黃芪藥渣化學成分、藥理及應用研究進展
來源:用戶上傳
作者:
摘要：黃芪在制藥、保健品等行業生產過程中產生的藥渣大多被直接丟棄或簡單轉化為低附加值產品。黃芪使用量巨大，若通過合適途徑加以利用，其藥渣可變成寶貴的再生資源，在多領域具有廣闊的應用前景。因此，尋找高效的轉化途徑對提升資源價值、減少環境污染、維持藥材種植及加工基地的生態平衡均有重要的意義。本文從化學成分、藥理作用、應用研究方面，闡述黃芪藥渣醫療和經濟價值，為其綜合開發利用提供參考。
關鍵詞：黃芪;藥渣;化學成分;藥理作用;再生資源;發酵;綜述
中圖分類號：R285 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5304（2019）06-0140-05
Abstract： Most of Astragali Radix residues in the production process of pharmaceuticals， health products and other industries are directly discarded or simply converted into low value-added products. The use of Astragali Radix is huge. If it is utilized by suitable means， its residues can become a valuable renewable resource and have broad application prospects in many fields. Therefore， finding efficient conversion pathways is of great significance for enhancing the value of resources， reducing environmental pollution， and maintaining the ecological balance of medicinal planting and processing bases. This article described the medical and economic value of Astragali Radix residues from the aspects of chemical compositions， pharmacological action and application research， and provided references for its comprehensive development and utilization.
Keywords： Astragali Radix; residues; chemical compositions; pharmacological action; renewable resources; fermentation; review
中藥材在行業生產過程中形成的大量廢棄物己成為生態系統和可持續發展的重大問題，因此，尋找高效的轉化途徑有著重要的意義[1]。黃芪在臨床、制藥和保健等方面均有廣泛的應用[2-4]，用于生產飲片、中成藥、提取物及其制劑[5]。研究表明，黃芪藥渣殘留大量有效成分和營養成分，這些成分具有增強機體免疫功能[6]、促進機體代謝[7]、抗氧化[8]、調節激素[9]等作用，具有較高利用價值。黃芪藥渣具有十分廣闊的應用前景，可用于輕化工、藥品、化妝品、動物飼料及飼料添加劑等領域[10-11]，但目前黃芪藥渣再利用相關報道較少。本文從化學成分、藥理作用、應用研究方面，闡述黃芪藥渣醫療和經濟價值，為其綜合開發利用提供參考。
1 化學成分研究
有報道，黃芪藥渣的主要成分為纖維素和半纖維素，占藥渣總質量的42.74%，同時含有大量可溶性糖（12.36%）和植物蛋白質（8.92%），還含少量還原糖、脂肪、甘露醇、水分和粗灰分[12];主要有效成分為黃酮類、皂苷類、多糖類及氨基酸類化合物等[13]。
1.1 多糖類
黃芪多糖是黃芪藥材主要有效成分之一，藥材經提取后仍有部分黃芪多糖殘留，水解處理黃芪藥渣中的纖維素和半纖維素也可得到多糖。楊國輝等[14]選用內切型-β-葡聚糖酶、外切型-β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶將黃芪藥渣中的纖維素酶解為小分子纖維素及纖維二糖等小分子糖類，得到黃芪多糖達38.71%。張英等[15-16]用纖維素酶和木聚糖酶處理黃芪藥渣，將藥渣中的纖維素和半纖維素分別降解為葡萄糖和木糖;此外，通過發酵法得到黃芪藥渣纖維素和半纖維素糖類水解物，包括葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖、木糖及纖維二糖。郝霞等[17]對黃芪藥渣中提取的粗阿拉伯木聚糖進行分離純化，得到8種水溶性多糖組分。劉磊等[18]分析黃芪藥渣中的4種半纖維素組分，發現其中AX-I-1為雜多糖，包括鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖。
1.2 黃酮類
黃芪總黃酮是黃芪重要的有效成分。馬宏軍[19]采用色質聯機法分別定量分析黃芪和黃芪藥渣中的黃酮類物質，發現黃芪藥材所含的5種黃酮類物質有3種出現在黃芪藥渣中：2-[4-羥基-3-甲氧亞芐基]-5-羥基-苯丙二氫呋喃-3-酮（coumaran-5-ol-3-one，2-[4- hydroxy-3-methoxybenzylidene]-），7-羥基-2-（4-甲氧基苯）-4H-1-苯吡喃-4-酮（4H-1-benzopyran-4-one，7- hydroxy-2-（4-methoxyphenyl）-），3，4-二羥基-3（3-羥基- 2，4-二甲氧基苯）-2H-苯吡喃-7醇（2H-1-benzopyran- 7-ol，3，4-dihydro-3-（3-hydroxy-2，4-dimethoxyphenyl）-），含量依次為50.2%、35.1%、27.1%。黃芪藥渣中還含有毛蕊異黃酮、芒柄花素等黃酮類成分[20-21]。 1.3 皂苷類
皂苷類是黃芪藥材有效成分之一，其中黃芪甲苷是黃芪質量檢定的指標成分[22]，為一種三萜皂苷。研究表明，黃芪藥渣仍含有大量黃芪甲苷。黃亞非等[23]通過HPLC分別測定黃芪藥材和藥渣中黃芪甲苷含量，結果表明，黃芪甲苷在藥渣中的含量為藥材的72.08%。周萍等[24]采用高效液相色譜-蒸發光散射法測得黃芪藥渣中黃芪甲苷含量為0.74 mg/g。竺利紅等[25]測定黃芪藥渣不同發酵時間發酵液中黃芪甲苷含量，發現發酵96 h得到的黃芪甲苷含量最高，達（0.57±0.027）%。
2 藥理作用研究
黃芪藥渣及其發酵產物具有抗菌、抗炎、鎮痛、抗癌、抗氧化、增強免疫力、促生長等藥理作用。
2.1 抑菌
朱振元等[26]研究黃芪藥渣蟲草發酵粉的抑菌作用，結果表明，黃芪藥渣蟲草發酵粉對沙門氏菌（G-）、金黃色葡萄球菌（G+）、枯草芽孢桿菌（G+）、大腸桿菌（G-）均具有抑制作用，作用強度依次降低;對部分真菌也具有抑菌效果，其中對曲霉Aspergillus spp.和青霉Penicillium spp.的抑制作用最強。竺利紅等[25]研究發現，黃芪藥渣經棘孢木霉發酵后，對變形桿菌、沙門氏桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均具有抑制作用。
2.2 抗氧化
劉磊等[18]研究發現，黃芪藥渣中多糖AX-I的各組分對超氧陰離子均具有清除作用。馬宏軍[19]研究表明，黃芪藥渣中的黃酮類成分可顯著提高金鯽魚肝臟內超氧化物歧化酶（SOD）活性。閆先超[27]研究黃芪藥渣發酵制劑對青腳麻雞生長性能及部分血清生化指標的影響，結果顯示，發酵黃芪藥渣發酵制劑可顯著增加雞血清總SOD含量。
2.3 抗抑郁
陸明鳴等[28]采用靈芝菌發酵黃芪藥渣，并進行開場實驗、懸尾試驗和強迫游泳實驗，發現芝芪菌質水提物可顯著縮短懸尾和游泳不動時間，提示黃芪藥渣發酵物具有一定的抗抑郁作用。
2.4 抗疲勞
陳玉勝等[29]采用芝芪菌質水提物灌胃30 d后測定小鼠負重游泳持續時間、運動后血清尿素氮水平、肝糖原含量、血清乳酸脫氫酶活力及平均體質量的增加量。結果顯示，芝芪菌質水提物可使血清尿素氮水平顯著降低，其他各項指標均顯著提高，提示黃芪藥渣發酵物具有抗疲勞作用。
2.5 調節尿酸
陸潭等[30]用黃芪藥渣發酵產物對高尿酸血癥模型小鼠進行試驗，考察黃芪藥渣發酵物抗高尿酸血癥活性，結果顯示，與模型對照組相比，給藥組小鼠血清尿酸、肌酐和尿素氮水平均顯著降低，而尿液尿酸、肌酐排泄量及尿酸排泄分數顯著提高，提示黃芪藥渣發酵產物具有抗高尿酸血癥的作用，可能是通過促進尿液中尿酸的排泄實現的。
2.6 增強免疫力、促生長
黃芪藥渣對白羽野鴨有增強免疫力、促進生長的作用。張瑞等[31]研究發現，黃芪藥渣可明顯增加白羽野鴨體質量，其中高劑量組可顯著增加白羽野鴨免疫器官質量。張登輝[32]發現，添加5%黃芪藥渣的基礎日糧可顯著提高肉雞日糧中粗蛋白質的表觀代謝率。吳華等[33-34]用肉雞進行了類似研究，結果表明，黃芪藥渣可提高肉雞生產性能，表現為顯著提高肉雞的日增重、降低料肉比，飼糧中粗蛋白質的表觀代謝率顯著提高，粗脂肪的表觀代謝率降低，進一步研究發現黃芪藥渣能提高雞肉的品質，減少雞肉的水分含量，增強雞肉的系水力，降低雞肉中脂肪含量而提高瘦肉率?；艄饷鞯萚35]用靈芝菌發酵黃芪藥渣所得的芝芪菌質多糖喂養肉雞，使肉雞的全期平均增重、料肉比均顯著提高;在結合疫苗使用情況下，實驗組新城疫抗體滴度、血清α-干擾素含量均顯著高于對照組;芝芪菌質多糖還能改善肉色、降低失水率;提示芝芪菌質多糖能促進肉雞生長，提高體免疫力，改善肉品質。閆先超[27]研究黃芪藥渣發酵制劑對青腳麻雞生長性能及部分血清生化指標的影響，各試驗組采食量和平均日增重均高于對照組，其中黃芪藥渣混合益生菌組的日增重效果最為顯著。
2.7 調節血糖
黃芪藥渣發酵產物對血糖有調節作用。研究發現，黃芪藥渣發酵產物富硒酵母通過降低空腹血糖和提高胰島素水平，同時提高白細胞計數、免疫球蛋白G、白細胞介素-2等免疫指標，達到降低免疫力低下糖尿病模型動物血糖的作用[36]。
3 應用研究
黃芪藥渣因其有效成分含量較高，且資源豐富、成本相對低廉，可廣泛應用于工業、農業和畜牧業。
3.1 工業領域
在工業領域，黃芪藥渣可用于生產乙醇。張英等[15]研制出既能利用葡萄糖又能利用木糖的融合菌株，利用其轉化黃芪藥渣。黃芪藥渣經纖維素酶和木聚糖酶處理后，所含纖維素和半纖維素被降解為葡萄糖和木糖，融合菌株能充分利用而產生乙醇。
3.2 農業領域
在農業領域，黃芪藥渣可用于制作有機肥、栽培真菌。研究表明，黃芪藥渣可做成生物有機肥種植油菜，肥效可達無機肥或市售生物有機肥水平，并有提高油菜籽品質的作用[37]。采用溫控型堆肥罐系統，對黃芪藥渣進行好氧堆肥化，所得的堆肥產品的有機質和總養分（N+P2O5+K2O）含量均比現行有機肥料標準（NY525-2012）高28.5%，表明黃芪藥渣可用于生產優質有機肥料或做成土壤改良劑[38]。用黃芪藥渣作為雞腿菇栽培原料的主料，可提高其產量和生物學效率[39]。
3.3 畜牧業領域
畜牧業為中藥藥渣的主要應用領域之一，黃芪藥渣多用于制備禽、畜飼料或飼料添加劑，通常具有增強禽類免疫力、增產[31]、提高表觀代謝率[32]或改善肉質[34]的作用。在飼料中添加黃芪藥渣飼養肉羊，可降低羊肉中致膻物質的含量，有利于減輕膻味、改善羊肉風味[40]。 3.4 發酵工藝
在對黃芪藥渣再利用的研究過程中，尤其是將其用于禽、畜飼料或飼料添加劑的制備時，發現黃芪藥渣經發酵后，具有更廣泛的藥理作用和更強的生物活性，因此，目前大多對黃芪藥渣發酵后再進行應用研究。對黃芪藥渣的發酵工藝研究主要從發酵菌種、發酵條件、氮源、接種量、發酵基質等方面進行探討，具體見表1。
4 展望
目前，黃芪藥渣相關研究已取得初步進展，其中對于已知的有效成分含量研究較多，對其藥理活性、生物活性等也進行了探索。為使黃芪藥渣得到高效利用，工藝研究較多，并已得出相對成熟的工藝。研究的思路和方向較多元化，黃芪藥渣的應用具有廣闊前景。
然而，黃芪藥渣相關基礎性研究仍欠缺。目前尚未見對黃芪藥渣進行較系統的成分研究，難以確定藥渣再利用的研究方向，無法充分利用其價值。對黃芪藥渣相關活性研究較少，研究內容較局限，限制了其利用。對于黃芪藥渣的工藝研究大多為發酵工藝研究，且研究方法均為傳統的同步發酵法，尚未升級到轉化效率更高的異步發酵技術[45]。今后對黃芪藥渣的研究可逐步完善基礎成分和活性的研究，再結合實際，尋找更高效的應用模式，充分開發黃芪藥渣的價值;在工藝上，除現有發酵技術進一步改良外，還可進行化學、物理等轉化利用途徑，將新技術用于黃芪藥渣的工藝研究。
黃芪藥渣雖具有廣泛的應用領域，但目前多屬于粗放低值資源化模式。應轉變思路、改進技術，使黃芪藥渣的利用價值或潛在利用價值得到有效挖掘和充分利用，上升到轉化增效資源化模式，甚至是精細高值資源化模式[46]。
此外，對于黃芪藥渣的研究過程中產生的新問題和藥渣應用的安全問題也值得關注。黃芪藥渣多來源于中成藥的制藥生產廢棄物，不同配方、不同提取過程對黃芪藥渣的成分及活性的影響也不同[47]。對于某種來源藥渣的研究成果是否適用于其他來源的藥渣尚需要更多研究驗證;藥渣在生產過程中是否有毒性成分的累積，應用的前期處理是否會產生有害物質[48]，微生物發酵過程中未知成分對動物遺傳和環境的影響[49-50]等方面也需進一步研究。
參考文獻：
[1] 趙明，段金廒，張森，等.基于中藥資源產業化過程副產物開發禽畜用藥及飼料添加劑的策略與路徑[J].中國中藥雜志，2017，42（18）：3628- 3632.
[2] 朱育鳳.2011-2015年江蘇省中醫院補虛類中藥飲片應用分析[J].中國中醫藥信息雜志，2017，24（7）：121-124.
[3] 朱麗，申丹，郭琦，等.《中華人民共和國衛生部藥品標準·中藥成方制劑》黃芪用藥規律分析[J].中國中醫藥信息雜志，2015，22（4）：37-40.
[4] 秦雪梅，李震宇，孫海峰，等.我國黃芪藥材資源現狀與分析[J].中國中藥雜志，2013，38（19）：3234-3238.
[5] 張蘭濤，郭寶林，朱順昌，等.黃芪種質資源調查報告[J].中藥材， 2006，29（8）：771-773.
[6] 許鵬飛，孫京惠，高福云，等.黃芪顆粒對小鼠免疫調節功能的影響[J].中國中醫藥信息雜志，2007，14（4）：27-28.
[7] 王巍巍，陳以平.黃芪、牛蒡子不同配伍對糖尿病大鼠糖脂代謝及腎臟病變的影響[J].中國中醫藥信息雜志，2008，15（9）：31-33.
[8] 張灼，陳立新，秦臘梅，等.黃芪皂甙對大鼠心肌缺血-再灌注損傷血流動力學和氧自由基的影響[J].中國中醫藥信息雜志，2000，7（3）：7-8.
[9] JIANG X， CAO X， HUANG Y， et al. Effects of treatment with Astragalus Membranaceus on function of rat leydig cells[J]. BMC Complementary and Alternative Medicine，2015，15（1）：1-6.
[10] 段金廒，宿樹蘭，郭盛，等.中藥資源產業化過程廢棄物的產生及其利用策略與資源化模式[J].中草藥，2013，44（20）：2787-2797.
[11] 段金廒，宿樹蘭，郭盛，等.中藥廢棄物的轉化增效資源化模式及其研究與實踐[J].中國中藥雜志，2013，38（23）：3991-3996.
[12] 孫會輕.黃芪渣固體發酵菌種的篩選與條件優化[D].天津：天津科技大學，2013.
[13] 陳華.固體發酵黃芪藥渣工藝條件優化[D].合肥：安徽農業大學， 2016.
[14] 楊國輝，魏麗娟，李卓偉，等.纖維素酶解黃芪藥渣的工藝優化[J].飼料廣角，2017（6）：32-34.
[15] 張英，鄭清煉，周裕權，等.融合菌株轉化黃芪藥渣生產乙醇的工藝[J].中成藥，2016，38（6）：1421-1424.
[16] ZHANG Y， WU J， NI Q. Multicomponent quantification of Astragalus residue fermentation liquor using ion chromatography- integrated pulsed amperometric detection[J]. Experimental & Therapeutic Medicine，2017，14（2）：1526-1530.
[17] 郝霞，李科，王桂臻，等.黃芪藥渣中阿拉伯木聚糖提取、分離和結構初步分析[J].山西醫科大學學報，2016，47（4）：338-343.
[18] 劉磊，李科，郝霞，等.黃芪藥渣中阿拉伯木聚糖（AX-I-1）的提取純化、結構分析及體外抗氧化作用[J].高等學?；瘜W學報，2016，37（12）：2168-2175. [19] 馬宏軍.中藥渣中剩余黃酮的定性定量及對小鼠、金鯽魚體內SOD活性影響的研究[D].長春：東北師范大學，2005.
[20] CHEN C Y， ZU Y G， FU Y J， et al. Preparation and antioxidant activity of Radix Astragali residues extracts rich in calycosin and formononetin[J]. Biochemical Engineering Journal，2011， 56（1）：84-93.
[21] 陳彩云.黃芪中毛蕊異黃酮和芒柄花素的富集、分離純化及抗氧化活性研究[D].哈爾濱：東北林業大學，2012.
[22] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：一部[M].北京：中國醫藥科技出版社，2015：302.
[23] 黃亞非，劉杰，黃際薇，等.HPLC測定黃芪藥渣中黃芪甲苷含量[J].中山大學學報：自然科學版，2009，48（2）：146-148.
[24] 周萍，王成軍，鄧勵.黃芪藥渣中黃芪甲苷含量的測定[J].安徽農業科學，2011，39（13）：7773-7774.
[25] 竺利紅，焦巧芳，尹小良，等.發酵法制備黃芪藥渣飼料添加劑活性物質[J].浙江農業科學，2015，56（10）：1651-1653.
[26] 朱振元，肖超嶺，孫會輕，等.黃芪渣蟲草發酵粉的抑菌活性及安全性評價[J].天津科技大學學報，2013，28（4）：1-4.
[27] 閆先超.黃芪藥渣發酵制劑對青腳麻雞生長性能及部分血清生化指標的影響[D].合肥：安徽農業大學，2016.
[28] 陸明鳴，陸潭，張雪明，等.芝芪菌質水提物抗抑郁作用研究[J].安徽農業科學，2011，39（18）：10818-10819.
[29] 陳玉勝，張李陽，霍光明，等.“芝芪菌質”超細粉對小鼠的抗疲勞及促生長效應[J].江蘇農業科學，2010，38（2）：318-320.
[30] 陸潭，張李陽，陳玉勝.一種黃芪藥渣發酵產物的抗高尿酸血癥活性[J].江蘇農業科學，2013，41（9）：288-291.
[31] 張瑞，趙景輝，王英平，等.人參、黃芪（殘渣）、五味子（殘渣）等對白羽野鴨生產性能和免疫性能的影響[J].中獸醫醫藥雜志，2011，30（3）：48-51.
[32] 張登輝.黃芪藥渣作飼料添加劑對肉雞表觀代謝率影響的研究[J].國外畜牧學（豬與禽），2008，28（2）：77-78.
[33] 吳華，張輝，楊玉芳.飼料中添加黃芪藥渣對肉雞生產性能的影響[J].青海大學學報：自然科學版，2009，27（4）：65-68.
[34] 吳華，張輝，蘭小定.黃芪藥渣對放牧肉雞肉品質的影響[J].畜牧獸醫雜志，2010，29（1）：26-28.
[35] 霍光明，張李陽，周業飛，等.芝芪菌質多糖對AA肉雞生長、免疫和肉品質的影響[J].揚州大學學報：農業與生命科學版，2010，31（3）：39-43.
[36] 劉必旺，許凱霞，郭羽，等.黃芪藥渣發酵產物富硒酵母對免疫低下糖尿病大鼠的影響[J].中國實驗方劑學雜志，2014，20（6）：136-139.
[37] 周林山，李偉東，鄭立軍，等.黃芪藥渣生物有機肥在油菜上的肥效試驗[J].安徽農業科學，2016，44（12）：159-161.
[38] 高小迪，孫利鑫，王引權.黃芪藥渣好氧堆肥化進程研究[J].中獸醫醫藥雜志，2014，33（3）：54-57.
[39] 劉愛軍.黃芪渣栽培雞腿菇配方試驗[J].甘肅農業科技，2014（7）：17-19.
[40] 藺軍.日糧中添加黨參、黃芪渣對羊肉揮發性風味化合物影響的研究[J].中國草食動物科學，2015，35（2）：24-28.
[41] 焦巧芳.中藥渣微生物轉化利用菌種篩選研究[D].金華：浙江師范大學，2010.
[42] 朱振元，丁麗娜，姚強，等.黃芪渣中國擬青霉固體培養及發酵產物分析[J].食品研究與開發，2012，33（2）：171-173.
[43] 魏麗娟，楊國輝，王德功，等.中藥黃芪渣固態發酵工藝條件的優化[J].黑龍江畜牧獸醫，2015（19）：217-219.
[44] 劉鋒.黃芪藥渣固體發酵條件優化[D].合肥：安徽農業大學，2015.
[45] 龔信芳.木薯渣異步糖化發酵和同步糖化發酵產乙醇的研究[D].廣州：華南理工大學，2011.
[46] 段金廒，張伯禮，宿樹蘭，等.基于循環經濟理論的中藥資源循環利用策略與模式探討[J].中草藥，2015，46（12）：1715-1722.
[47] 嚴霞，曹雅軍，付盈盈.中藥固體制劑生產常見問題及解決方案探討[J].中國中醫藥信息雜志，2013，20（11）：98.
[48] 鐘源，趙蓉，李前慧，等.基于污染指數法的8種中藥材重金屬污染情況文獻研究[J].中國中醫藥信息雜志，2018，25（5）：101-104.
[49] 田懷平，王玲，杜毅，等.射干合劑2015年版《中華人民共和國藥典》微生物檢查方法適用性研究[J].中國中醫藥信息雜志，2017，24（10）：72-75.
[50] 管敏，周琴妹.3種含重金屬制劑的微生物限度檢查方法的驗證[J].中國中醫藥信息雜志，2016，23（7）：101-103.
?。ㄊ崭迦掌冢?018-06-14）
?。ㄐ藁厝掌冢?018-08-03;編輯：向宇雁）
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14889673.htm
