中药“神曲”发酵工艺及质量标准研究进展*
2015-08-26江振作王跃飞天津中医药大学天津市现代中药重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地天津300193天津国际生物医药联合研究院中药新药研发中心天津300457
刘 双,杨 静,江振作,王跃飞(1.天津中医药大学,天津市现代中药重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地,天津300193;2.天津国际生物医药联合研究院,中药新药研发中心,天津300457)
·综述·
中药“神曲”发酵工艺及质量标准研究进展*
刘双1,2,杨静1,2,江振作1,2,王跃飞1,2
(1.天津中医药大学,天津市现代中药重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地,天津300193;2.天津国际生物医药联合研究院,中药新药研发中心,天津300457)
神曲是由面粉和/或麦麸、苦杏仁、赤小豆、青蒿、苍耳、辣蓼按照一定比例混匀后发酵而成的复方中药。性温,味甘、辛;归脾、胃、大肠经,具有健脾消食,理气化湿的功效。作为传统曲剂,神曲的发酵工艺直接影响产品的质量。本文就神曲的发酵工艺和质量标准进行系统的综述。
神曲;发酵工艺;质量标准
神曲始载于《药性论》,由面粉和/或麦麸、苦杏仁、赤小豆、青蒿、苍耳、辣蓼按一定比例混匀、发酵而成[1]。神曲性温,味甘、辛;归脾、胃、大肠经;具有健脾消食,理气化湿的功效[2-3]。现代药理学研究证实神曲具有多种药理活性,如增强胃肠动力、促进胃酸分泌、改善肠道菌群紊乱等[4-6]。作为传统曲剂,神曲的发酵工艺直接影响产品的质量。目前,神曲生产方式多沿袭传统发酵工艺,产品质量批间差异大、化学物质基础不清楚、质量标准不统一,严重影响神曲的有效性和安全性。近年来,不少学者提出了神曲生产发酵新工艺,在一定程度上可以提高神曲的质量,但仍存在局限性[7-9]。因此,目前亟需改进神曲发酵工艺,制定和统一其质量标准。
1 神曲发酵工艺研究
神曲的发酵历史悠久,自古就有自然发酵造曲之术,一直沿袭至今。历代本草关于造曲术的记载略有差异,但基本方法一致。如明代倪朱漠在其《本草汇言》中记载:“凡五月五日、六月六日或三伏日用白面百斤、青蒿汁、苍耳汁、野寥汁各三解、赤小豆末,杏仁泥各三升,用汁和面,豆杏末作饼。麻叶楮叶包。署如造酱黄法。布帛密覆。侯冷,黄衣生。取出,日晒燥,以陈久者良。”[10]传统发酵法工艺简单、要求较低,目前绝大多数药厂仍沿用此法生产神曲。但是,该工艺落后,存在许多弊端:季节性强,为获得合适的温、湿度,传统发酵法只适于盛夏进行;人为因素影响大,发酵结果取决于操作人员的实践经验,而不同操作人员的经验水平参差不齐,造成产品差异较大;环境因素影响大,传统发酵法是利用自然环境中的杂菌进行发酵,神曲品质取决于发酵环境的菌种和数量,造成不同产地甚至相同产地不同地点生产的神曲差异较大[11];染菌情况严重,传统发酵法利用环境杂菌发酵,极易染菌,产品中带有大量的杂菌及毒性代谢产物(如致病菌和黄曲霉素等)[12]。此外,本法还存在发酵时间较长,占地面积大,卫生条件差,劳动强度大等不足[13-14]。
为克服传统工艺的缺点、优化制曲工艺,保证神曲安全有效。王元铭[13]先整体发酵神曲,待表面长满菌丝后用搅拌机拌匀,最后用切块机将神曲切成小方块,晾干,此法不但能够减少工序、缩短时间、减轻劳动强度而且还能延长生产季节;马新华[14]采用两步发酵法,先发酵一部分曲料,待曲料长满菌丝,按1∶5的比例加入新鲜曲料混匀后继续发酵,与传统发酵法相比,此法神曲内部含有菌丝,可极大缩短发酵时间等。此外,一些学者将传统发酵工艺与现代生物技术相结合,提出纯菌种发酵法。高慧等[7-8]按传统发酵法制备神曲,于发酵停止24 h内取神曲,分离、纯化得到4种单一菌种,并代替自然杂菌发酵神曲,以薄层鉴别、酶活检测、胃中总酸分泌量及小鼠胃肠蠕动功能为指标评价纯菌和杂菌发酵神曲的质量,证实毛霉属霉菌为最佳菌种;程亦熊等[9]采用相同的纯菌种分离方法得到7种纯菌落,分别接种到产淀粉酶/蛋白酶的培养基中培养,比较不同菌种产淀粉酶/蛋白酶能力,证实赛氏曲霉为最佳菌种。与自然杂菌发酵法相比,纯菌发酵法的发酵周期较短;工艺可控,产品质量稳定;避免致病菌污染、产生毒性代谢产物,提高产品安全性。具体如表1所示。
表1 神曲两种发酵方法的比较Tab.1 The comparison between two fermentation processes of Shenqu
2 神曲的质量标准研究
《中华人民共和国卫生部药品标准·中药成方制剂》第19册(简称《部颁19册》)中收载六神曲[17]。目前,神曲尚无统一质量标准,《部颁19册》仅收录检查项(水分,质量差异限度),未建立含量测定项。文献主要依据感官评价、显微观察、酶活力与pH值测定、微生物考察评价神曲质量。
2.1感官评价表观性状检查在一定程度上能够反映神曲质量。《部颁19册》规定神曲为不规则细小块状或粗颗粒状物,表面呈灰白色至微黄色,粗糙,质脆易碎,有陈腐气,味微苦[17]。文献记载:神曲有芳香气,无霉烂味及其他异味;表面粗糙、曲块坚实完整不易碎、呈正/长方形块状,六神曲表面呈土黄色、炒神曲呈土黄色、焦神曲呈黑褐色;内部有斑点,用放大镜可观察到菌丝及未成熟的孢子[2,18]。
2.2显微检查显微镜下观察神曲可见大量淀粉粒,呈球形,多为单粒,直径2~40 μm。单细胞非腺毛长43~950 μm,石细胞呈黄色可分散或成群出现,种皮栅状细胞胞腔内含淡红棕色物[19]。目前,尚无炒神曲和焦神曲的显微检查报道,然而经高温炮制,炒制品的内部结构会发生变化,因此需建立炒神曲与焦神曲的显微观察指标。
2.3酶活力与pH值测定酶活检测是评价发酵曲剂质量的重要指标[12],文献采用淀粉酶/蛋白酶活力评价神曲质量。如高慧等[15]以淀粉酶/蛋白酶活力为指标,研究不同发酵工艺制备神曲的质量,采用碘量法测定淀粉酶活力,福林试剂比色法测定蛋白酶活力,证实面粉/麦麸为25∶75、加水量为35~45%、温度为25~28℃发酵7 d时,两种酶的活力最强,此时神曲质量最佳;张露蓉等[4]研究炒制前后神曲淀粉酶/蛋白酶活力,神曲生品淀粉酶、蛋白酶活力分别为(164.49±5.11)U/g、(15.37±1.92)U/g,炒制品两种酶的活力为(19.86±0.65)U/g和(22.74±0.96)U/g,结果表明神曲炒制后淀粉酶活力显著降低,主要由于高温炮制使酶失活[20],而蛋白酶的活性略有增加,这可能与神曲炮制后消食化积作用增强有关,需开展更深入的研究。此外,刘福祥等[21]研究表明,神曲的酶活力与pH值有关,在测定的4批神曲中,pH为5.5的神曲酶活力最高,提示可结合酶活力与pH值评价神曲质量。
2.4微生物检查研究显示[22-23],神曲不仅含有酵母菌和乳酸杆菌,还含有大量的杂菌,严重影响产品质量和安全性。因此,检测神曲中微生物十分重要,《药品卫生标准》[24]规定神曲等发酵类药材为生药原粉的中药制剂暂不进行限度要求,但可参考《药品卫生标准》中药口服药品相关规定。
3 总结与展望
神曲作为一味传统曲剂,具有健脾消食,理气化湿的功效,临床广泛应用于饮食积滞、胸痞腹胀、呕吐泻痢等症。目前,多数药厂仍沿袭传统的自然发酵法造曲,传统法工艺比较落后,致使神曲质量差异较大,严重影响神曲的疗效;采用杂菌发酵,产品中常混有致病菌和毒性代谢产物,严重影响药物的安全性。为提高神曲质量和安全性,不少学者不断改进传统工艺,其中纯菌种发酵法工艺稳定、安全高效,能够克服传统发酵法的弊端,具有广阔的应用前景。目前,纯菌种研究还存在多处不足:仅研究发酵终点神曲样品的菌种,未系统考察发酵过程中菌种对神曲发酵的影响;菌种纯化、培养条件不统一,不同研究人员培养的菌种不同;仅研究单一菌种对神曲发酵的影响,忽略菌种间相互作用,未开展多菌群发酵研究。因此,在后续的纯菌种研究中,需克服上述问题,选取最佳的发酵菌种(群)和培养条件,统一神曲发酵条件,确保神曲的质量和安全性。
药品质量标准关系到药品安全性和有效性。现有神曲质量标准多从感官、显微、酶活力、pH值、微生物等方面评价神曲质量,未建立系统的化学指标评价方法。神曲是由面粉和/或麦麸等发酵而成,研究表明膳食纤维在肠道菌群作用下能够产生乳酸和短链脂肪酸(SCFA)[25]。乳酸和短链脂肪酸作为发酵产物,不仅可以用于监测发酵过程,而且可作为含量测定指标用于神曲质量控制。在以后的质量控制研究中,应注重神曲发酵产物(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等)的含量测定,统一神曲质量标准,确保神曲的安全有效、质量稳定。
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(本文编辑:高杉,张震之)
Research progress of fermentation technology and quality standard of Shenqu
LIU Shuang1,2,YANG Jing1,2,JIANG Zhen-zuo1,2,WANG Yue-fei1,2
(1.Tianjin State Key Laboratory of Modern Chinese Medicine,Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin 300193,China;2.Research and Development Center of Traditional Chinese Medicine,Tianjin International Joint Academy of Biotechnology and Medicine,Tianjin 300457,China)
Shenqu is a traditional compound medicine manufactured by fermentation,which is made of flour and/or bran,Armeniacae Semen Amarum,Vignae Semen,Artemisiae Annuae Herba,Xanthii Fructus and Marshpeper Smartweed Herb.It is warm in property,acrid-sweet in taste and distributed to spleen,stomach,colon.Shenqu has the function of invigorating spleen forpromoting digestion and regulating Qi-flowing for eliminating dampness.As a traditionalfermented medicine,the fermentation processdirectly affects the quality. The review systematically focuses on the fermentation technology and quality standard of Shenqu.
Shenqu;fermentation technology;quality standard
R283
A
1672-1519(2015)05-0318-03
10.11656/j.issn.1672-1519.2015.05.17
重大新药创制科技重大专项(2015ZX09J15102-004)、“973”计划前期研究专项(2012CB723504)。
刘双(1990-),女,硕士研究生,主要研究方向为中药神曲质量标准研究。
王跃飞,E-mail:wangyuefei_2006@hotmail.com。
(2014-12-20)