源性化學成分。例如提取氧化苦參堿后的剩余液可采用萃取、柱色譜分離等方法進行二次提取、富集，獲取其中的槐定堿、槐果堿、苦參堿等具有重要利用價值的資源性化學成分作為制藥原料使用，提高液態(tài)廢棄物的資源利用效率[23]。

目前在槐花、槐角等資源性產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，主要利用的是其黃酮類資源性化學成分，其提取工藝多采用水提取醇沉淀法。在此過程中產(chǎn)生的藥渣、醇沉物中尚含有豐富的多糖類、蛋白質類及氨基酸類等資源性化學成分?？梢詫λ幵?、醇沉物進行二次提取，獲得其中的上述化學成分。研究顯示，槐花中多糖含量約為6.3%，具有較好的抗氧化活性及免疫增強活性；藥渣中尚富含人體所需的多種氨基酸，其中必需氨基酸比例均衡，符合世界衛(wèi)生組織與聯(lián)合國糧農(nóng)組織(WHO/FAO)的推薦標準[24]。因此可以槐花及槐角藥渣、醇沉物為主要原料進行二次提取，獲得其中的多糖類、氨基酸類和蛋白質類資源性化學成分，用于功能性保健食品及膳食補充劑等資源性產(chǎn)品的開發(fā)。

綜上表明，我國槐屬藥用植物資源豐富，其資源利用與開發(fā)總體仍為高消耗、高污染、難循環(huán)、低效率的粗放發(fā)展模式。基于以上現(xiàn)狀，本文圍繞我國槐屬主要藥用植物資源的特點，提出了槐屬藥用植物資源性化學成分新來源發(fā)現(xiàn)策略；槐屬藥用植物資源性化學成分多途徑、精細化利用策略；槐屬藥用植物資源循環(huán)利用策略。遵循以上三大策略，運用現(xiàn)代科學技術和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念進行我國槐屬藥用植物資源的系統(tǒng)開發(fā)利用，形成多途徑資源化模式，達到物盡其用的目的[25]，最終將為創(chuàng)新我國槐屬藥用植物資源價值、提升其資源利用效率、為我國槐屬藥用植物資源產(chǎn)業(yè)鏈的延伸起到積極的助推作用，同時為中藥資源產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

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AnalysisofResourcesIndustrializationSituationandExplorationStrategyofPotentialUtilizationRepresentativeHerb-MedicineinSophoraL.

WENGZebin1，2，GUOSheng1，DUANJinao1，2*，GUJunfei1，LEIZhenhong3，LIAnping4

(1.JiangsuCollaborativeInnovationCenterofChineseMedicinalResourcesIndustrialization，StateAdministrationofTraditionalChineseMedicineKeyLaboratoryofChineseMedicinalResourcesRecyclingUtilization，NationalandLocalCollaborativeEngineeringCenterofChineseMedicinalResourcesIndustrializationandFormulaeInnovativeMedicine，NanjingUniversityofChineseMedicine，Nanjing210023，China；2.CollegeoftraditionalChinesemedicine，ChinaPharmaceuticalUniversity，Nanjing211198，China；3.ShanxiZhenDongindustrygroupofGenuineherbexploitationco.，LTD，Changzhi047199，China；4.ShanxiZhenDonghealthindustrygroupco.，LTD，Changzhi047199，China)

The medical plant resources fromSophoraL.are abundant in our country which have an important resource value.They are not only utilized in the traditonal Chinese medicine dispensing but also used as raw material of drug and biopesticide.Nowadays，natural resources consumption is accelerating and artificial cultivation has been generalized to satisfy the needs of medical plant resources fromSophora.However，the resource utilization efficiency is very low in the process of industrilization.These conditions lead to a serious waste of resources and environmental pollution.This article summarizes and analyzes the present situation ofSophoramedical plant resources and its utilization.Based on the present use of the medical plant resources fromSophora，three strategies have been proposed to excavate its potential of resource exploitation and utilization according to the principle of chemical plant taxonomy，research approach of Chinese medicinal materials resources chemistry and resources concept of circular economy.This paper might provide a guidance and reference for the comprehensive utilization of the medical plant resources fromSophoraL，promoting their utility value and extending the green economicindustry chain.

Fabaceae；SophoraL.；Sophoraflavescens；resources industrialization；recycling utilization

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.7.001

2015-06-12)

江蘇高校中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心建設專項；江蘇省高校中藥學優(yōu)勢學科II 期建設項目(2014-ysxk)

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段金廒，教授，博士生導師，中國自然資源學會中藥及天然藥物資源研究專業(yè)委員會主任委員，中國中藥協(xié)會中藥資源循環(huán)利用專業(yè)委員會主任委員，研究方向：中藥資源化學與資源循環(huán)利用；Tel：(025)85811116，E-mail：dja@njutcm.edu.cn