羌活是传统常用祛风湿药[1]。现代化学研究表明,羌活药材主含挥发油、香豆素类成分,还含有糖类、氨基酸、有机酸、甾醇等成分[2-3]。因挥发油含量较高,羌活在储藏过程中极易出现走油、虫蛀等变质问题[4-5],尤其羌活药材切制为饮片后,走油问题更甚,严重影响其商品质量和临床疗效。因此,确定羌活药材的适宜储存条件迫在眉睫。药材的储存条件包括储存环境、包装条件、养护技术、储存时间等诸多方面,其中,储存环境和包装条件是目前的研究热点。研究表明,储存环境的温度、湿度、光照条件会不同程度地影响药材的品质[6-12];不同的包装材料对药材的外观性状、内在质量、指标成分含量具有不同的保质效果[13-18],对药材中微生物数量也有影响[19-20];不同的包装方法会影响药材的储存时间和成分含量变化[21-24]。但目前为止,有关羌活的相关研究极少,只有陆善旦等[25]简单考察了传统包装材料对羌活药材外观与含水量的影响。因此,有必要对不同包装、储藏条件下羌活的质量变化规律进行深入探究。故本课题组开展为期1年的长期稳定性实验,考察不同包装材料、不同包装方法和不同储存条件对羌活饮片内、外质量的影响,以确定出羌活饮片的最佳包装方法和适宜储藏条件,为其合理储藏提供指导和依据。
1 材料
羌活饮片为甘肃陇脉药材有限公司提供,来源于伞形科植物羌活(Notopterygium incisum)或宽叶羌活(N. franchetii)的干燥根茎和根(批号170701)。包装材料分别为牛皮纸凝膜纸袋、聚乙烯塑料袋、聚乙烯铝箔复合袋。
LSC-735型药品冷藏(阴凉)陈列柜(江苏美百加电气科技有限公司);505型电动抽充气包装机(温州大江机械);HHS-S型电子恒温不锈钢水浴锅(上海宜昌仪器纱筛厂);RRHP-200型万能高速粉碎机(上海菲力博实业公司);MH-500型,MH-10000型调温型电热套(北京科伟永兴仪器有限公司);DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱(上海齐欣科学仪器有限公司);AL104型电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司);KH5200B型超声波清洗器(昆山禾创超声仪器有限公司)。无水乙醇(天津大茂化学试剂厂,分析纯,批号20170601),娃哈哈饮用纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司),甲苯(天津市大茂化学厂)。
2 方法及结果
2.1 羌活饮片包装、储藏方法
羌活饮片模拟市售包装,每袋0.1 kg,以高温封口机封口,依据表1进行包装和储藏处理,储存期为1年(20170920~20180920)。本实验中,常温条件即在室温环境中存放,阴凉、冷藏条件是将药材放入可调温药品柜中,阴凉柜温度设置为16.8 ℃,冷藏柜温度设置为8.2 ℃。储存期间,每个月对不同处理的羌活饮片进行水分测定,每3个月进行外观性状记录和浸出物、挥发油含量测定。
编号 | 包装材料 | 包装方法 | 储存条件 | 编号 | 包装材料 | 包装方法 | 储存条件 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
CK | 无包装 | 散装 | 避光/常温 | I | 聚乙烯塑料袋 | 真空 | 避光/阴凉 |
A | 牛皮凝膜纸袋 | 密封 | 避光/常温 | J | 聚乙烯塑料袋 | 真空 | 避光/低温 |
B | 牛皮凝膜纸袋 | 密封 | 避光/阴凉 | K | 聚乙烯铝箔复合袋 | 密封 | 避光/常温 |
C | 牛皮凝膜纸袋 | 密封 | 避光/低温 | L | 聚乙烯铝箔复合袋 | 密封 | 避光/阴凉 |
D | 聚乙烯塑料袋 | 密封 | 光照/阴凉 | M | 聚乙烯铝箔复合袋 | 密封 | 避光/低温 |
E | 聚乙烯塑料袋 | 密封 | 避光/常温 | N | 聚乙烯铝箔复合袋 | 真空 | 避光/常温 |
F | 聚乙烯塑料袋 | 密封 | 避光/阴凉 | O | 聚乙烯铝箔复合袋 | 真空 | 避光/阴凉 |
G | 聚乙烯塑料袋 | 密封 | 避光/低温 | P | 聚乙烯铝箔复合袋 | 真空 | 避光/低温 |
H | 聚乙烯塑料袋 | 真空 | 避光/常温 |
2.2 外观性状记录
分别于储藏的第0(实验起始时间),3,6,9,12个月对不同包装、储藏处理的羌活饮片进行外观性状记录。性状记录主要针对羌活易走油、易散失气味、易虫蛀的变质特性,重点记录其气味、虫蛀率。虫蛀率以相对比重法计算,即虫蛀率=虫蛀饮片质量/处理饮片总质量。具体统计结果见表2。
编号 | 气味 | 虫蛀率/% | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0月 | 3月 | 6月 | 9月 | 12月 | 0月 | 3月 | 6月 | 9月 | 12月 | |
CK | 香气浓郁 | 香气较淡 | 略带尘土味,香气淡 | 带尘土味,香气淡 | 尘土味重,香气淡 | 0 | 0 | 0 | 1.26 | 6.51 |
A | 香气浓郁 | 香气较淡 | 香气较淡 | 香气较淡 | 香气淡 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.56 |
B | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气较浓 | 香气较淡 | 香气较淡 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.89 |
C | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气较浓 | 香气较淡 | 香气较淡 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
D | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气较浓 | 香气较浓 | 香气稍淡 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
E | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气较浓 | 香气较浓 | 香气稍淡 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
F | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气较浓 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
G | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气较浓 | 香气较浓 | 香气稍淡 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
H | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气较浓 | 0 | 0 | 0 | 1.10 | 1.51 |
I | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气稍淡 | 香气较浓 | 香气较浓 | 0 | 0 | 0 | 1.03 | 1.03 |
J | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气较浓 | 香气较浓 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
K | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气较浓 | 香气较浓 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
L | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
M | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气较浓 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
N | 香气浓郁 | 香气稍淡 | 香气稍淡 | 香气较浓 | 香气稍淡 | 0 | 0 | 0 | 0.63 | 0.82 |
O | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气稍淡 | 香气较浓 | 香气较浓 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
P | 香气浓郁 | 香气较浓 | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 香气浓郁 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
由表2结果可知,1年储存期间,不同包装、储藏条件下的羌活饮片的气味变化和虫蛀情况差异较大。CK(散装/常温)样品品质变化最大,储藏3个月即香味变淡,6个月起带有尘土味,9个月出现虫蛀,12个月时尘土味重,香气淡,虫蛀率达6.51%;牛皮凝膜纸袋包装的样品(A,B,C)都出现了气味散失、香气变淡的现象,且A,B样品在储藏12月时都出现虫蛀;聚乙烯塑料袋和铝塑复合袋密封包装的样品(D,E,F,K,L,M)保存较好,储藏期间气味散失较少,且都无虫蛀现象发生;低温储存的样品(C,G,J,M,P)均未出现虫蛀现象。此外,所有抽真空包装的样品(H,I,J,M,N,O)都出现了包装破损、漏气现象,虽然气味散失较少,但I,J,N样品先后出现了虫蛀,未能充分体现出抽真空的效果。
2.3 含水量测定
储藏期间每个月对不同包装、储藏处理的羌活饮片进行含水量测定。羌活含水量按照2015年版《中国药典》第三部中所载通则0832中的第四法(甲苯法)进行测定。测定结果见表3。
编号 | 含水量 | RSD | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | ||
CK | 7.19 | 7.12 | 6.48 | 5.31 | 5.95 | 4.97 | 6.22 | 6.60 | 7.17 | 7.96 | 9.53 | 8.07 | 18.35 |
A | 7.19 | 7.20 | 5.57 | 5.57 | 6.40 | 5.53 | 5.50 | 6.08 | 6.20 | 6.93 | 9.53 | 7.07 | 17.53 |
B | 7.19 | 9.38 | 6.00 | 7.20 | 6.60 | 6.67 | 6.60 | 6.50 | 7.60 | 7.87 | 9.74 | 10.03 | 18.01 |
C | 7.19 | 10.50 | 10.70 | 10.00 | 10.50 | 8.93 | 8.75 | 8.47 | 9.27 | 8.67 | 9.80 | 10.90 | 11.81 |
D | 7.19 | 8.50 | 10.04 | 8.78 | 9.36 | 8.90 | 9.12 | 8.10 | 9.38 | 8.43 | 8.90 | 10.23 | 9.28 |
E | 7.19 | 7.75 | 7.27 | 9.82 | 9.06 | 9.00 | 8.70 | 7.45 | 8.37 | 7.70 | 8.77 | 8.60 | 9.97 |
F | 7.19 | 8.37 | 9.05 | 10.60 | 9.33 | 8.93 | 9.18 | 8.65 | 8.32 | 8.60 | 9.14 | 9.80 | 9.39 |
G | 7.19 | 9.40 | 10.63 | 10.25 | 9.93 | 9.00 | 9.28 | 9.17 | 10.21 | 7.97 | 9.70 | 11.03 | 11.48 |
K | 7.19 | 8.20 | 7.17 | 8.77 | 9.17 | 9.83 | 8.00 | 7.40 | 7.83 | 7.37 | 8.53 | 8.53 | 10.27 |
L | 7.19 | 9.12 | 9.93 | 9.32 | 8.89 | 7.77 | 8.78 | 7.50 | 8.24 | 8.40 | 8.70 | 9.00 | 9.25 |
M | 7.19 | 9.53 | 8.63 | 9.45 | 9.50 | 8.77 | 9.20 | 8.15 | 10.03 | 8.73 | 10.10 | 10.98 | 10.78 |
表3结果表明,各样品的含水量在1年储藏期间均发生了波动。其中,CK的含水量波动最大,月间含水量的RSD高达18.35%;其次是牛皮凝膜纸袋包装的样品(A,B,C),其月间含水量的RSD均远高于其他处理的样品;塑料袋密封包装的样品(D,E,F,G)含水量波动普遍较小,除样品G外,D,E,F的月间含水量RSD均低于10%,远低于其他处理的样品;L的含水量波动最小,月间含水量RSD为9.25%。对于同条件包装、储藏的样品D、F,光照(D)与避光(F)储藏时水分波动并无太大差异。
2.4 浸出物测定
分别于储藏的第0,3,6,9,12个月对不同包装、储藏处理的羌活饮片进行醇溶性浸出物测定。浸出物含量依据2015年版《中国药典》所载通则2201(醇溶性浸出物测定法)中的热浸法测定,选用乙醇为溶剂。测定结果见表4。表4表明,1年储藏期间,所有样品的浸出物含量均不同程度地降低,但截止12个月为止,所有样品的浸出物含量都符合2015年版《中国药典》要求(15%)。其中,F的浸出物含量损失最少,1年间仅损失1.27%;与其同条件处理、光照条件下存放的样品D的浸出物损耗则较高为2.11%;牛皮凝膜纸袋包装的样品(A,B,C)浸出物损耗整体较小,至储藏12个月时,含量都保持在23.79%以上;所有样品中,低温储藏的样品(C,G,M)浸出物损耗均高于同包装下常温或阴凉储存的样品;相较于其他处理样品,CK在1年间的浸出物损耗最多,由初始的25.97%降低至21.69%。
编号 | 浸出物 | 浸出物年间损耗量 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
0月 | 3月 | 6月 | 9月 | 12月 | ||
CK | 25.97 | 25.25 | 23.77 | 22.59 | 21.69 | 4.29 |
A | 25.97 | 25.39 | 24.91 | 24.37 | 24.09 | 1.88 |
B | 25.97 | 25.35 | 24.87 | 24.43 | 24.20 | 1.77 |
C | 25.97 | 25.04 | 24.63 | 24.17 | 23.79 | 2.18 |
D | 25.97 | 25.27 | 24.23 | 24.25 | 23.86 | 2.11 |
E | 25.97 | 25.05 | 24.16 | 23.45 | 23.21 | 2.77 |
F | 25.97 | 25.62 | 24.99 | 24.89 | 24.70 | 1.27 |
G | 25.97 | 24.70 | 23.87 | 22.91 | 22.63 | 3.34 |
K | 25.97 | 25.47 | 24.90 | 24.57 | 24.24 | 1.73 |
L | 25.97 | 25.18 | 24.16 | 23.52 | 23.29 | 2.68 |
M | 25.97 | 24.82 | 24.01 | 23.08 | 22.78 | 3.19 |
2.5 挥发油含量测定
分别于储藏的第0,3,6,9,12个月对不同包装、储藏处理的羌活饮片进行挥发油含量测定。挥发油含量测定依据2015年版《中国药典》所载通则2204(挥发油测定法)测定;每3个月进行1次。测定结果见表5。
编号 | 挥发油质量分数 | 平均月损耗 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
0个月 | 3个月 | 6个月 | 9个月 | 12个月 | ||
CK | 2.93 | 2.63 | 2.33 | 1.70 | 1.52 | 0.12 |
A | 2.93 | 2.87 | 2.47 | 2.00 | 1.24 | 0.14 |
B | 2.93 | 2.80 | 2.30 | 2.00 | 1.55 | 0.11 |
C | 2.93 | 2.40 | 2.00 | 1.93 | 1.40 | 0.13 |
D | 2.93 | 2.63 | 2.57 | 2.20 | 1.68 | 0.10 |
E | 2.93 | 2.54 | 2.33 | 2.03 | 1.92 | 0.08 |
F | 2.93 | 2.61 | 2.44 | 2.14 | 1.96 | 0.08 |
G | 2.93 | 2.87 | 1.97 | 1.87 | 1.75 | 0.10 |
K | 2.93 | 2.47 | 2.29 | 1.70 | 1.28 | 0.14 |
L | 2.93 | 2.26 | 1.97 | 1.74 | 1.24 | 0.14 |
M | 2.93 | 2.57 | 1.80 | 1.63 | 1.44 | 0.12 |
表5结果显示,1年储存期间,所有样品的挥发油含量不同程度降低。其中,挥发油含量降幅最大的为A,L,K,三者的月间损耗率均达0.14%,储存至12个月时,其挥发油含量均已降低至初始量(2.93%)的一半以下,低于2015年版《中国药典》要求(1.4%)。其他样品储存1年后的挥发油含量虽符合药典标准,但储藏期间都有损耗。塑料袋包装的样品(E,F,G)挥发油损失量整体较其他样品少,其中E,F的挥发油月均损耗率最低,仅有0.08%;与F相比,光照条件下储存的D的挥发油损耗更多,月均损耗率为0.10%;铝塑复合袋包装的K,L,M与纸袋包装的A,C,储存1年后的挥发油含量略低于CK。
3 讨论
3.1 包装材料
不同的包装材料对羌活饮片的保质效果不同。聚乙烯塑料袋包装的羌活饮片外观性状好,含水量波动小,浸出物和挥发油损失少,保质效果较好;其次是聚乙烯铝箔复合袋,该包装能较好地保存羌活饮片的外观性状;牛皮凝膜纸袋的效果最差,其包装下的羌活饮片水分波动极大,这可能与材料的阻隔性有关。高翠玲等[26]的研究表明,牛皮淋膜纸的水蒸气透过量较大(39.85 g·m-2·24 h),远高于高压聚乙烯薄膜与PET/VMPET/PE复合膜。
本研究发现,聚乙烯铝箔复合袋包装的羌活饮片气味散失虽少,但其挥发油平均月损耗率却整体偏高,甚至比散装处理都高。此结果与许多相似研究的结论不符。诸多研究都显示,铝箔类包装材料在稳定药材内在成分方面效果显著。如苏娟等[7]的研究显示,储藏12个月的不同包装熟地黄饮片中毛蕊花糖苷含量高低顺序为:PTP铝箔>聚乙烯塑料袋>牛皮凝膜纸>空白对照(不包装)。而钟凌云等[15]的研究也表明,不同材料(纸袋、聚乙烯塑料、铝箔)包装的葛根饮片贮藏14个月时,葛根素含量以铝箔包装的较高。分析本实验结果,可能与聚乙烯铝箔材料的特性有关。羌活挥发油极易散失(本实验中,1年间散失量最多者超过原始量的1/2,最少的也有1/3),因此对储藏环境要求苛刻,尤其要防止储藏温度过高。但聚乙烯铝箔材料厚度大、阻隔性好、通透性差[26],以其封装羌活饮片后,包装袋内环境严密厚实,随着药材和微生物氧化、呼吸产热,袋内热量缓慢蓄积,挥发油也随即散失到包装袋内壁。这也间接解释了为什么包装完羌活饮片的聚乙烯铝箔复合袋内都油润反光,有些甚至可见油渍。
3.2 包装方法
近年来,密封包装、真空包装、充N2或充CO2包装等现代包装方法被广泛应用于中药材包装[27]。但笔者在市场调查中发现,充气包装占用空间大,储运过程中易挤压破损而失去保质效果,企业生产中尚未得到广泛应用。因此,本实验选取了散装、密封和抽真空3种包装方法进行保质效果对比。结果显示,散装存放羌活饮片,其外观性状变化快、内在质量损失多,且易混杂储存环境中的杂物和尘土,药材品质难以保证,实际生产中不宜采用。密封包装的保质效果明显优于散装,但具体效果因包装材料和储存环境而异。抽真空包装的羌活饮片存放一段时间后均出现了漏气,失去真空效果,检查发现样品漏气是由于羌活饮片坚硬棱角刺穿包装袋所致。羌活饮片水分含量极低(本研究中测得含水量最小值为5.31%,最大值仅11.03%),质地坚硬,棱角多,易刺穿软质材料,因此,不建议对其采用抽真空包装。
3.3 储存环境
羌活饮片富含挥发油,储藏温度和光照条件对其品质影响较大。本研究显示,常温存放的羌活饮片,药材品质变化大且易虫蛀;而阴凉环境中,牛皮凝膜纸袋和塑料袋包装的羌活饮片的浸出物和挥发油损耗都少于同包装下常温或低温储存的样品;低温储藏的羌活饮片,1年内无虫蛀现象出现,但其浸出物损耗均高于常温或阴凉储存的样品,这可能是由于长期低温储存使得药材成分不易溶出。对比同条件下避光和光照储存的羌活饮片,两者的含水量波动虽无太大差异,但光照条件下储存的羌活饮片的浸出物含量更多,挥发油损耗更多。该结果也与传统经验相符。秦春怡[28]就曾指出,含有芳香挥发性成分的药物(如羌活),受日光的长久照射,会发生色变,散失挥发油,降低质量。
4 结论
不同的包装材料、包装方法和储藏环境对羌活饮片的储藏效果不同。包装材料中,聚乙烯塑料袋对羌活饮片的保存效果最好,包装方法以密封包装较为适宜,储藏环境以避光阴凉的环境较好。综合考虑,塑料袋密封包装、避光阴凉储存条件能较好地保存羌活饮片的品质,适宜于羌活饮片的“保质储存”。