天麻的资源分布及采后现状调研

2021-11-27 09:32徐博吴翠李卓俊宋平平巢志茂
中国中医药信息杂志 2021年7期
关键词:天麻含量

徐博,吴翠,李卓俊,宋平平,巢志茂

1.中国中医科学院中药研究所,北京 100700; 2.国家中药材产业技术体系贮藏与包装岗位,北京 100700

天麻为兰科植物天麻Gastrodia elataBl.的干燥块茎,又名赤箭、离目、鬼督邮等,始载于《神农本草经》,列为上品,性平味甘,归肝经,具有熄风止痉、平抑肝阳、祛风通络功效,临床用于治疗小儿惊风、癫痫抽搐、头痛眩晕、手足不遂、风湿痹痛等症[1]。现代药理研究表明,天麻在治疗头痛、改善记忆、抗焦虑抑郁等神经、精神疾病中具有较好活性[2-3],目前已有近百个含天麻的单方或复方品种。此外,天麻在食用、保健等方面也有广泛应用,2018年国家卫生健康委员会已将天麻列入药食同源目录。

针对天麻,近年来我们前往云南昭通小草坝、维西僳僳族自治县,贵州安龙县、普安县,四川平武县等种植地区,进行天麻采收和初加工的调研;在河北 安国中药材专业市场、成都荷花池中药材市场、广州清平中药材市场,以及甘肃省中医院、安徽蒙城县中医院、云南维西扶贫超市、北京利君堂大药房、北京同仁堂、九芝堂大药房等进行贮藏与包装的调研,并检索近10年中国知识资源总库、万方数据知识服务平台、维普中文期刊服务平台收录的与天麻相关的文献资料。调研认为,我国西南、西北、东北、华中、华东各地均有天麻的种植和生产。由于各地气候环境、品种、采收及加工方式不同,贮藏和包装不规范,尽管整体上天麻质量相对稳定,基本符合临床使用要求,但依旧存在较大差异,有效成分天麻素的含量也存在差异[4]。因此,本研究以天麻采后为重点,对我国不同地域天麻种植、加工、贮藏和流通基地进行实地调研。由于天麻在各地的品种和采收季节差异较大,本调研延伸到对资源和品种的调查,对发现的问题进行梳理分析,并结合专业知识及文献资源提出建议,为推进天麻采后的标准化、规范化提供参考。

1 资源分布

野生天麻是与蜜环菌等真菌共生的多年生草本植物,在生长过程中具有避光性、向湿性和向气性,喜阴凉、潮湿的环境,多生长在森林或竹林下的阴湿地带。我国是野生天麻的主要分布国家之一,主要分布在黄河、长江、金沙江、汉水及其支流等区域,如云南昭通、镇雄、永善等,贵州毕节、赫章、纳雍、黔西等,四川宜宾、叙永、凉山等地,以云南昭通小草坝产天麻为佳,产量大、质量好。湖北、陕西等省也有部分出产,但品质稍逊。由于野生天麻为异养植物,没有根和叶,对生长环境要求苛刻,气候和植被环境的轻微改变便可对其产生较大影响,所以在平原或丘陵地区,受温度过高或过低、气候干旱或雨水过多等生态环境的限制,野生天麻的自然分布较少[5]。 采用人工栽培的天麻主产区有云南昭通、丽江,贵州大方、德江、都匀,四川广元、南充、平武,重庆万州、云阳,湖北宜昌、恩施,陕西略阳、宁强,安徽岳西、金寨,河南商城、西峡等,在甘肃天水、吉林长白山、浙江丽水等地也有少量栽种,其中以云南、贵州、湖北、陕西、安徽等省的产量较大。

关于天麻道地产区目前争议较多,现普遍认为,云南昭通、贵州大方、陕西汉中是天麻的道地产区[5]。通过HPLC测定云南、广西、安徽和湖南产天麻中天麻素和天麻苷元的含量表明,云南昭通产天麻较其他3个省份具有一定优势[6];通过HPLC测定贵州毕节、安徽桐城、四川青川和辽宁凤城4个产地天麻中天麻素含量认为,四川青川产天麻中天麻素含量最高[7];通过测定贵州、云南、浙江、陕西、湖北、安徽、四川7省天麻中天麻素含量发现,不同产地天麻中天麻素含量差异较大,氨基酸[8]、多糖[9]、矿质元素[10]等成分含量差异也较大。究其原因,天麻素含量不仅与生长环境有关,也与采收时间、加工方法、贮藏期等因素关系密切[11-12]。由于不同产地天麻质量和功效差异较大,有研究采用近红外光谱技术结合多变量选择及相关二维光谱建立了间隔偏最小二乘法和遗传算法-支持向量机模式的识别模型,可快速识别天麻产区,为天麻道地性评价提供了依据[13]。

2 品种

根据天麻植物的花、茎颜色,块茎的性状和含水量等特点,可分为乌天麻、红天麻、绿天麻、黄天麻、松天麻5种。乌天麻又称铁杆天麻,折干率高,质量佳,但生产周期长,耐旱能力差,主产于海拔1 500 m以上山区,主要分布在我国云南东北至西北部、贵州西部等地,单产约4 kg/m2。红天麻又称红秆天麻,生长快、适应性强、产量高,是我国大部分地区的栽培品种,集中分布在长江、黄河流域,单产达10 kg/m2以上。绿天麻又称青天麻,品质佳但数量稀少,主要分布在我国东北及西南各省,产量低。黄天麻又称草天麻,主要分布在贵州、云南等地,产量低。松天麻常生长于松林下,因折干率低,不作为栽培品种。目前,生产中栽培的主要品种是红天麻和乌天麻。

根据采收季节可将天麻分为3类:冬至后采挖的天麻称为“冬麻”,体重,坚实,品质佳;立春前采挖的天麻称为“春麻”,体松,质量次于冬麻;立春后夏至前采挖的天麻称为“夏麻”,质最次[14]。

3 采收

3.1 采收时间

采收时间是影响天麻质量和产量的重要因素。2020年版《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)规定,天麻应在立冬至次年清明期间采挖。若采收过早,天麻块茎发育不完全,水分含量高,营养物质、有效成分积累少,品质差,成品率低;若采收过晚,天麻成熟度较高,易腐烂,不耐保鲜贮藏,且长时间的呼吸作用会消耗多糖等营养物质,甚至蜜环菌会发生反消化作用吸取天麻中的营养物质,故准确把握采收时间对保证天麻质量极为重要。天麻成熟的特征为表面颜色加深,由幼嫩时的白黄色变为浅黄色,皮层稍加厚成熟,顶部有明显的顶芽。

天麻产区较多,各地气候条件、地势海拔、栽培方法不同,所以采收时间因地而异。但总原则是在天麻停止生长时或经过休眠期恢复生长前采收。在北方或高海拔地区,天麻生长期短,一般在9月末至10月初停止生长,由于冬季严寒易使其受冻,因此应在11月上旬采收并及时加工。对于南方及低海拔地区,天麻生长周期长,通常在10月下旬至11月上旬停止生长,可在11月下旬至12月上旬或第2年3月下旬前采收。云南昭通彝良常在1月份采收。但有研究认为,天麻在11月时干物质积累最多、天麻素含量最高,建议采收期为11月[15];贵州大方产乌天麻在冬至时采收多糖得率最高[16];湖北产天麻的最佳采收时间为11~12月[17]。

3.2 采收方式

目前尚无天麻的专用采收设备,主要采用人工方式。采收时,通常先用锄头除去表层的枯枝及树叶,再用铁锨铲去覆盖在表层的土,当接近天麻生长层时,缓慢扒散培养料,取出天麻,并顺其着生处深挖,注意检查窝壁四周是否有天麻,以防漏挖。

天麻表皮鲜嫩,采挖过程应避免损伤,损伤处易感染霉菌而发生腐烂。天麻采收后应及时进行加工处理,原因有以下三点:一是新鲜天麻含有丰富的活性酶,会使天麻素的前体酚类物质发生酶促褐变反应,导致天麻表皮色泽加深,且β-糖苷酶会将天麻素分解;二是新鲜天麻采收后室温放置48 h天麻素含量下降25.6%,放置72 h下降48.52%[18];三是由于新鲜天麻含水量高达80%,若长时间堆放,易发生腐烂。故采收后应及时加工处理,存放时间不应超过7 d。若鲜食天麻,采收的新鲜天麻表面附着的培养土可暂时不必洗去,以便通过快递等形式流通时,减少褐变和腐烂现象,保持新鲜天麻的品质。

4 初加工

历代多部医药著作记载了天麻的初加工方法,主要有直接曝干和煮、蒸后晒干。《中国药典》规定,天麻采收后应立即洗净,蒸透,敞开低温干燥。天麻产地初加工主要包括分级、清洗、蒸制和干燥4个环节。

4.1 分级

天麻在加工前需进行分级。不同级别天麻由于体积大小不同,所需蒸制时间不等。若大小混蒸,易出现透心不同步现象,即小天麻透心时大天麻未透心,或在大天麻透心后小天麻已蒸制过度。另外,在干燥过程中,小天麻水分蒸发快,易干燥,大天麻干燥时间较长,通过分级可减少电力、燃料及工时浪费,保证天麻同步透心,也可防止干燥不彻底或过度现象。天麻按鲜重可划分为5个等级:特级(>250 g/个)、一级(200~250 g/个)、二级(150~200 g/个)、三级(100~150 g/个)和四级(<100 g/个)。各等级均要求天麻完整、无病虫害、无创伤破皮、腐烂等现象。

4.2 清洗

通过清洗,可除去天麻表面的泥沙、鳞片、粗皮等。以前多用人工方式清洗,现在多用高压水枪或毛刷清洗。清洗时,禁止长时间浸泡或刮皮处理,以免造成有效成分流失;禁止用漂白粉或明矾水浸泡。

4.3 蒸制

蒸制是指将新鲜天麻分级、洗净后,置蒸笼上隔水蒸透,蒸制时长与等级有关。特级天麻,猛火蒸制35~40 min;一级天麻,猛火蒸制30~35 min;二级天麻,猛火蒸制25~30 min;三级天麻,猛火蒸制20~25 min;四级天麻,猛火蒸制15~20 min。

研究表明,蒸制可使乌天麻中天麻素含量升高[19]。在蒸制过程中,天麻色泽加深,加深程度与蒸制时间有关,可能与焦糖化反应和美拉德反应有关。蒸制程度以刚透心为宜。药农通常将长针插入天麻内芯判断是否透心。若流出乳白色液体,表明未透心;若流出透明液体,表明已透心。或将天麻对光观察,内部无暗块、黑心,通体透明,则已蒸透。蒸制不透或过度均会使天麻素含量降低。蒸制不透时,酚类物质尚未完全转化为天麻素,且多酚氧化酶仍存在活性,易使天麻发生褐变反应,影响外观品质;若蒸制过度,组织细胞过度破坏,内容物外溢,有效成分流失,天麻素含量下降[20]。在云南维西县,药农通常在鲜天麻上打个直径3~4 mm的小孔后进行蒸制,可加快蒸制速度,缩短干燥时间,使天麻质量得到保证。

4.4 干燥

4.4.1 日晒法

日晒法是多数中药材常用的干燥方法,无需专业的干燥设备,成本投入低,操作简单方便,适合大批量药材的干燥,但受天气、环境等因素影响较大,无法实现标准化的精准控制,干燥周期较长,易使药材污染和发生霉变。

研究认为,鲜天麻在晒干过程中,酚类物质会发生酶促褐变反应,导致天麻素含量降低[21],且使天麻表皮色泽加深,外观品质降低[22]。药材市场上表皮呈乌黑色的天麻大多采用该法干燥而成。针对此现象,可先将鲜天麻蒸制,在降低或抑制生物酶的活性后,再采用传统日晒法进行干燥。晒制时,天麻应平铺于地面上,严禁多层堆压,避免最下层天麻由于不透气而发生霉变和腐烂。此外,由于该法干燥周期较长,应注意及时翻动,以加快干燥速度,保证干燥的均匀性。对个体较大的天麻,应注意观察其内芯的干燥程度,避免干燥不彻底,为后期的包装、贮藏等环节埋下变质隐患。

4.4.2 烘干法

烘干法不受天气、环境等自然因素的影响,效率高,适合大规模生产。传统烘干法常燃烧秸秆或煤炭加热火炕、烘房进行天麻的干燥。烘干法操作简便、成本低,是天麻产地初加工常用的干燥方式。现代常采用电力烘干设备,温度可控,节能环保,无煤炭、秸秆燃烧产生的硫磺、芳香烃类物质残留。四川平武对天麻的干燥多采用电力阶梯升温烘干法。

4.4.3 硫磺熏蒸法

硫磺熏蒸法成本较低,操作简单,贮藏时不易发生霉烂、虫蛀等变质现象,是天麻产地初加工常采用的方法,但一直饱受争议。《中国药典》规定天麻中二氧化硫残留量不得超过400 mg/kg。在调研中发现,药材市场上依旧有硫熏天麻的流通。硫磺熏蒸后的天麻色泽浅黄至白,气味由马尿味变为轻度的酸味,且随熏蒸程度的增加,色泽愈接近白色,酸味更浓。研究显示,硫磺熏蒸后天麻素[23]、对羟基苯甲醇、巴利森苷、巴利森苷B、巴利森苷C及巴利森苷E含量均有不同程度下降[24],总灰分、二氧化硫残留量升高[18],毒副作用加大[25],故在产地加工处理过程中应避免使用硫磺熏蒸法。鉴别天麻是否经过硫磺熏蒸,除检测二氧化硫残留量外,还可检测硫熏标志物对羟苄基亚硫酸氢盐[26]。

4.4.4 盐水腌制法

盐水腌制法是指将天麻块茎洗净后,置于0.03~0.10 g/mL NaCl溶液中腌制6~15 d,再用清水冲洗后进行阴干或晒干的干燥处理方法。采用盐水腌制技术,植物细胞在高渗透压作用下可迅速脱水。采用该法处理的天麻在云南彝良、贵州德江、陕西城固3个产地和北京的简易贮藏库内贮藏1年后,外观性状、天麻素含量等各项检测结果均符合《中国药典》质量标准,未见虫蛀、发霉等变质现象,也符合《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》(GB 5009.33-2016)中规定的盐渍品亚硝酸盐的限量指标,为食用天麻的制备提供了新方法[27]。

4.4.5 真空冷冻法

冷冻干燥法可使鲜天麻中水分结冰后直接升华,耗时短。真空低温环境可降低或抑制天麻中β-糖苷酶活性,减少天麻素分解,还可抑制褐变反应。研究认为,采用该法干燥的天麻断面疏松,外形美观,香气浓郁,耗时短,天麻素含量高于传统的水煮烘干法,可较好地保证天麻的药用价值[28]。但由于水分结冰使天麻的体积膨胀,水分升华后表皮有较多裂纹,质地松泡易碎,与传统天麻的性状差异较大[18]。采用真空冷冻干燥后天麻吸湿性较强,易回潮,且该法需配备真空冷冻干燥设备,成本投入较高,且受设备容量的限制,不适合大批量生产,故在产地初加工应用时有一定的局限性。

4.4.6 其他

目前还采用微波干燥、红外干燥、真空干燥等现代技术进行天麻的干燥。这些技术具有干燥速度快、能耗低、绿色环保等优势,具有广阔的发展前景,但目前这些技术仍处于尝试阶段,且设备成本投入较高,对于小型种植户而言,存在经济压力[29]。

5 包装

以往天麻常采用麻袋或木箱包装,在贮藏过程中,由于长时间与空气接触,易虫蛀和受潮发霉,故目前多采用内外双层包装,内包装为塑料袋,外包装为专用纸箱或木箱。包装前应控制水分在11%~13%,无霉变、虫蛀现象。在河北安国中药材专业市场,天麻主要以麻袋、编织袋等透气材料进行包装。在成都荷花池中药材市场、广州清平中药材市场,天麻主要采用较厚的透明硬质玻璃纸包装。

在许多药店和中医院药房中,天麻常以完整的或饮片的形式封装在塑料袋或玻璃瓶中,药斗中放置的是饮片,均未见明显变质现象。由于天麻切片薄、质脆,药斗中天麻在多次反复的抓取过程中会产生碎末,工作人员在抓取时应轻拿轻放。然而一些药店为了满足顾客的需要,把天麻敲成大小不等的碎块,这对保证天麻的质量是不利的。

作为药食同源品种,鲜天麻也备受消费者青睐。然而由于鲜天麻含水量高、生物酶活性高,极易发生腐烂、褐变、软化等变质现象,导致鲜天麻的货架期短,因此探索可延长鲜天麻贮藏时间的包装材料是现今的研究热点。研究发现,用异抗坏血酸钠涂膜处理天麻后,可保持天麻细胞膜完整性,阻止微生物侵入,延缓组织衰老,从而延长贮藏时间[30]。也有研究认为,采用二氧化氯、复合保鲜剂处理可保持鲜天麻的商品价值,延缓其衰老进程[31-32]。通过比较PE20、PE30、PE40及抗菌4种保鲜袋对天麻的影响,发现PE20保鲜袋对天麻的保鲜效果最佳,可有效防止天麻萎蔫和腐烂现象,抑制呼吸作用[33]。鲜天麻由于含水量高,所以应采用透气性能良好的包装材料进行包装。

6 贮藏

6.1 影响因素

温度:天麻常温贮藏即可,当温度控制在10 ℃左右时性质更为稳定;湿度:天麻贮藏时相对湿度不应高于60%,在高湿环境中,天麻易感染或滋生霉菌;气流:天麻适宜贮藏在空气对流弱的密闭空间,氧气含量低,呼吸作用受到抑制,有效成分的分解减慢。

6.2 变质现象

虫蛀:在高温、高湿的夏季,若贮藏库中存在虫源,则天麻易受害虫的侵蚀,蛀出虫道,形成空洞;发霉:天麻受潮后,易滋生霉菌,特别是在表面纵沟及顶芽处,容易产生霉斑,使天麻色泽变暗,产生异常气味。

6.3 最佳贮藏条件

天麻经包装后,应贮藏于15 ℃的低温贮藏库内,相对湿度应保持在60%以下,堆积厚度不宜过高。贮藏库应干燥、无异味、避光、无污染、适当通风,并配备防虫、防鼠等设施。

7 质量评价

在中药材市场上,天麻的商品等级划分仍依据《七十六种药材商品规格标准》(国药联材字(84)第72号文“附件”),即按每公斤天麻的支数进行分级,每公斤26、46、90支以内及多于90支分别分为一、二、三、四等。对大部分天麻药材而言,商品等级越高,天麻苷、天麻苷元含量越高。因此,这种商品等级划分标准与质量优劣一致[34]。但对于饮片来说,仅以大小作为质量判断标准是片面的。通过对21批不同产地的天麻饮片进行分析认为,饮片等级划分还应充分考虑色泽和质地。随着色泽的加深,天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C的含量均呈下降趋势;角质样不明显的天麻饮片中各成分含量较低,角质样程度与各成分及浸出物含量呈正相关,与多糖含量无显著相关,故建议将化学成分与外观性状相结合作为天麻饮片的质量评价指标[35]。 《中国药典》以天麻素和对羟基苯甲醇的总含量作为天麻质量评价标准。有学者指出,天麻中天麻多糖含量与天麻的体积、质地、断面性状密切相关,与天麻商品等级划分标准相关,可作为天麻质量和等级评价的指标成分,建议以多糖和天麻素含量综合评价天麻的质量[36]。

8 结语及展望

由于天麻分布范围广泛,涉及我国西南、西北、东北、华中、华东等地,采收、初加工和贮藏与各地环境密切相关,各地天麻品种存在较大差异,且由于天麻为异养植物,生长环境要求苛刻,所以本研究对天麻的资源分布、产地、品种同时进行了调研,认为资源分布、品种、产地是影响天麻采后质量的先决条件。天麻大多由药农分散种植,受环境条件、加工设备及检测技术的限制,采后的加工处理过程主要凭借药农的经验,缺少合理的操作规范和工艺参数,导致天麻的品质存在较大差异。因此,建议天麻采后与专业的合作社或企业合作进行统一初加工和贮藏。

调研发现,天麻的采收、初加工、包装、贮藏等环节是影响其质量的关键因素。天麻的采收期为立冬至次年清明,各地采收时间各不相同,以干物质积累最多时采收为宜。同时,由于鲜天麻含水量高,且易出现褐变和腐烂现象,故采收后应及时进行蒸制和干燥处理。蒸制时应注意控制时间。干燥既有传统的日晒法、硫磺熏蒸法和烘干法,也有现代的真空冷冻干燥、微波干燥、红外干燥等方法,受生产条件及经济效益的制约,当前产地初加工以传统的干燥方法为主。在贮藏过程中,应控制温度、湿度等贮藏条件,采取科学措施预防虫蛀、霉变、褐变等变质现象。对于鲜用天麻,应保留附着在天麻表皮的培养土,以维持天麻与蜜环菌的共生环境,在食用前应进行清洗和切制。采用冷链运输,以延长天麻保鲜时间。实地调研还发现,当前在初加工、贮藏及包装过程中,技术方法、工艺参数不一致也使市售天麻质量参差不齐。因此,规范加工工艺,实现产地加工与贮藏一体化,对提升天麻药材质量的稳定性和可控性具有重要意义。

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