周文菊 豆小文 楊美華 韓旭 趙明 歐陽(yáng)臻
2外源性污染物研究
薄荷及加工產(chǎn)品薄荷油和薄荷腦是我國(guó)重要的出口產(chǎn)品,藥材種植源頭、采收、加工、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏暴露的環(huán)境等因素造成的產(chǎn)品質(zhì)量安全性問(wèn)題不容忽視。一直以來(lái),薄荷及其飲片容易受到如重金屬及有害元素、農(nóng)藥殘留、真菌毒素等外源性有害物質(zhì)的污染而導(dǎo)致薄荷及其飲片的質(zhì)量難以符合要求,嚴(yán)重滯后了我國(guó)中藥材現(xiàn)代化、國(guó)際化的步伐。
2·1重金屬及有害元素污染薄荷屬于多年生草本,植株在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)主動(dòng)吸收與富集環(huán)境(土壤、空氣、水等)中及種植或養(yǎng)殖過(guò)程中所施加的農(nóng)藥、化肥、飼料等中的重金屬及有害元素等污染物,且在生產(chǎn)過(guò)程(采收、加工、輔料、包裝、貯存、運(yùn)輸)中帶入的重金屬及有害元素[14-15],極易造成藥材中重金屬及有害元素超標(biāo)的現(xiàn)象。攝入體內(nèi)的重金屬及有害元素一旦蓄積,極易引發(fā)免疫系統(tǒng)障礙,神經(jīng)、內(nèi)分泌、肝、腎功能損傷,出現(xiàn)嚴(yán)重的中毒癥狀[16-17]。嚴(yán)格控制薄荷藥材及其飲片中重金屬及有害元素的含量[18-19]是首當(dāng)其沖解決的問(wèn)題。
鉛(Pb)、鎘(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、銅(Cu)是目前薄荷及其飲片中研究較為主要的重金屬。美國(guó)藥典規(guī)定薄荷油中重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)為20 mg·kg-1,日本藥典則規(guī)定薄荷中重金屬含量不得超過(guò)40 mg·kg-1。不同來(lái)源和暴露在不同環(huán)境中的中藥材中的重金屬含量存在差異[20],且由于藥材本身遺傳特性、代謝等的不同,也會(huì)造成同一株藥材不同藥用部位重金屬含量存在差異[21]。田林鋒等[22]對(duì)薄荷不同器官中5種重金屬進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn),As,Hg,Pb含量在葉中最高,其次根,莖中最低;Cu的含量以根為最高,其次是葉,莖中最低;而Cd在黔薄荷根中含量最高,莖次之,葉最低,驗(yàn)證了組織器官間重金屬含量差異顯著。王枚博等[23]在檢測(cè)10種中藥材中15種有機(jī)元素時(shí)發(fā)現(xiàn),5批薄荷藥材中汞含量超標(biāo),超標(biāo)率為20%。欒爽等[24]檢測(cè)到河北產(chǎn)薄荷中鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7·07 mg·kg-1,超過(guò)我國(guó)規(guī)定的限量標(biāo)準(zhǔn)(韓國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等規(guī)定的中藥材中鉛的限量為5 mg·kg-1)。這也警示針對(duì)薄荷重金屬檢測(cè)取材的關(guān)鍵有賴于研究對(duì)象,需要做到取材的均一性和代表性。此外,以薄荷為原材的薄荷加工品,其重金屬監(jiān)測(cè)也極為重要。
藥材加工炮制過(guò)程如煎煮等過(guò)程也會(huì)導(dǎo)致重金屬及有害元素發(fā)生轉(zhuǎn)移,從而影響終產(chǎn)品的質(zhì)量[25],且不同的化學(xué)形態(tài)存在于中藥中的重金屬及有害元素,可能產(chǎn)生不同的活性[26]。楊榮等[27]研究表明,在中藥材中以可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)存在的重金屬容易遷移轉(zhuǎn)化,生物利用度高,但以鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)存在的重金屬性質(zhì)較為穩(wěn)定,不易被人體吸收。然而,目前薄荷中重金屬及有害元素的研究仍舊停留在簡(jiǎn)單的檢測(cè)層面,尚未系統(tǒng)的展開重金屬及有害元素的轉(zhuǎn)移、化學(xué)形態(tài)分析研究,因而不能完全把握薄荷的安全性。因此,在薄荷綜合質(zhì)量控制方面還需深入探究。
2·2農(nóng)藥殘留污染薄荷在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷各種病蟲害現(xiàn)象。分枝期易發(fā)生霜霉病、白粉病、斑枯病等病害,尤其以白粉病發(fā)生較為常見;開花期是病害最為嚴(yán)重的階段,如黒莖病、銹病、病毒病、莖枯病、灰斑病、斑枯病、白絹病等,部分病害還會(huì)直接導(dǎo)致植株死亡。薄荷易受侵害的蟲害包括小地老虎、夜蛾類蟲、造橋蟲等[28-30]。岳瑾等[31]對(duì)北京市人工栽培薄荷病蟲害發(fā)生規(guī)律進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)露地栽培薄荷的常發(fā)蟲害為棉鈴蟲、煙青蟲,設(shè)施栽培薄荷的常發(fā)蟲害為溫室白粉虱、紅蜘蛛。為了預(yù)防病蟲害發(fā)生,保障薄荷產(chǎn)量,藥農(nóng)往往選擇依賴農(nóng)藥,如會(huì)選用40%甲胺磷乳油(EC) 1 500倍液、40%樂(lè)果EC 800倍液、2·5%溴氰菊酯(敵殺死)EC 1 000倍液等防止蚜蟲,用90%敵克松可濕性粉劑(WP)500倍液噴霧防治白粉病,用75%百菌清WP500倍液噴防灰斑病等的方式來(lái)防止病蟲害的發(fā)生。然而,不合理規(guī)范施藥必然導(dǎo)致農(nóng)殘超標(biāo)現(xiàn)象發(fā)生,從而影響了薄荷的質(zhì)量和用藥安全。
近年來(lái),薄荷質(zhì)量急劇下降,韓國(guó)根據(jù)中國(guó)薄荷殘留農(nóng)藥超標(biāo)現(xiàn)狀,將加強(qiáng)對(duì)中國(guó)出口薄荷中多菌靈、高效氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、惡唑菌酮、氰戊菊酯的檢查項(xiàng)目。臺(tái)灣地區(qū)“食藥署”也檢出大陸出口的干薄荷葉中殘留農(nóng)藥多菌靈、氯蟲苯甲酰胺、多效唑、甲拌磷、三唑酮、莠去津、氯氟氰菊酯、氰戊菊酯及氯氰菊酯嚴(yán)重超標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)薄荷及其飲片中的農(nóng)藥殘留研究報(bào)道甚少。前期研究顯示,薄荷及其飲片中農(nóng)殘污染的品種主要為有機(jī)磷類和有機(jī)氯類。何鵬等[33]對(duì)薄荷中的10種農(nóng)藥進(jìn)行同時(shí)測(cè)定,結(jié)果在薄荷藥材中檢出了聯(lián)苯菊酯、氯氰菊酯、順式氰戊菊酯。徐彥君[34]對(duì)三唑酮、氰戊菊酯和殺螟硫磷在薄荷中的殘留和轉(zhuǎn)移規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明3種農(nóng)藥都在薄荷中有殘留。此外,還發(fā)現(xiàn),薄荷隨著加工過(guò)程,這3種農(nóng)藥會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移、降解、揮發(fā)的現(xiàn)象,但是殺螟硫磷在薄荷上的用藥會(huì)對(duì)食用薄荷加工后各種產(chǎn)品的一般人群產(chǎn)生不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。但是,此研究的薄荷只局限于田間,尚無(wú)市場(chǎng)流通的薄荷及其產(chǎn)品中農(nóng)殘檢測(cè)的研究。因此,急需建立行之有效的檢測(cè)手段應(yīng)用于市場(chǎng)上實(shí)際的薄荷及相關(guān)產(chǎn)品的農(nóng)殘檢測(cè)研究。
2·3真菌毒素污染真菌毒素(mycotoxin)是由真菌產(chǎn)生的有毒次級(jí)代謝產(chǎn)物。目前,已發(fā)現(xiàn)的真菌毒素有400多種[35]。研究證明,對(duì)中藥材中真菌毒素的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于對(duì)谷物食品,特別是對(duì)類似薄荷等含有揮發(fā)性抑菌成分的中藥材[36]。傳統(tǒng)意義上揮發(fā)性成分可以抑制真菌毒素的生長(zhǎng),避免毒素的產(chǎn)生,故對(duì)此類藥材中真菌毒素關(guān)注較少。然而,國(guó)內(nèi)外研究表明薄荷作為藥食兩用中藥,亦存在真菌毒素嚴(yán)重污染的現(xiàn)象。匯總近年來(lái)薄荷中真菌毒素的研究情況表明(表2),曲霉屬Asperigillus和青霉屬Penicillium真菌在薄荷中發(fā)生頻繁,且Penicillium spp·作為薄荷中最主要污染菌種,在經(jīng)過(guò)包裝的藥材中真菌的污染率比未經(jīng)包裝的污染率高,這可能與溫度和濕度有關(guān)。同時(shí)表明,Penicillium屬真菌易浸染儲(chǔ)藏中的薄荷藥材,合理的包裝儲(chǔ)藏有利于減少真菌的污染的發(fā)生。此外,秦筱茂[37]通過(guò)對(duì)9種藥材中真菌種類及污染真菌毒素進(jìn)行研究,從薄荷葉中分離得到交鏈孢屬Alternaria真菌,薄荷葉的個(gè)子(藥用植物采收后,經(jīng)簡(jiǎn)單清理加工的藥材稱為個(gè)子貨藥材)和飲片中分離得到的真菌的種類有所不同,個(gè)子存在Alternaria 菌和毛霉屬M(fèi)ucor菌的污染,而飲片則為Aspergillus屬菌和枝孢霉屬Cladosporium菌的污染,產(chǎn)生這種情況的原因很可能加工過(guò)程造成了其他真菌的滋生,多步加工工藝增大了污染真菌的幾率。
目前,2015年版藥典尚無(wú)薄荷藥材中真菌毒素的限量規(guī)定,基于薄荷藥材及其產(chǎn)品的日用劑量,真菌毒素的污染,建立薄荷藥材中真菌毒素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估迫在眉睫。此外開展薄荷藥材中多毒素檢測(cè)的質(zhì)量控制手段應(yīng)用于種植、采收、加工、儲(chǔ)藏、流程整個(gè)過(guò)程中的監(jiān)測(cè)措施也極為重要,關(guān)注薄荷藥材及其飲片中真菌毒素的污染進(jìn)而控制藥材及飲片品質(zhì),降低服用者的中毒風(fēng)險(xiǎn)。
3內(nèi)在質(zhì)量研究
3·1藥效成分研究目前,我國(guó)現(xiàn)行的中藥材及其飲片質(zhì)量控制的基本模式以化學(xué)成分定性鑒別與指標(biāo)成分檢測(cè)為主。2015年版《中國(guó)藥典》中以揮發(fā)油的含量作為薄荷藥材及其飲片的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo),并規(guī)定薄荷藥材中揮發(fā)油不得少于0·80%(mL·g-1),薄荷飲片中揮發(fā)油不得少于0·40%(mL·g-1)[13],多數(shù)研究者以薄荷腦的含量作為薄荷藥材及其飲片質(zhì)量控制指標(biāo)(表3)。但中醫(yī)理論指導(dǎo)下的中藥,檢測(cè)任何一種有效成分都不能體現(xiàn)其整體療效,且歐洲及其他國(guó)家藥典中規(guī)定了包括薄荷醇、檸檬烯、薄荷酮、異薄荷酮等多指標(biāo)含量要求(表4)。因此,以單一指標(biāo)評(píng)價(jià)薄荷的內(nèi)在質(zhì)量可能存在片面性。
揮發(fā)油屬于薄荷中主要的藥效成分,包括醇、酮、酯、萜烯和萜烷類等,具有抗菌、抗氧化等活性,廣泛應(yīng)用于化妝品、食品、藥品以及煙草等領(lǐng)域。薄荷腦占薄荷揮發(fā)油成分的80%左右,為主要組分,具有廣泛的藥理活性,如消炎、止痛、止癢、促進(jìn)血液循環(huán)、減輕浮腫、健胃、驅(qū)風(fēng)等。薄荷揮發(fā)油和薄荷腦是我國(guó)出口的大宗產(chǎn)品,也是用途最廣和用量最大的天然香料之一,可作為指標(biāo)性成分來(lái)評(píng)價(jià)薄荷藥材及其飲片的內(nèi)在質(zhì)量。但薄荷油和薄荷腦的性質(zhì)極其不穩(wěn)定,薄荷油的組成和含量會(huì)受到種間的差異(遺傳)、種內(nèi)的差異(主要由地理環(huán)境、海拔、光照、溫度、濕度等生態(tài)環(huán)境引起)[47]、批間、產(chǎn)地、不同部位(如花序、葉、莖、根)[48]、播種期(播種期對(duì)薄荷油的含量有顯著影響,對(duì)品質(zhì)影響不明顯)[49]、栽培條件(包括施肥量、施肥方式與時(shí)期、氮源、礦質(zhì)離子濃度、種植密度、生長(zhǎng)激素等)[50-53]、采收時(shí)間[54]和采收時(shí)的氣象因子[55]、加工、炮制、儲(chǔ)藏(包括濕度、溫度、時(shí)間)、包裝形式[56]等因素的影響,尤其是儲(chǔ)藏,會(huì)引起薄荷變色、氣味失散、蟲蛀等現(xiàn)象[57],這些現(xiàn)象必然導(dǎo)致薄荷的質(zhì)量良莠不齊。薄荷揮發(fā)油中含65種物質(zhì)[58],除薄荷腦外,還有薄荷酮、胡薄荷酮、異薄荷酮、醋酸薄荷酯等成分,薄荷酮是薄荷揮發(fā)油中含量?jī)H次于薄荷腦的成分,約占10%左右。僅將薄荷腦作為評(píng)價(jià)薄荷內(nèi)在質(zhì)量的指標(biāo),明顯不足以表征薄荷的整體質(zhì)量。
此外,薄荷中還含有非揮發(fā)性成分,如黃酮類、有機(jī)酸、蒽醌類、氨基酸類等[59]。黃酮類含量最高,主要包括黃酮和少量的黃酮醇化合物兩大類。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,薄荷黃酮類成分具有良好的抗病毒、抗氧化、抗炎等作用,與其臨床療效關(guān)系密切,也應(yīng)視為含量控制指標(biāo),其中蒙花苷為主要的黃酮物質(zhì),具有良好的抗菌及醛糖還原酶活性抑制作用等[60];橙皮苷,其含量較高,有抗氧化、抗菌、抗癌、調(diào)節(jié)免疫力等作用[61];香葉木苷能增加靜脈張力,改善靜脈通透性,改善微循環(huán),抗炎、抗腫瘤、治療糖尿病等[62];香蜂草苷能預(yù)防和治療出血性疾病[63]等。有機(jī)酸,也有優(yōu)異的生物活性,如迷迭香酸具有抗炎[64]、抑菌[65]、抗腫瘤[66]、抗抑郁作用[67]、神經(jīng)保護(hù)作用[68-69]等;咖啡酸具有抗炎、抗菌、抗病毒、升高白細(xì)胞及血小板等多種藥理作用[70]。故僅以揮發(fā)油或薄荷腦的質(zhì)量控制遠(yuǎn)不能真實(shí)反映薄荷的整體藥效,難以實(shí)現(xiàn)薄荷及其飲片的全面評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制。