王海威 应光耀 杨志欣 杨美华 刘佳佳 范卓文 孔维军
[摘要] 食品、农产品和中药材等基质,受其自身因素及外界环境条件的影响,在种植、采收、加工、贮藏过程中若处理不当,极易污染霉菌,进而产生具有严重毒性作用的真菌毒素,不仅会影响其质量和安全性、有效性,也会对人体及动物健康甚至生命造成威胁。所以,近年来从源头上防控食品、农产品、中药材的霉变产毒,做好科学养护已成为人们关注的焦点。许多中草药尤其挥发油含量较高的中草药具有较强的抑菌杀菌活性,已被应用于食品、农产品、中药材等基质的防霉变科学养护中。基于此,进一步将其开发为天然防霉剂并制成一定的剂型,如片剂、气雾剂、脂质体、包合物等,不仅大大拓展了中草药的应用范围,方便防霉剂的使用,也能达到缓释或控释的防霉效果和科学养护的目的,具有广阔的开发前景。
[关键词] 中草药; 天然防霉剂; 挥发油; 剂型开发
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
受自身所含化學成分、营养物质及外界环境条件的影响,食品、农产品、中药材等基质在种植、采收、加工及储藏、运输等过程中极易污染真菌(如曲霉、青霉、链格孢霉、头孢霉、毛霉属真菌等)而霉变变质[12],并可能产生对人体具有肝肾毒性及致癌、致畸、致突变“三致”作用的真菌毒素(如黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、伏马菌素等)[37],从而影响食品、农产品及中药产品的质量和安全性、有效性。人和动物在进食被霉菌污染的食品[8]后,可能因一次吞食多种霉菌毒素而引起中毒。已有研究表明,中药材甘草发生霉菌污染后,会导致其主要化学成分含量的显著降低[910],进而可能导致其内在质量及药效作用的下降。食品、农产品、中药材的霉变产毒问题已引起世界范围的高度重视,相关研究集中于基质中污染真菌的分离鉴定、真菌毒素残留量的检测、真菌毒素的去除等方面,近年来尤其集中于早期从源头上防控食品、农产品、中药材的霉变,做好科学养护。
常见的防霉手段主要包括物理、化学、生物学及其它方法等。其中,紫外照射[11]、伽马射线[12]和烹饪抗菌[13]等物理方法无法彻底杀菌,且辐射过程可能导致基质成分的变化,影响了食品、农产品及中药的质地、外观等,不能被欧盟国家所接受[14],且成本较高,无法广泛使用。基于臭氧、固体二氧化氮、苯甲酸等的化学方法成分单一,易产生耐药性,且化学成分残留可能会对人体产生危害。如目前最常用的磷化铝对人体神经系统、呼吸系统、内脏都有一定的伤害,且残留的废渣会造成环境的二次污染[1517]。生物学方法主要利用不产毒的菌株“竞争排斥”自然界的产毒菌株[1820]。虽然该方法在抗菌防毒方面具有较广阔的应用前景,但其安全性有待考证。因此,研发绿色、高效、安全、无残留,且对环境无污染的防霉剂已成为食品、农产品及中药材科学养护的重要研究方向。
中草药在我国已有上千年的应用历史,其有效性和安全性甚至毒性也已逐渐被验证。我国也是最早使用中草药作为防霉剂、抗霉剂的国家。研究表明,许多中草药尤其挥发油含量较高的中药具有较强的抑菌杀菌活性,不仅来源丰富、抗霉菌效果较好,而且具有绿色安全、高效、无残留、低成本等优势,已在食品、农产品及饲料和中药材的防霉养护中得到较广泛的应用。而且,将具有较强抗霉菌作用的中草药开发成防霉剂并制成一定的剂型,如片剂、气雾剂、脂质体、包合物等,不仅大大拓展了中草药的应用范围,方便防霉剂的使用,也能达到缓释或控释的防霉效果,具有广阔的开发前景。为此,本文综述了具有较强抗霉菌作用的中草药及其活性成分和基于中草药的天然防霉剂在食品、农产品及中药材防霉科学养护中的应用进展,在此基础上,展望了基于中草药的天然防霉剂新剂型的开发及应用前景,以期为相关研究领域提供参考。
1 具有抗霉菌作用的中草药及其活性成分
1.1 具有抗霉菌作用的中草药活性成分 作为一种不饱和脂肪酸,山梨酸是国际粮农组织和卫生组织推荐的高效安全的防霉腐保鲜剂,能有效抑制霉菌和酵母菌的活性,被广泛应用于食品、饮料、化妆品等行业,是一种高效的防腐防霉剂。已有研究表明桂皮醛、茴香醛、香草醛均具有明显的抗霉菌活性,其中桂皮醛的作用最强,优于山梨酸[21],且来源丰富,价格低廉,作为防霉剂具有广阔的潜在应用前景。肉桂油不仅抗霉菌作用较强,而且抗菌谱较广,有研究发现[22]肉桂油对串珠镰刀菌的抑菌活性与其有效成分肉桂醛的浓度呈正比。柠檬醛[23]能促进黄曲霉胞内抗氧化酶活性增强、MDA和蛋白质羰基含量增加,使其氧化损伤而抑制毒素的产生。另外,丁香酚对黄曲霉和禾谷镰刀菌都有很好抑制作用,可显著抑制脱氧雪腐镰刀菌烯醇的累積[24]。麝香草酚[25]对黑曲霉、黄曲霉和金黄色葡萄球菌等细菌都有不同程度的抑制作用,可以开发为天然防霉剂。花椒[26]中的月桂氮卓酮和二甲基亚砜能够促进自身挥发油进入真菌细胞,加速霉菌死亡。因此,在传统的对抗贮存时,常将花椒和动物药蜈蛤、全蝎或与果实种子类药酸枣仁同储,能起到较好的防霉防蛀效果。
1.2 具有抗霉菌作用的中草药挥发油 中草药精油(或挥发油)作为极具潜力的天然防霉剂,其挥发性成分多芳香、有效、无毒性残留,能抑制产毒真菌的生长或真菌毒素的污染。共水蒸馏法提取的臭柏、油松针叶精油对黑曲霉都有明显的抑制作用[27]。研究发现[28],草果经粉碎后用水蒸汽蒸馏法提取得到的挥发油具有较强的抗霉菌作用,抗霉菌的主要方式为杀菌,可对贮藏期的中药材发挥很好的防霉防蛀效果。山鸡椒精油对黄曲霉、寄生曲霉、黑曲霉、根霉都有很好的抑制作用[29]。RazzaghiAbyane等[30]研究发现,百里香和莱蒙挥发油能同时抑制黄曲霉的生长和黄曲霉毒素的累积,留兰香、茴香、印度苦楝、钩吻叶芹、龙蒿等的挥发油能够抑制黄曲霉的生长,葛缕子挥发油能有效抑制黄曲霉毒素的累积。彭丽莎[31]研究表明,石香薷挥发油能明显抑制黄曲霉的生长。
此外,更多研究已表明,博尔多树[32]、丁香[3233]、香茅[33]、玫瑰草[33]的挥发油及竹叶挥发油[34]等都具有较强的抑制多种霉菌生长的作用,将植物精油开发成天然防霉剂应用到食品、农产品和中药材中,可有效控制食品等的产毒菌和真菌毒素污染,提高安全性,保障人身健康。
1.3 具有抗霉菌作用的单味中草药 实践应用已证明,许多单味中草药在发挥防腐防霉、降低霉菌活性的同时,不易产生有害残留,不影响机体的正常代谢,对人体不会产生不良影响,可作为抗菌防霉剂并广泛使用。研究发现[35],公丁香、厚朴、姜黄、山苍子对黄曲霉、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,并能减轻黄曲霉毒素造成的肝细胞损伤,既可用作天然防霉剂,又可用于食品、饲料等的添加剂。此外,将丁香与乌梢蛇、地龙、蕲蛇同贮[36],可防止其发霉、生虫。白茅根与人参、天麻、三七、白花蛇共贮[36],可防止其发霉、虫蛀、变色等。花椒的水提液和醇提液对霉菌都有较好的抑制作用,可以作为天然防霉剂使用[37]。杜仲[38]除具有抗霉菌作用外,还可作为饲料添加剂,有一定的营养价值。宋志萍等利用柑桔皮、茴香粉、生姜粉、肉桂粉和氧化钙制成草颗粒天然防霉剂,抑菌效果显著[39]。
中草药来源丰富、天然绿色、无残留,可作为天然防霉防腐剂对食品、农产品及中药材等发挥很好的防霉防腐效果,具有操作简便、成本低、效果好、无残留、易推广、实用性和安全性好等优点。
1.4 单味中草药的联合使用发挥抗霉菌作用 虽然部分单味中草药的抗霉菌效果较好,但是,若食品、农产品及中药材等基质污染的霉菌种类较多,情况较复杂时,单味中草药难以实现“既分清主次又全面兼顾”的抗菌防霉要求,可将具有相须或相使关系的两味或多味中草药配伍使用以提高其作用效果。
肉桂醛和香芹酚等精油联合使用时,能有效抑制饲料中青霉和黑曲霉菌的生长,但对根霉效果不明显[40]。纪丽莲等[41]研究野菊花、艾叶等8种菊科中草药的抗菌作用时发现,蒲公英、虾须草等6种中草药及8种中草药等比混合品的抗霉菌活性最强,且混合品具有很强的拮抗霉菌生长及黄曲霉毒素产生的效力,对黄曲霉毒素的抑制率可超过95%。顾仁勇[42]研究丁香和肉桂精油的联合抗菌作用时发现,丁香和肉桂精油单独使用时对霉菌均具有较强的抑制作用,二者联合使用对黑曲霉等多种霉菌呈现协同增效作用,对青霉等霉菌表现出相加的抗菌作用。
所以,将具有协同或相加抗霉菌作用的2种或多种单味中草药联合用于食品、农产品、饲料及中药材的防霉过程中,能显著增强其抗菌作用效果。然而,目前该方面的研究未能引起足够重视,相关报道较少。随着研究的深入,单味中草药联合必将成为未来基于中草药的天然防霉剂开发的重要方向和应用重点。
2 基于中草药的天然防霉剂的应用
2.1 在食品科学养护中的应用 食品安全对关系着人及动物的身体健康和生命安全。防霉腐、抗氧化、保鲜是保证食品安全、营养成分不变的必要途径,而食品添加剂发挥着关键性作用。目前,食品添加剂主要是合成的防霉防腐剂,但其在使用过程中往往会对人和动物的身体健康造成不良影响,如二氧化硫、三唑类化合物等残留会危害人类的身体健康,引起过敏反应。因此,从中草药及其活性成分中挖掘和开发天然食品防霉防腐剂,用于食品的科学养护已激发人们的高度兴趣。Fun等[43]将鲢鱼置于冰中保存并加入0.2%茶多酚时发现,茶多酚能有效抑制腐败菌的生长、繁殖,降低鱼肉pH等,使保存时间明显延长,可达35 d,是高效低毒的天然防霉保鲜剂。汪秋安等[44]研究发现柑橘皮提取物对霉菌、酵母菌均有很好的抑制作用。当食品或饲料中加入1%~3%该提取物时,其保存期可显著延长。另外,香辛料的提取物对多种霉菌也有较好的抑菌活性,如肉桂、丁香、芥末、芹菜、麝香草等,可用于肉类食品的防霉和保鲜。朱江等[45]将丁香、黄连等提取物中加入特定的辅料后制成复合保鲜膜剂,抑制黄桃的呼吸作用,抗霉抑菌效果较好。甘草提取物可以用于蛋类和含脂量高的食品的防霉保鲜[46]。肉类食品和饮料中还可用山楂核烟熏剂来保鲜防腐。
2.2 在农产品及饲料科学养护中的应用 农作物和饲料等的霉菌感染已成为常见问题,从中草药中探寻高效安全的饲料防霉剂进行科学养护也成为近几年的研究热点。王金娥等[47]对土槿皮、黄柏 、白鲜皮、苦参、黄芩等中草药对饲料防霉效果进行考察,结果显示,土槿皮、黄柏、白鲜皮的防霉效果最佳,与化学防霉剂丙酸钙相当;黄芩、橘子皮次之,防霉效果较好,苦参、花椒防霉效果中等,为天然绿色安全的饲料防霉剂的开发和应用提供了参考和支持。时维静等[48]考察了公丁香、白豆范、忍冬藤3种中草药的抑制霉菌程度,并比较了防止饲料霉变的效果。结果表明,公丁香醇提取液的浓度达到0.5%时,即可对根霉、毛霉、黑曲霉和青霉的生长表现出强烈的抑制作用。此外,国外养殖场一般利用香草醛和乙基香草醛加入聚烯烃树脂中制成饲料防霉包装袋,用于家畜饲料的防霉,不仅抑菌防霉菌效果明显,而且作用时间长、效果持久[49]。中草药在农產品和饲料中防霉防腐研究中的使用,进一步拓宽其应用范围和领域,为基于中草药的天然防霉剂的开发提供了思路。
2.3 在中药材科学养护中的应用 中药材在我国具有上千年的防病治病和养生保健的应用历史,也是我国出口创汇的重要途径。然而,近年来,中药材由于霉变和真菌毒素残留超标而被国际市场拒之门外的事件屡屡被报道,不仅导致严重的经济损失,也对我国的国际形象造成不良影响。目前,我国相关研究机构及政府管理部门非常重视中药材的霉变产毒问题,已加强种植、采收、加工和储藏、流通等各环节的中药材安全控制和科学养护。采用通风、晾晒、干燥、避光等措施可减少中药材的霉菌感染,却不能去除药材表面尤其药材内部感染的真菌和真菌毒素。随着研究的深入,远红外、微波、蒸汽、60Co射线辐射等物理方法[50]及化学药物(磷化铝、溴甲烷、二氧化硫等)熏蒸[51]也被用于中药材的防霉养护过程中。但是,微波及射线技术的成本较高,不宜普及和长期使用;化学药物熏蒸会导致毒性药物残留,对中药材及使用者的身心健康存在危害。在此背景下,从中草药中开发天然绿色防霉剂与被养护药材“对抗同贮”[52]已引起人们的广泛兴趣,其利用具有特殊气味的药材如大蒜、丁香等与易发霉、易生虫药材一起贮存,达到防霉防腐防虫的效果。挥发油类含量较高的陈皮和高良姜,二者同贮后挥发性成分可相互作用而防虫防霉[53];糖类成分含量较高的阿胶、鹿角胶等在储存过程中易受温度和湿度的影响而软化、黏连甚至发霉,可将其与适量的蒲黄炭相间放置,避免软化、发霉[54];易发霉虫蛀的名贵动物类药材可与山苍子、花椒、樟脑、大蒜、丹皮、当归、石灰粉等同贮养护[55];冬虫夏草与藏红花在低温干燥环境中同贮,久存不坏[56]。
3 基于中草药的天然防霉剂新剂型的开发
在倡导绿色健康的今天,食品、药品及农产品防霉剂都朝着安全、高效、无公害的方向发展,研究和开发新型绿色天然防霉剂做好中药材的科学养护已倍受关注,其中,挥发油含量较高的中草药及具有挥发性的活性成分以其抗菌杀菌作用明显、来源丰富、安全绿色、无残留的优势更是成为人们关注的焦点。在食品、农产品和饲料、中药材等的防霉菌方面得到广泛的应用和认可。但是,中草药挥发油或其具有挥发性的活性成分性质不稳定,不易保存或保存条件要求较高,若将其大批量应用到实践或工业生产中,尚需结合新技术或新途径弥补这些不足或缺陷。基于此,可考虑将中草药挥发油或其具有挥发性的活性成分开发为脂质体、微囊、包合物、缓释片、气雾剂等剂型,一方面能达到缓释或控释的效果,发挥长效防霉的优势,另一方面能提高挥发油稳定性,便于实际操作和大规模应用,从直接接触和气调2个途径进行食品、农产品和饲料或中药材的防霉养护。
3.1 中草药脂质体缓释防霉剂 脂质体是一种新型的药物载体,是将药物包封于类脂质双分子层薄膜中间制成的超微型球状药物载体制剂。其结构类似于生物膜,可包封水溶性或脂溶性药物,具有靶向性、缓释性、保护被包封物等特点。将具有较强抗霉菌作用的中草药挥发油包封制成脂质体,不仅能提高挥发油的稳定性,改善挥发油的溶解性,也能通过缓释作用延长其抗霉菌作用时间,达到长效抗菌活性[5758]。胡一晨等[59]开发了姜黄挥发油的纳米脂质体,在25 mL培养基中加入2 mL脂质体后与黄曲霉菌共培养,结果发现,10 d内,霉菌的生长和黄曲霉毒素的产生被完全抑制。表明将姜黄挥发油制备成纳米脂质体,既增加了体系稳定性和均一性,又保证了其抗黄曲霉菌的特效,具有较大的开发和应用前景。但脂质体目前主要用于体内靶向制剂,制备时包封率的控制较为困难,易受溶剂的影响。若应用于防霉,可将脂质体冷冻干燥为固体粉末使用。
3.2 中草药微囊防霉剂 采用天然或合成的高分子材料(统称为囊材)作为囊膜壁壳,将固态或液态药物包裹成药库型微胶囊,即微囊。将药物制成微囊,不仅可以掩盖其不良气味及口味,提高药物的稳定性,减少药物对胃的刺激,还能通过固化液态药物,方便其临床使用。将具有较强抗霉菌作用的中草药挥发油通过微囊化方法形成缓控释制剂和靶向制剂后,在发挥精准和高效抗霉菌的同时,也能通过缓释作用达到长效防霉的目的。王玉凤等[60]用复凝聚法制备川芎挥发油的微型胶囊,不仅工艺简单,而且包封率和收率较高,且化学成分不会发生改变。该方法使液体药物固体化,防止挥发性成分的散失,增加了挥发油在制剂中的稳定性。刘香军等[61]以丁香油为芯材制成缓释微囊用作防霉保鲜剂,防霉效果良好且释放缓慢。王丹[62]将黑胡椒精油制成微囊缓释剂,有效地降低了芯材的挥发,延长了防霉菌的作用时间。黎星辰等[63]将肉桂精油制成微囊保鲜剂,并于5,15,25 ℃考察其对大豆的防腐保鲜效果。结果发现,5个月后各温度条件下添加保鲜剂的大豆与对照品组大豆含霉菌量均有显著性差异,且25 ℃时发芽率、霉菌量等指标都有显著性差异,说明肉桂油微囊在温度较高时能发挥稳定性高、释放速率低且保鲜效果好的独特优势。近年来,许多研究者将微囊技术应用于中药制剂,多数将其制成缓释或控释制剂用于抗癌。将其他具有较强抗霉菌作用的中草药如荜澄茄和肉桂精油制成微囊制剂,在显著提高挥发油稳定性的同时,有效降低精油的挥发,且使用更方便,作用更持久。但是,目前使用较多的是单层微囊,若将其制成双层微囊,可进一步提高具有抗霉菌作用的中草药挥发油的稳定性、抗湿性、抗氧化性、耐高温[64]。此外,微囊制备技术较难掌握,目前缺乏简单、适用于所有囊心物的包裹方法,且连续生产较困难。因此,微囊制备工艺的优化及双层微囊的研发已成为人们未来研究的热点和重点,也将促进其在防霉领域的应用。
3.3 中草药缓释片防霉剂 片剂因其制备工艺简单,辅料资源丰富且价格低廉,使用便利而受到众多消费者的青睐。目前的研究中将挥发油制成片剂的应用较少,如刘强[65]以紫茎泽兰为载体将薰衣草精油制备成防蛀缓释片,缓释效果较好且稳定性很好;王桂姬[66]将大蒜油制备成凝胶骨架片,可用于食品、药材等基质的长效防霉。所以,将具有抗霉菌作用的中草药挥发油与适当的吸附剂混匀,加入黏合剂或其他辅料改善流动性后制成缓释防霉片,可显著提高挥发油的利用率和缓释的抗菌防霉效果,且片剂制备简单、易携带、运输方便、成本低,有利于大工业生产和临床大批量大规模食品、农产品及中药材尤其贵细药材的防霉需求,具有广阔的市场前景。但是,在制备过程中应考虑并改善辅料的吸湿性及挥发油释放率,保证防霉片剂的有效使用和高效发挥效果。
3.4 中草药防霉气雾剂 气雾剂系指将药液、乳液或混悬液与适宜的抛射剂共同封装于具有特制阀门系统的耐压容器中,使用时借助抛射剂的压力将内容物呈雾状物喷出的制剂。中药挥发油的气雾剂是通过直接接触的方式抑制霉菌或杀灭霉菌,向具有较强抗霉菌作用的中草药或其挥发油类成分中加入一定的稳定剂,灌封于喷灌中支撑中草药防霉气雾剂。使用时,将其喷洒于贮存食品或农产品、中药材的仓库内,或直接喷洒于被防霉基质上,通过挥发油的散发抑制药材的霉菌产生及生长。后者的抑菌效果更好但是会增加食品或中药材等基质的湿度,实际应用尚需控制用量并考察喷洒气雾剂对基质成分的影响。李炀[67]将姜黄、熏倒牛、苦参及花椒挥发油和适当的表面活性剂混合制备药效好、稳定性高、符合现代药物储藏特点的微乳,并灌装至100 mL棕色喷壶内,制备当归挥发油喷雾剂,该制剂符合药典标準,具有工业化大生产的可行性,可用于食品、农产品、中药材等基质的防霉防虫养护。
3.5 环糊精包合技术应用于中草药防霉剂 环糊精包合物是一种超微型药物载体。中草药环糊精包合物是指将具有抗霉菌作用的中草药挥发油包合或嵌入环糊精的筒状结构内形成的超微粒分散物。部分具有抗霉菌作用的中草药挥发油易受光、温度的影响而氧化分解,用环糊精包合后可大大提高被包合挥发油的稳定性并使其粉末化,便于制成实际应用的片剂、喷雾剂等防霉剂型,延缓挥发油的释药速率,提高挥发油的利用率和抗霉菌作用,避免喷雾剂中药物与药材直接接触而可能产生的“走油”、“串味”等现象,改善了剂型上的不足。杨永刚等[68]将肉桂油制成β环糊精包合物,结果表明β环糊精包合物中有效成分含量较高,稳定性显著提高,抗霉菌作用较强且持久。
目前,环糊精包合比较敏感的芳香性物质的工艺已经比较成熟,但包合率有待进一步提高,并可通过修饰β环糊精的结构改善亲水性和疏水性等问题,有利于其大工业生产和防霉应用。
4 总结
食品、农产品及中药材的霉变产毒不仅会影响其质量和安全性、有效性,也会对人或动物造成危害,造成严重的经济损失,已引起世界范围的高度重视。研究者们已采取和应用多种措施和手段早期从源头上防控食品、农产品、中药材的霉变,做好科学养护。目前食品、农产品及饲料添加剂主要是合成的防腐防霉剂,中药材的养护也大多采用物理、化学方法,但是在实际应用时存在一定的局限性。此时,人们将研究重点转向从来源丰富、高效、无残留、低成本的中草药中开发天然防霉剂,用于食品或中药材等基质的防霉养护。大量研究报道已表明,具有抗霉菌作用的中草药及其挥发油、活性成分在单独使用和联合应用时均能达到较好的防霉养护的效果,而且不影响被养护基质的外观和味道,已在食品、农产品和饲料、中药材的防霉菌方面得到应用,是开发天然绿色防霉剂的首选来源。基于此,将具有抗霉菌作用的中草药挥发油或其具有挥发性的活性成分开发为脂质体、微囊、包合物、缓释片、气雾剂等剂型,不仅能达到缓释或控释的长效防霉效果,也便于实际操作和大批量食品、农产品和饲料或中药材的防霉变科学养护,具有广阔的应用前景。
中草药是我国的瑰宝,资源丰富,应用历史悠久。将其活性成分或挥发油制成相应的剂型用于食品、农产品或中药材的防霉,拓展了中草药的应用范围,并发挥缓控释效果,具有广阔的开发前景。但目前技术尚不完全成熟,中草药及其挥发油和活性成分的抗菌谱和杀菌机制等还有待研究,能否将其提取物的化学结构进行修饰或加入不同辅料以达到更好的防霉效果尚需进一步研究。
[参考文献]
[1] 陈长宏, 陈环, 张科. 食品的霉菌污染及预防[J]. 现代农业科技, 2011(4): 349.
[2] 张鑫, 王福, 陈鸿平, 等. 中药材真菌及真菌毒素污染研究现状[J]. 世界科学技术——中医药现代化, 2015, 17(11): 2381.
[3] 王春红, 张宝善, 孟泉科. 常见真菌毒素对人体的危害及生物降解研究进展[J]. 陕西农业科学, 2009, 55(4): 99.
[4] 温琦, 苏从毅, 何武顺, 等. 饲料中真菌毒素的危害与限量[J]. 饲料广角, 2014(5): 32.
[5] 王希春, 何成华, 刘海明, 等. 真菌毒素的污染、危害及其检测技术[J]. 畜牧与兽医,2009,,41(8): 104.
[6] 赵志辉. 农产品和饲料中常见真菌毒素的种类和危害[J]. 北京工商大学学报:自然科学版, 2012, 30(7): 8.
[7] Benzoni E, Minervini F, Giannoeearo A, et al. Influence of in vitro exposure to mycotox in zearalenone and its derivatives on swine sperm quality [J]. Reprod Toxicol, 2008, 25(4): 461.
[8] 楊平, 牛春艳. 浅谈环境污染对食品安全的影响[J]. 世界农业, 2009(2): 43.
[9] Zhou S J, Cao J L, Kong W J, et al. Contamination effect of Aspergillus carbonarius on the inherent quality of Glycyrrhiza uralensis [J]. Anal Method, 2013, 5: 5528.
[10] Zhou S J, Kong W J, Cao J L, et al. Effect of Aspergillus flavus contamination on the inherent quality of Glycyrrhiza uralensis [J]. World Mycotoxin J, 2014, 7(1): 83.
[11] GarciaCela E, Marin S, Sanchis V, et al. Effect of ultraviolet radiation A and B on growth and mycotoxin production by Aspergillus carbonarius and Aspergillus parasiticus in grape and pistachio media[J]. Fungal Biol, 2015, 119(1): 67.
[12] Iqbal Q, Amjad M, Asi M R, et al. Mold and aflatoxin reduction by gamma radiation of packed hot peppers and their evolution during storage [J]. J Food Protect, 2012, 75(8): 1528.
[13] Hwang J, Lee K. Reduction of aflatoxin B1 contamination in wheat by various cooking treatments [J]. Food Chem, 2006, 98(1): 71.
[14] Rustom I Y S. Aflatoxin in food and feed occurrence, legislation and inactivation by physical methods [J]. Food Chem, 1997, 59(1): 57.
[15] 林毅. 磷化氢过滤吸收装置产生的废水的处理[J]. 厦门科技, 2013(6): 60.
[16] 宋涛, 张建. 磷化铝熏蒸杀虫作业的安全风险及对策[J].安全、健康和环境, 2013, 13(5): 17.
[17] 谢春涛. 仓库磷化铝熏蒸三废治理现状及对策[J]. 北京农业, 2015(3): 195.
[18] Fattahi A, Zaini F, Kordbacheh P, et al. In vitro susceptibility of aflatoxigenic and nonaflatoxigenic Aspergillus flavus strains to conventional antifungal agents [J]. Acta Med Iran, 2012, 50(12): 798.
[19] Wei D, Zhou L, Selvaraj J N, et al. Molecular characterization of atoxigenic Aspergillus flavus isolates collected in China [J]. J Microbiol, 2014, 52(7): 559.
[20] Garber R K, Cotty P J. Formation of sclerotia and aflatoxins in developing cotton bolls infected by the strain of Aspergillus flavus and potential for biocontrol with an Atoxigenic strain [J]. Phytopathology, 1997, 87(9): 940.
[21] 孙洪祥. 一些中药及其挥发性成分抗霉菌活性研究[J]. 中国中药杂志, 2001, 26(2): 99.
[22] Xing F G, Hua H J, Selvaraj J N, et al. Growth inhibition and morphological alterations of Fusarium verticillioides by cinnamon oil and cinnamaldehyde [J]. Food Control, 2014(46): 343.
[23] 李金寒, 商博, 梁丹丹, 等. 活性氧在柠檬醛抑制黄曲霉产毒过程中的作用[J]. 核农学报, 2016, 30(7): 1316.
[24] 袁媛, 邢福国, 刘阳. 植物精油抑制真菌生长及毒素积累的研究[J]. 核农学报, 2013, 27(8): 1168.
[25] 王娣, 谢海伟, 曹珂珂, 等. 麝香草酚抑菌活性及其影响因素研究[J]. 食品工业科技, 2012, 33(14): 96.
[26] 谢小梅, 陈资文, 陈和利, 等. 花椒、肉豆蔻防霉作用实验研究[J]. 时珍国医国药, 2001, 12(2): 100.
[27] 郭秀艷. 臭柏、油松精油的提取与抑菌活性[D]. 呼和浩特:内蒙古农业大学, 2009.
[28] 谢小梅, 龙凯, 钟裔荣, 等. 高良姜、草果防霉作用的实验研究[J]. 药物研究2002, 11(5): 45.
[29] 杨钦滟. 山鸡椒油的抑菌作用及应用研究[D]. 重庆:西南大学, 2010.
[30] Razzaghi A M, Shams G M, Rezaee M B, et al. Chemical composition and antiaflatoxigenic activity of Carum carvi L, Thymus vulgaris and Citrus aurantifolia essential oils[J]. Food Control, 2009, 20(11): 1018.
[31] 彭丽莎. 橙皮昔和石香需挥发油提取工艺及其抗菌活性研究[D]. 长沙:湖南农业大学, 2006.
[32] Passone M A, Girardi N S, Etcheverry M. Evaluation of the control ability of five essential oils against Aspergillus section Nigri growth and ochratoxin A accumulation in peanut meal extract agar conditioned at different water activities levels[J]. Int J Food Microbiol, 2012, 159(3): 198.
[33] Marin S, Velluti A, Ramos A J, et al. Effects of essential oils on zearalenone and deoxynivalenol production by Fusarium graminearum in nonsterilized maize grain[J]. Food Microbiol, 2004, 21(3): 313.
[34] Prakash B, Singh P, Mishra P K, et al. Safety assessment of Zanthoxylum alatum Roxb. essential oil, its antifungal, antiaflatoxin, antioxidant activity and efficacy as antimicrobial in preservation of Piper nigium L. fruits[J]. Int J Food Microbiol, 2012, 153(1/2): 183.
[35] 张馨茹, 黄琰, 杨蕾, 等. 十种中草药提取物用作新型多功能天然植物饲料添加剂初探[J]. 南方农业,2015, 9(9): 1.
[36] 应光耀, 赵雪, 王金璐, 等. “药对”技术在中药材防霉养护中的应用与展望[J]. 中国中药杂志, 2016, 41(15): 2768.
[37] 吴传茂, 吴小刚, 陈雄. 花椒——一种天然粮食防霉剂[J]. 中国商办工业, 2002(4): 47.
[38] 黄东纬. 中药提取物作为粮食及饲料防霉剂的研究概况[J]. 科学中国人, 2015(36): 58.
[39] 宋志萍, 贾玉山, 格根图, 等. 草颗粒天然防霉剂的防霉效果研究[J]. 内蒙古草业, 2009, 21(1): 59.
[40] 邬本成, 王改琴, 王宇霄, 等. 植物精油作为潜在饲料防霉剂的研究[J]. 中国饲料, 2013(12): 40.
[41] 纪丽莲, 张强华. 八种菊科中草药抗霉菌及饲料霉变的研究[J]. 生命科学研究, 2003, 7(4): 350.
[42] 顾仁勇, 付伟昌, 银永忠. 丁香和肉桂精油联合抗菌作用初步研究[J]. 食品科学, 2008, 29(10): 115.
[43] Fan W J, Chi Y L, Zhang S. The use of a tea polyphenol dip to extend the shelf life of silver carp (Hypophthalmicthys molitrix) during storage in ice[J]. Food Chem, 2008, 108(1): 148.
[44] 朱江, 张迪, 易守连, 等. 中草药源保鲜剂对黄桃保鲜效果的研究[J]. 安徽农业科学, 2007, 35(29): 9363.
[45] 汪秋安. 天然食品保鲜剂及其应用[J]. 江苏食品与发酵, 2000(3): 36.
[46] 符锋, 王南舟. 以甘草为原料的天然保鲜膜剂的研究[J]. 现代商贸工业, 2004(6): 42.
[47] 王金娥, 殷茵, 臧凤艳, 等. 几种中草药防霉效果的研究[J]. 2004, 11(2): 4.
[48] 时维静, 李立顺. 中草药防止饲料霉变研究[J]. 中国饲料, 2012(14): 12.
[49] 国外规模养猪场饲料防霉技术[J]. 养殖与饲料, 2012(10): 63.
[50] 张晓霞. 中药的贮存与养护[J]. 临床合理用药, 2011, 4(2B): 135.
[51] 李晓楠, 周勇亮, 陈宏, 等. 表面增强拉曼散射光谱法快速鉴别经硫磺熏蒸的中药饮片[J]. 分析实验室, 2016, 35(1): 102.
[52] 王栋, 范圣此, 李安平. 中药材贮藏方法的研究进展[J]. 中国现代中药, 2013, 15(5): 416.
[53] 王建, 中草药的经验贮藏[J]. 华北煤炭医学院学报, 2011, 13(1): 112.
[54] 张璐. 常用中药材的对抗储藏[J]. 湖北中医杂志, 2011, 33(1): 75.
[55] 王铁烽. 动物类中药的养护和影响因素探析[J]. 中国药业,2013, 22(4): 83.
[56] 田忠诚. 浅谈储存中药材的几种方法[J]. 内蒙古中医药, 2014(20): 55.
[57] 吴广通, 张夏华, 李凤前. 改善中药挥发油稳定性的制剂学研究进展[J]. 药学服务与研究, 2008, 8(3): 197.
[58] Sebaaly C, Jraij A, Fessi H, et al. Preparation and characterization of clove essential oilloaded liposomes[J]. Food Chem, 2015, 178(1): 52.
[59] 胡一晨, 孔维军, 杨美华. 姜黄挥发油脂质体制备及其抗黄曲霉菌评价研究[J]. 世界中医药, 2015, 10(8): 1157.
[60] 王玉凤, 黄学武, 李凤, 等. 复凝聚法制备芎归挥发油微型胶囊工艺的研究[J]. 北京中医药, 2008, 27(9): 731.
[61] 刘香军, 高凯, 高玉敏, 等. 成品粮丁香精油微囊化防霉保鲜剂的研制[J]. 食品工业, 2015(5): 156.
[62] 王丹. 植物源昆虫行为干扰剂微胶囊缓释剂的研制[D]. 哈尔滨:东北林业大学, 2012.
[63] 黎星辰, 伍彦婷, 张大凤, 等. 肉桂精油微胶囊保鲜剂对大豆储藏过程中品质指标影响[J]. 食品工业, 2016, 37(9): 4.
[64] Cho Y H, Park J. Characteristics of doubleencapsulated flavor powder prepared by secondary fat coating process[J]. Food Sci, 2002, 67(3): 968.
[65] 刘强. 以紫莖泽兰为载体的防蛀缓释剂的制备和性能研究[D]. 北京:北京化工大学, 2011.
[66] 王桂姬. 大蒜油凝胶骨架片的药学研究[D]. 哈尔滨:黑龙江中医药大学,2007.
[67] 李炀. 当归防霉防虫新剂型的制备[D]. 兰州:甘肃中医学院, 2014.
[68] 杨永刚, 赵浩如. 肉桂油β环糊精包合物与肉桂超微细粉药剂学性质的对比研究[J]. 中国药科大学学报, 2002, 33(5): 388.
[责任编辑 孔晶晶]