劉 雙,楊 靜,江振作,王躍飛(1.天津中醫(yī)藥大學(xué),天津市現(xiàn)代中藥重點實驗室——省部共建國家重點實驗室培育基地,天津300193;2.天津國際生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院,中藥新藥研發(fā)中心,天津300457)
·綜述·
中藥“神曲”發(fā)酵工藝及質(zhì)量標準研究進展*
劉雙1,2,楊靜1,2,江振作1,2,王躍飛1,2
(1.天津中醫(yī)藥大學(xué),天津市現(xiàn)代中藥重點實驗室——省部共建國家重點實驗室培育基地,天津300193;2.天津國際生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院,中藥新藥研發(fā)中心,天津300457)
神曲是由面粉和/或麥麩、苦杏仁、赤小豆、青蒿、蒼耳、辣蓼按照一定比例混勻后發(fā)酵而成的復(fù)方中藥。性溫,味甘、辛;歸脾、胃、大腸經(jīng),具有健脾消食,理氣化濕的功效。作為傳統(tǒng)曲劑,神曲的發(fā)酵工藝直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。本文就神曲的發(fā)酵工藝和質(zhì)量標準進行系統(tǒng)的綜述。
神曲;發(fā)酵工藝;質(zhì)量標準
神曲始載于《藥性論》,由面粉和/或麥麩、苦杏仁、赤小豆、青蒿、蒼耳、辣蓼按一定比例混勻、發(fā)酵而成[1]。神曲性溫,味甘、辛;歸脾、胃、大腸經(jīng);具有健脾消食,理氣化濕的功效[2-3]?,F(xiàn)代藥理學(xué)研究證實神曲具有多種藥理活性,如增強胃腸動力、促進胃酸分泌、改善腸道菌群紊亂等[4-6]。作為傳統(tǒng)曲劑,神曲的發(fā)酵工藝直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。目前,神曲生產(chǎn)方式多沿襲傳統(tǒng)發(fā)酵工藝,產(chǎn)品質(zhì)量批間差異大、化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)不清楚、質(zhì)量標準不統(tǒng)一,嚴重影響神曲的有效性和安全性。近年來,不少學(xué)者提出了神曲生產(chǎn)發(fā)酵新工藝,在一定程度上可以提高神曲的質(zhì)量,但仍存在局限性[7-9]。因此,目前亟需改進神曲發(fā)酵工藝,制定和統(tǒng)一其質(zhì)量標準。
神曲的發(fā)酵歷史悠久,自古就有自然發(fā)酵造曲之術(shù),一直沿襲至今。歷代本草關(guān)于造曲術(shù)的記載略有差異,但基本方法一致。如明代倪朱漠在其《本草匯言》中記載:“凡五月五日、六月六日或三伏日用白面百斤、青蒿汁、蒼耳汁、野寥汁各三解、赤小豆末,杏仁泥各三升,用汁和面,豆杏末作餅。麻葉楮葉包。署如造醬黃法。布帛密覆。侯冷,黃衣生。取出,日曬燥,以陳久者良?!保?0]傳統(tǒng)發(fā)酵法工藝簡單、要求較低,目前絕大多數(shù)藥廠仍沿用此法生產(chǎn)神曲。但是,該工藝落后,存在許多弊端:季節(jié)性強,為獲得合適的溫、濕度,傳統(tǒng)發(fā)酵法只適于盛夏進行;人為因素影響大,發(fā)酵結(jié)果取決于操作人員的實踐經(jīng)驗,而不同操作人員的經(jīng)驗水平參差不齊,造成產(chǎn)品差異較大;環(huán)境因素影響大,傳統(tǒng)發(fā)酵法是利用自然環(huán)境中的雜菌進行發(fā)酵,神曲品質(zhì)取決于發(fā)酵環(huán)境的菌種和數(shù)量,造成不同產(chǎn)地甚至相同產(chǎn)地不同地點生產(chǎn)的神曲差異較大[11];染菌情況嚴重,傳統(tǒng)發(fā)酵法利用環(huán)境雜菌發(fā)酵,極易染菌,產(chǎn)品中帶有大量的雜菌及毒性代謝產(chǎn)物(如致病菌和黃曲霉素等)[12]。此外,本法還存在發(fā)酵時間較長,占地面積大,衛(wèi)生條件差,勞動強度大等不足[13-14]。
為克服傳統(tǒng)工藝的缺點、優(yōu)化制曲工藝,保證神曲安全有效。王元銘[13]先整體發(fā)酵神曲,待表面長滿菌絲后用攪拌機拌勻,最后用切塊機將神曲切成小方塊,晾干,此法不但能夠減少工序、縮短時間、減輕勞動強度而且還能延長生產(chǎn)季節(jié);馬新華[14]采用兩步發(fā)酵法,先發(fā)酵一部分曲料,待曲料長滿菌絲,按1∶5的比例加入新鮮曲料混勻后繼續(xù)發(fā)酵,與傳統(tǒng)發(fā)酵法相比,此法神曲內(nèi)部含有菌絲,可極大縮短發(fā)酵時間等。此外,一些學(xué)者將傳統(tǒng)發(fā)酵工藝與現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合,提出純菌種發(fā)酵法。高慧等[7-8]按傳統(tǒng)發(fā)酵法制備神曲,于發(fā)酵停止24 h內(nèi)取神曲,分離、純化得到4種單一菌種,并代替自然雜菌發(fā)酵神曲,以薄層鑒別、酶活檢測、胃中總酸分泌量及小鼠胃腸蠕動功能為指標評價純菌和雜菌發(fā)酵神曲的質(zhì)量,證實毛霉屬霉菌為最佳菌種;程亦熊等[9]采用相同的純菌種分離方法得到7種純菌落,分別接種到產(chǎn)淀粉酶/蛋白酶的培養(yǎng)基中培養(yǎng),比較不同菌種產(chǎn)淀粉酶/蛋白酶能力,證實賽氏曲霉為最佳菌種。與自然雜菌發(fā)酵法相比,純菌發(fā)酵法的發(fā)酵周期較短;工藝可控,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;避免致病菌污染、產(chǎn)生毒性代謝產(chǎn)物,提高產(chǎn)品安全性。具體如表1所示。
表1 神曲兩種發(fā)酵方法的比較Tab.1 The comparison between two fermentation processes of Shenqu
《中華人民共和國衛(wèi)生部藥品標準·中藥成方制劑》第19冊(簡稱《部頒19冊》)中收載六神曲[17]。目前,神曲尚無統(tǒng)一質(zhì)量標準,《部頒19冊》僅收錄檢查項(水分,質(zhì)量差異限度),未建立含量測定項。文獻主要依據(jù)感官評價、顯微觀察、酶活力與pH值測定、微生物考察評價神曲質(zhì)量。
2.1感官評價表觀性狀檢查在一定程度上能夠反映神曲質(zhì)量?!恫款C19冊》規(guī)定神曲為不規(guī)則細小塊狀或粗顆粒狀物,表面呈灰白色至微黃色,粗糙,質(zhì)脆易碎,有陳腐氣,味微苦[17]。文獻記載:神曲有芳香氣,無霉爛味及其他異味;表面粗糙、曲塊堅實完整不易碎、呈正/長方形塊狀,六神曲表面呈土黃色、炒神曲呈土黃色、焦神曲呈黑褐色;內(nèi)部有斑點,用放大鏡可觀察到菌絲及未成熟的孢子[2,18]。
2.2顯微檢查顯微鏡下觀察神曲可見大量淀粉粒,呈球形,多為單粒,直徑2~40 μm。單細胞非腺毛長43~950 μm,石細胞呈黃色可分散或成群出現(xiàn),種皮柵狀細胞胞腔內(nèi)含淡紅棕色物[19]。目前,尚無炒神曲和焦神曲的顯微檢查報道,然而經(jīng)高溫炮制,炒制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化,因此需建立炒神曲與焦神曲的顯微觀察指標。
2.3酶活力與pH值測定酶活檢測是評價發(fā)酵曲劑質(zhì)量的重要指標[12],文獻采用淀粉酶/蛋白酶活力評價神曲質(zhì)量。如高慧等[15]以淀粉酶/蛋白酶活力為指標,研究不同發(fā)酵工藝制備神曲的質(zhì)量,采用碘量法測定淀粉酶活力,福林試劑比色法測定蛋白酶活力,證實面粉/麥麩為25∶75、加水量為35~45%、溫度為25~28℃發(fā)酵7 d時,兩種酶的活力最強,此時神曲質(zhì)量最佳;張露蓉等[4]研究炒制前后神曲淀粉酶/蛋白酶活力,神曲生品淀粉酶、蛋白酶活力分別為(164.49±5.11)U/g、(15.37±1.92)U/g,炒制品兩種酶的活力為(19.86±0.65)U/g和(22.74±0.96)U/g,結(jié)果表明神曲炒制后淀粉酶活力顯著降低,主要由于高溫炮制使酶失活[20],而蛋白酶的活性略有增加,這可能與神曲炮制后消食化積作用增強有關(guān),需開展更深入的研究。此外,劉福祥等[21]研究表明,神曲的酶活力與pH值有關(guān),在測定的4批神曲中,pH為5.5的神曲酶活力最高,提示可結(jié)合酶活力與pH值評價神曲質(zhì)量。
2.4微生物檢查研究顯示[22-23],神曲不僅含有酵母菌和乳酸桿菌,還含有大量的雜菌,嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。因此,檢測神曲中微生物十分重要,《藥品衛(wèi)生標準》[24]規(guī)定神曲等發(fā)酵類藥材為生藥原粉的中藥制劑暫不進行限度要求,但可參考《藥品衛(wèi)生標準》中藥口服藥品相關(guān)規(guī)定。
神曲作為一味傳統(tǒng)曲劑,具有健脾消食,理氣化濕的功效,臨床廣泛應(yīng)用于飲食積滯、胸痞腹脹、嘔吐瀉痢等癥。目前,多數(shù)藥廠仍沿襲傳統(tǒng)的自然發(fā)酵法造曲,傳統(tǒng)法工藝比較落后,致使神曲質(zhì)量差異較大,嚴重影響神曲的療效;采用雜菌發(fā)酵,產(chǎn)品中?;煊兄虏【投拘源x產(chǎn)物,嚴重影響藥物的安全性。為提高神曲質(zhì)量和安全性,不少學(xué)者不斷改進傳統(tǒng)工藝,其中純菌種發(fā)酵法工藝穩(wěn)定、安全高效,能夠克服傳統(tǒng)發(fā)酵法的弊端,具有廣闊的應(yīng)用前景。目前,純菌種研究還存在多處不足:僅研究發(fā)酵終點神曲樣品的菌種,未系統(tǒng)考察發(fā)酵過程中菌種對神曲發(fā)酵的影響;菌種純化、培養(yǎng)條件不統(tǒng)一,不同研究人員培養(yǎng)的菌種不同;僅研究單一菌種對神曲發(fā)酵的影響,忽略菌種間相互作用,未開展多菌群發(fā)酵研究。因此,在后續(xù)的純菌種研究中,需克服上述問題,選取最佳的發(fā)酵菌種(群)和培養(yǎng)條件,統(tǒng)一神曲發(fā)酵條件,確保神曲的質(zhì)量和安全性。
藥品質(zhì)量標準關(guān)系到藥品安全性和有效性。現(xiàn)有神曲質(zhì)量標準多從感官、顯微、酶活力、pH值、微生物等方面評價神曲質(zhì)量,未建立系統(tǒng)的化學(xué)指標評價方法。神曲是由面粉和/或麥麩等發(fā)酵而成,研究表明膳食纖維在腸道菌群作用下能夠產(chǎn)生乳酸和短鏈脂肪酸(SCFA)[25]。乳酸和短鏈脂肪酸作為發(fā)酵產(chǎn)物,不僅可以用于監(jiān)測發(fā)酵過程,而且可作為含量測定指標用于神曲質(zhì)量控制。在以后的質(zhì)量控制研究中,應(yīng)注重神曲發(fā)酵產(chǎn)物(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸等)的含量測定,統(tǒng)一神曲質(zhì)量標準,確保神曲的安全有效、質(zhì)量穩(wěn)定。
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(本文編輯:高杉,張震之)
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
重大新藥創(chuàng)制科技重大專項(2015ZX09J15102-004)、“973”計劃前期研究專項(2012CB723504)。
劉雙(1990-),女,碩士研究生,主要研究方向為中藥神曲質(zhì)量標準研究。
王躍飛,E-mail:wangyuefei_2006@hotmail.com。
(2014-12-20)