王海威 應(yīng)光耀 楊志欣 楊美華 劉佳佳 范卓文 孔維軍
[摘要] 食品、農(nóng)產(chǎn)品和中藥材等基質(zhì),受其自身因素及外界環(huán)境條件的影響,在種植、采收、加工、貯藏過(guò)程中若處理不當(dāng),極易污染霉菌,進(jìn)而產(chǎn)生具有嚴(yán)重毒性作用的真菌毒素,不僅會(huì)影響其質(zhì)量和安全性、有效性,也會(huì)對(duì)人體及動(dòng)物健康甚至生命造成威脅。所以,近年來(lái)從源頭上防控食品、農(nóng)產(chǎn)品、中藥材的霉變產(chǎn)毒,做好科學(xué)養(yǎng)護(hù)已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。許多中草藥尤其揮發(fā)油含量較高的中草藥具有較強(qiáng)的抑菌殺菌活性,已被應(yīng)用于食品、農(nóng)產(chǎn)品、中藥材等基質(zhì)的防霉變科學(xué)養(yǎng)護(hù)中?;诖?,進(jìn)一步將其開(kāi)發(fā)為天然防霉劑并制成一定的劑型,如片劑、氣霧劑、脂質(zhì)體、包合物等,不僅大大拓展了中草藥的應(yīng)用范圍,方便防霉劑的使用,也能達(dá)到緩釋或控釋的防霉效果和科學(xué)養(yǎng)護(hù)的目的,具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。
[關(guān)鍵詞] 中草藥; 天然防霉劑; 揮發(fā)油; 劑型開(kāi)發(fā)
Research progresses and formulation development of natural
antimildew agents based on Chinese herbal medicines
WANG Haiwei1, 2, YING Guangyao1, 3, YANG Zhixin2, YANG Meihua1,
LIU Jiajia2, FAN Zhuowen2*, KONG Weijun1*
1. Institute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College,
Beijing 100193, China;
2. College of Pharmacy, Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040, China;
3. College of Pharmacy, Jinzhou Medical University, Jinzhou 121001, China)
[Abstract] Owing to the intrinsic factors and some extrinsic environmental conditions, many foods, agricultural products and Chinese materia medicas (CMMs), if not handled properly in the processes of growth, harvesting, processing and storage, can be easily contaminated by all kinds of molds to produce mycotoxins of serious toxicity, which will not only affect the quality, safety and effectiveness of CMMs, but also result in potential threatens to human and animal′s health and life. Therefore, in recent decades, it has become the focus on how to prevent and control the foods, agricultural products and CMMs from being moldy and producing toxicity for scientific preservation. Many Chinese herbal medicines (CHMs) especially those with high content of volatile oils with strong antifungal activities have been applied for the scientific preservation of foods, agricultural products and CMMs. Based on these situations, natural antimildew agents have been further developed and made into some useful dosage forms, such as tablets, aerosol, liposomes and inclusion, which will not only greatly expand the application scope of CHMs to make the use of antimildew agents more convenient, but also achieve the sustained or controlled release of the antifungal effect for scientific preservation of foods, agricultural products and CMMs.
[Key words] Chinese herbal medicine; natural antimildew agents; volatile oil; formulation development
受自身所含化學(xué)成分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及外界環(huán)境條件的影響,食品、農(nóng)產(chǎn)品、中藥材等基質(zhì)在種植、采收、加工及儲(chǔ)藏、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中極易污染真菌(如曲霉、青霉、鏈格孢霉、頭孢霉、毛霉屬真菌等)而霉變變質(zhì)[12],并可能產(chǎn)生對(duì)人體具有肝腎毒性及致癌、致畸、致突變“三致”作用的真菌毒素(如黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏馬菌素等)[37],從而影響食品、農(nóng)產(chǎn)品及中藥產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性、有效性。人和動(dòng)物在進(jìn)食被霉菌污染的食品[8]后,可能因一次吞食多種霉菌毒素而引起中毒。已有研究表明,中藥材甘草發(fā)生霉菌污染后,會(huì)導(dǎo)致其主要化學(xué)成分含量的顯著降低[910],進(jìn)而可能導(dǎo)致其內(nèi)在質(zhì)量及藥效作用的下降。食品、農(nóng)產(chǎn)品、中藥材的霉變產(chǎn)毒問(wèn)題已引起世界范圍的高度重視,相關(guān)研究集中于基質(zhì)中污染真菌的分離鑒定、真菌毒素殘留量的檢測(cè)、真菌毒素的去除等方面,近年來(lái)尤其集中于早期從源頭上防控食品、農(nóng)產(chǎn)品、中藥材的霉變,做好科學(xué)養(yǎng)護(hù)。
常見(jiàn)的防霉手段主要包括物理、化學(xué)、生物學(xué)及其它方法等。其中,紫外照射[11]、伽馬射線[12]和烹飪抗菌[13]等物理方法無(wú)法徹底殺菌,且輻射過(guò)程可能導(dǎo)致基質(zhì)成分的變化,影響了食品、農(nóng)產(chǎn)品及中藥的質(zhì)地、外觀等,不能被歐盟國(guó)家所接受[14],且成本較高,無(wú)法廣泛使用?;诔粞?、固體二氧化氮、苯甲酸等的化學(xué)方法成分單一,易產(chǎn)生耐藥性,且化學(xué)成分殘留可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害。如目前最常用的磷化鋁對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、內(nèi)臟都有一定的傷害,且殘留的廢渣會(huì)造成環(huán)境的二次污染[1517]。生物學(xué)方法主要利用不產(chǎn)毒的菌株“競(jìng)爭(zhēng)排斥”自然界的產(chǎn)毒菌株[1820]。雖然該方法在抗菌防毒方面具有較廣闊的應(yīng)用前景,但其安全性有待考證。因此,研發(fā)綠色、高效、安全、無(wú)殘留,且對(duì)環(huán)境無(wú)污染的防霉劑已成為食品、農(nóng)產(chǎn)品及中藥材科學(xué)養(yǎng)護(hù)的重要研究方向。
中草藥在我國(guó)已有上千年的應(yīng)用歷史,其有效性和安全性甚至毒性也已逐漸被驗(yàn)證。我國(guó)也是最早使用中草藥作為防霉劑、抗霉劑的國(guó)家。研究表明,許多中草藥尤其揮發(fā)油含量較高的中藥具有較強(qiáng)的抑菌殺菌活性,不僅來(lái)源豐富、抗霉菌效果較好,而且具有綠色安全、高效、無(wú)殘留、低成本等優(yōu)勢(shì),已在食品、農(nóng)產(chǎn)品及飼料和中藥材的防霉養(yǎng)護(hù)中得到較廣泛的應(yīng)用。而且,將具有較強(qiáng)抗霉菌作用的中草藥開(kāi)發(fā)成防霉劑并制成一定的劑型,如片劑、氣霧劑、脂質(zhì)體、包合物等,不僅大大拓展了中草藥的應(yīng)用范圍,方便防霉劑的使用,也能達(dá)到緩釋或控釋的防霉效果,具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。為此,本文綜述了具有較強(qiáng)抗霉菌作用的中草藥及其活性成分和基于中草藥的天然防霉劑在食品、農(nóng)產(chǎn)品及中藥材防霉科學(xué)養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用進(jìn)展,在此基礎(chǔ)上,展望了基于中草藥的天然防霉劑新劑型的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用前景,以期為相關(guān)研究領(lǐng)域提供參考。
1 具有抗霉菌作用的中草藥及其活性成分
1.1 具有抗霉菌作用的中草藥活性成分 作為一種不飽和脂肪酸,山梨酸是國(guó)際糧農(nóng)組織和衛(wèi)生組織推薦的高效安全的防霉腐保鮮劑,能有效抑制霉菌和酵母菌的活性,被廣泛應(yīng)用于食品、飲料、化妝品等行業(yè),是一種高效的防腐防霉劑。已有研究表明桂皮醛、茴香醛、香草醛均具有明顯的抗霉菌活性,其中桂皮醛的作用最強(qiáng),優(yōu)于山梨酸[21],且來(lái)源豐富,價(jià)格低廉,作為防霉劑具有廣闊的潛在應(yīng)用前景。肉桂油不僅抗霉菌作用較強(qiáng),而且抗菌譜較廣,有研究發(fā)現(xiàn)[22]肉桂油對(duì)串珠鐮刀菌的抑菌活性與其有效成分肉桂醛的濃度呈正比。檸檬醛[23]能促進(jìn)黃曲霉胞內(nèi)抗氧化酶活性增強(qiáng)、MDA和蛋白質(zhì)羰基含量增加,使其氧化損傷而抑制毒素的產(chǎn)生。另外,丁香酚對(duì)黃曲霉和禾谷鐮刀菌都有很好抑制作用,可顯著抑制脫氧雪腐鐮刀菌烯醇的累積[24]。麝香草酚[25]對(duì)黑曲霉、黃曲霉和金黃色葡萄球菌等細(xì)菌都有不同程度的抑制作用,可以開(kāi)發(fā)為天然防霉劑?;ń穂26]中的月桂氮卓酮和二甲基亞砜能夠促進(jìn)自身?yè)]發(fā)油進(jìn)入真菌細(xì)胞,加速霉菌死亡。因此,在傳統(tǒng)的對(duì)抗貯存時(shí),常將花椒和動(dòng)物藥蜈蛤、全蝎或與果實(shí)種子類藥酸棗仁同儲(chǔ),能起到較好的防霉防蛀效果。
1.2 具有抗霉菌作用的中草藥揮發(fā)油 中草藥精油(或揮發(fā)油)作為極具潛力的天然防霉劑,其揮發(fā)性成分多芳香、有效、無(wú)毒性殘留,能抑制產(chǎn)毒真菌的生長(zhǎng)或真菌毒素的污染。共水蒸餾法提取的臭柏、油松針葉精油對(duì)黑曲霉都有明顯的抑制作用[27]。研究發(fā)現(xiàn)[28],草果經(jīng)粉碎后用水蒸汽蒸餾法提取得到的揮發(fā)油具有較強(qiáng)的抗霉菌作用,抗霉菌的主要方式為殺菌,可對(duì)貯藏期的中藥材發(fā)揮很好的防霉防蛀效果。山雞椒精油對(duì)黃曲霉、寄生曲霉、黑曲霉、根霉都有很好的抑制作用[29]。RazzaghiAbyane等[30]研究發(fā)現(xiàn),百里香和萊蒙揮發(fā)油能同時(shí)抑制黃曲霉的生長(zhǎng)和黃曲霉毒素的累積,留蘭香、茴香、印度苦楝、鉤吻葉芹、龍蒿等的揮發(fā)油能夠抑制黃曲霉的生長(zhǎng),葛縷子揮發(fā)油能有效抑制黃曲霉毒素的累積。彭麗莎[31]研究表明,石香薷揮發(fā)油能明顯抑制黃曲霉的生長(zhǎng)。
此外,更多研究已表明,博爾多樹(shù)[32]、丁香[3233]、香茅[33]、玫瑰草[33]的揮發(fā)油及竹葉揮發(fā)油[34]等都具有較強(qiáng)的抑制多種霉菌生長(zhǎng)的作用,將植物精油開(kāi)發(fā)成天然防霉劑應(yīng)用到食品、農(nóng)產(chǎn)品和中藥材中,可有效控制食品等的產(chǎn)毒菌和真菌毒素污染,提高安全性,保障人身健康。
1.3 具有抗霉菌作用的單味中草藥 實(shí)踐應(yīng)用已證明,許多單味中草藥在發(fā)揮防腐防霉、降低霉菌活性的同時(shí),不易產(chǎn)生有害殘留,不影響機(jī)體的正常代謝,對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生不良影響,可作為抗菌防霉劑并廣泛使用。研究發(fā)現(xiàn)[35],公丁香、厚樸、姜黃、山蒼子對(duì)黃曲霉、寄生曲霉、黑曲霉等都有抑制作用,其中公丁香的防霉效果最佳,并能減輕黃曲霉毒素造成的肝細(xì)胞損傷,既可用作天然防霉劑,又可用于食品、飼料等的添加劑。此外,將丁香與烏梢蛇、地龍、蘄蛇同貯[36],可防止其發(fā)霉、生蟲(chóng)。白茅根與人參、天麻、三七、白花蛇共貯[36],可防止其發(fā)霉、蟲(chóng)蛀、變色等?;ń返乃嵋汉痛继嵋簩?duì)霉菌都有較好的抑制作用,可以作為天然防霉劑使用[37]。杜仲[38]除具有抗霉菌作用外,還可作為飼料添加劑,有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。宋志萍等利用柑桔皮、茴香粉、生姜粉、肉桂粉和氧化鈣制成草顆粒天然防霉劑,抑菌效果顯著[39]。
中草藥來(lái)源豐富、天然綠色、無(wú)殘留,可作為天然防霉防腐劑對(duì)食品、農(nóng)產(chǎn)品及中藥材等發(fā)揮很好的防霉防腐效果,具有操作簡(jiǎn)便、成本低、效果好、無(wú)殘留、易推廣、實(shí)用性和安全性好等優(yōu)點(diǎn)。
1.4 單味中草藥的聯(lián)合使用發(fā)揮抗霉菌作用 雖然部分單味中草藥的抗霉菌效果較好,但是,若食品、農(nóng)產(chǎn)品及中藥材等基質(zhì)污染的霉菌種類較多,情況較復(fù)雜時(shí),單味中草藥難以實(shí)現(xiàn)“既分清主次又全面兼顧”的抗菌防霉要求,可將具有相須或相使關(guān)系的兩味或多味中草藥配伍使用以提高其作用效果。
肉桂醛和香芹酚等精油聯(lián)合使用時(shí),能有效抑制飼料中青霉和黑曲霉菌的生長(zhǎng),但對(duì)根霉效果不明顯[40]。紀(jì)麗蓮等[41]研究野菊花、艾葉等8種菊科中草藥的抗菌作用時(shí)發(fā)現(xiàn),蒲公英、蝦須草等6種中草藥及8種中草藥等比混合品的抗霉菌活性最強(qiáng),且混合品具有很強(qiáng)的拮抗霉菌生長(zhǎng)及黃曲霉毒素產(chǎn)生的效力,對(duì)黃曲霉毒素的抑制率可超過(guò)95%。顧仁勇[42]研究丁香和肉桂精油的聯(lián)合抗菌作用時(shí)發(fā)現(xiàn),丁香和肉桂精油單獨(dú)使用時(shí)對(duì)霉菌均具有較強(qiáng)的抑制作用,二者聯(lián)合使用對(duì)黑曲霉等多種霉菌呈現(xiàn)協(xié)同增效作用,對(duì)青霉等霉菌表現(xiàn)出相加的抗菌作用。
所以,將具有協(xié)同或相加抗霉菌作用的2種或多種單味中草藥聯(lián)合用于食品、農(nóng)產(chǎn)品、飼料及中藥材的防霉過(guò)程中,能顯著增強(qiáng)其抗菌作用效果。然而,目前該方面的研究未能引起足夠重視,相關(guān)報(bào)道較少。隨著研究的深入,單味中草藥聯(lián)合必將成為未來(lái)基于中草藥的天然防霉劑開(kāi)發(fā)的重要方向和應(yīng)用重點(diǎn)。
2 基于中草藥的天然防霉劑的應(yīng)用
2.1 在食品科學(xué)養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用 食品安全對(duì)關(guān)系著人及動(dòng)物的身體健康和生命安全。防霉腐、抗氧化、保鮮是保證食品安全、營(yíng)養(yǎng)成分不變的必要途徑,而食品添加劑發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。目前,食品添加劑主要是合成的防霉防腐劑,但其在使用過(guò)程中往往會(huì)對(duì)人和動(dòng)物的身體健康造成不良影響,如二氧化硫、三唑類化合物等殘留會(huì)危害人類的身體健康,引起過(guò)敏反應(yīng)。因此,從中草藥及其活性成分中挖掘和開(kāi)發(fā)天然食品防霉防腐劑,用于食品的科學(xué)養(yǎng)護(hù)已激發(fā)人們的高度興趣。Fun等[43]將鰱魚(yú)置于冰中保存并加入0.2%茶多酚時(shí)發(fā)現(xiàn),茶多酚能有效抑制腐敗菌的生長(zhǎng)、繁殖,降低魚(yú)肉pH等,使保存時(shí)間明顯延長(zhǎng),可達(dá)35 d,是高效低毒的天然防霉保鮮劑。汪秋安等[44]研究發(fā)現(xiàn)柑橘皮提取物對(duì)霉菌、酵母菌均有很好的抑制作用。當(dāng)食品或飼料中加入1%~3%該提取物時(shí),其保存期可顯著延長(zhǎng)。另外,香辛料的提取物對(duì)多種霉菌也有較好的抑菌活性,如肉桂、丁香、芥末、芹菜、麝香草等,可用于肉類食品的防霉和保鮮。朱江等[45]將丁香、黃連等提取物中加入特定的輔料后制成復(fù)合保鮮膜劑,抑制黃桃的呼吸作用,抗霉抑菌效果較好。甘草提取物可以用于蛋類和含脂量高的食品的防霉保鮮[46]。肉類食品和飲料中還可用山楂核煙熏劑來(lái)保鮮防腐。
2.2 在農(nóng)產(chǎn)品及飼料科學(xué)養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用 農(nóng)作物和飼料等的霉菌感染已成為常見(jiàn)問(wèn)題,從中草藥中探尋高效安全的飼料防霉劑進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)也成為近幾年的研究熱點(diǎn)。王金娥等[47]對(duì)土槿皮、黃柏 、白鮮皮、苦參、黃芩等中草藥對(duì)飼料防霉效果進(jìn)行考察,結(jié)果顯示,土槿皮、黃柏、白鮮皮的防霉效果最佳,與化學(xué)防霉劑丙酸鈣相當(dāng);黃芩、橘子皮次之,防霉效果較好,苦參、花椒防霉效果中等,為天然綠色安全的飼料防霉劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了參考和支持。時(shí)維靜等[48]考察了公丁香、白豆范、忍冬藤3種中草藥的抑制霉菌程度,并比較了防止飼料霉變的效果。結(jié)果表明,公丁香醇提取液的濃度達(dá)到0.5%時(shí),即可對(duì)根霉、毛霉、黑曲霉和青霉的生長(zhǎng)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抑制作用。此外,國(guó)外養(yǎng)殖場(chǎng)一般利用香草醛和乙基香草醛加入聚烯烴樹(shù)脂中制成飼料防霉包裝袋,用于家畜飼料的防霉,不僅抑菌防霉菌效果明顯,而且作用時(shí)間長(zhǎng)、效果持久[49]。中草藥在農(nóng)產(chǎn)品和飼料中防霉防腐研究中的使用,進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用范圍和領(lǐng)域,為基于中草藥的天然防霉劑的開(kāi)發(fā)提供了思路。
2.3 在中藥材科學(xué)養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用 中藥材在我國(guó)具有上千年的防病治病和養(yǎng)生保健的應(yīng)用歷史,也是我國(guó)出口創(chuàng)匯的重要途徑。然而,近年來(lái),中藥材由于霉變和真菌毒素殘留超標(biāo)而被國(guó)際市場(chǎng)拒之門外的事件屢屢被報(bào)道,不僅導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,也對(duì)我國(guó)的國(guó)際形象造成不良影響。目前,我國(guó)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)及政府管理部門非常重視中藥材的霉變產(chǎn)毒問(wèn)題,已加強(qiáng)種植、采收、加工和儲(chǔ)藏、流通等各環(huán)節(jié)的中藥材安全控制和科學(xué)養(yǎng)護(hù)。采用通風(fēng)、晾曬、干燥、避光等措施可減少中藥材的霉菌感染,卻不能去除藥材表面尤其藥材內(nèi)部感染的真菌和真菌毒素。隨著研究的深入,遠(yuǎn)紅外、微波、蒸汽、60Co射線輻射等物理方法[50]及化學(xué)藥物(磷化鋁、溴甲烷、二氧化硫等)熏蒸[51]也被用于中藥材的防霉養(yǎng)護(hù)過(guò)程中。但是,微波及射線技術(shù)的成本較高,不宜普及和長(zhǎng)期使用;化學(xué)藥物熏蒸會(huì)導(dǎo)致毒性藥物殘留,對(duì)中藥材及使用者的身心健康存在危害。在此背景下,從中草藥中開(kāi)發(fā)天然綠色防霉劑與被養(yǎng)護(hù)藥材“對(duì)抗同貯”[52]已引起人們的廣泛興趣,其利用具有特殊氣味的藥材如大蒜、丁香等與易發(fā)霉、易生蟲(chóng)藥材一起貯存,達(dá)到防霉防腐防蟲(chóng)的效果。揮發(fā)油類含量較高的陳皮和高良姜,二者同貯后揮發(fā)性成分可相互作用而防蟲(chóng)防霉[53];糖類成分含量較高的阿膠、鹿角膠等在儲(chǔ)存過(guò)程中易受溫度和濕度的影響而軟化、黏連甚至發(fā)霉,可將其與適量的蒲黃炭相間放置,避免軟化、發(fā)霉[54];易發(fā)霉蟲(chóng)蛀的名貴動(dòng)物類藥材可與山蒼子、花椒、樟腦、大蒜、丹皮、當(dāng)歸、石灰粉等同貯養(yǎng)護(hù)[55];冬蟲(chóng)夏草與藏紅花在低溫干燥環(huán)境中同貯,久存不壞[56]。
3 基于中草藥的天然防霉劑新劑型的開(kāi)發(fā)
在倡導(dǎo)綠色健康的今天,食品、藥品及農(nóng)產(chǎn)品防霉劑都朝著安全、高效、無(wú)公害的方向發(fā)展,研究和開(kāi)發(fā)新型綠色天然防霉劑做好中藥材的科學(xué)養(yǎng)護(hù)已倍受關(guān)注,其中,揮發(fā)油含量較高的中草藥及具有揮發(fā)性的活性成分以其抗菌殺菌作用明顯、來(lái)源豐富、安全綠色、無(wú)殘留的優(yōu)勢(shì)更是成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在食品、農(nóng)產(chǎn)品和飼料、中藥材等的防霉菌方面得到廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。但是,中草藥揮發(fā)油或其具有揮發(fā)性的活性成分性質(zhì)不穩(wěn)定,不易保存或保存條件要求較高,若將其大批量應(yīng)用到實(shí)踐或工業(yè)生產(chǎn)中,尚需結(jié)合新技術(shù)或新途徑彌補(bǔ)這些不足或缺陷?;诖?,可考慮將中草藥揮發(fā)油或其具有揮發(fā)性的活性成分開(kāi)發(fā)為脂質(zhì)體、微囊、包合物、緩釋片、氣霧劑等劑型,一方面能達(dá)到緩釋或控釋的效果,發(fā)揮長(zhǎng)效防霉的優(yōu)勢(shì),另一方面能提高揮發(fā)油穩(wěn)定性,便于實(shí)際操作和大規(guī)模應(yīng)用,從直接接觸和氣調(diào)2個(gè)途徑進(jìn)行食品、農(nóng)產(chǎn)品和飼料或中藥材的防霉養(yǎng)護(hù)。
3.1 中草藥脂質(zhì)體緩釋防霉劑 脂質(zhì)體是一種新型的藥物載體,是將藥物包封于類脂質(zhì)雙分子層薄膜中間制成的超微型球狀藥物載體制劑。其結(jié)構(gòu)類似于生物膜,可包封水溶性或脂溶性藥物,具有靶向性、緩釋性、保護(hù)被包封物等特點(diǎn)。將具有較強(qiáng)抗霉菌作用的中草藥揮發(fā)油包封制成脂質(zhì)體,不僅能提高揮發(fā)油的穩(wěn)定性,改善揮發(fā)油的溶解性,也能通過(guò)緩釋作用延長(zhǎng)其抗霉菌作用時(shí)間,達(dá)到長(zhǎng)效抗菌活性[5758]。胡一晨等[59]開(kāi)發(fā)了姜黃揮發(fā)油的納米脂質(zhì)體,在25 mL培養(yǎng)基中加入2 mL脂質(zhì)體后與黃曲霉菌共培養(yǎng),結(jié)果發(fā)現(xiàn),10 d內(nèi),霉菌的生長(zhǎng)和黃曲霉毒素的產(chǎn)生被完全抑制。表明將姜黃揮發(fā)油制備成納米脂質(zhì)體,既增加了體系穩(wěn)定性和均一性,又保證了其抗黃曲霉菌的特效,具有較大的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。但脂質(zhì)體目前主要用于體內(nèi)靶向制劑,制備時(shí)包封率的控制較為困難,易受溶劑的影響。若應(yīng)用于防霉,可將脂質(zhì)體冷凍干燥為固體粉末使用。
3.2 中草藥微囊防霉劑 采用天然或合成的高分子材料(統(tǒng)稱為囊材)作為囊膜壁殼,將固態(tài)或液態(tài)藥物包裹成藥庫(kù)型微膠囊,即微囊。將藥物制成微囊,不僅可以掩蓋其不良?xì)馕都翱谖?,提高藥物的穩(wěn)定性,減少藥物對(duì)胃的刺激,還能通過(guò)固化液態(tài)藥物,方便其臨床使用。將具有較強(qiáng)抗霉菌作用的中草藥揮發(fā)油通過(guò)微囊化方法形成緩控釋制劑和靶向制劑后,在發(fā)揮精準(zhǔn)和高效抗霉菌的同時(shí),也能通過(guò)緩釋作用達(dá)到長(zhǎng)效防霉的目的。王玉鳳等[60]用復(fù)凝聚法制備川芎揮發(fā)油的微型膠囊,不僅工藝簡(jiǎn)單,而且包封率和收率較高,且化學(xué)成分不會(huì)發(fā)生改變。該方法使液體藥物固體化,防止揮發(fā)性成分的散失,增加了揮發(fā)油在制劑中的穩(wěn)定性。劉香軍等[61]以丁香油為芯材制成緩釋微囊用作防霉保鮮劑,防霉效果良好且釋放緩慢。王丹[62]將黑胡椒精油制成微囊緩釋劑,有效地降低了芯材的揮發(fā),延長(zhǎng)了防霉菌的作用時(shí)間。黎星辰等[63]將肉桂精油制成微囊保鮮劑,并于5,15,25 ℃考察其對(duì)大豆的防腐保鮮效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn),5個(gè)月后各溫度條件下添加保鮮劑的大豆與對(duì)照品組大豆含霉菌量均有顯著性差異,且25 ℃時(shí)發(fā)芽率、霉菌量等指標(biāo)都有顯著性差異,說(shuō)明肉桂油微囊在溫度較高時(shí)能發(fā)揮穩(wěn)定性高、釋放速率低且保鮮效果好的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。近年來(lái),許多研究者將微囊技術(shù)應(yīng)用于中藥制劑,多數(shù)將其制成緩釋或控釋制劑用于抗癌。將其他具有較強(qiáng)抗霉菌作用的中草藥如蓽澄茄和肉桂精油制成微囊制劑,在顯著提高揮發(fā)油穩(wěn)定性的同時(shí),有效降低精油的揮發(fā),且使用更方便,作用更持久。但是,目前使用較多的是單層微囊,若將其制成雙層微囊,可進(jìn)一步提高具有抗霉菌作用的中草藥揮發(fā)油的穩(wěn)定性、抗?jié)裥?、抗氧化性、耐高溫[64]。此外,微囊制備技術(shù)較難掌握,目前缺乏簡(jiǎn)單、適用于所有囊心物的包裹方法,且連續(xù)生產(chǎn)較困難。因此,微囊制備工藝的優(yōu)化及雙層微囊的研發(fā)已成為人們未來(lái)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn),也將促進(jìn)其在防霉領(lǐng)域的應(yīng)用。
3.3 中草藥緩釋片防霉劑 片劑因其制備工藝簡(jiǎn)單,輔料資源豐富且價(jià)格低廉,使用便利而受到眾多消費(fèi)者的青睞。目前的研究中將揮發(fā)油制成片劑的應(yīng)用較少,如劉強(qiáng)[65]以紫莖澤蘭為載體將薰衣草精油制備成防蛀緩釋片,緩釋效果較好且穩(wěn)定性很好;王桂姬[66]將大蒜油制備成凝膠骨架片,可用于食品、藥材等基質(zhì)的長(zhǎng)效防霉。所以,將具有抗霉菌作用的中草藥揮發(fā)油與適當(dāng)?shù)奈絼┗靹?,加入黏合劑或其他輔料改善流動(dòng)性后制成緩釋防霉片,可顯著提高揮發(fā)油的利用率和緩釋的抗菌防霉效果,且片劑制備簡(jiǎn)單、易攜帶、運(yùn)輸方便、成本低,有利于大工業(yè)生產(chǎn)和臨床大批量大規(guī)模食品、農(nóng)產(chǎn)品及中藥材尤其貴細(xì)藥材的防霉需求,具有廣闊的市場(chǎng)前景。但是,在制備過(guò)程中應(yīng)考慮并改善輔料的吸濕性及揮發(fā)油釋放率,保證防霉片劑的有效使用和高效發(fā)揮效果。
3.4 中草藥防霉氣霧劑 氣霧劑系指將藥液、乳液或混懸液與適宜的拋射劑共同封裝于具有特制閥門系統(tǒng)的耐壓容器中,使用時(shí)借助拋射劑的壓力將內(nèi)容物呈霧狀物噴出的制劑。中藥揮發(fā)油的氣霧劑是通過(guò)直接接觸的方式抑制霉菌或殺滅霉菌,向具有較強(qiáng)抗霉菌作用的中草藥或其揮發(fā)油類成分中加入一定的穩(wěn)定劑,灌封于噴灌中支撐中草藥防霉氣霧劑。使用時(shí),將其噴灑于貯存食品或農(nóng)產(chǎn)品、中藥材的倉(cāng)庫(kù)內(nèi),或直接噴灑于被防霉基質(zhì)上,通過(guò)揮發(fā)油的散發(fā)抑制藥材的霉菌產(chǎn)生及生長(zhǎng)。后者的抑菌效果更好但是會(huì)增加食品或中藥材等基質(zhì)的濕度,實(shí)際應(yīng)用尚需控制用量并考察噴灑氣霧劑對(duì)基質(zhì)成分的影響。李煬[67]將姜黃、熏倒牛、苦參及花椒揮發(fā)油和適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┗旌现苽渌幮Ш?、穩(wěn)定性高、符合現(xiàn)代藥物儲(chǔ)藏特點(diǎn)的微乳,并灌裝至100 mL棕色噴壺內(nèi),制備當(dāng)歸揮發(fā)油噴霧劑,該制劑符合藥典標(biāo)準(zhǔn),具有工業(yè)化大生產(chǎn)的可行性,可用于食品、農(nóng)產(chǎn)品、中藥材等基質(zhì)的防霉防蟲(chóng)養(yǎng)護(hù)。
3.5 環(huán)糊精包合技術(shù)應(yīng)用于中草藥防霉劑 環(huán)糊精包合物是一種超微型藥物載體。中草藥環(huán)糊精包合物是指將具有抗霉菌作用的中草藥揮發(fā)油包合或嵌入環(huán)糊精的筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)形成的超微粒分散物。部分具有抗霉菌作用的中草藥揮發(fā)油易受光、溫度的影響而氧化分解,用環(huán)糊精包合后可大大提高被包合揮發(fā)油的穩(wěn)定性并使其粉末化,便于制成實(shí)際應(yīng)用的片劑、噴霧劑等防霉劑型,延緩揮發(fā)油的釋藥速率,提高揮發(fā)油的利用率和抗霉菌作用,避免噴霧劑中藥物與藥材直接接觸而可能產(chǎn)生的“走油”、“串味”等現(xiàn)象,改善了劑型上的不足。楊永剛等[68]將肉桂油制成β環(huán)糊精包合物,結(jié)果表明β環(huán)糊精包合物中有效成分含量較高,穩(wěn)定性顯著提高,抗霉菌作用較強(qiáng)且持久。
目前,環(huán)糊精包合比較敏感的芳香性物質(zhì)的工藝已經(jīng)比較成熟,但包合率有待進(jìn)一步提高,并可通過(guò)修飾β環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)改善親水性和疏水性等問(wèn)題,有利于其大工業(yè)生產(chǎn)和防霉應(yīng)用。
4 總結(jié)
食品、農(nóng)產(chǎn)品及中藥材的霉變產(chǎn)毒不僅會(huì)影響其質(zhì)量和安全性、有效性,也會(huì)對(duì)人或動(dòng)物造成危害,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,已引起世界范圍的高度重視。研究者們已采取和應(yīng)用多種措施和手段早期從源頭上防控食品、農(nóng)產(chǎn)品、中藥材的霉變,做好科學(xué)養(yǎng)護(hù)。目前食品、農(nóng)產(chǎn)品及飼料添加劑主要是合成的防腐防霉劑,中藥材的養(yǎng)護(hù)也大多采用物理、化學(xué)方法,但是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在一定的局限性。此時(shí),人們將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向從來(lái)源豐富、高效、無(wú)殘留、低成本的中草藥中開(kāi)發(fā)天然防霉劑,用于食品或中藥材等基質(zhì)的防霉養(yǎng)護(hù)。大量研究報(bào)道已表明,具有抗霉菌作用的中草藥及其揮發(fā)油、活性成分在單獨(dú)使用和聯(lián)合應(yīng)用時(shí)均能達(dá)到較好的防霉養(yǎng)護(hù)的效果,而且不影響被養(yǎng)護(hù)基質(zhì)的外觀和味道,已在食品、農(nóng)產(chǎn)品和飼料、中藥材的防霉菌方面得到應(yīng)用,是開(kāi)發(fā)天然綠色防霉劑的首選來(lái)源?;诖?,將具有抗霉菌作用的中草藥揮發(fā)油或其具有揮發(fā)性的活性成分開(kāi)發(fā)為脂質(zhì)體、微囊、包合物、緩釋片、氣霧劑等劑型,不僅能達(dá)到緩釋或控釋的長(zhǎng)效防霉效果,也便于實(shí)際操作和大批量食品、農(nóng)產(chǎn)品和飼料或中藥材的防霉變科學(xué)養(yǎng)護(hù),具有廣闊的應(yīng)用前景。
中草藥是我國(guó)的瑰寶,資源豐富,應(yīng)用歷史悠久。將其活性成分或揮發(fā)油制成相應(yīng)的劑型用于食品、農(nóng)產(chǎn)品或中藥材的防霉,拓展了中草藥的應(yīng)用范圍,并發(fā)揮緩控釋效果,具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。但目前技術(shù)尚不完全成熟,中草藥及其揮發(fā)油和活性成分的抗菌譜和殺菌機(jī)制等還有待研究,能否將其提取物的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾或加入不同輔料以達(dá)到更好的防霉效果尚需進(jìn)一步研究。
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[責(zé)任編輯 孔晶晶]