一、引言
大黄,作为中药材中的一颗璀璨明珠,历经千年传承。古代医药家张景岳推崇其为“药中四维”之一,现代人将其视为日常保健品。大黄都如同一位保家卫国的将军,守护着人们的健康。通过这次科普,我们将深入探讨大黄的生长习性、全产业链、科技创新及科普应用、功效配伍及药食同源,帮助大家更好地认识和利用这一宝贵的中药材。
二、概述
1.定义
大黄为中国传统常用中药,始载于《神农本草经》,被列为下品药,因泻下力峻猛,历代医籍常以“将军”为喻,别名将军、川军、绵纹大黄、黄良、火参、肤如。味苦,性寒,有泻热通肠,凉血解毒,逐瘀通经之功能,用于实热便秘,积痛,泻痢不爽,湿热黄疽,血热吐衄,目赤,咽肿,瘀血经闭,跌打损伤等。
2.种类
《中国药典》2020版收录的大黄为蓼科大黄属植物掌叶大黄(Rheum palmatumL.)、唐古特大黄(Rheum tanguticum Maxim.ex Balf.)或药用大黄(Rheum offcinale Baill.)的干燥根及根茎。这三种大黄虽然有野生分布,但商品药材主要来源于人工栽培品。
图1 掌叶大黄Rheum palmatumL.
(1)掌叶大黄。掌叶大黄多年生高大草本。根茎粗壮。茎直立,中空,光滑无毛。基生叶大,叶片宽心形或近圆形,径达40 cm以上,3~7掌状深裂,每裂片常再羽状分裂,上面疏生乳头状小突起,下面有柔毛;茎生叶较小,柄亦渐短;托叶鞘膜质,密生短柔毛。花序圆锥状,顶生;花梗纤细,中下部有关节。花紫红色,花被片6,成2轮,雄蕊9,花柱3。瘦果有3棱,沿棱生翅,顶端微凹陷,基部近心形,暗褐色。花期为每年的6—7月,果期为7—8月。
(2)唐古特大黄。又名鸡爪大黄,叶片掌状5深裂,裂片常呈三角状披针形或狭线形,裂片窄长。花序分枝紧密,向上直立,紧贴于茎花梗纤细,中下部有关节。其他特征与掌叶大黄相似。
图2 唐古特大黄Rheum tanguticumMaxim.exBalf.
(3)药用大黄。基生叶5浅裂,浅裂片呈大齿形或宽三角形;托叶鞘膜质,较透明,上有短毛。花较大,淡黄绿色;果枝开展,翅果边缘不透明。其他特征与唐古特大黄相似。
图3 药用大黄Rheum offcinale Baill.
三、生长习性
1.来源
大黄本品为蓼科植物掌叶大黄Rheum palmatumL.、唐古特大黄*Rheum tanguticum Maxim.exBalf.或药用大黄Rheum offcinale Baill.*的干燥根及根茎。秋末茎叶枯萎或次年春发芽前采挖,除去细根,刮去外表,切瓣或段,绳穿成串干燥或直接干燥。
2.植物形态
大黄是多年生草本,其根状茎和根肥厚,呈黄褐色。茎直立,中空,高可达1.5~2.0米,表面光滑或具纵棱,基部常被残存叶鞘包裹,节间明显,绿色或带紫红色;基生叶大型,长宽可达30~60 cm,掌状分裂(裂片数因种而异)。掌叶大黄5~7深裂,裂片宽三角形,边缘具粗齿。唐古特大黄3~5深裂,裂片狭窄,边缘锯齿尖锐。药用大黄浅裂或不分裂,叶基心形。叶柄粗壮,长可达30 cm,常带紫红色,基部扩大成鞘状。茎生叶较小,互生,向上逐渐简化,叶柄短或无。大型圆锥花序,顶生或腋生,分枝多而密集。花呈淡绿色、白色或紫红色。花被片6枚,两轮排列,雄蕊9枚,花丝细长;子房上位,3心皮。果实为瘦果,具3棱,边缘有翅(翅宽窄因种不同),成熟时呈棕褐色。其种子1粒,卵形,胚乳丰富。果期8—9月。花期6—7月(高海拔地区可能延至8月)。
性状特征:本品呈类圆柱形、圆锥形、纺锤形、卵圆形或不规则块状,长3~17 cm,直径3~10 cm。除尽外皮者表面黄棕色至红棕色:有的可见类白色网状纹理及星点(异型维管束)散在,残留的外皮棕褐色,多具绳孔及粗皱纹。质坚实,有的中心稍松软,断面淡红棕色或黄棕色,显颗粒性;根茎髓部宽广,有星点环列或散在;根木部发达,具放射状纹理,形成层环明显,无星点。气清香,味苦而微涩,嚼之粘牙,有沙粒感。
图4药用大黄根茎断面
3.生长习性
大黄喜冷凉湿润气候,耐寒,忌高温。我国西北地区野生大黄分布于2000米左右山地,家种在1400米以上,气温在-10~30 ℃,年降雨量500~1000mm的高、寒、湿地区大黄为大型草本植物,根部肥大、粗壮,适宜在土层深厚、富含腐殖质、排水良好的壤土或沙壤土生长;黏重低洼和酸性土壤不宜种植。
四、大黄全产业链
大黄全产业链包括从种植、加工、产品开发、销售的整个过程。
1.大黄种植
(1)播种育苗
①采种
宜选择生长健壮、无病虫危害、3年生抽薹的大黄植株为种株,在7月上中旬种子呈褐色后进行采收,采收时剪取所有带种子的果穗,选择籽粒饱满的种子用于育苗。
图5 大黄种子
②育苗田选择和整地
应选择生地或3年以上未种植过大黄、土层深厚、土壤肥沃、排水方便的地块,在冬季深翻20~25 cm,浅耕耙平。播种前开沟做畦,畦面宽100~120 cm,沟宽20~25 cm,沟深20~25 cm,畦向与坡向一致,畦面平整,土块细碎,略呈龟背型。
③施肥
每亩施有机肥300 kg或农家肥2000~3000 kg做底肥,施肥后应深翻、耙细和整平。
④播种
a.种子处理。配制45~50 ℃ 1000倍液的50%多菌灵可湿性粉剂水溶液,浸种10~12小时,清水冲洗2~3次,沥干水分。
b.播种时间。掌叶大黄和唐古特大黄播种应在4月下旬至5月上旬播种,药用大黄播种应在4月上旬至5月上旬播种,药用大黄子芽播种应在11月至次年2月播种。
c.播种方式。播种可选择条播或撒播。条播开深3~6cm的沟,行距25~30 cm,均匀撒入种子,覆土1~3 cm,亩用种量为8~10 kg;撒播时将种子均匀撒于苗床,覆土1~3 cm,亩用种量为10~15 kg。
⑤苗床管理。出苗后3~4叶期进行间苗,5~8叶期定苗。保持苗距10-15 cm。5月下旬、6月中旬和8月中下旬各除草1次;6月下旬至7月上旬追施尿素5~8 kg/亩。根据育苗地和移栽地海拔差异程度适时起苗,海拔高度相差不大时在3月下旬至4月上旬移栽前起苗,海拔高度差异较大时在初冬起苗。可根据墒情和苗情适时、适量灌溉。
图6大黄育苗苗床
(2)栽培
①选地
选取土层深厚、土壤肥沃、排水方便的地块,不可连作,轮作倒茬三年以上,四周无三废污染源存在的地块。
②整地
前茬作物收割后应及时深翻深翻20~25 cm冻晒,秋后将土壤打细耙平做垄,垄面宽40 cm,垄间宽30 cm,垄高30 cm,垄向与坡向一致,垄面上虚下实,略呈龟背型。
③移栽
a.种苗栽植。每年3月和11月均可栽植,应选择根头直径1.0~15 cm,长度15 cm以上生长健壮、无病虫害,无机械损伤的种苗进行移裁。
栽植方法可选择穴裁或开沟裁植。穴裁在垄面纵向沿中线挖穴,穴距60~70 cm,穴深25~30 cm,每穴底施入0.10~0.15 kg有机肥做底肥,底肥上面覆土3 cm。开沟栽植适宜平地机械化作业,沟深30~35 cm,行距60 cm,在沟内按宽55 cm设置单元格,单元格宽35 cm。
图7 大黄挖穴
图8 大黄移栽
移栽时剪掉种苗侧根,用草木灰处理剪口,每穴栽一株,覆土以芽头露出地面0.5 cm为宜,每亩栽植1300~1600株。
b.药用大黄子芽栽植。在10月至11月收获大黄时,将根茎侧面萌生的3~10 cm的子芽切下,切口涂草木灰。选择生长健壮、无病虫害的相对较大子芽直接栽植;相对较小子芽假植于苗床,第二年3月至4月移栽。
栽植方法为穴栽或开沟栽植。人工栽植的穴裁,按55 cm×60 cm株行距呈品字形挖穴,穴宽35 cm,穴深30 cm。采用机械化开沟栽植,沟深30~35 cm,沟中心之间行距60 cm,苗栽植的株距35 cm,两行之间植株按Z字形排列。
栽植时每穴栽1~2个子芽,月至11月栽植的子芽覆土5~7 cm;3月至4月移栽的子芽覆土2~3cm;栽植的密度为2000~4000株/亩。
图9 一年生大黄
图10二年生大黄
④田间管理
a.除草培土。移栽当年6月至9月间,中耕除草2~3次;次年春、秋中耕培土1次。
b.追肥。栽植后第2年春季应追肥,适量培土施氮肥(N)5.4~6.5kg/亩、磷肥(P2O5)13.8 ~16 kg/亩。
c.打薹。栽植后第2年和第3年的4月中旬至5月下旬,晴天时从茎基部第一个节上1㎝处割去花薹。栽植后第2年和第3年的4月中旬至5月下旬,掰掉侧芽,每株保留一个顶芽。
d.灌溉。可根据墒情和苗情适时适量灌溉。
⑤病虫害防治
a.农业防治。清洁地块:应及时清除病株、病根,秋后清除枯茎落叶和田间杂草,并烧毁或深埋。整地时应深耕和晒垡。轮作倒茬:应轮作3~4年后才能再种植。
图11 大田除草
图12 大黄成药田
b.物理防治。蛴螬等虫害可采用黑光灯诱杀成虫。可用扑鼠器具防治鼠害。
c.化学防治。病虫害严重时可采用低毒、低残留农药进行防治。
2.采收、初加工与贮藏
(1)采收
①采收时间
掌叶大黄应在栽植后第2~3年的10月下旬至11月上旬采挖;唐古特大黄应在栽植后第3~4年9—10月采收;药用大黄应在种苗栽植的第3年10—11月采挖,子芽栽种的大黄应在第4年11月中下旬采挖。
②采收方法
采挖应在秋末茎叶枯萎时,选择晴天,割去地上部分,挖出根及根茎,除净泥土,运回进行初加工,采用人工或者机械进行采挖。
(2)初加工
大黄收获后应将根及根茎抖净泥沙,切除残留茎叶、支根、顶芽,刮去粗皮,去除顶芽,去掉侧根。将主根及根茎横切成3~5 cm厚的段或纵剖成半圆柱形块状,匀摊在架上以自然晒干、阴干、熏干或烘干等方式干燥。熏干或烘干时,应首先在恒温45 ℃烘至半干,2~3天后在常温下密闭堆积自然蒸发(发汗回潮),最后在45 ℃下干燥至全干状态,敲击可发出清脆声音。
图13 大黄产地加工
图14 大黄产地加工
(3)贮藏
以塑料内袋密封打包,置常温下通风干燥处保存,防霉、防蛀、防鼠。
(4)运输
运输过程注意保持透气,防挤压、雨淋、暴晒。不应与有污染、有异味的交通工具和物料混合运载。
(5)生产记录和档案管理
生产者应记录整地、繁育、栽植的时间,田间管理、水肥管理和病虫害防治的具体措施,以及采收时期和初加工情况等。对产地空气、灌溉水、土壤相关指标进行检测并保留检测报告,保存时间不少于24个月。宜采用信息化技术手段管理相关记录和档案,以便于栽培信息追溯。
3.炮制与深加工
(1)传统炮制
①生大黄:取原生大黄根茎,洗净后切片(厚度2~3 mm)或切块,晾干或低温干燥。禁用铁器刮皮,避免氧化发黑;切片需保留完整“锦纹”纹理。炮制后结合型蒽醌保留90%以上,泻下作用峻烈,适用于实热便秘、急腹症。
②酒大黄:将大黄片/块与黄酒按10:1比例(每100 kg药材用10~15 kg黄酒)拌匀,闷润至酒被吸尽。文火炒干至色泽加深(温度80~100 ℃),断面呈棕褐色。炮制后游离蒽醌含量提升20%,鞣质减少15%,借助黄酒升提之性,增强清上焦血分热毒的功效,适用于咽喉肿痛、目赤头痛,泻下作用较生大黄稍缓,减少对胃肠的刺激。
③熟大黄炮制有两种工艺方法:蒸制法和炖制法。
炮制后结合型蒽醌下降50%,泻下作用缓和,适用于年老体虚便秘患者。
蒸制法:大黄片与黄酒按10:3比例拌匀,隔水蒸24~32小时至内外均呈焦黑色。
炖制法:密闭容器内用黄酒炖至药材完全碳化(需保持温度100~110℃)。
④大黄炭:武火炒制(200~250℃),药材表面焦黑、内部深褐色时喷洒清水灭活,摊凉后干燥。炮制后结合型蒽醌减少95%,止血成分(炭素吸附物)含量上升30%,用于消化道出血、崩漏。
⑤醋大黄:大黄片与米醋按10:1.5比例拌匀,闷润后文火炒干(温度60~80℃),断面呈棕黄色。炮制后泻下作用减弱,消积化瘀为主,适用于肝郁化热、产后瘀滞。
⑥清宁片:取大黄片或块,置煮制容器内,加水满过药面,用武火加热,煮烂时,加入黄酒(100:30)搅拌,再煮成泥状,取出晒干,粉碎,过100目筛,取细粉,再与黄酒、炼蜜混合成团块状,置笼屉内蒸至透,取出揉匀,搓成直径约14毫米的圆条,于50~55℃低温干燥,烘至七成干时,装入容器内闷约10天,至内外湿度一致,手摸有挺劲,取出,切厚片,晾干。大黄片或块每100 kg,用黄酒75 kg、炼蜜40 kg。炮制后结合型蒽醌完全分解,缓泻不伤正气,适用于慢性便秘调理。
(2)现代炮制工艺优化
①预处理与分档
原料清洗后按直径分档:特级品(≥5cm):纵向切瓣(厚度2~4 mm);统货(<5 cm):横向切段(长度5~7cm)。
采用淋润法分次喷淋:小块喷淋5次(间隔1小时),大块喷淋10次,总吸水量≥30%。
②精准控温干燥
使用隧道式干燥机分阶段控温:初始阶段:40 ℃±5 ℃持续8小时(避免蒽醌类成分氧化)。终末阶段:60 ℃快速干燥至含水量≤12%。
(3)现代深加工技术
①超临界CO₂萃取技术:该技术应用于大黄中有效成分总蒽醌的提取,提高其药用价值。
参数设置:萃取压力35 MPa,温度45℃,CO₂流量25 L/h,持续120分钟。
②复合微胶囊技术:该技术通过将大黄的活性成分包裹在微小的胶囊中,通过控制胶囊的材料和结构,可以实现对活性成分的保护和缓释,用于制备大黄的缓释片剂或颗粒剂。
包埋工艺:大黄素与人参皂苷按1:2比例混合,β-环糊精包埋(包封率≥85%)。喷雾干燥温度110℃,出口温度60℃,制成粒径10-50 μm微胶囊。
③智能化炮制设备:按照炮制工艺标准流程,通过计算机实时监控,收集炮制工艺参数和质量检验数据,实现炮制过程的自动化和操作过程的规范化。
酒炙大黄采用动态温控炒药机:温度80~100℃,黄酒喷洒量10%(酒药比1:10)。红外线实时监测色泽变化(ΔE值≤3.0)。
4.品质控制
(1)源头标准化
道地药材认证:优先采用甘肃陇西、四川阿坝、陕西镇巴等核心产区的大黄,种植基地需符合《道地药材标准汇编》生态环境要求。
种植管理:土壤重金属检测(铅≤5 ppm,镉≤0.3 ppm)。
采收前3年禁用农药,根茎直径≥5cm为特级品(断面“锦纹”明显)。
(2)现代检测技术
UPLC指纹图谱技术:结合超高效液相色谱(UPLC)和质谱(MS)的分析方法,用于中药的化学成分分析和质量评价。该技术通过分离和检测中药中的多种成分,生成独特的指纹图谱,反映中药的整体化学特征。检测14个特征峰(含没食子酸、番泻苷A/B、大黄素等),相似度≥0.90为合格。
生物效价检测:通过特定的实验设计,比较供试品与标准品或对照品在生物体内的反应,以测定其效价。泻下效价以番泻苷含量≥1.2%为基准;止血效价:大黄炭的炭素吸附率≥25%。
(3)炮制工艺规范
智能设备应用:动态温控炒药机实现酒炙工艺精准控温((80~100)℃±2 ℃),黄酒喷洒量误差≤1%。
稳定性验证:生大黄饮片经12个月加速稳定性试验,蒽醌类成分保留率≥90%。
5.商品流通
(1)规格分级标准
特级品:直径≥5 cm,蒽醌总量≥3.0%,应用于高端饮片、出口原料。
一级品:直径3~5 cm,蒽醌总量2.5%~3.0%,应用于中成药投料。
统货:未分级,蒽醌总量≥1.5%,应用于工业提取(如通便茶)。
(2)供应链溯源管理
区块链技术:从种植到流通全流程数据上链,消费者扫码可查种植地GPS坐标、采收时间及炮制工艺参数(如蒸制时长、酒药比)。
跨区域仓储:西北产区设恒温库(温度15~20℃,湿度≤60%);华南销区设冷链中转仓(防霉变处理)。
(3)市场流通规范
包装标准化:出口级饮片采用真空铝箔包装(氧气透过率≤0.5 cm³/(m²·24h·0.1 MPa))。国内流通使用防潮牛皮纸袋(含水量实时监测标签)。
国际认证:欧盟EDQM认证(重金属、微生物限度双达标);日本汉方药GMP认证(指纹图谱一致性≥95%)。
6.产业链延伸
(1)种植端
标准化种植与种源优化:建立道地产区认证体系(如甘肃陇西、陕西镇巴),推广“育苗基地+合作社+农户”模式,实现种苗统一供应与标准化管理。通过基因测序技术筛选高蒽醌含量品种,育苗成活率提升至85%以上。
生态复合种植:发展林下仿野生种植(如松树林套种),减少化肥使用量30%,提升药材品质溢价率20%。
(2)加工端
初加工升级:引入智能化分拣线,按直径(≥5cm为特级品)、蒽醌含量(≥3.0%)分级加工,出口级饮片占比提升至35%。开发冻干大黄片、超微粉等新型饮片,保留活性成分90%以上。
深加工产品开发:在药用领域,提取大黄素、大黄酸等成分,制成肝纤维化抑制剂、抗菌喷雾等现代制剂;在食品领域,开发大黄功能饮料(通便茶)、益生元固体饮料(结合低聚糖配方);在水产养殖领域,将大黄提取物制成饲料添加剂,抑制嗜水气单胞菌等病原体,替代抗生素使用。
副产物综合利用:废弃根须用于生物炭生产(吸附重金属效率达80%),茎叶提取物开发天然植物农药。
(3)应用领域拓展
医疗健康领域:与药企合作开发抗肝纤维化新药(基于大黄素靶向治疗技术),临床试验有效率提升至62%。开发术后止血敷料(大黄炭纳米纤维材料),止血时间缩短40%。
现代农业领域:推广“大黄-水稻”轮作模式,改善土壤连作障碍,降低土传病害发生率25%。
日化领域:提取大黄蒽醌类物质制成抑菌洗手液、控油洁面乳,抑菌率≥99.9%。
(4)数字科技
智能生产体系:应用动态温控炒药机(酒炙工艺温差≤±2℃)和UPLC在线监测系统,实现炮制品质量稳定性在95%以上。
溯源与供应链管理:区块链技术全程追溯,涵盖种植地GPS坐标、炮制参数(如蒸制32小时)、重金属检测数据(铅≤5 ppm)。
五、科创+科普
1.新品种选育
(1)筛选高产、优质、抗逆性强的品种:通过基因组学研究,选育出适应性强、产量高、品质好的新品种。例如,抚顺市农业科学研究院野生植物研究所专为食用需求选育出兼顾风味与栽培适应性,适合规模化种植的“抚育”大黄。
(2)功能性品种:针对特定药用成分的富集,如高含量的蒽醌类化合物,通过分子标记辅助选择等技术进行育种。例如,由湖北省农科院中药材研究所通过杂交育种技术选育,基于高效液相色谱法(HPLC)对蒽醌类成分进行定量分析,筛选高含量株系,通过种质资源库(100余份种质)优化遗传性状,实现有效成分与产量的协同提升的“楚黄一号”。
2.新技术应用
(1)育苗技术
①组织培养:利用组织培养技术,快速繁殖无病毒、无病虫害的健康种苗,提高种苗的纯度和一致性。研究发现,通过优化培养基配方和激素配比,青海大黄的下胚轴诱导率达到90%,增殖系数达到4.3,组培苗移栽成活率达95%。日本大黄在种子剥壳后胚根垂直向下接种,结合70%酒精和0.1%氯化汞溶液消毒,是获得无菌实生苗的有效方法。
②智能温室育苗:采用智能温室,通过环境控制系统(如温度、湿度、光照)优化育苗条件,提高种苗的生长速度和质量。比如,兰州新区现代农业双创基地是全国最大的中药材现代设施农业育苗基地之一,其中大黄智能温控育苗大棚是其重要组成部分,通过精准控制,种苗成活率和质量大幅提升,为中药材大黄种植提供了优质的种苗资源。
(2)栽培技术
①精准灌溉:该技术是一种基于作物需求和土壤条件的灌溉方式,通过精确控制灌溉量、时间和位置,确保作物根部获得适量的水分和养分。在大黄种植中的应用主要体现在优化水肥供应、提高产量和质量、减少资源浪费以及保护生态环境。通过滴灌系统,将溶解后的肥料与灌溉水一起输送到大黄根部,确保其获得均匀、稳定的水分和养分供应。精准灌溉能够满足大黄不同生长阶段的水分和养分需求,从而提高其产量和药用价值。通过精确控制灌溉量,避免了传统灌溉方式中水资源和肥料的浪费,降低了生产成本。减少肥料流失和土壤污染,保护种植区的生态环境。
②智能施肥:通过土壤养分检测仪,实时监测土壤中的氮、磷、钾含量及pH值,根据传感器数据,自动调整施肥量和施肥频率,实现精准施肥,通过远程监控和数据分析,优化施肥方案,实现大黄精准施肥,减少化肥使用量,提高肥料利用率。
③病虫害防治:采用生物防治、物理防治和化学防治相结合的方法,减少化学农药的使用。例如,利用天敌昆虫、诱虫灯、生物农药等进行病虫害防治。
(3)种植过程管理
①数字化管理系统:建立大黄种植的数字化管理系统,通过物联网技术(如传感器、无人机)实时监测土壤湿度、温度、光照等环境参数,及时调整管理措施。
②无人机巡检:利用无人机进行定期巡检,进行病虫害监测、作物健康评估、精准施药等,能够高效、精准地完成作物健康监测和病虫害防治工作,推动了农业生产的智能化和可持续发展。
③病虫害监测:无人机可以快速发现大黄植株上的病虫害迹象,如叶片变色、斑点、虫卵等,帮助种植者在病虫害扩散前采取防治措施。
④作物健康评估:通过多光谱传感器,无人机可以监测大黄植株的生长状况,评估其健康程度,发现潜在的营养不良或环境胁迫问题。
⑤精准施药:无人机结合智能路径规划和自动化飞行,可以实现精准施药,减少农药浪费,降低对环境的污染。
⑥生态友好:无人机巡检技术对作物的物理损伤较小,且能够减少对生态环境的干扰,有助于保持生物多样性和生态平衡。
(4)加工技术
①智能化加工设备:采用智能化加工设备,如自动切片机、烘干机、包装机等,提高大黄的加工效率和产品质量。其主要的智能化加工设备有:大黄产地专用烘干机和大黄超细粉碎机。
大黄产地专用烘干机是专门用于大黄等中药材干燥的设备。它具有以下特点:
智能温控系统:能够根据大黄的不同品种、含水量及干燥阶段,自动调节烘干温度,确保每一批次的大黄都能在最佳温度环境下进行干燥,避免药性成分的流失。
高效节能:采用先进的热风循环系统,快速均匀地传递热量,缩短干燥时间,提高生产效率,同时优化热能利用,减少能量损耗。
环保材料:使用环保材料制造,减少对环境的污染,符合绿色农业的发展理念。
大黄超细粉碎机主要用于将大黄等中药材进行超细粉碎处理。其主要特点包括:
多功能性:由主机、辅机、电控箱三个部分组成,具有风选式、无筛、无网、粒度大小均匀等多种性能,生产过程连续进行。
适用范围广:广泛运用于制药、能源、食品等工业的物料粉碎,具有功能全、结构紧凑、技术性能稳定等特点。
超微粉碎:物料的粉碎与粉粒的分级在同一密闭系统中进行,不产生粉尘,适应范围广,可调节粉体细度(60~500目),维修简单。
②质量追溯系统:利用区块链技术建立从种植、加工到销售的全程追溯系统,消费者可以通过扫描产品上的二维码,查看大黄的生长环境、加工过程、检测报告等信息,增加消费者对产品的信任度。通过区块链技术为每批大黄生成唯一的数字证书,防止假冒伪劣产品流入市场,保护消费者权益和品牌形象。
3.新渠道拓展
(1)电商平台
利用电商平台(如淘宝、京东)和中药材专业平台,拓展线上销售渠道,通过抖音、快手等短视频平台进行直播带货,直接与消费者互动,提高大黄产品的知名度和销量。通过建设电商助农旗舰店,结合直播带货形式推广大黄及深加工产品,例如中药材原料、保健品等。
(2)数字化营销:利用大数据分析市场需求,精准投放广告并优化供应链管理,提升线上销售效率。
(3)品牌建设:加强品牌建设,打造区域公用品牌,提升大黄产品的市场竞争力。湖北省恩施州利川市、甘肃省定西市陇西县、陕西省镇巴县打造“利川大黄”“陇西大黄”“镇巴大黄”地理标志产品,通过欧盟EDQM认证,出口单价提升50%。
通过参加中药材博览会、举办品鉴会等方式,提高品牌的知名度和美誉度。开设大黄药膳餐厅(如大黄炖鸡、大黄蜜饯),年接待体验型消费者超10万人次。
(4)国际市场开拓:依托“一带一路”政策,拓展东南亚、欧洲等对中医药认可度高的市场。
4.信息化赋能
(1)物联网平台:建立物联网平台,集成各种传感器和设备,实现大黄“种-采-收”数据的实时采集和分析,为种植和管理提供科学依据。
比如,某中药材种植基地引入了物联网平台,对大黄进行智能化种植管理。通过配置灌溉、施肥、通风等智能设备,实现了环境参数的自动化调节。同时,物联网平台还收集了大量的试运行数据,用于调整监测设备的位置、参数阈值及平台功能。这种智能化的管理方式不仅提高了大黄的产量和药用成分含量,还降低了病虫害的损失率。此外,物联网平台还提供了全流程的监控,确保了大黄从种植到采收的全过程都在掌控之中。
(2)人工智能:利用人工智能技术,在智能辅助种植、智能审方与质控、病虫害智能诊断、智能分拣、质量监测等方面为中药材大黄生产提供科学、高效的管理决策。
智能辅助种植:采用人工智能技术建立中药材大黄智能模拟种植系统,开展规模化、科学化、精细化种植,提高中药材大黄种植品质,降低种植成本,提升中药材大黄种植经济效益。
智能审方与质控:在中药材大黄的加工过程中,人工智能技术可以应用于中药智能审方和病案智能质控。通过智能分析大黄的配伍规则和炮制方法,可以确保加工过程中的合理性和安全性。同时,利用大数据存储和深度学习算法等技术,可以建立中医病案理法方药一致的内涵质控垂直类大模型,提升中药临床病案的书写质量。
在大黄炮制研究方面,来自陕西中医药大学、陕西省中医医院、宁夏医科大学的孟凯强等人,基于沈舒文教授名医工作室传承病案系统中记录的病例数据,运用Python搭建算法模型,以人工智能领域的机器学习为研究工具,从真实世界数据的维度去剖析大量样本数据背后的规律,将大黄及炮制品酒大黄作为切入点,从用药年龄、用药时间、诊断辨证和方药组合等不同层面解析大黄及其炮制品的使用规律。
利用人工智能技术开发病虫害智能诊断系统。农民可以通过手机拍摄大黄叶片的照片,上传到系统中。系统通过图像识别技术,快速诊断病虫害类型,并提供相应的防治措施建议,帮助农民及时采取措施,减少损失。
智能分拣:使用机器视觉技术对大黄进行分拣,根据颜色、形状、大小等特征自动分类,确保每批大黄产品的质量保持一致。
质量检测:通过AI算法分析大黄的化学成分,如蒽醌类化合物含量,确保产品符合国家标准,提高产品的市场竞争力。
(3)区块链技术:利用区块链技术,建立从种植到加工的全程追溯系统,提高大黄产品的透明度和信任度。
江西省中医药研究院推出的中药溯源平台:利用区块链的多方存证、不可篡改、可溯源可验证等特性,结合视频监控、物联传感、5 G等技术,实现了中药材大黄从种植、采收、加工、销售等全程信息管理及追溯。消费者可以通过移动终端或PC端扫码进行溯源查询,了解大黄的全生命周期信息,从而增强对中药质量安全的信心。
云南省中药材追溯大数据平台:该平台采用区块链技术对中药材大黄等进行追溯管理,确保大黄在流通环节中的信息真实性和完整性,为政府监管和企业自律提供了有力支持。
中国中医药溯源认证服务平台:通过数据和知识双轮驱动的方法,对中医/民族医药人才信息进行深度解析,协助进行人才的客观评估和顶尖人才的精准引进。平台通过追溯认证,帮助进行人才的客观评估、顶尖人才的精准引进等工作,确保中医药领域人才信息的真实性和准确性。该平台还涉及中医药行业的多个方面,包括中药材的质量追溯、防伪溯源、品牌保护以及生产、加工、销售等环节的全程监控和管理。通过物联网技术和区块链技术,平台能够记录中药材从种植到销售的每一个环节的信息,确保数据的准确性和完整性,并提供质量追溯和风险预警功能。这些措施有助于强化全过程的质量安全管理与风险控制,提升中医药产品的品牌价值和市场竞争力。
图15 中国中医药溯源认证服务平台
(4)大模型:利用大模型在大黄成分分析与质量控制、药效预测与新药开发、辅助医生问诊、种植优化与环境适应性研究、文化传播与教育方面辅助智能化管理与分析决策。
①成分分析与质量控制:通过大数据和机器学习模型,可以对大黄中的有效成分进行高精度的分析。例如,利用光谱分析技术结合深度学习模型,可以快速准确地测定大黄中特定成分(如大黄素、大黄酚等)的含量,这对于确保药材的质量和疗效具有重要意义。
②药效预测与新药开发:利用大模型可以模拟大黄中活性成分与人体内靶点的相互作用,预测其药理作用和潜在的副作用。这有助于加速新药的发现过程,尤其是在开发基于大黄的新型药物时,可以大大缩短研发周期。比如,利用药代动力学模型预测大黄中的活性成分在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程,为新药开发提供理论依据。
③辅助医生问诊:结合患者的基因信息、生活习惯等数据,通过大模型可以预测不同个体对大黄及其复方制剂的反应差异,从而实现更加个性化的治疗方案。
例如,由天士力医药集团与华为云共同开发的中医药大模型——数智本草大模型,拥有380亿参数量,基于中医药海量文本数据预训练,结合向量库检索强化,以及中药研发多场景的微调,能够更好地帮助研究者完成中医药理论证据的挖掘和总结,通过智能问答、交互计算与报告生成三种模式,能够进行中药机制解析、方剂筛选和优化、提升研发效率,并辅助医生问诊。
④种植优化与环境适应性研究:通过分析不同生长环境下大黄的生长情况及其化学成分的变化,利用大模型可以优化大黄的种植条件,提高其产量和品质。此外,还可以研究气候变化对大黄种植的影响,为未来的农业规划提供科学依据。
⑤文化传播与科普教育:利用大模型和自然语言处理技术,可以开发关于大黄等中药材的知识传播平台,通过故事化、互动化的方式向公众普及中医药文化,提高人们对传统医药的认识和兴趣。
比如,由华东师范大学、上海中医药大学、华东理工大学、海军军医大学、临港实验室与华润江中现代中药全国重点实验室联合开发“数智岐黄”中医药大模型采用预训练和微调并结合检索增强生成和插件调用等技术,以《黄帝内经》《伤寒杂病论》等著名中医典籍及1000多本古籍和中医药文献为核心数据基础,以高质量中医药知识图谱为知识宝库,“宝库”中涵盖超过8万种方剂,超过2000种证候,超过9000种中药材,超过4万种中药成份,超过1.8万种靶点,超过2000种疾病。通过方剂推荐、中药性质解读(包括性味归经、功效与应用、药物组成、炮制方法等)、证候辅助诊断,实现中医药领域知识智能问答、健康咨询、中医药知识图谱动态交互三大核心功能,助力中医药创新研究和人才培养、临床辅助诊疗和中医养生保健,推动中医药文化传承及创新发展。
六、功效与配伍
1.功效
(1)传统药理
①泻下攻积。泻下攻积是大黄的传统功效之一,可用于治疗一切阳邪积滞,其中蒽醌与蒽酮类是主要泻下成分,其通过促进肠道蠕动,抑制肠壁吸收水分,促进粪便排出体外。
②清热泻火解毒。大黄还具有清热泻火解毒的功效,其作用机制是使下丘脑体温调节中枢释放前列腺素减少,导致环核苷酸的释放减少,以达到退热降温与清热泻火的效果。
③凉血止血。大黄凉血止血的功效具有“止血不留瘀”的特点。蒽醌与鞣质类为大黄止血作用相关的药效成分。
④利湿退黄。大黄苦寒,是治疗湿热黄疸的重要中药,大黄利湿退黄的传统功效与利尿、保肝利胆等传统药理作用密切相关。
⑤逐瘀通经。大黄还有逐瘀通经的功效,这与改善微循环以及促进血液流动的现代药理作用相近。
(2)现代药理
大黄除了传统的药理作用外,还具有广泛的抗肿瘤、抗菌抗炎、调节免疫系统与降血脂等作用。
①抗肿瘤。大黄中多种成分能够抑制肿瘤细胞的生长,并诱导其凋亡。大黄酚具有抗结肠癌的作用。
②抗菌作用。大黄含有的各种蒽醌衍生物,具有不同程度的抗菌活性,其中大黄酸、大黄素与芦荟大黄素作用力最强。
③调节免疫系统。大黄含有的大黄素能够提高免疫功能,并具有一定的抗炎活性。
④降血脂。中药大黄能够有效降低血液中胆固醇含量。
2.配伍
(1)大黄与芒硝、枳实、厚朴等合用,荡涤胃肠,清除燥结,通下积滞。用于胃肠实热积滞,便秘腹痛,如名方大承气汤。临床上肠梗阻、急性胆囊炎、急性阑尾炎等辨证属实热蕴结、腑气不通者皆可选用。
(2)老年性便秘多因津亏气虚而得,但补气生津滋阴通便,临床效果一般不佳,且对顽固性便秘毫无动静。治疗老年性便秘,常在辨证方中加入生大黄,以荡涤肠道,打一“缺口”,而令便通。有的老人便秘长达一周,更有达15天者,常规辨证用药无效,改用是药,再加玄明粉3~5克,日一次,冲服,往往药到病除。临床使用不超过三次为宜,待腑气一通,即改弦更张,从本论治。用“增液行舟”法,补气生津,滋阴通便,兼佐活血之味为佳。
(3)生大黄配栀子、青蒿,清热除湿,泄胆退黄,用于急性黄疸型肝炎辨证属湿热积聚者,乃临床最佳选药。
(4)大黄配石膏清阳明经热,折其壮热之火,配钩藤、天竺黄凉肝息火,配竹沥、羚羊角以助窍开。以泻阳明腑热,下其上燔之火也,诸药相合,高热昏迷方有转机。凡高热昏迷者,皆属急重危症,承陆九芸“人病之热唯胃为甚”和万密斋云“心主神明易生惊,色脉相通恶热侵,实则泻之唯泻腑”之旨,故大黄必用、首选。
(5)生大黄30~50克,配伍紫丹参30~40克,熟附片5~30克,煎水100~150 ml,高位保留灌肠(深度20~25 cm),可温阳活血泄浊,可为慢性肾炎“变症”型治疗方法之一(慢性肾炎迁延日久,或治疗失当或失于治疗,多病情加重,出现“肾绝”“关格”等重危急证,相当于西医称之为“肾衰竭”“尿毒症”等,中医称之为慢性肾炎“变症”型)。如湿浊热毒重甚者,用泻火降浊法:药用生大黄50克(后下)配伍丹参40克,熟附片5克,二丁各50克,蚕沙30克,枳实20克,芒硝15克(冲),车前子30克,萹蓄30克,水牛角50克;胃中秽浊邪毒重者,用清泻胃火法:药用生大黄40克,配伍丹参30克,生石膏100克,枳壳实各20克,丹皮20克,生地30克,黄连20克,铁片草40克。凡此等等,皆以辨证为主,施行灌肠,主药皆首选大黄。大黄通腑泻浊,化瘀解毒,可排除体内和血中毒素,祛除湿毒、溺毒、水毒、瘀毒、氮质等,使三焦气机通畅,增强微循环,以纠正氮质血症,纠正肠胃功能,提高机体的活力,改善全身症状,邪去而正安。
(6)大黄配川牛膝参与辨证药中,借苦寒之力,泻热毒于下,用于咽喉肿痛、目赤生秽、鼻衄、齿衄属火毒上炎者,收引热下行,排毒于外之功。
(7)大黄配当归、红花、桃仁等,可活血祛瘀通经,治疗血瘀闭经。
(8)大黄配地鳖虫、骨碎补活血祛瘀止痛,治各种跌打损伤。可内服亦可打粉外用,乃优选入药。
(9)大黄配伍防风,肺与大肠同治,祛肠道弯曲之风,实则指防风可祛肠道湿滞也,用于风疹腹痛并作或交替出现。
(10)大黄配槟榔、防风、干姜,即槟风军姜汤。用于治疗慢性泄泻,西医谓“肠道菌群失调症”、慢性结肠炎等。症见腹痛小作,肠鸣,大便夹有泡沫,久不得愈,愈而复作。
七、药食同源
1.食疗药膳
大黄杏仁汁:大黄汁30克,芒硝汁、苦杏仁汁各60克。将以上3味倒入净杯中摇匀即可。1次饮用,病重者亦可酌情增加剂量和次数。具解毒通便功效,适用于食猪肉中毒。
大黄蜂蜜汁:生大黄80克,蜂蜜适宜。【用法】每日3次,每次用适量蜂蜜温开水送服3克,具有泻热通便,活血化瘀,凉血止血,抗癌的功效。适用于热毒壅滞、胃癌出血等病症。
大黄酒:大黄3~12克,白酒适量。将大黄研末,每日1剂,白酒调服,具有活血散瘀的功效。适用于月经不调、血瘀积滞、月经延后、经期腹痛、结血块等病症。
2.菜用大黄的营养价值及食用
每100克菜用大黄的叶柄中含水分为93.7%,蛋白质0.6克,脂肪0.1克,糖类3.7克,维生素A 100国际单位,维生素B1 0.03毫克,维生B2 0.07毫克,维生素C 4.6~9毫克,纤维素1.48克,钾502.1毫克,钠4.95毫克,钙107.1毫克,镁37.7毫克,磷30.84克,铜0.534毫克,铁0.872毫克,锌0.157毫克,锰0.048克,锶0.806毫克,以及多量的琥珀酸。根部含蒽醌类衍生物、大黄酚、大黄素等。
(1)菜用
在欧洲各国以及美国、加拿大等国,大量利用大黄的叶柄制作馅饼、果派、蜜饯和腌渍。制调味汁沾肉吃,制冰淇淋,烘烤大黄甜面包、松脆糕点、乳蛋糕、拔丝大黄等。除鲜食外,糖渍贮藏备用,或将其切成小块,在沸水中焯1.5分钟,然后冷冻贮藏。
(2)药用
大黄干燥后的根茎,具有类似我国中药掌叶大黄(北大黄)、唐古特大黄、药用大黄(南大黄)的作用。性寒,味苦,入脾、胃、大肠、心包、肝经。能泻热通便,并有破瘀的作用。中药上清肠通便、泻火解毒、逐瘀通经、跌打损伤,用量很少,且不宜久煎。孕妇及妇女经期、产期忌用,身体衰弱者慎用。
3.大黄预防草鱼多种疾病
大黄是含黄连素的中药,可预防草鱼多种疾病,如病毒性出血病、细菌性烂鳃病、肠炎和赤皮病等。在草鱼发病季节到来之前,每100千克鱼用大黄100克,煎熬成汁,拌入饲料中投喂,连喂3天,即可起到预防的作用;也可用千万分之五的大黄和硫酸铜液全池泼浇,进行预防。
4.巧用大黄治猪病
健胃活脾。药方:大黄末3~6克、龙胆末2~4克,芦荟末1.5~4.0克。温水适量,混合灌服,每日一剂,连服2~3剂。也可用大黄酊(大黄10克、40%酒精100毫升浸泡而成)5~10毫升/次,龙胆酊3~5毫升/次,温水适量,混合灌服。每日1剂,连服3剂。还可用大黄苏打片5~10克/次,日服2次,连服2~3天,混料喂给。
攻积导滞。药方:生大黄6~12克/次,芒硝20~30克/次,厚朴5~10克/次,枳实5~10克/次,水煎服(芳硝勿煎,临服药时倒入药汁中溶解后灌服),一般服药后3~5个小时左右可见肠内积滞毒物及腐败分解物排出。服药后应供足饮水。因误食毒物要尽快泻下排出时要禁用油类泻剂,因为毒物能溶解于油水,促进毒物吸收,有引起中毒的危险。
收敛止泻。药方:大黄炭5~10克/次,乌梅炭、诃子炭各3~9克/次,药用炭(活性炭)15~50克/次,如无药用炭可用锅底灰代替,肉豆蔻6~10克/次,石榴皮5~15克/次,水煎去渣灌服,每日一剂,连服2~3剂。
泻火凉血。熟大黄4~8克/次,黄芩6~15克/次,黄连6~9克/次,煎汁去渣灌服,每日一剂,连服2~3剂。
清热解毒。熟大黄5~10克/次,茵陈、栀子各6~15克/次,木通6~12克/次,水煎去渣灌服,连服3剂。
5.焦大黄治疗奶牛鼻衄
(1)病例
刘某一奶牛患病邀诊。7点开始奶牛有少量点状鼻出血,后逐渐以线状流出,他医肌注止血敏20 ml,2小时后仍流血不止,后经静注5%氯化钙,鼻腔内喷洒盐酸肾上腺素、血余炭,断血穴注射等措施,均收效甚微。
(2)治疗
大黄60 g,炒焦,加水灌服。1小时后该牛出血停止,后再未复发。12例均收到良好效果,而且屡试屡效。
八、大黄的安全与健康问题
大黄虽然具有多种药用价值,但在剂量、使用时间以及适用人群方面需要谨慎。
1.不良反应
胃肠道不适:大黄中的蒽醌类化合物(如大黄酸、大黄素)具有刺激性,长期或过量使用时可能导致腹痛、腹泻等胃肠道不适。
电解质紊乱:大黄的泻下作用可能导致体内钾、钠等电解质的流失,尤其是长期使用时,可能引发低钾血症。
过敏反应:少数人可能对大黄过敏,出现皮疹、瘙痒等过敏症状。
2.禁忌症
孕妇慎用:大黄具有较强的泻下作用,可能引起子宫收缩,增加流产风险,因此孕妇应避免使用。
哺乳期妇女慎用:大黄中的成分可能通过乳汁影响婴儿,哺乳期妇女应谨慎使用。
体质虚弱者慎用:大黄性寒,脾胃虚弱、气血不足的人群不宜长期使用,以免加重体质虚寒。
3.质量与炮制
药材质量:大黄的质量直接影响其安全性和疗效。应选择正规渠道购买,避免使用劣质或掺假的大黄。
炮制方法:大黄经过炮制(如酒制、炒制)后,其药性会有所改变,毒性降低,使用时应根据具体炮制方法选择合适的用法。
4.注意方法
不宜长期使用:大黄不宜长期服用,以免导致肠道功能紊乱或依赖性便秘。
避免过量使用:过量使用可能导致严重的腹泻、脱水等不良反应。
与其他药物的相互作用:大黄可能与某些药物(如利尿剂、抗凝药等)发生相互作用,影响药效或增加不良反应风险。使用前应咨询医生或药师。
特殊人群慎用:儿童、老年人以及患有慢性疾病(如心脏病、肾脏病)的人群应谨慎使用。
九、附录:相关标准规范及参考文献
以下是一些关于大黄的标准规范和参考文献:
1.标准规范
GB/T 43623-2023《大黄栽培技术规程》确立了大黄的栽培技术规程,规定了大黄栽培的栽培环境、播种育苗、栽培、采收、初加工与贮藏等,适用于廖科植物掌叶大黄、唐古特大黄和药用大黄等的栽培。
《SB/T11174.5-2016 中药材商品规格等级 第5部分:大黄》是中华人民共和国国内贸易行业标准,规定了大黄中药材的商品规格等级。该标准适用于大黄中药材在生产、流通及使用过程中的商品规格等级评价,为大黄的交易和质量控制提供了依据。
《道地药材标准汇编》为中华中医药学会道地药材标准的汇编,共收录157项标准,包括道地药材标准编制通则及156项道地药材标准。
《中药材生产质量管理规范(试行)规范》规范了中药材生产,保证中药材质量,促进中药标准化、现代化。
《中华人民共和国药典》是国家药品标准的重要组成部分,是药品研制、生产(进口)、经营、使用和监督管理等相关单位均应遵循的法定技术标准,对羊脂油炙淫羊藿的炮制工艺和质量标准进行了明确规定。
2.参考文献
《优质中药材生产技术》主要介绍了中药材的生产技术,包括土壤选择、繁殖方式、施肥管理等方面的内容,旨在提高中药材的产量和质量。
《中药材大黄的人工栽培》:详细介绍了大黄的生长习性、栽培技术、采收加工技术。
《大黄标准化裁培管理技术》:通过科学的种植方法和管理措施,提高大黄的产量和质量,确保药材的标准化生产。
《大黄炮制方法与标准》:介绍大黄的药材来源、古法炮制方法、现代炮制方法、饮片性状、质量标准、炮制目的及临床应用。
《大黄的加工方法》:介绍了大黄的主要加工步骤及注意事项。
《利川市中药材产业建设分析报告》:中药材产业发展现状及成效、存在的主要问题、中药材产业高质量发展建议。
《甘肃大黄产业现状与高质量发展对策》通过对甘肃大黄道地产区的分析,阐明了当前甘肃大黄道地主产区的县域分布。在对大黄种植、加工和流通等产业化发展现状综合分析的基础上,梳理出甘肃大黄产业发展面临的关键性制约因素,提出了促进甘肃大黄产业高质量发展的对策。
《中药大黄炮制品的化学成分及药效研究进展》从研究炮制方法对药效的影响、制定炮制品的质量标准、探讨炮制技术、建立炮制与多学科的交叉研究、探讨炮制后化学成分的变化规律等方面入手进行深入研究。
《2024-2030年中国大黄行业市场发展监测及投资战略规划报告》介绍了大黄的行业现状、市场规模、市场分析、产业链分析、企业分析、技术创新及研发动态等方面。
《中国大黄行业市场规模及投资前景预测分析报告:博研咨询》介绍了大黄行业市场、产业利好政策、市场规模、竞争格局、产业链分析、市场供需、市场投资前景等。
《药用大黄成分分析及结合型蒽醌生物转化研究》陕西省镇巴县是全国最大的药用大黄种植基地,但在质量标准、品质评价方面研究较少,论文系统分析了镇巴药用大黄药材的主要成分。
《大黄的本草考证》对大黄进行本草学研究,通过查阅历代本草著作,从名称、基原、产地变迁、品质评价四个方面对正品大黄进行本草考证,以正本清源。古籍中认为西北及四川等地产的大黄品质佳,与今基本一致。通过古籍追本溯源梳理清了大黄的本草学证据,为其道地性研究、规范化种植及资源可持续保护与开发提供科学指导。
十、结语
通过对中药材大黄的深入了解,我们可以看到大黄不仅具有显著的泻下作用,还在清热解毒、活血化瘀等方面发挥着独特的疗效。希望通过这次科普,大家对大黄有更全面的认识,并在日常生活中更加关注和合理使用中药材,为健康保驾护航。
来源: 中国农业工程学会