中药材及中药饮片微生物污染研究

霍晓菲，刘卫德，刘绪平，章红

1.江西中医药大学，江西 南昌 330004；2.江西省药品检验检测研究院，国家药品监督管理局中成药质量评价重点实验室，江西省药品与医疗器械质量工程技术研究中心，江西 南昌 330029

目前国际上对中药的微生物研究方面还处于起步阶段。在国内，对于中药材加工炮制、储存过程中微生物污染控制的系统性研究较少。现今药材和饮片的质量控制重点主要在性状、鉴别方面，相比之下，药材和饮片微生物控制系统的研究及其污染来源和控制手段的研究较少。由于国际标准的限制，目前我国中药的出口产品主要是精油、提取物等产品。而中药饮片、中药制剂由于“重金属”“农残”“微生物污染”这三大问题，多数产品被拒绝于国际市场之外。尤其是微生物污染方面，国内研究还不够成熟，国内和国外的标准存在差异，是其主要制约因素，一旦解决微生物污染控制的问题，将极大地推动我国中药迈向世界市场，推动中药现代化进程，其背后所蕴含的长期经济价值无可估量。

1 中药材及其饮片污染微生物的种类

中药材及饮片常经过煎、煮、泡等方法处理后给药进入患者体内，而某些耐热微生物通过煎煮和热水冲泡后可能无法被完全杀灭，其中的致病菌和条件致病菌进入人体后可引起肠胃道和肺部感染等疾病［1］，而且微生物的代谢产物（如一些毒素）依旧存在，可能还会使患者中毒，对患者身体存在潜在危害。

1.1 细菌

中药饮片中的优势菌株大多为肠杆菌和芽孢杆菌，肠杆菌中存在的条件致病菌及致病菌对患者存在威胁，比如产气肠杆菌、铜绿假单胞杆菌、大肠埃希菌、阴沟肠杆菌和肺炎克雷伯菌等。芽孢杆菌虽对人体无害，但常规手段难以消除，药材存在污染风险。孙莺等［2］对中药饮片黄芪、甘草、板蓝根中微生物污染状况进行分析，发现其中的优势菌株为肠杆菌和芽孢杆菌。绳金房等［3］对陕西省12种中药饮片微生物考察发现肠杆菌科微生物占首位。赵红霞［4］对多种中药饮片中的耐胆盐革兰阴性菌进行研究，发现党参、麦冬、丹参中的优势菌种分别为假结核耶尔森菌、河生肠杆菌、阴沟肠杆菌。赵红霞［4］研究发现中药饮片中存在的细菌大概二百种，优势菌种为肠杆菌。

1.2 真菌

药材中的优势霉菌包括曲霉属、镰刀属、青霉属，这些霉菌广泛分布于土壤、水源、空气和农作物中，都是常见的霉菌。刘震营等［5］研究发现柏子仁样本中均存在烟曲霉和黑曲霉等潜在致病真菌。部分曲霉菌能够产生毒素，药材中常见的霉菌毒素有黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮毒素。青霉菌是薄荷、洋甘菊和鼠尾草中的优势菌株［6］，特别是在洋甘菊中，每个批次都检测到了青霉菌。储藏中的药材更容易受到青霉菌污染。Yue 等［7］研究7种药材的霉菌污染情况，发现镰刀菌是污染率最高的，82%的样品污染了该菌。张秋实等［8］研究发现全部中药饮片样品的霉菌污染率为97.6 %，其中曲霉属占85.7%，青霉属占29.6%，98 份含有黄曲霉毒素。同样国外也存在真菌污染情况，Katere等［9］在分析的16 批中药材样本中发现 15 批样品被曲霉、镰刀菌和青霉菌这三个真菌属中的至少一个污染。

2 导致微生物侵染的主要因素

中药饮片源于自然的植物、动物、矿物及昆虫等，药材本身的形态基质、生长环境、种植技术、采收加工及运输存储等过程中都容易携带或引入大量微生物，影响中药材的质量稳定性。

2.1 药材自身基质及形态

药材自身的含水量、营养物质，表面积及表面形态等因素均会影响其微生物污染。刘洪祥等［10］研究发现艾叶的表面积比较大，因此该药材上存留的微生物较多；甘松的根茎入药，药材和土壤接触，且饮片为须根状，易附着残留微生物。枸杞内有丰富的枸杞多糖，药材表皮为褶皱状，易造成微生物的残留。富含糖类、蛋白质和脂肪的药材能够给微生物提供生长繁殖的营养物质，因此受到微生物的污染更严重。比如党参、柏子仁、人参、核桃仁、甘草、葛根、川牛膝以及玉竹等富含淀粉和黏液的药材都很容易霉变。植物类药材相比矿物类药材受霉菌污染严重［11］。

2.2 生长环境

大量研究表明，微生物在空气、水源、土壤中广泛生存，能够对中药材造成微生物污染，气候条件也会影响药材的微生物负载，其中耐热菌主要来源于土壤环境，药材的土壤残留与耐热菌检出率密切相关，耐胆盐革兰阴性菌主要是药材种植过程中因施加粪肥造成的微生物污染［12-13］。

2.3 种植技术

种植技术不当或连年在一块土地上种植同一种药材会影响土壤中的霉菌体系，引起或加重药材微生物负载。合理地耕作也是控制药材微生物负载的有效方法。通过埋藏植物残体能明显降低土壤中微生物的种类及数量，进而降低作物受微生物污染的风险。邓彦等［12］在研究发现药材种植可能是影响耐胆盐革兰阴性菌污染水平的主要因素之一。

2.4 采收

中药材的质量和安全与采收有着密不可分的联系。例如延迟采收会增加黄曲霉菌感染的风险，对原药材进行机械性的破坏或挤压,可能会导致药材的腐烂或变质。张西梅等［14］研究发现酸枣仁上黄曲霉毒素负载重要原因是采收加工环境中的黄曲霉污染。

2.5 炮制加工

炮制方法影响中药饮片的微生物负载情况，经过热处理（炒制、煮制等）的炮制方法能降低饮片的微生物负载，但是药材不加热的炮制和辅料的加入会加重饮片的微生物负载。张平等［15］对五十种中药饮片微生物负载情况进行研究，发现不同炮制方法会影响微生物的负载，煮制和炒制检出微生物最少，切制最多。甘永琦等［16］研究广西地区九种中药饮片微生物负载情况，发现热加工炮制（炙制、炒制、蒸制）的饮片微生物负载水平和不加热的粉碎、切制、净制的饮片微生物负载水平存在较大差异。

2.6 贮藏条件

贮藏条件不合适会加重药材的微生物负载，影响中药质量和疗效，有些致病菌会产生有害毒素例如黄曲霉毒素、赭曲霉毒素等，影响患者的用药安全性。例如检验中存在土鳖虫、柏子仁等黄曲霉毒素超标的现象。中药材经过采收和加工处理后要经历数月到数年的贮存，因此如何保证贮藏数月甚至数年的中药材的质量安全，需要进一步研究贮藏条件，制定相关技术规范［17］。

3 控制方法

3.1 贮藏前的控制

贮藏前控制是指在药材贮藏前的种植、采收、加工过程中减少微生物污染。如不使用粪肥，进行轮种，采收后的药材及时清理掉中药材表面的微生物，保证药品在贮藏期内的质量，减少微生物侵染的机会。

3.1.1 种植 用于种植的中药材料应在保证品质的基础上确保其没有受到病虫侵害和微生物的污染。另外进行繁殖的中药材应能耐受生物因素。不能使用人类的粪便作为肥料；要将动物粪便充分腐熟，使其中的微生物负载水平达到安全标准再作为肥料；应使用国家认可批准的化肥；不在同一片土地上连年种植同一种植物,轮种可以控制植物中霉菌的生长；对于发酵的中药材例如曲类和豆豉类等，将自然发酵生产改成纯种发酵，可以有效控制产毒致病菌的污染［18］。

3.1.2 采收 药材采收时应根据药典标准的最佳采收季节及时收割［19］，采收时尽量避免露水、雨天以及高湿等潮湿环境。采收后要及时进行干燥。收割机以及采收使用的容器应保持干净和干燥且未受到前次采收药材的污染。不用时,应将这些容器保存在干燥干净无污染的场所中。

3.1.3 认真清除中药材表面附着的微生物 采收后的药材应采用机器视觉技术［20］进行分拣，去除腐烂、有损伤的药材，过程中尽量避免和土壤接触。中药材表面负载的微生物，是药材贮藏过程中发霉腐烂的主要原因之一,部分中成药中的微生物也源于中药材表面负载的微生物。所以在净制环节要加强清洗，有效降低药材微生物污染种类和污染水平。同时要考虑药材所含有效成分的性质，选择合适的清洗方法，例如水洗的压力、时间、温度及水量等，可以对净制前后药材的微生物负载情况及含量进行对比，从而找到适合的净制方法［21］。

3.2 贮藏过程中的控制

贮存条件应干燥洁净无污染，并且鸟、畜禽及虫无法接触到该药材。贮藏过程中消灭药材上负载的微生物或使其无法在药材上生长是控制微生物污染的最根本方法。因此,贮藏过程是控制微生物负载的关键步骤,可从以下几个方面展开。

3.2.1 控制温度和湿度 降低温度不仅可以抑制微生物的繁殖,还能够避免部分真菌毒素的产生，中药材中主要是中温型微生物，在15 ℃就可以生长繁殖,其最适合生长的温度是20～40 ℃。所以，高温季节需保证低温贮藏,另外少数的耐低温微生物，可以控制药材的水分和环境干燥度来控制其生长。研究发现，如果药材的含水量低于10%，贮藏温度低于13 ℃，相对湿度低于70%,能够有效控制中药材中的微生物生长繁殖［22］。

3.2.2 物理养护 现在物理养护技术已经十分成熟，现代辐射技术（18 000 Gy 剂量的60 Co-Y 射线［23］）、聚乙烯薄膜密封包装与Co-Y 射线辐照（≤7 000 Gy）相结合的工艺、微波处理等，能够有效延长中药材的贮藏期。现在最受推广的物理养护方法为气调养护，它可以制造一个低氧与高一氧化碳的环境，这种环境通过抑制药材自身呼吸和微生物的生长繁殖来防止药材的质变［23］。

3.2.3 化学养护 贮藏地点应用硫黄、环氧乙烷［24］等进行化学养护，可以有效防止霉菌生长，磷化铝片放入药材中，能够消灭昆虫间接降低霉菌负载。二甲基甲酰胺能够控制黄曲霉、黑曲霉、青霉等30多种霉菌的生长繁殖，成本低且安全高效。

3.2.4 生物抑制 生物竞争的方法已应用于水稻、玉米等农作物防霉，该方法可以进一步开发用于抑制药材中霉菌的生长繁殖。解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌产生的蛋白酶可通过改变黄曲霉细胞的通透性、渗入细胞质、破坏细胞器来影响真菌生长和黄曲霉毒素的产生［25］。由萎缩芽孢杆菌（Bacillus atrophaeus）分泌的拮抗蛋白也可以通过此方式发挥抑菌作用,可诱使黄曲霉菌丝发生变异［26］。屈璐璐［27］研究发现芽孢杆菌所产生的挥发性物质能有效抑制稻谷中霉菌数的增长，可用于防控稻谷黄曲霉及其毒素的污染。某些微生物代谢产生的挥发性化合物具有覆盖广、见效快等特点,近年来也常被用来控制真菌病原体。

4 讨论

由于中药材多源于天然植物、动物和矿物，其因为自身基质和形态可能带有大量的微生物负载,如根茎类药材带有土壤中的微生物负载较多;叶、花、果实类药材常带有空气中的各类微生物。中药材及其饮片在其种植、采收、加工和贮藏过程中还会有微生物污染，若贮存不当还可能造成微生物侵染。中药材及饮片中可能存在大肠埃希菌、沙门菌、志贺氏菌、耐胆盐革兰阴性菌、白色念珠菌等多种致病菌，具有潜在的安全风险。从种植、采收、加工、贮藏及食用方式等方面降低甚至消除微生物污染，对改善中药材和中药饮片质量具有重要意义。使其符合国际标准，提高我国道地药材的国际竞争力，推动我国中草药以崭新的面貌走向国际舞台。