【中國中醫藥報】交叉創新釋放中藥資源産業新動能

發布者:祝緩發布時間:2023-07-06浏覽次數:30

随着社會需求的提升與生産力水平的不斷提高,人們期望獲得品質更高、産量更大、價格更為低廉的生産資料。這一社會動力驅使人們在中藥資源的生産、加工、開發利用及其産業化過程中不斷創新生産方式和發展模式,以不斷提升産品的品質,提高資源利用效率,實現物盡其用的目的。

為了實現中藥資源的科學生産與有效利用,必然要求人們對賴以生存的有限資源中可利用物質的生産與利用問題開展深入系統研究,以尋求可持續發展的策略與方法。這便是中藥資源化學學科形成的社會和行業發展背景。

bevictor伟德官网中藥資源化學學科團隊(以下簡稱“學科團隊”),面向中藥資源全産業鍊資源浪費嚴重、效率效益低下、生态環境壓力加劇等制約行業發展的重大社會問題,長期圍繞中藥資源産業化過程産生的非藥用部位、中藥工業生産廢棄物及副産物等開展科學研究。

學科團隊創新中藥資源循環利用生物轉化技術、物理轉化技術、化學轉化技術,構建副産物、廢棄物利用的“醫藥原料化、食用化、飼用化、肥料化、能源化”五種資源化模式,推動中藥資源利用由粗放低效向精細高值化轉變,推動中藥資源産業由線性經濟模式向循環經濟模式轉變,相關成果兩次獲得國家科技進步獎。

據中藥資源化學科學研究與教學領域的拓荒人與推動者、bevictor伟德官网教授段金廒介紹,團隊始終堅持以服務國家戰略、人民需要為導向,科學與人文并重、創新與責任共舉,推動中藥資源循環利用成為全社會實施生态文明戰略、踐行“綠水青山就是金山銀山”理念的重要組成部分。

新時代新發展催生新學科,對接社會需求創立中藥資源化學學科

中藥資源是國家戰略資源,是人民健康用藥需求和中醫藥事業發展的物質基礎與根本保障。随着以消耗中藥資源性原料為特征的資源産業不斷擴張,原料需求激增,龐大的經濟規模加速了自然資源的耗竭和人工替代與補償資源的大量生産,同時産生巨量的廢棄物和環境承載壓力。

正是基于這樣的曆史背景和社會經濟發展需求,段金廒、周榮漢早在1997年率先提出了天然藥物資源化學學科概念。在此基礎上,段金廒于2000年進一步闡述了中藥資源化學學科概念和理論框架。學科帶頭人段金廒先後領銜出版第一部《中藥資源化學》本科行業規劃教材、《中藥資源化學——理論基礎與資源循環利用》學術專著,标志着中藥資源化學學科體系進一步完善,學科内涵進一步豐富。

2012年,“中藥資源化學”獲批國家中醫藥管理局重點學科,并連續獲評優秀。随着科學研究不斷深入,中藥資源化學研究成果先後獲得國家科技進步獎二等獎2項。學科發展的同時伴随着人才團隊的優化,“中藥資源化學研究”團隊入選2011年江蘇省高校優秀科技創新團隊,“中藥資源循環利用”團隊入選2021年江蘇省“雙創”團隊,段金廒領銜的教師團隊2022年入選第二批“全國高校黃大年式教師團隊”。

中藥資源化學學科的創立與發展與中醫藥事業的發展密切相關,得益于自然資源學學科體系的建立和不斷完善,尤其是資源生态學、資源地理學、植物資源學、動物資源學、資源經濟學等多學科的有力支撐。其科學研究服務于藥材原料生産資源産業化過程,服務于中藥資源性産品深加工産業化過程,服務于中藥資源循環經濟産業的構建與發展。

段金廒帶領學科團隊率先建立了基于藥用部位形成特性-規範化生産關鍵要素-資源化學成分動态轉化-藥材品質形成相關聯的中藥資源化學研究技術體系,構建了具有技術壁壘的中藥資源生産技術和品質保障标準,推動了藥用生物資源學與天然産物化學及其相關分支學科的有機交叉融合,創立了新興交叉學科——中藥資源化學。

我國每年丹參藥材種植過程産生的50餘萬噸莖葉,菊花藥材采收過程産生約65萬噸廢棄莖葉及根等非藥用部位,中藥資源深加工産業化過程每年産生固體廢棄物及副産物高達6500餘萬噸、液态廢棄物達數億噸。與資源和藥材打交道幾十年來,段金廒深知藥農謀生的不易以及工業生産中資源浪費的觸目驚心,因此下定決心要用實際行動改變藥材資源大量生産、大量消耗、大量廢棄的現狀。

中藥資源化學學科的目的是有效推進和更加科學合理、有效地生産質優量足的中藥材原料資源;進一步提高中藥資源利用效率,有效延伸資源經濟産業鍊,通過資源性化學物質的精細化高值化利用,不斷提升其資源經濟價值和挖掘潛在利用價值,實現有限資源的物盡其用、循環利用和綠色發展。

中藥資源化學學科的創新發展豐富了我國中藥資源學理論和學科體系,為中藥及天然藥物資源領域的健康可持續發展作出了應有貢獻,為中醫藥行業和中藥資源經濟産業的健康可持續發展提供了不竭的新動能。

把論文寫在祖國大地上,學科建設助力田間地頭開出“創新花”

從實驗室到田間地頭,在段金廒的帶動下,學科團隊着力推進中藥資源化學領域關鍵核心技術攻關,讓交叉創新的“科技力”助力産業發展開出“創新花”、為老百姓增收緻富結出“幸福果”。

一是創建中藥資源化學研究技術體系,推動中藥材規範化生産與藥材品質提升。段金廒帶領團隊針對中藥材生産過程規範化程度低、品質良莠不齊等制約行業發展的重大問題,通過建立中藥資源化學研究技術體系,突破了一批制約中藥材規範化生産的瓶頸,提升了岷當歸、銀杏葉、蘇薄荷、枸杞子等20餘種大宗藥材品質與産量,并推廣應用藥材生産基地逾百萬畝,實現經濟效益15.8億元。研究成果“中藥資源化學研究體系建立及其應用”獲2011年度國家科技進步二等獎,獲部省級科技進步一等獎2項。

二是創建中藥非藥用部位的多途徑資源化利用模式,推動中藥資源産業的提質增效和精細高值化利用。針對中藥材生産過程中非藥用部位及加工下腳料資源化利用程度低等制約行業發展的重大問題,構建了中藥資源副産物醫藥化、食品化、飼料化、肥料化等多途徑資源化利用研究技術體系,創新性地發現了一批具有人、畜疾病防治以及生物農藥開發利用價值的再生資源。以菊花藥材采收過程産生的廢棄莖葉及根等非藥用部位資源化利用為研究示範,系統揭示了其資源性化學成分組成及多途徑利用價值,獲得菊莖葉精油、黃酮類及倍半萜類、多糖類物質研制開發功能性日化、飼用等資源性再生産品,其殘草經熱解炭化、産酶發酵複合生産纖維素酶和生物炭,形成含纖維素酶炭基複合肥産品,還田施用有效改善土壤物化特性和連作障礙,形成“源于農田,歸于農田”的資源循環利用模式,使菊資源利用率提升50%~70%,經濟效益增長約兩倍。推廣應用于丹參莖葉、枸杞枝葉、黃芪莖葉等30餘種藥材非藥用部位的資源價值發現,開發新資源藥材、功能性食品、飼用産品、原料闆材等90餘個再生産品,有效提升了其資源利用效率和效益,有力促進了藥農脫貧增收和地方經濟發展。研究成果以“中藥創新,變廢為寶”為主題獲央視财經頻道(CCTV-2)專訪報道。

三是創建中藥工業固廢物循環利用及減排增效多元模式,推動中藥資源産業由線性經濟模式向循環經濟模式變革。段金廒帶領學科團隊針對中藥材深加工過程資源利用效率低、環境污染嚴重等重大問題,基于中藥資源化學與循環經濟理論融合創新形成中藥資源循環利用新理論,集成創建了切合中藥資源産業經濟特點的生物轉化、化學轉化、物理轉化三套工程技術群,系統構建了适宜于不同資源類型的五類産業化模式。研究成果為中藥廢棄物資源化利用與無害化處置提供有效解決方案,轉化應用于十餘省30餘家藥材生産及深加工企業,有力推動了中藥資源全産業鍊循環利用與綠色發展。主持完成的“中藥資源産業化過程循環利用模式與适宜技術體系創建及其推廣應用”獲2018年度國家科技進步獎二等獎、省級科技進步獎一等獎2項。

其中,創建高抗性菌株高效生物轉化技術,形成中藥單味藥渣多級聯産資源循環利用新模式。突破中藥工業固廢物中含有抗性物質難于酶解轉化的技術難題,創建了基于抗性微生物篩選-工程菌構建-産酶發酵-酶解糖化技術相互耦聯的生物轉化技術;建成甘草、丹參等藥渣低成本濕法在線分離半纖維素和木質素的預處理生産線,實現了聯産高品質纖維素酶、低聚糖等再生産品,殘渣熱解炭化複配形成生物炭-土壤有益菌複合肥等并實現産業化。轉化應用實現了20餘種中藥固廢物有效轉化為多類型高附加值産品,提升了資源利用效率達50%~70%。創建熱解炭化炭-液-氣聯産化學轉化技術,形成中藥複合藥渣零排放循環利用模式。突破了中藥工業複合藥渣含水率高、化學組成複雜的資源化利用難題,與企業合作攻關創建了耦合分級脫水-資源性化學物質回收-熱解碳化-餘熱回收技術體系,自主設計兩套不同模式的熱解炭化成套機組,應用于10餘種複合中藥渣的有效處置與再生利用,實現企業藥渣零排放、熱解氣回收利用減少标準燃煤消耗1萬噸/年的産業化示範,為我國中藥工業固廢物的資源化利用及減排增效提供了解決方案。創建資源性物質高效富集綠色制備技術,形成中藥固廢物精細化利用新模式。突破中藥廢棄物及副産物物質組成複雜、理化性質各異、難以解離釋放等技術難題,創建了基于纖維素酶等酶解技術與陶瓷膜、有機膜超濾、微濾—超濾串聯等分離單元複合構成的資源性化學物質富集制備技術,成功應用于丹參藥渣、甘草藥渣等10餘種廢棄物的資源性化學物質富集制備,并進一步研制開發丹參酮原料、日化産品等8大類30餘種資源性産品,産生顯著的經濟、社會和生态效益。

段金廒帶領學科團隊研究制定了全國首個涉及中藥固廢物再生利用的标準通則與技術規範,填補了相關标準空白。聯合建成“中藥渣無害化處理-專用有機肥生産-藥材基地土壤改良及生态種植”為一體的中藥工業清潔生産、中藥農業生态種植的循環經濟産業示範基地,為中藥資源全産業鍊生态綠色産業鍊構建提供了可複制易推廣的模闆。開拓中藥資源産業化過程副産物飼用化途徑,建立新資源飼料品種團體标準,為我國經濟動物産業替抗減抗綠色發展及飼糧節約提供有效途徑。

在人才培養與團隊建設方面,段金廒多年來緻力于中藥資源化學學科建設和人才培養,培養了一大批創新型人才。創建科教“四融合”人才培養體系,創立科研成果轉化為教學資源“三創”模式,構建基本技能-綜合應用-基地實踐-創新創業的“四位一體”實踐教學體系,領銜創編國内首套中藥資源與開發專業系列規劃教材,培養了衆多優秀碩士、博士,為該學科在我國的發展培養了重要學術力量。段金廒領銜的中藥資源學教師團隊入選“全國高校黃大年式教師團隊”;獲評江蘇省“青藍工程”科技創新團隊1個、江蘇省高校優秀科技創新團隊3個、江蘇省“雙創”團隊1個;所在的黨支部入選“全國黨建工作樣闆支部”,“段金廒勞模創新工作室”入選第四批江蘇省教科系統示範性勞模和工匠人才創新工作室。段金廒獲國際歐亞科學院院士、首屆“岐黃學者”國家中醫藥領軍人才、全國中醫藥傑出貢獻獎、全國優秀科技工作者等榮譽稱号。

在産學研合作與科技服務方面,段金廒帶領學科團隊一起把論文寫在祖國大地上。學科團隊秉承“源于農田,歸于農田”的循環經濟理念,創建了我國中藥資源全産業鍊循環利用與綠色發展新型模式,為産業提質增效和轉型升級提供了可複制易推廣的适宜技術群和示範樣闆。顯著提升了資源利用效率和藥材生産效益,為西部經濟欠發達地區脫貧富民、鄉村振興作出突出貢獻。

面對中藥資源家底不清、信息不對稱等突出問題,自2014年起,段金廒作為技術負責人指導江蘇省中藥資源普查工作,曆時7年完成江蘇省96個縣(區、市)中藥資源普查工作全覆蓋,出版專著21本,牽頭創建了适宜于我國沿海地區水生、耐鹽藥用生物資源調查的方法與技術體系,成果獲得中國中醫科學院中藥資源普查科學技術獎一等獎。

學科團隊積極響應東西部科技合作号召,服務地方特色資源發展及産業升級,創造性提出基于循環經濟發展的中藥材産業精準扶貧模式,聚焦西部特色優勢資源枸杞子滋補肝腎、益精明目等傳統功效科學内涵,從枸杞子種質資源保護、生态種植、采收、加工炮制、制劑生産、質量檢驗等方面實施整體智能化升級,以特色資源枸杞子為主研制開發功能性産品、日化保健用品、功能性飼料及添加劑三大系列的多品類資源性産品。圍繞甯夏政府和企業重大需求,通過聯合攻關與優勢互補,形成了一批服務地方特色經濟發展、推動富民産業升級的科研成果。因在脫貧攻堅工作中貢獻突出,段金廒參與的中藥材産業技術扶貧團隊獲農業農村部“産業技術扶貧優秀團隊”表彰。

由線性經濟到循環經濟,在服務國家戰略中實現中藥資源産業高質量發展

實現“雙碳”目标(2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目标)是國家重大戰略決策,具有長期戰略性導向,引領我國産業綠色發展模式的深刻變革。發展循環經濟,推進資源節約集約利用,構建資源循環型産業體系和廢舊物資循環利用體系,對保障國家資源安全,推動實現碳達峰、碳中和,促進生态文明建設具有重大意義。

《“十四五”循環經濟發展規劃》提出,到2025年,循環型生産方式全面推行,綠色設計和清潔生産普遍推廣,資源綜合利用能力顯著提升,資源循環型産業體系基本建立。

段金廒提出,循環經濟是中藥産業高質量發展的必由之路,中藥行業應為國家實現“雙碳”目标作出自身貢獻。中藥資源化學學科是中醫藥交叉創新類學科,堅持需求導向和問題導向,倡導并緻力于中藥資源産業循環經濟體系建設,契合國家發展戰略,推動中醫藥現代化。作為高水平中醫藥重點學科的中藥資源化學學科團隊将全力推動中藥資源産業循環經濟體系建立,服務“雙碳”減排增效目标的倡議。

段金廒表示,學科團隊在後續的工作中,将強化“雙碳”目标的政策導向和戰略引領作用。按照國家規劃部署,圍繞中藥農業、中藥工業綠色低碳轉型的新形勢和新要求,推動循環經濟理論融入中藥材生産、中藥工業制造、中藥商業流通等産業各環節中去,強化頂層設計,突出“雙碳”目标的引領作用。以減碳為導向,加強綠色低碳技術創新和市場化推廣應用,以較低成本提升能源資源利用效率。在中藥大健康産品制造過程中加強産品生态設計,引進綠色工藝、綠色材料、可再生資源、清潔能源、可再生能源等關鍵技術,減少資源消耗、能源消耗和碳排放;同時,提升資源利用效率和資源再利用效率,增加碳彙,實現資源物質循環利用,構建面向“雙碳”目标的循環經濟産業體系。推動在低碳價值鍊框架下重塑中藥資源綠色産業鍊,從而構建中藥資源産業低碳循環經濟産業發展模式。

學科團隊将助力打造中藥資源循環利用的産業示範園區。目前,大部分中藥材生産種植基地和中藥制藥企業相距較遠,産業集群程度較低,無疑提高了中藥廢棄物及副産物資源循環利用的成本。因此,應引導和鼓勵龍頭企業發揮集群效應與示範效應,把握資源循環利用産業規範化、規模化、高值化、系統化發展方向,助力打造若幹中藥資源循環利用的産業示範園區,逐步實現企業層面的小循環、區域層面的中循環和社會層面的大循環。

學科團隊還将着力推進中藥資源全産業鍊循環經濟體系的建立。綠色發展是中藥産業高質量發展的本色。目前,中藥産業大多仍以大量需求帶來資源的大量生産和大量消耗為主,呈現出産業化過程大量廢棄和大量排放、粗放低效線性經濟發展方式,在“雙碳”目标的引領下,中藥資源産業循環經濟體系的建立和推進成為必然發展趨勢。在中藥農業生産環節加強中藥材産業綠色标準體系建設、中藥材綠色種植(養殖)基地建設、中藥材生産全過程質量控制與管理等,使中藥材産業向綠色化、産地加工化、精深化、數字化方向發展。在中藥制造過程中,學科團隊将助力節約資源、提升資源利用效率、綠色低碳技術與工藝集成、減少資源利用量及廢物排放量、物料循環利用、廢棄物再利用、綠色流通,推動實現“資源-生産-消費-再生資源-再生産業”的閉環循環利用模式。 

來源:中國中醫藥報  2023年7月6日 第6版專版




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