中药材超微破壁粉碎技术革新：破壁增效与品质提升

随着中医药现代化不断地发展，超微粉碎技术应用于原料和制剂的研究，成为改善和提升传统中药饮片与传统制剂品质的重要途径。超微粉碎机的概念及工作原理及特点，该技术在中药领域的应用概况，超微粉碎技术在中药领域的应用前景，提出中药超微粉碎相关研究和应用的问题。超微粉碎技术是采用机械或流体动力方法将原材料粉碎成纳米粉或微米粉的技术工艺。超微粉碎技术在食品和材料学领域应用广泛，随着中医药现代化不断地发展，该技术被应用于原料和制剂的基础与应用研究。药物经超微粉碎后粒径甚至可达到1～10μm，超微粉体具有较好的溶解性、分散性、吸附性、化学反应活性等特点，该技术在中药行业的应用与发展，从而使超微粉碎技术成为改善和提升传统中药饮片与传统制剂品质的重要途径。

中药超微粉碎技术概况

根据研究思路和角度有所不同，对于超微粉碎的表述也不尽相同，例如中药粉、中药饮片、灵芝孢子粉，植物细胞壁，花粉，油菜花粉，松花粉等。虽然中药的种类众多，但其有效物质主要分布在细胞中，常规的粉碎方式仅能破坏细胞间质，有效成分不能充分溶出，采用超微粉碎破壁技术，可以实现中药粉的微粉化，从而达到细胞壁的粉碎。根据粉碎程度不同，所得粉体的名称也不同，如有些中药材经超微粉碎后得到粒径大于1μm的粉体，这种中药粉体被称为中药微粉，反之称为中药超微粉。根据中药超微粉碎的研究进展，中药超微粉碎更倾向于细胞级别的粉碎程度，且认为粒径控制在75μm以下的中药粉体都称为超微粉体。

中药材经过超微粉碎后，颗粒大小变得均匀，而且比表面积会增大。研究表明，中药材经过超微粉碎后，粉体的粒径分布会随着粒径的减小而变窄，相对于粉体粒径而言，分布区域越窄，会与颗粒的实际理化性质更加接近。中药材通过超微粉碎后，能使其原药材的中心粒径变得更小，为常规粉碎的粉体粒径的三分之一，对于一般的药材来说，在此粒度的细胞破壁率大于95%。中药材的细胞破壁率达到一定程度后，其药材中所含有的成分将充分地溶解出来，其中化学成分的溶出速度和溶出量都会得到提高。中药超微粉碎技术不仅应用于单味药的粉碎，也可以对中药复方和提取物进行粉碎，达到微粉化状态，超微粉碎技术可以改善中药材的品质，使中药材的利用更加充分，从而减少中药材资源的浪费。

中药超微粉碎的设备及其工作原理根据破坏物料分子间内聚力方式的不同，超微粉碎设备主要有机械粉碎机、振动磨、流能磨。

机械粉碎机的工作原理是通过改变粉碎介质、增加搅拌振动装置、改变机器的结构或运动形式、安装分级器等，使外加力充分地作用于待处理物料，以达到细胞破壁的粉碎效果。利用该超微粉碎机进行普通物料粉碎时可使粉体的D90（颗粒累积分布为90%的粒径）小于2μm，D50（颗粒累积分布为50%的粒径）达到0.1～1μm。新研制开发的MIC研磨剪切超细粉碎机是利用多个高速公转和自转的环状粉碎，获得离心力场，使原料受到压缩力、剪切力及研磨力，将原料粒子研碎，得到的粉体粒径可达到2μm以下。

气流式粉碎机其工作原理是使物料颗粒之间以及颗粒与室壁之间在高速流体的作用下发生碰撞、冲击和研磨而产生强烈粉碎作用。该粉碎机对于质地坚硬的物料有较好的适用性，经气流粉碎机粉碎后得到的粉体粒径分布范围窄，在整个粉碎的过程中会产生冷却效应，物料在粉碎时产生的热量与冷却的温度相互抵消，因此，该设备粉碎温度较低，是低熔点和热敏性中药材制备超微粉。在粉碎时较高的气流速度，会使物料所含的部分挥发性成分损失，因此适合质地松脆的原料粉碎。但该粉碎机消耗能量较高，是普通粉碎的数倍。

振动磨被广泛应用于多个行业和领域，是利用高强度的振动使物料和器壁进行高速碰撞和切磋，在短时间内使得物料混合均匀的超微粉碎技术。影响超微粉碎技术工艺参数是粉碎时间和介质填充率，振动磨的介质填充率比较高，一般为60%～80%，在单位时间内物料撞击和剪切的次数较多，振动磨的冲击次数通常是普通球磨机的4～5倍，所以它的粉碎效率是普通球磨机的10～20倍，耗能也比普通的粉碎机低很多。由于振动磨配有水冷却装置，可实现低温或常温的粉碎，对含有挥发性成分的中药材同样较适用，经振动磨粉碎的物料，粒径平均可达2～3μm以下。在利用振动磨进行超微粉碎过程中，粒子粒径呈现快粉碎-慢粉碎-粉碎平衡-逆粉碎的变化，当粉碎达到平衡后，粉体的粒径不再随粉碎时间的延长而减小，甚至会出现粒径有所增大的趋势。这是因为当颗粒达到一定的粒径后，继续粉碎易引起粉体的团聚，因此，在应用时应控制粉碎时间。

中药超微粉碎的性能及特点

有利于提高成分的溶出率。超微粉碎技术能达到细胞壁破碎程度，使药材中的活性成分充分溶出，提高药材中有效成分的溶出率。中药材经过超微粉碎后，其粒度更加细微、粒径分布更加均匀，同时，超微粉具有较强的表面吸附性和亲和性，提高药材中活性成分在人体中的释放速率。粉末均匀，成型性好，改善顺应性，经过超微粉碎后的中药材粉体粒度均一，不仅改善制剂表面的均匀性，提升崩解性能，还可将其超微粉体制备成速溶颗粒，经过超微粉碎的粉体因其纤维超细，工艺成型中无需添加辅料即可制成颗粒，临床应用口感好，顺应性强，且崩解速率相对于普通药粉快、溶解分散性好。可控性强，适用范围广。可根据中药材自身性质的不同来选择适宜的温度进行超微粉碎，对于含有芳香类成分的药材，可选择在低温状态下进行超微粉碎，粉碎时间短，可保留药材中所含有的有效物质。超微粉碎也可以用于含有糖、油类成分的药材，质地坚硬的贝壳类、骨类和矿物类药材，高纤维性、高硬度类的中药材也均适用。同时，超微粉碎不仅可用干湿法粉碎。节约物料，可持续化利用药材，采用传统粉碎的方法很难达到较高的提取率和溶出率，经过超微粉碎的中药材，例如川芎和当归等。可以显著提高药物成分的提取率，根据药材性质和超微粉碎程度的不同，超微粉碎可以节约药材30%～70%，减少药量，节约原料。经过超微粉碎的中药材粉末，无需煎煮和浸泡等操作，可应用于制剂生产，减少药材中的活性成分的损失，提高药材的利用率，减少生产的操作环节，有效降低生产成本，提高其生产率。