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北五味子初加工及贮藏研究进展

2021-12-03盛艳华黄鑫刘芳馨张涛王恩鹏陈长宝

特产研究 2021年1期
关键词:初加工热风五味子

盛艳华,黄鑫,刘芳馨,张涛,王恩鹏,陈长宝

(长春中医药大学吉林省人参科学研究院,吉林长春130117)

五味子是一种传统滋补中药,有北五味子和南五味子之分。北五味子来源于木兰科植物五味子[Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.]的干燥成熟果实,主要产于东北地区。而南五味子(Kadsura longipedunculate Finet et Gagnep.)来源于木兰科植物华中五味子的干燥成熟果实,主要产于华中和西南地区。北五味子的滋补作用优于南五味子。新鲜的北五味子果实为鲜红的浆果,而它的干燥果实则呈黑紫红色,且表面有皱缩。其性温,具有收敛固涩、益气生津等功效。五味子中含有五味子甲素、五味子乙素和五味子醇甲等木脂素类、有机酸类和糖类等成分[1-2]。对人体的中枢神经系统、呼吸系统有兴奋作用;对心脏、肝脏和血压有调节作用;对人的视力、听力有强化功能;能促进胆汁分泌,提高抗菌能力,同时还具有抗癌和抗糖尿病等活性[3-5]。在越来越注重养生的今天,五味子可用作保健食品的原料,具有良好的开发应用前景。中药材的初加工和贮藏是其生产的关键环节,药材在采收后首先要进行除杂、干燥和蒸制等初步加工,然后结合药材自身特点进行有效的贮藏。中药材的初加工和贮藏对其品质和临床疗效的影响至关重要。已报道的北五味子初加工方法主要有晒干、烘干、阴干和冻干等[6-10],包括不同温度下的热风干燥、真空干燥和真空冷冻干燥等,主要是将药材直接进行干燥,或者先将药材蒸制后再进行干燥。学者们通常以贮藏温度、湿度、时间、包装材料和不同的保鲜剂处理药材为考察因素,观察北五味子成分的变化,研究最佳的贮藏条件[11-12]。但目前对于北五味子产地加工和贮藏尚无统一的标准,本文通过对北五味子的初加工方法及贮藏条件这两部分内容的研究进展进行综述,以期为北五味子的相关研究提供借鉴。

1 北五味子初加工研究

对于种子类药材的加工[13,14],一般为果实采收后直接晒干,然后进行脱粒、收集种子。但是像五味子等药材还需蒸制后晒干,以达到破坏易使药材变质、变色的酵素的目的。目前,已经报道的关于北五味子的初加工方法主要有晒干、阴干、不同温度热风干燥、不同温度真空干燥和真空冷冻干燥等,在报道中经过干燥处理后的药材其化学成分含量会有所变化,如五味子醇甲等木脂素的含量较高,有机酸和多糖类成分含量变化较小,而随着温度的升高,5-羟甲基糠醛(5-HMF)的含量会逐渐增加,挥发油的含量会逐渐降低。根据实验条件的需要设置不同的干燥温度,以筛选最适加工方法。

1.1 干燥加工

于立河等[6]将不同温度条件下的烘干(将样品置于干燥箱中不同温度恒温干燥规定时间至恒重,室内放置1周)、阴干和晒干的方法处理北五味子果实,以五味子醇甲、五味子甲素和五味子乙素的含量为主要考察指标,结果显示,50℃烘干条件下3种木脂素的含量最高,为0.837%;阴干条件下次之,3种木脂素的含量为0.824%。华国栋等[7]分别采用40℃、50℃、60℃和70℃烘干(将药材置于干燥箱中在一定温度下恒温干燥规定时间至恒重,并于室温放置1周)和晒干和阴干等不同的方法处理,然后运用高效液相色谱法测定北五味子中五味子醇甲的含量。通过比较得出经50℃烘干和阴干处理的样品中五味子醇甲的含量较高。

李宝岩等[15-16]对北五味子的采收期和加工方法进行了深入的研究,将采收期不同的药材经过晒干或者55℃烘干处理一定的时间,最后进行五味子醇甲和五味子多糖含量的测定,研究表明,经烘干法处理后所测得的五味子醇甲的含量较晒干法的高;用晒干的加工方法处理其含糖量较高,在9月上旬采收为宜。栗爽[17]研究了不同的生产因素对五味子质量的影响,包括不同的产地、品种、采收期和加工方法,然后用紫外分光光度法、高效液相色谱法及ICP-MS法对药材的多指标成分进行了分析,包括粗多糖、木脂素和无机元素,研究表明,野生五味子中木脂素的含量最高;经过自然晾晒的药材比通过烘干处理的药材所含木脂素类成分和粗多糖的含量高。

张奇等[18]以北五味子药材所含多种主要化学成分为指标(包括五味子醇甲、5-羟甲基糠醛、总有机酸、总糖和挥发油),对比考察晒干和烘干两种加工方法,研究结果显示,在晒干和50℃烘干条件下,药材中五味子醇甲含量比较高;当烘干温度升高时,5-羟甲基糠醛的含量是上升的,相反挥发油的含量则下降;而有机酸和总糖的含量则没有明显变化。李玉环等[8]以有效成分木脂素含量为考察指标,对比北五味子粗加工方法(烘干、自然晾晒或自然阴干),通过实验研究发现,以上粗加工方式对木脂素成分没有显著影响,但是相对效果比较而言,阴干>晒干>烘干,烘干时温度不宜超过50℃,否则木脂素的含量会随温度上升而下降。

除烘干、晒干和阴干以外,真空干燥的技术也被应用于五味子的初加工方式中,如安开龙等[9-10]运用真空冷冻干燥、室内通风自然阴干、自然晒干、40℃、50℃、55℃烘干、45℃和55℃真空烘干、50℃热风烘干这几种不同的干燥方法处理北五味子药材进行对比研究,及时记录药材的质量变化和干燥时间,并通过高效液相色谱法、紫外分光光度法等检测木脂素类、5-羟甲基糠醛、总糖和总酸等指标成分,结果表明,用真空热干燥处理的北五味子中五味子醇甲含量和木脂素总含量最高,有害成分5-HMF含量较低,其综合质量最优。但考虑实际生产条件限制,亦可采用50℃热风烘干的方法去处理产地五味子。

随着科技的发展,对于中药材的干燥装置和干燥技术也有了更严格的要求。为了能够提高对五味子烘干质量和节能的目标,张宇时[19]对五味子的干燥装置进行了研究,其系统的输入量是烘干室内的温度和湿度信号,控制对象为烘干室的调温和排湿装置,并采用了PID控制方法有效调节系统的温度和湿度,系统主体采用了双循环设计,其优点是提高了热风利用率,也使烘干房内的温度更加均匀。纪建伟等[20-21]用烘干控制系统烘干五味子,流程为鲜果、装料、浸泡、喷淋、脱水、装车、入烘室、烘干、出烘室、卸车和出盘。此试验在烘干过程中共分为3个阶段,分别为预热阶段、加速干燥阶段和干燥完成阶段,该烘干过程的优点是热效率低、耗能少,并利用抽屉式网筛设计,使原料装卸更为方便快捷。早在2008年的时候,他们还研究设计了一种基于Visual C++开发的五味子烘干控制系统,用计算机对五味子的干燥工艺过程进行了分阶段的温度、湿度和时间三结合的自动控制策略,保证了烘干的质量,且干燥效率也很高。孙逢龙等[22]对五味子热风干燥的特性进行了研究,热风干燥的流程是先将采摘的鲜果进行清洗,目的是除去表面的灰尘和农药残留,将沥干后的药材均匀装盘后进行热风干燥,并测定其含水量,最后通过建立数学模型测出干燥五味子的最佳条件是热风温度为60℃、热风风速为0.3 m/s、铺料密度为15 kg/m2时干燥效果较佳。杜焱等[23]则运用模糊控制方式实现了五味子烘干过程中温度与湿度的快速调节与控制,因为在五味子的烘干过程中温度和湿度是2个主要的参数和指标,并通过含水率来控制这两个因素。干燥设备的改进和技术的提升不仅提高了药材的烘干质量,同时也节约了成本。

1.2 蒸制后干燥加工

陈舒妤等[24]采用不同的加工方法处理北五味子药材,其中第一批是取新鲜的五味子,通过蒸制5 min后将其取出并晾凉,然后将药材放置在干燥设备中,调节不同的温度将药材烘干;第二批则是将鲜五味子分别设置不同的温度直接烘至干燥;第三批则是将鲜五味子置于烘箱中,烘至含水量为35%、25%和20%后再进行晒干即可。通过UFLC-QTRAP-MS/MS的方法检测五味子中木脂素和有机酸等共15种成分的含量,研究结果表明,经过热风恒温干燥的样品其综合质量要优于蒸后热风恒温干燥的样品,其中五味子经40℃热风恒温干燥至含水量为35%后晒干的综合质量最优。

1.3 小结

北五味子的加工方法由传统中的晒干、阴干逐步发展为现如今的热风恒温干燥、真空干燥和真空冷冻干燥等干燥方式。根据实验需要设置不同的干燥时间和温度,烘干温度一般设置在40~70℃之间,温度不宜太高,否则五味子中的化学成分会随温度的升高而降低,从而影响药材的质量。评价指标的选择方面,由单一成分五味子醇甲含量发展为多指标同时分析,包括木脂素类(包括五味子酯乙、五味子醇乙、五味子丙素、五味子甲素和五味子醇甲等)、5-羟甲基糠醛、糖类及有机酸等,综合评价不同干燥方法的有效性。还有些学者为了提高药材的烘干质量,同时节约加工成本,对干燥设备进行改进,并应用计算机程序控制,提升加工技术水平。可见北五味子的加工方法已由晒干、阴干等粗加工模式向程序化和智能化的精加工模式转变。

2 北五味子贮藏研究

中药材采收加工后,如果贮藏条件不当会出现变质、霉变和虫蛀等现象,对中药材的药效质量产生严重的不良影响。因此实用有效的贮藏环境对保证药材的药效、质量和价值是至关重要的。贮藏的环境因素一般包括温度、湿度和时间等,除此之外药材本身的特点及其包装材料的选择也会影响药材在贮藏期内的品质变化。像五味子等种子类的药材不宜贮藏在高温的地方,更不能用火烘烤,应将药材放入玻璃缸、陶瓷缸、金属桶内等容器中,贮藏在阴凉、避光且干燥的地方[13]。也有报道选用麻袋、陶瓷缸和乙烯密封袋等作为包装材料,研究贮藏温度、湿度、贮藏时间和选用不同保鲜剂处理等对北五味子品质的影响。

2.1 贮藏环境因素和包装材料考察

五味子药材在包装方面其外包装可选用纸箱或者新的塑料编织袋,内包装则选择用无毒的塑料袋[25]。含水量在10%~15%的五味子药材最好在5℃房间内保存,相对湿度应在65%以下,贮藏时应避免空气和阳光照射等问题。孟祥才等[26]对五味子的贮藏条件进行了更加详细的研究,他们考察的贮藏因素包括温度、湿度和贮藏时间,以五味子中的五味子醇甲、五味子甲素和五味子乙素为检测指标成分,研究在不同的贮藏条件下几种成分含量的变化。考察的时间为0个月、3个月、6个月、12个月;温度分别为20℃和35℃;而湿度则分别为40%、55%、70%。经过一系列实验后,结果表明这3种成分在贮藏过程中呈现先下降后升高,最后再下降的趋势,并且对药材质量影响最关键的因素是湿度,其次是温度。

陈舒妤等[27]对北五味子的贮藏条件进行了更为深入的研究,以包装材料和贮藏温度为因素考察贮藏条件,其中包装材料包括麻袋、塑料编织袋、陶瓷缸、聚乙烯密封袋、牛皮纸袋、玻璃缸、铝塑袋及布袋等;贮藏温度考察选择常温库(10~20℃)、阴凉库(5~10℃)、冷柜(﹣5~0℃)、冰柜(﹣20℃)及超低温冰柜(﹣40℃),并应用超快速液相色谱-四极杆离子阱质谱测定北五味子中所含的木脂素和有机酸等15种成分的含量随贮藏条件的变化。经分析发现聚乙烯密封袋、麻袋和陶瓷缸是较好的包装材料,聚乙烯密封袋具有较好的密封性,能有效防止潮湿空气的渗入,在贮存过程中减少外界环境的影响,这与如今大多数中药房五味子药材的包装材料一致。麻袋较陶瓷缸更为轻便,在实际生产中可以考虑使用。而阴凉库5~10℃则是贮藏五味子较适宜的温度。

2.2 小结

中药材北五味子贮藏条件的考察因素包括贮藏的温度、湿度和时间等环境因素以及药材的包装材料(主要包括麻袋、聚乙烯密封袋、塑料编织袋和布袋等),其中好的包装材料可以保护药材防止虫类的侵入,还可以防尘、防潮等。考察指标的选择除了五味子中的木脂素类、有机酸类及糖类等检测药材质量的成分以外,还有一项重要的指标为药材含水量。通过大量的研究去探寻贮藏五味子的最佳条件,目的就是能更好地保存药材,使其发挥最大的保健价值。

3 结语

五味子作为一种常用的中药,具有增强免疫力、抗疲劳、抗衰老和保肝等药理作用,被广泛地应用于中医临床。本文是对北五味子的初加工方法和贮藏条件进行综述,通过总结为后续的研究提供参考借鉴。中药材的初加工方式和贮藏条件是其生产过程中至关重要的两个环节,对药材的品质和疗效有显著的影响。近年来,越来越多的研究者通过不断地探索与实践去研究中药材加工贮藏的方法,以期能够更好地保存药材,保证其药效,避免因药材变质、霉变、挥发、变味而影响药材的品质和造成资源的浪费。中药材初加工和贮藏的规范化和标准化以及完善的质量评价体系,将是未来中药材高质量发展的基础和趋势,国家也将通过一系列的政策加强对中药材质量的严格控制。

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