为加快经济社会发展全面绿色转型,国家倡导坚定不移走生态优先、节约集约、绿色低碳高质量发展道路,大力发展循环经济。作为国家战略资源的中药资源,其循环利用是中药产业绿色可持续发展的基础和前提。在中药资源产业化过程中,资源科学生产、合理利用及生态保护已成为社会和行业关注的重大问题,节约资源、循环利用、低碳经济、绿色发展成为中药产业高质量发展的必然趋势。
中药资源循环利用是南京中医药大学教授段金廒领衔开创的中药资源研究新领域。该团队依据中药资源废弃物及副产物的资源特点,创建了中药资源循环利用多元模式与关键技术体系,突破了一批制约中药资源科学生产与高效利用的技术瓶颈。由该团队构建形成的中药废弃物及副产物药用化、食用化、饲用化、肥料化、能源化等资源化模式,正助力全国各地因地制宜地开展中药资源循环利用研究实践与产业发展,起到了辐射和带动作用,为中药资源价值释放和利用效率提升、区域特色经济发展和乡村振兴作出了贡献。
理论突破与技术体系构建:中药资源化学交叉学科引领中药资源产业革新
创建中药资源化学理论体系和交叉新学科,为中药资源循环利用提供理论支撑。
段金廒及其研究团队率先提出了中药资源化学研究体系,并不断丰富和发展中药资源化学学科概念和理论框架,创立中药资源化学交叉创新学科。进一步融合中药资源化学与循环经济理论,创新形成中药资源循环利用发展理念。先后领衔编撰了第一部《中药资源化学》本科行业规划教材及《中药资源化学专论》研究生教材,出版了第一部学术专著《中药资源化学—理论基础与资源循环利用》等,标志着中药资源化学学科体系进一步日趋完善,学科内涵进一步丰富。段金廒是中药资源化学学科创立者及带头人,该学科现已建设成为国家中医药管理局高水平中医药重点交叉创新学科,创新发展了我国中药资源学理论和学科体系。研究成果“中药资源化学研究技术体系建立与应用”获国家科技进步奖二等奖(2011年度)。
创建切合中药资源产业特点的3套技术体系和5类资源化模式,为中药资源可持续利用探索出易推广的有效途径。
针对我国药材种植过程中,每年产生逾亿吨的非药用部位被废弃或粗放利用、中药工业每年产生固液废弃物数亿吨的现状,段金廒及其团队率先创建了切合中药资源产业经济特点的生物转化、化学转化、物理转化3套工程技术群,突破了资源高效利用重大技术难题。
段金廒及其团队依据社会需求、行业及区域经济发展水平,基于中药资源全产业链各环节产生的废弃物及副产物形成背景、利用现状、生态压力等因素,通过长期探索实践和理论创新,形成转化增效、精细高值化、粗放低值化的多层级利用策略。基于不同类型废弃物的理化性质、资源化潜力等特点,创建形成中药非药用部位的新资源药材、医药产品开发模式,中药非药用部位的健康食品开发模式,中药副产物饲用产品开发模式,中药固废物的功能材料制备及产品开发模式,基于生物转化的中药固废物肥料化利用模式等类型中药资源循环利用模式。引领了中药资源利用由粗放低效向精细高值化转变,推动中药产业提质增效与绿色发展。创新成果“中药资源产业化过程循环利用模式与适宜技术体系创建及其推广应用”获国家科技进步奖二等奖(2018年度)。
因地制宜与规模化应用:中药农业副产物资源化利用已呈燎原之势
当前,中药资源循环利用已形成技术、模式、政策三轨并进格局,正从零星探索迈向系统化、规模化发展,呈现“多点突破、融合创新”的燎原之势。通过对中药农业生产过程“非药用部位”的多途径资源化利用,提升资源的生产效率,节约宝贵的土地空间,从而减少资源消耗、减少排放并减轻生态负担。通过生产废弃物转化、土地集约利用、跨区生态协作及产业智能化升级等多路径整合,中药产业正构建起兼顾经济、生态与社会效益的可持续发展体系。
中药材非药用部位资源价值研究呈现快速增长趋势,从单点突破趋向系统燎原。
据统计,目前我国常用中药材种植面积达400余万公顷,药材生产过程每年直接产生非药用部位约7500万吨,加之药材及中药饮片加工下脚料根头、尾梢、果核等及破碎组织、碎屑粉渣等,总量逾亿吨。中药材非药用部位资源化利用是中药产业可持续发展的重要方向,通过科技创新和产业协同,有望实现“变废为宝”,创造显著的经济、社会和生态效益。
迄今,开展中药材非药用部位资源价值发现研究的品种已超100种,研究较为系统深入或实现产业化的品种主要有人参茎叶、三七茎叶、黄芩茎叶、丹参茎叶、菊茎叶、山楂核等。已收录至《中华人民共和国药典》的非药用部位品种有7种,收录至地方标准的非药用部位品种有11种。以非药用部位为原料开发的新资源药材或制剂产品主要有银杏叶胶囊、黄芩茎叶解毒胶囊、虎杖叶胶囊、山腊梅叶颗粒、人参茎叶皂苷片、杜仲平压片等。
对中药材非药用部位进行资源价值创新探索的品种主要有:甘草茎叶、人参花、川芎茎叶、连翘叶、五味子果梗、芍药茎叶、黄芪茎叶等。资源价值及开发途径包括:医药价值、新资源药材和医药产品开发,饲用兽用价值、新兽药或饲用产品开发,食用价值、功能保健食品开发等。
中药材非药用部位区域特色产业化实践初见成效,从“因地制宜”到“系统集成”。
当前,中药农业副产物利用已形成“区域特色技术+跨域政策联动”的双轮驱动格局。研究证实,中药非药用部位可作为食品、化妆品、兽用药品等多类型产品应用。随着中药大健康产业的快速发展与“双碳”战略的实施,中药产业的绿色低碳转型发展已成为必然趋势,技术链—价值链—制度链的进一步打通和完善,将推动资源化模式从单点示范转向全域推广,实现生态包袱向绿色资产的质变。
草本类中药材非药用部位资源价值发现及循环利用。
创建菊非药用部位“源于农田归于农田”的资源循环利用模式。万亩菊花种植摘花后,4倍于花序生物量的茎叶资源未被利用而废弃,是制约菊花主产区产业发展的重大问题。段金廒教授团队通过对菊非药用部位系统的资源化利用研究,在获得菊茎叶精油、黄酮类及倍半萜类、多糖类物质用于制备空气清新剂、化妆品等资源性产品开发的基础上,发现其残草可经热解炭化、产酶发酵复合生产纤维素酶和生物炭,形成含纤维素酶炭基复合肥产品,还田施用有效改善土壤物化特性和连作障碍,实现年增逾10%效益。
丹参茎叶作为新资源药材纳入地方药材标准。针对每年丹参药材种植过程产生的40余万吨茎叶,开展系统资源价值发现及产业化开发研究,制定了丹参茎叶药材质量标准,丹参茎叶作为新资源药材已收录于《陕西省药材标准》。发现丹参茎叶可替代丹参药材作为丹酚酸医药/化工原料的高值化利用价值,建立丹酚酸原料制备工艺并批量生产。
创新黄蜀葵茎叶多宜性价值与多途径利用模式。黄蜀葵茎叶富含植物胶类物质,可经干燥、切割粉碎、磨粉等工艺处理制取黄蜀葵胶质原粉,该胶质原粉可进一步经沉淀法提取黄蜀葵植物胶。从黄蜀葵茎叶中提取的黄蜀葵胶质,可用作中药凝胶剂基质。以乙醇提取工艺生产黄葵胶囊过程产生的大量药渣,从中获得黄蜀葵花多糖可用作润肠药,对于肠道黏液屏障具有保护作用。
创新人参非药用部位的资源化利用途径。人参茎叶、花果及根须具有与人参根部相似的化学组成与生物学功能,甚至某些活性成分含量还高于根部,如人参茎叶中总皂苷、多糖和氨基酸等成分含量均高于根部。发酵人参叶,可通过调节肌肉修复和肠道微生物的代谢等途径缓解运动引起的疲劳。
木本类中药材非药用部位资源价值发现及循环利用。
创新发现银杏落叶中高价值资源性化学物质。银杏外种皮、银杏落叶、银杏花粉等资源处于被废弃或资源化程度较低的状态,亟待提升银杏资源的利用效率和效益。研究发现,银杏落叶中含有一定量的萜内酯与黄酮类资源性化学成分,但其含量偏低。银杏落叶中聚戊烯醇含量则较高(1.0%~1.5%),因此可利用银杏落叶制备聚戊烯醇用于医药产品开发。此外,银杏落叶中富含莽草酸,是合成抗禽流感药物的重要原料,有望开发为制备莽草酸的新资源。
系统解析宁夏枸杞叶传统应用价值及其资源化利用途径。枸杞叶以“枸杞茶”之名已收录至《宁夏中药材标准》(1993年版和2018年版),基源为茄科植物宁夏枸杞的干燥叶,性平、味甘,具有滋补肝肾、养血益精、明目润肺的功效。枸杞叶中营养成分和活性物质种类丰富,以枸杞嫩叶为原料可制具有降血压、降血糖、降血脂以及耐缺氧功能的枸杞叶保健茶,亦可作为时鲜蔬菜食用。枸杞叶中富含甜菜碱等资源性物质,且含有多种有益微量元素,可开发为保健食品,也可作为提取天然甜菜碱的新原料。枸杞叶含有紫罗兰酮、大马酮等前体致香物质,是开发成天然食品香精、香料的重要原料。此外,有学者正以古代经典“消渴”方剂枸杞汤为基础,结合中医临床多囊卵巢综合征诊治用药经验化裁,开发创新药物。
果实种子类中药材非药用部位资源价值发现及循环利用。
山茱萸果实药材加工过程废弃果核、叶的资源化利用与产品创制。山茱萸为木本药用植物山茱萸的成熟果实之果肉干燥品。山茱萸果实成熟及采收加工过程产生大量的叶片等传统非药用部位,尚未得到有效利用。山茱萸叶可不同程度改善T2DM(2型糖尿病)引起的组织损伤。一系列研究为山茱萸叶开发为降血糖药物或保健茶饮等提供了科学依据。
栝楼皮瓤、茎叶资源价值创新与研究实践。栝楼果瓤与果皮中均富含糖类资源性成分,瓜蒌多糖可应用于医药、轻工业、保健等多类资源性产品的开发。栝楼果瓤中含果葡糖浆,可用于清凉饮料和冷饮食品;果葡糖浆的发酵性能好,在用于酵母发酵的食品加工方面优于蔗糖。此外,还可以用栝楼果瓤为原料,制备瓜蒌瓤美白霜。栝楼茎叶药用记载最早见于《名医别录》,曰“茎叶,治中热伤暑”。栝楼茎叶多糖在抗衰老、调节血糖、抗凝血等方面展现出良好活性。栝楼茎叶纤维素类物质可经酶解转化为聚合度不同、可吸收利用的糖类物质,利用微生物发酵技术或固定化技术可将来源于植物半纤维素的木糖转化为木糖醇,显著提高茎叶的经济效益。
站在发展的新起点,中药资源产业正以科技创新为引擎,加速构建“资源—产品—再生资源”循环闭环体系。随着科研成果转化路径的持续贯通与市场生态的深度拓展,绿色低碳的生产模式、精准可控的资源管理以及可持续的资源化利用技术,将成为中药资源产业高质量发展的核心支撑。在政策引导、科技赋能和市场驱动的协同作用下,中药资源产业有望走出一条兼顾生态保护与经济效益的创新之路。(仲薏轩)
来源:中国中医药报2025年10月23日第7版
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