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“药对”技术在中药材防霉养护中的应用与展望  

2016-10-11 07:02:50|  分类: 工作【传统中药】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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⊙作者:应光耀,赵雪,王金璐,杨美华, 郭伟英,孔维军

据世界卫生组织(WHO)报道:全世界约80%人口使用药材作为日常基础治疗,而且随着“大健康时代”的到来和“中药养生”保健意识的增强,国内外对中药材的需求量与日俱增。然而,近期中药材安全性事件的频发和报道,让人们瞬间紧张了起来。影响中药材安全性的因素较多,其中真菌毒素等外源性有害污染物残留是一个重要方面。

真菌毒素是有害真菌(黄曲霉菌、赭曲霉菌、镰刀菌属等)产生的次级代谢产物,如黄曲霉毒素(AFs)、赭曲霉毒素(OTA)、T-2毒素、呕吐毒素(DON)、玉米赤霉烯酮(ZON)等,这些毒素对人体具有十分严重的毒副作用,主要体现在致癌性、致畸性、肝肾毒性、免疫抑制等。尤其黄曲霉毒素(AFB1),已被国际癌症研究中心(IARC)定义为I类致癌物质。中药材基质复杂,营养成分丰富,在种植、采收、加工、运输尤其是储藏过程中,极易受其自身内在因素(有机物、化学成分、含水量等)和外在环境条件(光照、湿度、温度、微生物等)的影响而污染微生物(产毒真菌、细菌等),进而霉变变质产生真菌毒素,不仅影响药材的质量造成巨大的浪费和经济损失,而且会影响中药及其产品的安全性和有效性,对人类身体健康和生命安全带来威胁,同时也会制约我国中药材的出口创汇。因此,很有必要采取合理、有效的措施或技术做好中药材的科学养护,以保证药材的质量和安全性、有效性。

现如今,常用的中药材养护措施或技术主要包括物理方法、化学方法和生物学方法等。其中物理方法包括气调法、辐射灭菌法、低温养护法等;化学方法包括硫磺熏蒸法、磷化铝法等;生物学方法主要体现在植物源抑菌剂和杀虫剂的应用。物理养护方法成本较高,在条件相对较差的基层药材仓库中较难应用;虽然化学方法防霉效果较好,但是其会对中药材质量造成二次破坏,如化学试剂残留等,不利于环境安全和养护人员的身体健康。尤其是目前常用的磷化铝养护法,其原理为磷化铝与空气中的水发生水解反应生成起到防霉防虫养护作用的磷化氢气体,磷化氢是一种无色、剧毒、易燃且有臭鱼味的气体,对人体神经系统、呼吸系统和内脏都有伤害,所残留的废渣,若不进行科学处理也会进一步污染环境。生物学养护主要是将天然植物提取物作为抑菌剂使用,已成为目前绿色防霉的研究热点。但是,植物源制剂正处于起步阶段,尚存在有效成分光热不稳定、起效慢等局限性,在基层较难推广。因此,寻找和开发更加环保、绿色、节能、实用、低成本的中药材养护技术是目前亟待解决的关键问题。屠呦呦先生从医学古籍中寻找方法指导现代科学研究的思路给予启示,基于此,本文从经典古籍出发,借鉴传统“对抗同贮”的方法和模式,探讨“药对”养护技术的的原理、应用情况及可能存在的问题,并展望其应用前景,以期为药材市场、基层单位的中药材养护提供技术参考。

1“药对”养护的起源与本草考证

所谓“药对”养护,即选取具有特殊气味、不易发霉变质且具有明显防霉作用的药材,与易霉变产毒的药材共同贮藏,从而达到两药材在长时间内共存而不霉变变质的目的。该技术也可称为“对抗同贮”或“对抗储存”或“经验储存”。这与传统中医理念中的药对有明显的区别,中医理念的“药对”又称“对药”,是指临床上常用、相对固定的两味中药的配伍形式,是最小的复方组成单位,这种配伍方式也体现了中药“相须、相使、相畏、相杀、相恶、相反”等七情相合的组合原理,其目的是为了更好地治疗疾病,作者在此指的药对是为了更好的储藏和养护药材。

在中国古典医学书籍中早有“药对”储藏的相关记载,明代医学家陈嘉谟在其著作《本草蒙筌》的“藏留防耗坏”篇章中记载:凡药藏贮,宜常提防。倘阴干、曝干、烘干未尽去湿,则蛀蚀、霉垢、朽烂不免为殃。当春夏多雨水浸淫,临夜晚或鼠虫吃耗。心力弗惮,岁月堪延。见雨久着火频烘,遇晴明向日旋曝。粗糙悬架上,细腻贮坛中。人参须和细辛,冰片必同灯草。(《本经》云:和糯米炭相思子同藏,亦不耗蚀。)麝香宜蛇皮裹,硼砂共绿豆收。生姜择老砂藏,山药候干灰窖。类推偶反,不在悉陈。庶分两不致耗轻,抑气味尽得完具。该描述不仅概括了中药材贮藏过程中应注意的问题和要点,同时映射了“药对”养护的思想和起源,也表明了药对法在中药材养护方面的重要性。但是,现代侧重“药对”技术作为中药材养护策略的相关记载较少,在实践中主要依靠行业内师徒间口口相传而得以继承。

2“药对”在中药材养护方面的应用

虽然“药对”在中药材养护中的应用很早就被涉及或体现,但是时至今日,国内外关于“药对”养护的相关研究及实际应用都较少,近30年的报道主要集中在对传统方法“对抗同贮法”的简要描述上,见表1。

表 1  “药对”技术的当今应用

“药对”技术在中药材防霉养护中的应用与展望 - 身未动 心已远 - 本草藏香

 由上表可以看出,目前的“对抗同贮法”养护中药材的主要作用为防虫、防霉、防变色等,不仅一种对抗药可以养护多种药材,而且一种药材也被多种对抗药养护,很少有“一对一”的组合“药对”,体现不出“最佳”这个词的概念以及这种经验贮藏方法的科学性。因此筛选并固定最佳“药对”组合并且验证其科学性是研究“药对”养护技术的主要工作。但是这种药材养护方法在实际应用中并不多,在大型药材市场常常被高成本的物理手段所取代,而且所用的对抗储存法一直延用传统流传下来的几种常规组合,几十年没有变化和更新,可能原因在于其研究周期过长,而且“串味”的难题较难解决。但是对于中药材的防霉养护,这种药对养护法既经济又环保有效,也不需要复杂的操作,这对保障中药材的安全有效尤为重要。

3“药对”技术的防霉养护原理

3.1  “药对”中养护药的挥发性成分具有杀菌抑菌作用

将“药对”中能散发特殊气味的药材作为“养护药材”,而且这种特殊气味多为具有杀菌或抑菌作用的挥发性成分,如酚类、酮类、醛类等化合物,从而防控“被养护药材”霉变产毒。近年来,植物精油在“药对”养护中的显著效果已备受研究者的广泛关注,并被开发为“新型绿色防霉剂”逐渐应用于中药材的储藏过程中。

Rajara等人实验发现藿香蓟精油能够有效抑制寄生曲霉的生长和4种黄曲霉毒素(AFB1、AFB2、AFG1、AFG2)的合成。在固态培养基上,1.5 mg·g-1的藿香蓟精油可以完全抑制寄生曲霉菌的生长;在液体培养基中,当浓度为0.5 g·L-1时,对黄曲霉毒素的合成抑制率能够达到84%,当浓度上升至0.75 g·L-1时可完全抑制寄生曲霉菌的生长。Juliana等人将黄曲霉菌和不同浓度(0-30 mg·L-1)的藿香蓟精油同时接种于YES(Yeast extract withsupplements)液体培养基内, 25°C培养数天后发现,0.1 mg·L-1的藿香蓟精油可完全抑制黄曲霉菌的生长。透射电镜观察可见,与控制组对比,精油接种组中黄曲霉菌的超微结构发生了明显变化。郭占京等人采用GC-MS法分析藿香蓟精油的化学组成,发现藿香蓟精油主要含有对甲氧基肉桂酸乙酯、桉叶油素、α-蒎烯(8.52%)等成分。进一步,韩红梅等人研究发现,对甲氧基肉桂酸乙酯对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、白色念珠菌、黑曲霉菌和大肠杆菌等5种常见致病菌有很强的抑菌作用,最低抑菌浓度(MIC)分别为2.5、0.625、10、2.5、1.25 g·L-1。藿香蓟又称胜红蓟,具有抗炎杀菌等功效,是世界范围内的传统名族药用植物,原产于中南美洲,在我国长江以南地区广泛分布,因此可以作为潜在的对抗药材用于研究和应用于防控其它中药材霉变变质和产毒。

Li等以甘草为研究对象考察了荜澄茄精油的抑菌活性,结果发现采用“顶空挥发法”研究时荜澄茄精油对甘草表面黄曲霉菌的抑制生长作用比“直接接触法”更好,而且采用顶空熏蒸法得到荜澄茄精油的最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MFC)分别为0.5和1.0 mL·L-1。扫描电镜观察发现,经荜澄茄精油处理的菌丝,在形态学上有菌丝和分生孢子都有明显的改变。该研究结果可初步表明,荜澄茄精油的挥发性成分可能是其发挥抑菌作用的主要组成。因此,推测将荜澄茄与其它易霉变药材组成“药对”共储藏,将会达到较好的防霉抑毒效果。

其它药用植物,如萎叶、圣罗勒、百里香、黄花蒿、柠檬、多香果、蓝桉、葡萄柚、宽叶毒芹、细辛、小茴香、连翘、枫香、柑橘等提取精油的挥发性成分都具有较强的抑菌作用和较宽的抑菌谱,可作为候选药材与其它易发霉药材组成最佳“药对”并应用于其储藏过程中,防控其霉变产毒,做好易霉变中药材的科学养护。

3.2  “药对”中养护药具有吸水防潮作用

“药对”中的养护药也可以通过吸水降湿、防潮和调控被养护药材储藏环境的空气湿度,从而发挥防霉控毒的作用。如昆布、海带等,均具有较好的吸水性,将其与易发霉变质中药材形成“药对”共储藏,可以达到防霉养护的效果,而且储存一段时间的昆布晒干后能够重复利用,从而降低成本,提高使用效率。昆布氨酸是昆布中一个重要的吸水性有效成分,孔合心等人比较昆布氨酸与L-赖氨酸盐酸盐、甘油、透明质酸的吸水性时发现,在低湿(相对湿度43%)和高湿环境(相对湿度81%)条件下,昆布氨酸的吸水性最强,在低湿环境时,昆布氨酸的平衡吸湿率为43.7%,比仅次之的甘油高14%;在高湿环境下,昆布氨酸的平衡吸湿率达到85.1%,比仅次之的甘油高5%。此外,昆布本身也具有较好的抗菌的作用。Takashi等研究发现,昆布对大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、谷氨酸棒杆菌均具有较强的生长抑制作用。因此,将昆布与其它易霉变药材组成“药对”共储藏,通过其较好的吸水防潮和抗菌作用,将会达到较好的防霉抑毒效果,做好易霉变药材的科学养护。

另外一些矿物药如生石灰、明矾、硼砂等均具有吸水防潮的特性。邓晶晶等采用白酒、丙三醇和生石灰作为对抗养护剂与中药材虎杖共同储存30个月,通过考察药材虎杖的外观质量、水分、浸出物含量的变化来筛选出适合的对抗养护剂,结果显示生石灰能明显减少虎杖的水分含量,因此能起到防霉的作用。

实际应用时,将具有吸水防潮的药材作为“养护药”与易霉变的“被养护药材”(尤其流通不频繁中药材及贵细药材)形成“药对”后共储藏,可达到防霉抑毒的效果,从而延长药材贮存时间,做好易霉变中药材的科学养护,保障药材的质量和安全性、有效性。

4“药对”养护时应该注意的问题

4.1  防止串味

所谓串味,即其中一药材(通常为被养护药材)表面吸附了另一药材(通常为养护药材,如八角茴香等具有挥发性气味较大的药材)的气味。这些具有挥发性、能散发出特殊气味的药材称为串味药。某些被串味的药材(被养护药材),可能会发生潜在的理化性质改变,进而影响质量和有效性。因此,在设计“药对”养护储存方式时,应首先考虑和鉴定“养护药材”的气味,以保证方法的整体性和有效性。

4.2  保证两药有效成分贮存前后无明显损失

如上所述,“药对”间的串味会导致药材潜在的理化性质改变,可能会影响有效成分的含量,尤其是有效成分挥发性较强的药材,由于长时间与被养护药材共贮存,其有效成分不断挥发,从而影响贮藏后药材的质量甚至疗效。因此,在选择挥发性较强的药用植物或中药材防护其它中药材的霉变产毒时,应采取相应的措施防止其挥发性成分过度挥发,如密闭等。

4.3 药材储藏前应未霉变

当中药材的含水量超过15%时霉变发生率最高。“药对”养护时,已发霉的药材会将霉菌传播给其它未霉变的药材,而不能达到防霉养护的目的和效果。已发霉的药材不要使用或者将霉菌处理完全后再使用。所以,“药对”中的药材在共储藏前应充分干燥,降低其含水量,保证药材在储藏前均未发生霉变。

4.4 储藏环境应防止高湿高温

真菌最适宜滋生的温湿条件是相对湿度85%以上、温度25°C左右,而且在这种高温和高湿条件下,药材尤其是具有挥发性成分的药材,这些成分流失的速度会比低温低湿的环境更快。

4.5 两种药材性状和大小应容易区分

“药对”养护技术是将两种药材相互交替储藏,但是难免会有些药材混合、相互掺混,因此性状和大小难以区分或分离的药材不适宜使用该方法。比如叶类和细小的药材就不适合此种方法。

5“药对”养护技术的实际操作与筛选试验方法

在实际应用“药对”防霉技术养护中药材时,应研究和考察的事项包括:

(1)养护药材的防霉抑毒效果。应选择自身不易霉变且防霉效果较好、低成本的养护药与被养护药材形成“药对”;

(2)测定应用该“药对”技术前后养护药材与被养护药材的有效成分含量及变化;

(3)观察应用该方法前后养护药材与被养护药材的色、味性状有无明显改变。实际操作时,多采用以下几种放置方式:交叉同放、分层隔离同放、混合同放和埋放。交叉同放即将两种药材的包件相互交叉堆叠,常常用于存储量较大的药材,虽然操作简单,但是防霉效果较差;分层隔离同放即将两药材在箱或桶内相互交替埋放,两层之间用麻袋等透气物隔开;“混合同放”与“分层隔离同放”类似,但是只适用于两药材差别较大,分离起来比较容易的类型;埋放是指将一种药材装于麻袋或编织袋中,然后埋在盛有另一种对抗药的大容器中,这种方法适合于存储量较小的药材,尤其名贵药材。

根据上述的实际操作方法,作者设想出一套用于筛选最佳药对实验模式。通常情况下,相对湿度85%以上、温度25°C左右是霉菌最适的生长条件。实验操作时,可参考以上温湿度条件以加快“药对”防霉研究的周期。最佳药对筛选实验模式示意图如下:


“药对”技术在中药材防霉养护中的应用与展望 - 身未动 心已远 - 本草藏香

 图1  最佳“药对”筛选实验模式

首先观察选取的“养护药”与被养护药材表面的霉变情况,并测定二者的有效成分和真菌毒素含量,确保均未霉变含毒。准确称取一定量的被养护药材,再称取等量或等体积的候选养护药材(或视情况而定),例如丹皮、薄荷、樟脑等,如上图所示摆放药材,设置多组(包括空白组,即单独放一个被养护药材,不放养护药),放在模拟霉菌易生长的环境内(如用霉菌培养箱控制),观察周期设置在3个月之内(或依情况而定),用相机每隔一定时间记录两药材情况(是否发霉变色等)。待周期结束后,测定两药材的有效成分含量,测定真菌毒素含量,对比采用该“药对”养护方法前后,药材中毒素和有效成分的含量变化。若候选药均防霉效果良好,应延长观查周期或者优化霉菌生长的环境条件,从而优选出最佳的防霉“药对”。

6结论与展望

中药材尤其糖、油脂含量较高的药材在种植、采收、加工特别是贮藏过程中,由于处理不当或和储藏环境条件不适宜,很容易发霉变质进而产生真菌毒素,从而影响药材及其产品的安全性和有效性,造成巨大的经济损失和医疗事故,不利于其在世界范围内的流通。采取适当且必要的技术对中药材进行防霉养护,可从源头上避免药材霉变变质。当前防霉手段虽然已有不同程度的应用,但是均存在各自的局限性。如化学防霉方法会造成中药材和储存环境的二次污染,对养护操作人员的伤害也较大;物理防霉手段成本高、操作复杂,在基层药房及小规模药材市场和仓库较难推广。作为一种绿色、健康、环境友好的药材防霉措施,“药对”养护技术,相对于物理、化学法等防霉手段,具有经济、有效、环保的潜在优势,在中药材科学养护中具有较好的应用前景。但是,在实际应用的过程中,应注意:存入的“药对”需干燥且不能发霉;储存前后两药的色、味没有明显差异;储存前后两药的有效成分含量没有明显差异;两药材外表不应相似,防止掺混。“药对”养护技术的开发和应用尤其对需长期贮存的名贵中药材意义重大,并且该技术在运用过程中对人体和环境均无害处,防霉效果明显且持续时间长、成本低廉、操作简单。随着该技术的深入推广,一系列新颖的中药材养护设备和试剂,如新型的中药材储存容器,中药源绿色养护制剂等,将会逐渐被开发,这样中药材无障碍流通全球的目标指日可待。

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