中藥材貯藏過程中質(zhì)量變化機理的研究進展

李倩，蘭志瓊，劉曉芬，艾青青，盧先明

中藥材貯藏過程中質(zhì)量變化機理的研究進展

李倩，蘭志瓊，劉曉芬，艾青青，盧先明

中藥材質(zhì)量優(yōu)劣與臨床療效密切相關(guān)，直接關(guān)系到群眾能否安全、有效、合理用藥。貯藏作為中藥流通的重要環(huán)節(jié)，科學評價中藥材在貯藏過程中的質(zhì)量變化、揭示引起這些變化的內(nèi)、外因素，并進一步探索貯藏中中藥材質(zhì)量變化的機理，對于從根本上解決中藥貯藏過程中的質(zhì)量變化難題至關(guān)重要。

中藥材；變質(zhì)機理；貯藏

中藥材在貯藏過程中易發(fā)生變色、霉變、走油、蟲蛀等一系列變質(zhì)現(xiàn)象，影響質(zhì)量，有的甚至完全喪失藥用價值，更有甚者還會危害健康。因此，貯藏保管好中藥材就顯得尤為重要。目前有關(guān)中藥貯藏的文獻報道多集中于研究中藥在貯藏中出現(xiàn)的變質(zhì)現(xiàn)象、影響因素，以及通過質(zhì)量觀測篩選適宜的貯藏條件及貯藏方法。然而，只有究其變質(zhì)的內(nèi)在機理，方能最終有的放矢的解決貯藏過程中中藥材質(zhì)量變異問題。

中藥材種類豐富，性質(zhì)各異，貯藏過程中每一類質(zhì)量變異現(xiàn)象都有其特殊的質(zhì)量變化機理。本文對國內(nèi)外有關(guān)中藥材貯藏過程中變質(zhì)現(xiàn)象的機理研究報道進行歸納綜述分析，為中藥材的合理貯藏、流通過程中的質(zhì)量控制提供一定的參考。

1 中藥材變色的機理研究

中藥材都具有其固有色澤，為其主要的質(zhì)量指標之一。中藥之“色”與內(nèi)在化學物質(zhì)密切相關(guān)?！吧儎t味變，味變則質(zhì)變[1]”，顏色的變異在一定程度上反映了藥材內(nèi)源物質(zhì)的變化。當中藥材自身的固有色澤發(fā)生改變，不僅改變中藥材的外觀性狀，同時也影響內(nèi)在質(zhì)量。如黃柏折斷面以色黃者為佳，與所含小檗堿的含量有關(guān)；紅花、丹參、茜草以色紅質(zhì)優(yōu)，與其所含的紅花苷、丹參醌、茜草素等密切相關(guān)。

1.1 變色與酶促反應(yīng)

酶促反應(yīng)（Enzymecatalysis）又稱酶或酵素催化，指由酶作為催化劑的化學反應(yīng)。酶在藥材中普遍存在，在一定條件下能水解藥材中苷類成分，使化學成分改變。有的進一步氧化、聚合形成有色化合物而使藥材顏色改變。黃芩變色，正是因為黃芩中的黃芩苷和漢黃芩苷在溫熱、潮濕的條件下被黃芩中所含的黃芩酶酶解產(chǎn)生黃芩素和漢黃芩素兩種苷元，這兩種苷元為鄰位三羥基的黃酮，易被空氣中的氧氣氧化而轉(zhuǎn)變成為綠色。因而黃芩變綠說明苷已被酶解[2]，要解決黃芩變綠問題就要殺酶保苷。

除此之外，某些中藥成分的化學結(jié)構(gòu)中具有一個或多個酚羥基，如天麻的天麻苷、地榆富含的鞣質(zhì)等，這些成分在酶的作用下經(jīng)過氧化、聚合作用，也能使藥材的顏色發(fā)生改變[3]。

1.2 變色與美拉德反應(yīng)

美拉德反應(yīng)(Maillardreaction)又稱為“非酶棕色化反應(yīng)”，是羰基化合物和含氮化合物間的反應(yīng)，經(jīng)過復(fù)雜的歷程最終生成棕色或黑色的大分子物質(zhì)類黑精或稱擬黑素，所以又稱羰氨反應(yīng)。幾乎所有食品工業(yè)或多或少都受到梅拉德反應(yīng)的影響[4]，是廣泛存在于食品和生物制品中的一種非酶褐變。

中藥材在貯藏過程中的非酶褐變也會引起外觀特性改變、有效成分損失及安全性等問題。有學者發(fā)現(xiàn)中藥飲片物質(zhì)基礎(chǔ)的含量變化與飲片顏色存在相關(guān)性[5]。楊麗的實驗表明：隨枸杞子中糖類成分發(fā)生美拉德反應(yīng)或降解反應(yīng)的程度不同，枸杞子在貯藏中有不同程度的“變色”，呈現(xiàn)不同外觀顏色[6,7]。

1.3 變色與氧化反應(yīng)

藥材中多酚類物質(zhì)主要是植物色素、鞣質(zhì)、維生素等。多酚類物質(zhì)是一種抗氧化劑，可與空氣中的氧氣反應(yīng)而自動氧化、聚合，使藥材的顏色改變。菊花和番紅花在貯藏過程中主要是因為其所含的多酚類物質(zhì)被氧化而變色。郭換等[8]的研究表明花椒顏色值受黃酮類成分的影響程度為59.2%～65.8%，在63.4%～80.0% 的程度上可以根據(jù)顏色值推測其含量。

1.4 微生物引起的變色

中藥材中的部分變色是由微生物引起的，不同的微生物使藥材發(fā)生不同顏色的改變。研究表明生物變色主要是由生物腐朽所致，大多是由于真菌的侵蝕造成[9]。真菌細胞不能合成自身所需養(yǎng)料，只能從其它有機物中吸取營養(yǎng)供其生長發(fā)育。它是借助于孢子通過傳播、感染、發(fā)芽和菌絲蔓延，導致藥材腐朽變色。微生物的大量繁殖對中藥有機物質(zhì)產(chǎn)生嚴重分解，菌體本身及其代謝產(chǎn)物的色素與藥物壞死組織的顏色混雜在一起，使藥物原有色澤和整潔度消失，而呈現(xiàn)出黑褐、棕褐或黃褐色。

1.5 光引起的變色

中藥材在貯藏中，若避光措施沒做好也可能引起變色。常德龍[10]在對木材的研究中發(fā)現(xiàn)紫外光和可見光的照射會引起木材褪色和變色。日光蘊含大量的能量，中藥材中的木質(zhì)素吸收紫外光及短波的可見光產(chǎn)生降解，生成苯醌等發(fā)色基團，再借助中藥材中豐富的羥基等助色團產(chǎn)生變色。在此過程中藥材成分發(fā)生氧化、分解、聚合等光化反應(yīng)，導致藥材的顏色發(fā)生明顯變化。日光會加速氧化反應(yīng)的進行，花青素、葉綠素等不穩(wěn)定，易被氧化分解而變色。紅花、玫瑰和薄荷等含揮發(fā)性物質(zhì)的中藥材不宜曝曬，在光照條件下，揮發(fā)性物質(zhì)易加速揮發(fā)使藥材的顏色明顯退脫；柏子仁等種仁類藥物在光照的影響下容易出現(xiàn)“泛油”現(xiàn)象而變色[11]。

2 中藥材霉變的機理研究

霉變主要是指藥材在適宜的溫度(20℃～35℃)和濕度(75%以上)條件下，霉菌在其表面或內(nèi)部滋生、繁殖的現(xiàn)象。

中藥材若貯藏不當，在有足夠營養(yǎng)物質(zhì)的條件下，落在表面的孢子便會萌發(fā)生長菌絲發(fā)霉而分泌酵素。更有甚者滋生的有些霉菌能產(chǎn)生耐高溫毒素，在藥材加工處理過程中也不會被破壞[12]。中藥材中所含的化學成分，大部分都是霉菌可以吸收利用的營養(yǎng)物質(zhì)，如糖類、淀粉、纖維素等碳素。不能直接利用的復(fù)雜有機物，如蛋白質(zhì)等含氮化合物，霉菌可將其分解為氨基酸等簡單化合物后吸收利用，致使藥材腐蝕變質(zhì)失去藥效[13]?？梢姡棺兊膶嵸|(zhì)是微生物所進行的物質(zhì)、能量代謝的生物化學反應(yīng)過程。微生物并不能直接吸收中藥材中的各種復(fù)雜的營養(yǎng)物質(zhì)，必須依靠其分泌的胞外酶，在細胞外將中藥材中大分子物質(zhì)水解為可溶性的低分子物質(zhì)，才能吸收到細胞內(nèi)加以利用[14]。

3 中藥材走油的機理研究

中藥材走油又稱泛油，指藥材中所含揮發(fā)油、油脂和糖類等成分，因受熱或受潮而在表面出現(xiàn)油樣物質(zhì)或返軟、發(fā)黏、顏色加深發(fā)出油敗氣味的現(xiàn)象。走油嚴重影響藥材療效，甚至產(chǎn)生不良反應(yīng)。中藥材在貯藏過程中是否走油不僅取決于外因，內(nèi)因也至關(guān)重要。內(nèi)因主要指走油與中藥材所含成分有關(guān)，一般含油脂、揮發(fā)油、黏液質(zhì)、糖質(zhì)較多的藥材較易走油。其次，與溫度、貯藏年限、包裝材料等外在因素亦有一定關(guān)系。

3.1 走油與揮發(fā)油的氧化

揮發(fā)油在中藥材中分布廣泛，主要為萜類、小分子脂肪族類和小分子芳香族化合物。在貯藏期間易揮發(fā)、氧化聚合而使藥材顏色加深或成樹脂狀而走油。研究表明白術(shù)揮發(fā)油中含量最高的成分是蒼術(shù)酮，經(jīng)氧化分解后，主要成分的含量發(fā)生顯著變化，即隨著主要成分γ－欖香烯的消失和蒼術(shù)酮含量的大幅降低，白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ等成分顯著增加[15]。

3.2 走油與油脂的氧化

富含脂肪油和動物性油脂的中藥材容易走油，出現(xiàn)“酸敗”現(xiàn)象。是因為藥材中的脂肪氧化酶受光線、溫度、微生物等的共同作用，使脂肪分解成甘油和脂肪酸，脂肪酸氧化生成酮酸，酮酸又失去CO2生成低分子酮（如甲基酮）和酸使油脂產(chǎn)生哈臭氣味[16]。拱建婷等[17]研究結(jié)果顯示：苦杏仁走油后顏色由黃白變棕黃，出現(xiàn)酸味；苦杏仁苷含量下降，酸值、過氧化值顯著增高。脂肪酸成分發(fā)生變化，走油后產(chǎn)生了新物質(zhì)，包括十四酸甲酯、角鯊烯、(3β)-24-propylidene-cholest-5-en-3-ol等。

3.3 走油與糖類的氧化

糖類是具有多羥基的醛、酮或能水解成醛、酮的化合物。黃精、枸杞、麥冬等含糖類及其黏液質(zhì)較高的藥材，在氧化作用促使下，藥材中的糖及糖酸類物質(zhì)易被分解成糖醛及類似化合物。王曉宇[18]研究結(jié)果顯示：枸杞子“走油”前后枸杞多糖含量差異較大，并呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，貯藏一年后51批樣品中的25批多糖含量已經(jīng)低于藥典標準，初步確定枸杞多糖為枸杞子“走油”的指標性成分。

3.4 走油與蛋白質(zhì)的氧化

動物類藥材富含大量蛋白質(zhì)成分，易發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化物再經(jīng)分解生成異醛酮類物質(zhì)導致油分外溢，并伴隨強烈的變異氣味。如蛤蟆油的泛油[19]，在溫度升高的過程中，蛤蟆油蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會發(fā)生扭轉(zhuǎn)，使疏水基團暴露在分子表面，包裹在其中的水分子被釋放。隨著加熱時間的延長，氫鍵被破壞，蛤蟆油蛋白的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞，使其鎖水能力減弱，水分子被釋放從而使其黏度下降，則泛油的程度會減弱。

4 展望

隨著提高中藥質(zhì)量的呼聲愈來愈高，人們對流通過程中如何保證中藥材的質(zhì)量越來越關(guān)注。近年來國內(nèi)外對中藥材變質(zhì)機理的相關(guān)報道逐漸增多。合理、科學貯藏與養(yǎng)護中藥的研究，不僅要繼承和進一步挖掘傳統(tǒng)中藥貯藏養(yǎng)護方法，也可以從根基較深厚的農(nóng)產(chǎn)品、食品保藏以及木材貯藏研究中借鑒。如為了精準檢測農(nóng)產(chǎn)品在貯藏過程中的霉變、腐爛，而使用近紅外（NIR）高光譜圖像、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[20]等，這樣的現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用到中藥材的貯藏研究上也是有巨大潛力的。在木材方面由微生物引起的變色機理報道較多[21,22]，也可將其引入到相關(guān)中藥材領(lǐng)域進行探索研究。

陶宏景《本草經(jīng)集注》載“凡陳皮、半夏、麻黃、枳殼、狼毒、吳茱萸皆需陳久者良，其余需精新也”。即中藥“六陳”以陳久為良，在一定的貯藏期限內(nèi)才能最大限度的發(fā)揮藥效。現(xiàn)代研究[23]認為：某些中藥臨床應(yīng)用的有效性可能與在貯藏過程中發(fā)生的物理、化學、生物學等諸多變化有關(guān)?？梢?，研究中藥貯藏過程中的內(nèi)在變化及機理對于揭示“越陳越好”的中藥有效性的物質(zhì)基礎(chǔ)也具有十分重要的意義。

同時，通過科學研究，探索并闡明中藥材在貯藏過程中的質(zhì)量變化機理，也將為預(yù)測以及確定中藥材的有效期奠定扎實的基礎(chǔ)。

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Research progress on quality change mechanism of Chinese herbal medicine during storage

/LI Qian, LAN Zhi-qiong,
LIU Xiao-fen, AI Qing-qing, LU Xian-ming//(School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine; Key Laboratory of Standardization for Chinese Herbal Medicine, Ministry of Education; National Key Laboratory Breeding Base of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources, Chengdu 611137, Sichuan)

The quality of Chinese herbal medicine is closely related to clinical curative effect, which is directly related to the safe, effective and reasonable use of drug. Storage is an important part of the circulation of Chinese medicine. Scientific evaluating the quality changes of Chinese herbal medicine during storage, revealing the internal and external factors causing these changes,and further exploring the mechanism inducing the quality change, are essential to solve the problem of the quality changes of Chinese herbal medicine during storage fundamentally.

Chinese herbal medicine; metamorphic mechanism; storage

R 282

A

1674-926X(2017)05-002-03

國家自然科學基金基礎(chǔ)科學人才培養(yǎng)基金-成都中醫(yī)藥大學 中藥基礎(chǔ)基地科研訓練及科研能力提高項目子課題(No.J1310034-07)

成都中醫(yī)藥大學藥學院 中藥材標準化教育部重點實驗室 四川省中藥資源系統(tǒng)研究與開發(fā)利用重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地，四川 成都 611137

李倩（1993-），女，碩士研究生，研究方向為中藥品種質(zhì)量與資源開發(fā)Tel:15680803931 Email:1270025149@qq.com

蘭志瓊（1979-）,女，博士，副教授，碩士生導師，第四批四川省中醫(yī)藥管理局學術(shù)帶頭后備人選，主要從事中藥品種質(zhì)量與資源開發(fā)的教學、科研工作Tel:028-61800231 Email:lanlan1979512@126.com

2017-06-07

（責任編輯：胡慧玲）