浅析吸湿对中药饮片质量的影响

郑宇，龚明，郑龙金，魏伯翠，宋小玲

1.江西中医药大学，江西 南昌 330004；2.南昌大学第一附属医院，江西 南昌 330006；3.江中药业股份有限公司，江西 南昌 330004

中药作为中华文明的瑰宝，是发挥预防、治疗疾病的物质基础。2019 年习近平总书记对中医药工作作出重要指示，强调要遵循中医药发展规律，传承精华，守正创新，推动中医药事业和产业高质量发展。中药饮片作为中药的重要组成部分，是在中医药理论基础的指导下，经独特加工方式制备成可供中医治疗的直接药物，其优劣将直接影响药物疗效的好坏，因而必须保证中药饮片的质量水平［1］。本文主要围绕中药饮片吸湿等问题进行探讨，从而在中药饮片的干燥、存储及后续制备过程提供指导。

1 中药饮片高吸湿性的原因

吸湿是指物质在一定湿度环境下，空气中的水分子因亲和力作用与物质表面结合，再进入物质内部与空白“吸湿位”物理键结合直至平衡的过程［2］。中药饮片具有强吸湿性的原因主要包括以下几点：第一，大部分中药原料本身含吸湿性强的淀粉、粘液质、多糖等成分，内部成分引湿性强，如牡丹皮（又称粉丹皮）、天麻等，内含大量淀粉粒，吸湿后易导致断面变色。第二，中药饮片大部分细胞结构是由纤维素、半纤维素、木质素组成，含有大量羟基、羰基基团，该结构是引起中药吸湿的活性部位。第三，在加工炮制过程中常加入具有吸湿性的辅料（蜜、盐等），辅料沉积于饮片表面，改变了饮片的吸湿性。第四，中药饮片的包装材料多采用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等塑料膜作为封装膜，其通透性差、包装封口不严，易导致中药饮片出现潮解、变色、霉变、风化等问题。目前，中药饮片包装仍存在封装标准欠考究、包装材料无标准、包装装量差异大、包装技术单一等问题［3］。第五，在贮存、运输过程中没有注重外界环境的控制，导致外界环境湿度超过饮片本身临界相对湿度，从而引起水分吸附。以上存在的问题均是在生产中尚未解决的，给中药饮片的质量控制及合理使用造成不良影响。

2 吸湿对中药饮片的影响

目前，对中药饮片的吸湿性认识也只是停留在经验基础上，并没有重视对中药饮片吸湿性的研究。在中药饮片的加工与储存过程中，水分对其质量影响程度不可小觑。中药饮片在加工及储运过程中若引入较多水分，不仅易引起饮片中某些有效成分含量降低（如黄芩吸水导致黄芩苷水解，含量下降），且会导致中药饮片变色（黄芩饮片在含水量较高时，饮片变绿），中药饮片含水量超过15%时，适宜霉菌生成，导致饮片腐烂变质，继而影响后续的使用及制备成型工艺，引发中药制剂质量问题。导致中药饮片出现各种质量问题的关键在其水分含量过高，严重影响中药饮片的质量，降低药物疗效，甚至产生毒副反应，给企业造成极大损失，给患者带来严重危害，不利于中药饮片产业的可持续发展。

中药饮片水分含量是指导其存储条件的重要依据。存储过程中，一旦饮片本身含水量及存储条件不合格，致贮存环境中水分含量过高，易引起中药饮片产生不同程度的变质现象，从而影响中药材的应用与药效的发挥。古人早就意识到干燥及控制含水量对中药材储存条件的影响。如《神农百草经》中已有相关记载，中药材需进行“阴干”“爆干”等干燥处理［4］；《备急千金要方》中记载，诸药未即用者，候天大晴时，于烈日中曝之，令大干、以瓦器贮之，泥头密封……凡贮药法，皆须去地三四尺，则土湿之气不中也［5］；《本草蒙荃》中记载凡药藏贮，宜常提防，倘阴干暴干烘干未尽去湿，则蛀蚀霉垢朽烂不免为殃［6］。以上记载均表明对饮片进行干燥处理，保持储存环境干燥是保证中药质量均一温度的关键环节。

中药饮片的吸湿除导致药材水分含量偏高而发生霉变外，水分含量过高也易使中药饮片产生虫蛀现象。据相关文献报道，湿度是昆虫生长繁殖的重要条件之一，随着相对湿度的升高，中药饮片的含水量增加，当外界储存相对湿度超过70%时，中药饮片容易发生虫蛀、霉变等现象。此外，适宜的温度也是虫蛀产生必不可少的条件［7］。因此，运用多个学科理论与研究方法对中药饮片吸湿问题进行探索，为制定其合理含水量范围，优化其加工工艺，选择合理贮藏条件等提供理论和数据支撑。

3 中药饮片含水量的测定

中药材的稳定性易受水分影响，吸湿可引发其发生外观颜色变化、霉变、潮解、虫蛀等问题［8］，人们大多“以手摸之干燥”的经验判断药材、饮片的吸湿情况，而人为主观判断水分易带来误差。国家药典委员会颁布的“药材和饮片鉴定通则”也只相应的规定“除另有规定外，饮片水分不得过13%”，可见相关标准中的药材和饮片的含水量也只是一个范围，缺乏具体科学数据的支撑。此外，常用中药材水分测定方法有烘干法、甲苯法等，但前者耗时较长，后者所用试剂具有毒性且操作繁琐，因此，需探索更多准确、简便、快速检测中药材水分含量的方法。

郑龙金等［9］对黄芩饮片等温吸附与解吸规律的考察，黄慧敏等［10］对甘草饮片和细粉水分吸湿热力学性质进行考察，增添了中药饮片在吸附解吸规律方面的探索。秦斌等［11］采用近红外光谱法结合偏最小二乘法建立药材样品水分的定量模型建立快速测定肉桂药材水分的方法。除此之外，程林等［12］应用热力学基本理论，建立中药饮片水分吸附与解吸附过程中的热力学参数及相关方程，分析中药饮片的水分吸附与解吸附特性。将中药饮片和其中的水分作为一个热力学体系,利用热力学基本理论表征不同温度和湿度下中药饮片与水结合的理化性质和需要的能量。通过对不同热力学参数的计算及分析,获得体系各方面的信息,为中药饮片的水分吸附与解吸附机制、最佳干燥工艺参数、贮存条件、包装方法等方面研究提供理论依据。探讨微分吸附焓、微分吸附熵、积分吸附焓、积分吸附熵和吸附结合自由能等热力学参数的物理意义，为中药饮片的水分吸附与解吸附机制、最佳干燥工艺参数、贮存条件、包装方法等方面研究提供理论依据。

4 如何降低中药饮片的吸湿

中药饮片作为中药行业的支柱产业之一，是中药制剂重要的来源。对于中药饮片吸湿可引起水分含量过高，影响中药饮片质量的问题。我们主要通过对中药进行加工炮制、严格饮片包装贮存条件等途径最大程度降低中药饮片吸湿带来的影响。

中药饮片的质量是保证中医临床治病的关键，从中药到中药饮片的炮制过程，既是中药传统制药技术的集中体现，又是保证中药疗效的核心所在［13］。炮制对中药材药性起到改善作用，增强药材治疗疾病的效果。正确的加工炮制方法能有效确保药材的质量，有利于下一步的运输贮存与制剂工艺。炮制过程中既要严格规定饮片加工炮制的工艺手法，又需开发新的炮制工艺，大幅度提升中药饮片炮制加工效率与质量，推动中药饮片产业更好的迈向现代化。如陈露梦等［14］将传统炮制法与微波炮制法进行对比，发现微波炮制在某些方面比传统炮制方法具备优势，如操作简单、效率高、产品质量均一等。虽然微波炮制技术在槐角炭、酒续断、酸枣仁、醋延胡索、天麻的炮制具有一定的创新性［15-19］,但是否可替代传统炮制工艺，需要针对中药微波炮制技术进行系统性研究及工业化推广进行更加细致深入的研究。

目前，中药炮制对饮片吸湿性影响的研究在学术界较少报道，王子千等［20］对比了生大黄、酒大黄、大黄炭的水分吸附等温线最适模型及热力学性质，最终证实3 种大黄饮片的水分吸附过程都是焓驱动的非自发过程，吸附过程遵循Ⅲ型等温线，描述水分吸附特性的最佳模型为GAB 模型，吸湿能力的大小为生大黄＞酒大黄＞大黄炭。中药饮片多以植物药为主，含有大量的纤维素、半纤维素、木质素等成分，其中半纤维素为无定形物质，结构有分支，含有大量亲水性基团，为药材吸湿性最大的组分［21］。在药材的高温炒制过程中，半纤维素中的游离羟基发生缩合反应，并且羟基、羰基等基团发生氢键缔合，降低游离羟基数目，从而导致其吸湿性降低［22］。羰基吸收峰主要来源饮片的半纤维素在高温作用下多聚糖分子链上的乙酰基水解生成醋酸,减少了吸水性的羰基数量，上述反应发生的强度和程度随着温度的增加而加强［23］。药材饮片本身有较多微小毛细管，在相对湿度较高的环境下，毛细管吸附水分是引起饮片吸湿的重要作用，饮片进行高温炒制使其表面皱缩，孔隙减小，毛细管吸附作用减弱，导致吸湿曲线朝“直线”形转变［24］。另有研究表明，在同一水分活度下，黄芩饮片的吸附等温线出现平衡含水率随着温度升高而降低，这种现象可以用分子动力学理论来解释，随着温度的升高，被吸附的分子获得动能以及高自由度，从而促进水分子从吸附剂表面逸出（即温度越高，水分子越活跃）。所以温度越高，被吸附的水分越少［25］。药材经过高温炒制后，控制药材自身含水量，破坏其吸湿性强的基团，则有利于药材的贮存。而关于蜜制、盐制、醋制、酒制等传统炮制工艺对饮片吸湿性影响的研究则未见报道，推测其增加蜜，盐，醋等引湿性较强的辅料于饮片表面，加大了炮制饮片的吸湿面积，从而引起饮片吸湿。

贮存是药材从采收到流通的重要环节，贮存的条件直接影响中药饮片的质量。近年来，中药饮片的包装贮存技术虽有大幅度的提升，但仍存在诸多问题。贮存过程中，密闭包装虽然能隔绝外界水分对药材产生干扰，起到一定的防护作用，但同时会不利于药材的散湿、散热，保管不当甚至会发生霉变等变质现象［26］。目前，绝大多数的饮片生产企业未充分考察饮片的含水量、指标成分含量是否适合包装以及包装技术的选择。在包装材料的选择上，应根据中药饮片的特性选择适宜的包材，同时要注意防止药材出现霉变、泛油等问题；包装过程可以采用干燥包装、真空包装、电离辐射包装等新型包装技术。活性包装技术作为一种新型且具有广阔发展前景的包装技术,受到了国内外学者的日益关注。活性包装技术是指以薄膜为基质,通过在其中添加抗氧化剂、抑菌剂等,从而制备具有抗氧化、抑菌功效的包装材料［27］。这种包装技术可以通过浸泡、喷淋和涂布的方式覆盖在物料表面,一方面可以阻隔紫外线、氧气和水蒸气的释放,同时还可以使得抗氧化成分、抑菌成分缓慢、持续地释放,从而极大程度地延长了样品的保质期。目前,该技术已经广泛应用于肉制品、果蔬的保鲜中［28-29］。活性包装技术在中药保鲜中的应用主要集中在药食同源类药材的保鲜中。禄璐等［30］采用壳聚糖/山梨酸钾复合液涂膜处理枸杞子,可以显著延长贮藏期。然而,活性包装技术在中药保鲜中的应用尚处于初级阶段。因此,今后在中药饮片的研究应根据不同饮片的特性,制备合适的活性包装材料,从而使得活性包装技术在中药饮片贮存中发挥积极作用。相关药品管理部门也应制定饮片包装贮存的质量标准，严格规定保质期限，使中药饮片包装贮存更加规范化、标准化、现代化。

5 结语

中药饮片是我国长期临床实践的结果，作为中药产业链的核心，其质量的好坏关乎到中药产业的生存与发展，也对推动中药现代化、产业化、国际化起着至关重要的作用。但中药饮片的质量又受到药材种属、种植、加工炮制、运输贮存等多因素的影响。因此，保证中药饮片质量，从分析中药饮片吸湿原理，到制定贮存标准条件出发，为中药饮片防潮技术提供依据，加强中药饮片从种植到制剂生产的全方位监管，才能有效保障中药的安全性与有效性，使中医药更好地服务人类。