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循环利用:破解中药资源产业困局
http://www.100md.com 2015年7月16日 中国中医药报 第4326期
     随着以消耗天然资源性原料为特征的中药工业经济规模及社会贡献率的快速增长,人们在思考,如何有效提升资源利用效率,减少资源浪费,降低生态环境负担,保障中药资源产业可持续发展。南京中医药大学教授段金廒提出——

    作为我国中药资源学领军人物之一,一向低调的段金廒主动要求采访,这还是第一次。出于对生态环境和中药资源循环产业的忧虑与担心,以及一个专家学者的责任与担当,他从专业角度侃侃而谈,目光中流露出坚定与执著,谈吐中充满了自信和期盼。

    近年来,我国以消耗中药及天然药物资源为特征的资源经济产业得到了快速发展,社会贡献率强劲增长。随着中药资源性原料消耗量的激增,庞大的经济规模加速了自然资源的耗竭和人工替代与补偿资源的大量生产,同时产生巨量的废弃物和环境承载压力,由此导致的诸多生态与环境问题引起社会广泛关注。

    “既要金山银山,也要绿水青山。”一辈子从事中药资源学研究的段金廒认为,为了实现中药资源的有效利用与可持续发展,要围绕中药资源经济产业链全过程,集成相关学科及其科学技术领域的最新成果,对其蕴含的资源性物质进行深入系统研究,从根本上转变中药农业和中药工业的经济增长方式,构建共生型中药资源循环经济产业体系,实现中药资源的可持续利用和健康发展。
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    现状堪忧

    中药农业和中药工业等资源经济产业规模的不断扩张发展,所造成的资源浪费日益严重,触目惊心。

    “每年到药材生产基地和中药制药企业调研,越来越多的废弃物及其产生的环境污染现状,令人忧虑。”段金廒看到,在药材采收过程中产生巨量的“非药用部位”散布于田间堤埂。产地加工过程中又产生了大量的根头、尾梢、栓皮、木心、果核、果肉、果皮、种皮等“下脚料”,大多被作为废物而弃之。

    近些年来,段金廒团队先后对当归、银杏、菊、薄荷、丹参、黄葵、大枣、酸枣、苦豆子、大黄、芡、莲等20余个品种,开展了非药用部位的资源化学及转化利用研究,取得了令人欣慰的结果。例如,主产于甘肃的当归,每年在收获其药用部位根及根茎的同时,产生和废弃的地上茎叶量与根部的产量相当。研究表明,这些茎叶中含有丰富的酚酸类化学组分,具有抗凝血、抑制大肠杆菌、枯草杆菌、抑制马铃薯腐烂线虫等活性,可将其开发形成防治牛乳房炎、鸡鸭等菌痢的畜禽兽药和用于植保的生物农药等产品。
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    银杏以江苏、山东及其周边地区的资源集聚度和药用资源产量为高,现已形成以银杏叶为主要原料的药品系列、功能性产品系列、保健饮品系列等资源产品群;形成以白果药用及食用系列产品群和以银杏外种皮为原料的生物农药、多糖活性部位等产品群,以及利用落叶、花粉等开发利用的银杏资源产业链。

    从菊收获花序(菊花)和幼蕾(胎菊)的废弃茎叶中获得具有抗病毒、抗菌、抗肿瘤利用价值的黄酮类及倍半萜类,以及大量的多糖类资源性化学成分。

    同样,段金廒在工厂看到,药材作为中药工业深加工原料,经水提、醇提等工艺环节,进入口服制剂或标准提取物等阶段,药材原料的利用率平均低30%,约70%的剩余物被作为废物排放或简单转化为低附加值产品利用。

    例如,中药注射剂,其资源性化学物质的量仅占药材原料量的1%~10%,也就是说用于中药注射剂生产的药材资源利用率大多不足10%,90%的物质被废弃。
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    段金廒介绍,据2014年我国医药行业GDP统计,中药资源产业的贡献率已占全国医药产业份额的1/3,同时造就一批标志性、现代化的中药资源深加工制造企业。然而,分析其产业发展模式和生产方式,大多仍属于资源消耗量大、利用效率和产出效益低、废物排放量大的“高投入、高消耗、高排放、低产出”的传统线性经济发展模式,并由此导致药材原料的需求量大幅增长和药材价格的不断攀升,依赖于自然生态提供的天然药物资源趋于紧缺或濒于枯竭。庞大的经济规模加速了自然资源的耗竭和人工替代与补偿资源的大量生产,同时产生巨量的废弃物和环境承载压力。可以说,长此以往的结果必然是中药资源产业的GDP越大,中药资源的消耗量就越大,产生的废渣、废水、废气等排放量对生态环境的压力就越大。

    对此,他呼吁,减少资源消费、提高资源利用效率、减少排放、绿色发展,以保护人们赖以生存的生态环境等社会、经济、科学问题,已是政府、学者及中药产业界必须面对的重大问题,责无旁贷,义不容辞。

    吃干榨尽
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    实施“减量化”“再利用”“资源化”的循环利用及再生资源价值创新策略与发展模式,逐步实现物尽其用、变废为宝的生态经济发展模式。

    何为再生资源价值创新策略和循环经济发展模式?段金廒介绍,逐步减少对自然资源或人工替代资源原材料的使用,即“减量化”;将中药“废弃物”纳入循环利用体系中加以拓展延伸,直至吃干榨尽、物尽其用,即“再利用”;逐步实施精细化、高值化科技产业,有效提升中药资源利用率,即“资源化”。

    他在分析我国中药资源经济产业发展模式及生产方式的基础上,提出了中药资源循环利用策略与产业发展模式等,以期为推进中药资源经济产业发展模式和生产方式的变革。

    以中药废弃物为例,段金廒团队提出“三大利用策略”和“三类资源化模式”,为中药资源及其产业化领域的健康可持续发展提供借鉴与引导。“三大利用策略”,即传统“非药用部位”多途径利用策略、药材及饮片加工过程废弃物回收利用策略、中药资源深加工过程废弃物回收利用策略。“三类资源化模式”,即粗放低值资源化模式、转化增效资源化模式、精细高值资源化模式。
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    他说,中药资源生产过程所追求的目标是实现有限资源的最大化利用。中药废弃物主体为可再生物质,尤其是废弃的植物组织器官废渣、废水等是一类可转化利用的生物质原料。通过转化实现废弃物的资源化,提升其利用价值、发现其潜在利用价值。该过程主要包括生物、化学、物理转化三大技术体系。

    段金廒举例,在源头,中药非药用部位可依当地的社会需求、生产力水平等因素,因地制宜,多途径、多层次地系统利用。对于具有药用或作为天然产物化学物质原料的品种,首先需要通过有效的手段加以利用,剩余物可参考农业固废物的能源化、饲料化、肥料化等实用方法进行资源化利用。就是深加工产业化过程产生的药渣,也不能一烧了之,可分门别类进行系统利用。例如,丹参药材水提药渣中尚含有丰富的具有重要资源价值的丹参酮类成分;其水提醇沉物中含有丰富的水苏糖,具有促进肠道功能等作用,又可作为制药、食品工业中的赋形剂和填充剂的原料;再剩余下的纤维素、木质素等还可诱导产生纤维素酶、转化生产低聚木糖及酵解糖化生产生物醇等,或通过物理转化制成环保材料等。
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    又如生脉注射液是由人参、麦冬、五味子3味药组方的,经水提、精制等工艺制成注射剂制剂。在其制备过程中产生的药渣、沉淀物、过滤固形物等被废弃,经分析其中含有丰富的多糖类、纤维素及半纤维素类、木质素类、脂肪酸类等,可用于制备家畜家禽的免疫调节剂、饲料添加剂等。

    循环共生

    重视产业之间各环节物质的循环利用,构建和延伸中药资源产业链,实现产业与生态、经济相互协调、互为支撑,为“天蓝、地绿、水清”的生态目标做出贡献。

    “中药资源循环利用是一项复杂系统工程,既涉及中医药领域,又涉及农业、工业、服务业等行业。”段金廒介绍,将一个企业的废弃物或副产物,用作另一个关联企业的生产原料。通过废弃物交换和再生利用将不同企业联系在一起,形成“自然资源-产品-资源再生利用”的物质循环过程,使生产和消费过程中投入的自然资源最少,将人类生产和生活活动对环境的危害或破环降低到最小程度。
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    按照物质循环共生原理而构建的体系,对产业结构的合理布局、产业链延伸进行调整和变革,从根本上转变中药农业和中药工业的经济增长方式,推进中药资源经济产业发展模式和生产方式的变革。

    围绕这个共生产业链,由段金廒领衔组建的中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合研究中心、江苏省中药资源产业化过程协同创新中心等团队,围绕中药资源产业化过程存在的问题和需求进行反复调研与应用实践,创出一系列理论和发展模式,提出一整套的方法技术,并建立相关学科和培养人才。

    这是一张中药资源循环利用发展模式结构图。政府、企业、市场之间的关系一目了然,中药农业、中药工业以及两者相互依存、共同发展的目标显而易见,其产品、废弃物以及循环利用再生产品有目共睹,形成的共生型生态园区,构建中药资源循环经济产业体系令人刮目相看。

    这是一篇中药资源循环利用策略与模式探讨专论,文章分析了目前现状、发展趋势和重要意义,提出了产业可持续发展的任务目的、方法模式,还描绘了远景规划。
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    已经出版的《中药废弃物的资源化利用》,是行业领域第一部专著,将要付梓的《中药资源化学-理论基础与资源循环利用》专著,对中药资源循环化学的概念是如何来的,是怎样变化的,又是如何为生态环境以及绿色产业可持续发展服务的,进行了认真研究和梳理。在分别介绍其缘由、起步、发展、贡献和未来的同时,带领读者将中药资源学、中药资源化学、中药资源循环利用及其循环经济发展等内涵与外延游历了一遍。

    像这样的图表、专论和专著不胜枚举。研究实践表明,对农业生产过程中的非药用部位,他们提出初加工下脚料、深加工产业化过程产生的废渣、废水、废气中的化学物质,要进行多途径、多层次、多元化的再生利用。对资源消耗量和产品规模大的企业,他们要求进行提质增效和升级改造,提高资源性化学成分的提取、富集和转化利用率;通过拆分和解析中药物质组分和废弃物,构建形成不同科技含量、不同资源价值、不同产品形态的中药资源新型产业结构,以有效提升资源利用效率和效益。还提出,多采用生物、化学、物理转化的联用手段,既要通过循环利用获得高附加值的资源性物质并延伸为再生产业,又要满足达标排放的要求,不能造成二次污染。
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    中药资源是国家战略资源,是人类健康用药需求和中医药事业发展的物质基础与根本保障,中药资源的可持续利用是社会经济可持续发展的基础和前提。段金廒强调,中药资源产业的循环利用和绿色发展对天蓝、地绿、水清的生态环境至关重要,中药资源经济产业的健康可持续发展对我们自己以及子孙后代的生存与繁衍至关重要。

    相关链接

    段金廒:教授,博导,南京中医药大学副校长。我国中药资源学领军人物之一,国家“973”计划首席科学家。长期致力于中药资源化学研究与资源循环利用、中药功效物质基础及配伍规律研究。兼任中国自然资源学会中药及天然药物资源专业委员会主任委员,江苏省循环经济学会副会长等;国家中医药局中药资源化学学科带头人,江苏省中药学优势学科带头人等;“中药资源化学研究体系的建立及其应用”等研究成果获国家科技进步二等奖及省部级奖励6项。

    中药资源学:源自于自然资源和人工生产的药物资源的形成、演化、质量特征与时空分布及其与社会发展之间的相互关系。目的是为了更好的生产、开发、利用、保护和管理资源,协调中药资源与人口、经济、环境间的关系,促使其向着有利于人类生存与生产的方向发展。
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    中药资源化学:是一门应用多学科知识与方法技术,以药用植物、菌物、动物、矿物等再生和非再生资源为研究对象,揭示其资源性化学成分的性质、分布、积累与消长规律,并通过适宜技术集成以实现中药资源的合理生产与科学利用的综合性应用基础学科。其目标是以资源性化学物质的研究发现、开发利用及循环经济发展为核心,服务于中药资源产业化全过程。依据社会关注和行业需求,形成了以化学与药用生物学相结合,阐明药材生产与加工过程的品质形成及其影响要素;化学与中药资源深加工产业相结合,提高资源利用效率、延伸资源经济产业链等两大结合优势与学科特色。

    资源循环利用:是依据各资源类群所蕴含的理化特性及其资源性化学物质的赋存形式、价值产生及其利用途径和方式,并通过各环节的反复利用,充分发挥其多元化功能,使其转化为社会所需物品的生产方式。其根本推动力是科技进步,相关领域多学科力量的关联整合或新技术的产生,拓展中药资源循环利用的广度和深度,推动中药资源产业从传统线性经济产业的发展模式向循环经济产业生产方式的转变。

    中药资源循环经济:其本质是发展生态经济。强调经济与生态的协调发展,注重于整个资源产业链生产、流通、消费全过程的资源节约,逐步促进中药资源产业与经济发展相互促进与协调,实现产业从数量型增长到质量效益型增长的变革,从产业链终端治理到环状系统全过程设计与控制的变革,达到节约资源和减少废弃物以及经济增长的目的。, 百拇医药(周颖)