賀亞男,劉昱,王芳,張定堃,楊明*
1.成都中醫(yī)藥大學(xué) 西南特色中藥資源國家重點實驗室,四川 成都 611137;2.江西中醫(yī)藥大學(xué) 創(chuàng)新藥物與高效節(jié)能降耗制藥設(shè)備國家重點實驗室,江西 南昌 330004
杜仲是我國特有的名貴中藥材,也是特有的國家戰(zhàn)略資源樹種[1]。中藥中使用的杜仲特指杜仲皮,已有2000多年的用藥歷史,常用于補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋壯骨、調(diào)理沖任、固經(jīng)安胎?,F(xiàn)代研究表明,杜仲在降血壓、預(yù)防骨質(zhì)疏松、抗炎、神經(jīng)保護(hù)等方面均具有較好的療效[2-3]。臨床上多用杜仲炮制品,因為生品中含有的杜仲膠絲會阻礙有效成分溶出,炮制有助于除去膠絲,增強(qiáng)杜仲藥理活性。千百年的實踐過程中,杜仲“斷絲”已作為杜仲炮制過程火候判斷標(biāo)準(zhǔn),也是杜仲炮制成品質(zhì)量評價的金指標(biāo)。然而,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,僅以“斷絲”作為炮制判斷標(biāo)準(zhǔn)的合理性受到了沖擊,亟待科學(xué)驗證。同時,自古就有杜仲鹽炙可增強(qiáng)其補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨功效的說法,然而,其機(jī)制至今尚不明確。因此,本文對近20年的炮制工藝進(jìn)行梳理,并分析了杜仲炮制前后的成分和藥效變化,以期為杜仲炮制工藝研究和現(xiàn)代化提供參考。
回顧歷代的杜仲炮制工藝、方法及輔料,雖然稍有差異,但是“斷絲”是杜仲炮制公認(rèn)的成品指標(biāo)與判斷標(biāo)準(zhǔn)(表1)。杜仲絲主要由杜仲膠和鞣質(zhì)組成,雖然杜仲膠沒有藥理活性,但其作為一種天然新型橡膠,被廣泛用于橡膠工業(yè)、航空航天、國防、生物醫(yī)療等各個領(lǐng)域[11]。因此,在杜仲加工炮制過程中完整提取杜仲絲又不影響杜仲成分藥效,既是杜仲炮制加工的新發(fā)展方向,也是技術(shù)難題。另外,由于杜仲絲的特殊性質(zhì),常在高溫斷絲晾冷后又恢復(fù)膠絲。有加工者為了徹底斷絲常加大火候,或采用文火長時間炮制,導(dǎo)致有效成分流失嚴(yán)重[12]。“徹底斷絲”在杜仲炮制過程中是否必要,應(yīng)結(jié)合實際情況和臨床需求進(jìn)行深入研究。
表1 杜仲歷代炮制工藝
杜仲皮一般從定植10年以上的杜仲樹上采集,常用采皮方法有局部剝皮法、大面積環(huán)剝法或砍樹剝皮法。然后將采集的杜仲皮用開水展開,并緊密重疊壓緊,使之發(fā)汗,1周后,若樹皮呈紫黑色,則可取出曬干,刮去粗皮后,切制成相應(yīng)規(guī)格,即為杜仲藥材(圖1)。
圖1 杜仲采集加工過程
杜仲粗皮約占杜仲全藥材20%左右,主要由頹廢的死細(xì)胞組成,有效成分含量較低,常在炮制前除去。刮去粗皮的步驟稱為凈制,旨在除去無藥用價值木栓層,得到質(zhì)量好的藥用部位。前期研究表明,含有粗皮的杜仲水溶成分比去粗皮的杜仲低11.26%,且重金屬含量(鉛、鎘、銅、砷、汞)比去粗皮的高[13-14],所以除去杜仲粗皮以提高杜仲藥材質(zhì)量是必不可少的環(huán)節(jié)之一。《新修本草》中有“用之削薄,去上皮,橫理切,令斷絲也”的記載,提出杜仲切制方向應(yīng)以橫向為主[15]。至于杜仲的切制規(guī)格目前尚未統(tǒng)一,常見絲片規(guī)格有2~4 mm和5 mm,方片規(guī)格較多有8 mm×12 mm、15 mm×15 mm、2 cm×2 cm、3 cm×3 cm、4 cm×2 cm等。有研究表明,將杜仲橫切絲成2~3 mm,再烘制入藥,其水浸出物相比于4 cm×2 cm方片有明顯升高[16]。但是將杜仲切制成小規(guī)格除了方便臨床調(diào)劑外,是否有助于成分的溶出與藥效的發(fā)揮還需要更加深入的研究。
2.3.1清炒法與鹽炙法 炮制對藥材飲片的質(zhì)量非常重要,不同炮制工藝對藥效影響不同,杜仲的品質(zhì)與炮制方法密切相關(guān)[17]。現(xiàn)代常用杜仲炮制工藝有炒制、鹽炙、砂燙制、烘制、杜仲炭及加入其他輔料的酒炙、蜜炙等。清炒杜仲是指在不加任何輔料的情況下,直接在鍋中炒至斷絲。鹽炙是在清炒的基礎(chǔ),先將杜仲用2%的氯化鈉溶液悶潤后,再放入鍋中炒至斷絲。傳統(tǒng)清炒和鹽炙過程的火候及成品質(zhì)量均以經(jīng)驗判斷為主,即將杜仲炒至邊緣冒煙,表面具有焦黑色,絲易斷時取出[18-19]。炒制過程的火候極難把握,容易炒焦導(dǎo)致杜仲炮制品質(zhì)量不穩(wěn)定,同時,也易出現(xiàn)大量濃煙,不利于藥工身體健康。為了解決該問題,有研究對鹽炙工藝進(jìn)行改進(jìn),即將原來的“加2%氯化鈉溶液拌勻,悶透,置炒制容器內(nèi),以文火加熱,炒至斷絲、表面焦黑色”改為了“用0.9%氯化鈉溶液潤透,放置一夜,蒸1 h,取出,干燥”[20]。該工藝解決了火候與炒制過程濃煙的問題,但是改變氯化鈉溶液濃度是否會對成品質(zhì)量及藥效造成影響還需要進(jìn)一步研究。
2.3.2砂燙法與烘制法 砂燙制和烘制是對鹽炙法的進(jìn)一步改進(jìn)。砂燙法是在炒制的過程中以砂為傳熱介質(zhì),讓杜仲在鍋中均勻受熱,避免出現(xiàn)局部焦斑的情況。相較于傳統(tǒng)鹽炙,砂燙法的藥材損耗率顯著降低,且有效成分桃葉珊瑚苷的含量也明顯高于傳統(tǒng)鹽炙品和生品[21]。但是鹽炙和砂燙仍以經(jīng)驗判斷為主,需要的人工成本高。相比之下,烘制法工藝參數(shù)明確、操作簡便、人工成本較低、產(chǎn)品質(zhì)量更均一。其基本操作為將悶潤后的杜仲放入烘箱中烘制30~90 min,具體烘制時間與杜仲的切制規(guī)格及烘制溫度有關(guān)[22]。研究表明,杜仲烘制后的回收率和浸膏得率高于砂燙法、杜仲炭、鹽炙等炮制方法[23]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),杜仲烘制后的指標(biāo)性成分松脂醇二葡萄糖苷和綠原酸含量也明顯高于其他炮制方法[22]。
2.3.3微波炮制 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,中藥炮制技術(shù)也不斷與新型設(shè)備結(jié)合,使其從傳統(tǒng)人工炮制逐步進(jìn)入智能化炮制。微波炮制是近幾年新興的炮制技術(shù),是利用微波獨特的穿透特性,透射入藥材內(nèi)部,極性分子(水、蛋白質(zhì)、淀粉等)吸收微波能發(fā)生高速運轉(zhuǎn)、碰撞,摩擦生熱,從而快速升溫[24-26]。不同于傳統(tǒng)加熱,微波炮制技術(shù)的熱效應(yīng)源于交變電場磁與極性分子、帶電離子之間的相互作用,包括偶極旋轉(zhuǎn)與離子極化。前者在交變電場的作用下,極性分子由原本雜亂無章的排序轉(zhuǎn)為沿電場方向有序排列(24.5億次/s),高速的旋轉(zhuǎn)振動導(dǎo)致摩擦生熱。后者使離子在交變電場的作用下相互移動和碰撞,此過程中溫度將以每秒幾攝氏度快速上升[27]。因此,微波炮制具有穿透力強(qiáng)、加熱速度快、受熱均勻的特性。有學(xué)者以杜仲總黃酮及多糖為指標(biāo),對比了陰干、曬干、烘干、微波干燥的加工方式,發(fā)現(xiàn)總黃酮含量為微波干燥>烘干>曬干>陰干,微波干燥和烘干多糖量與陰干和曬干差異有統(tǒng)計學(xué)意義,且以微波干燥10 min后曬干樣品中的總黃酮和多糖含量最高,寬絲狀樣品中的總黃酮含量高于板片狀樣品[28-29]。也有學(xué)者以京尼平苷酸和桃葉珊瑚苷為指標(biāo),對比了微波干燥和曬干對杜仲中這2種成分的影響,發(fā)現(xiàn)微波干燥后的京尼平苷酸和桃葉珊瑚苷含量比曬干分別高1.09倍和1.78倍[30]。有學(xué)者以綠原酸為指標(biāo),分別對比了杜仲微波炮制、炒制及烘制法的樣品,結(jié)果表明,微波炮制品中綠原酸含量最高,其次是烘制品,炒制品含量最低。并且微波炮制的樣品表面完整,無焦化、糊化現(xiàn)象[31]。綜上所述,微波炮制可用于杜仲皮的干燥過程,也可用于杜仲的鹽炙過程,且相較傳統(tǒng)炮制工藝,微波炮制具有產(chǎn)品外觀優(yōu)良、有效成分含量高等優(yōu)點。結(jié)合工業(yè)化考慮,微波炮制能源損耗小、勞動強(qiáng)度低、環(huán)境污染小,具有替代杜仲傳統(tǒng)炮制的潛力。然而,微波炮制對杜仲成分與藥效的影響具有不確定性,還應(yīng)進(jìn)行更加深入與全面的研究。目前,烘制法和微波炮制法仍停留在基礎(chǔ)研究階段,并未在工業(yè)化生產(chǎn)中廣泛推廣。烘制品和微波炮制品外觀性狀雖符合杜仲傳統(tǒng)炮制品標(biāo)準(zhǔn),甚至更優(yōu),但是其臨床療效及用法用量是否與傳統(tǒng)炮制品相同,是未來研究中仍需要關(guān)注的地方。
中藥中化學(xué)成分及含量是判斷藥材質(zhì)量指標(biāo)之一,也是其發(fā)揮療效的基礎(chǔ)。同時,中藥化學(xué)成分的變化也可以指導(dǎo)炮制工藝過程。目前,已從杜仲中分離15類成分,其中木脂素類、環(huán)烯醚萜類、揮發(fā)油類及黃酮類成分含量占比較高,相關(guān)成分研究也是圍繞這幾類成分開展[32]。研究表明,去粗皮的鹽炙杜仲醇浸出物含量較生品明顯升高[33]。以水浸出物為指標(biāo),烘制品(20.17%)>鹽炙品(18.25%)>砂燙品(17.04)>生品(10.20%)[34]。但是在一些早期文獻(xiàn)中也報道過炮制后杜仲的水浸出物含量降低的情況[35-36]。進(jìn)一步對比杜仲炮制前后的有效成分,發(fā)現(xiàn)鹽炙杜仲中氨基酸、多糖、阿魏醛、松脂素、表松脂素、中脂素和(-)-皮樹脂醇的含量明顯上升,總黃酮、京尼平苷、京尼平苷酸、綠原酸、松脂醇二葡萄糖苷的含量均有不同程度的下降[37-38]。以上研究表明,杜仲中的大部分成分經(jīng)炮制后含量會下降,但是木脂素苷元[松脂素、表松脂素、中脂素和(-)-皮樹脂醇]的含量會升高,這可能是因為炮制致使木脂素的糖苷鍵斷裂造成的。文獻(xiàn)報道也證明這一點,杜仲生品總木質(zhì)素含量為10.59%,炮制后降低到9.51%[38]。朱星宇等[39]比較了杜仲生品、鹽炙品及杜仲炭中水溶性成分的指紋圖譜,發(fā)現(xiàn)鹽品和炭品明顯生成了未知的2號峰,而咖啡酸、京尼平的峰強(qiáng)度在炮制后明顯減弱。雖然經(jīng)炮制后杜仲中有效成分多降低,但存在入血后濃度升高的情況。韓磊等[38]報道,鹽炙后松脂醇二葡萄糖苷、京尼平苷酸等指標(biāo)性成分較生品在肝腎組織中含量明顯更高。肖娟等[40]對鹽炙、清炒、砂燙、炒碳、酒炙、蜜炙等11個杜仲炮制品中的綠原酸、京尼平苷、桃葉珊瑚苷、松脂醇二葡萄糖苷、京尼平苷酸、蘆丁等成分進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)生藥材中桃葉珊瑚苷和京尼平苷酸含量最高,鹽炙杜仲中京尼平苷、松脂醇二葡萄糖苷含量最高,砂燙法的綠原酸含量最高,糯米炙法的蘆丁含量最高。并通過綜合評分認(rèn)為,鹽炙法和炒碳法的杜仲炮制品最佳。同時,炮制時間對有效成分損耗也有影響。張影月等[41]分析了鹽炙時間對成分的影響,發(fā)現(xiàn)炮制時間越長,有效成分損失越嚴(yán)重,松脂醇二葡萄糖苷含量在0~1 h有增加趨勢,京尼平苷、京尼平苷酸和桃葉珊瑚苷含量在1~2 h有明顯增加趨勢,隨后含量急劇下降。
綜上所述,目前對于不同炮制方法、不同炮制時間中成分轉(zhuǎn)化規(guī)律研究不深入,多停留在某幾種成分的含量變化研究,而對于成分之間的相互轉(zhuǎn)化少有研究。因此,在后續(xù)的研究中應(yīng)多關(guān)注不同炮制方法及炮制時間導(dǎo)致的成分轉(zhuǎn)化規(guī)律,有助于揭示杜仲炮制的機(jī)制,進(jìn)一步優(yōu)化杜仲的炮制工藝。
在傳統(tǒng)中藥炮制理論中,鹽炙能增強(qiáng)藥物入“腎經(jīng)”的作用。傳統(tǒng)中醫(yī)理論又認(rèn)為,“腎主骨,生髓”。因此,認(rèn)為杜仲經(jīng)鹽炙后入“腎經(jīng)”,能增強(qiáng)其補(bǔ)腎健骨的作用。骨質(zhì)疏松癥是一種以骨量低下、骨微結(jié)構(gòu)損壞導(dǎo)致骨脆性增加,易發(fā)生骨折為特征的全身性骨病。現(xiàn)代研究表明,杜仲可以通過調(diào)節(jié)骨代謝來增強(qiáng)骨的生物力學(xué)強(qiáng)度,防止骨小梁微結(jié)構(gòu)的惡化,從而治療和預(yù)防骨質(zhì)疏松[42-43]。另外,杜仲還可以通過降低應(yīng)激活化蛋白激酶(JNK)、激活蛋白-1磷酸化水平,對抑郁癥小鼠的骨骼具有保護(hù)作用[44]。鹽炙杜仲能夠降低血鈣,提高血清堿性磷酸酶和胰島素樣生長因子-1活性,促進(jìn)鈣鹽沉積,有利于治療衰老性骨質(zhì)疏松[45]。杜仲的含藥血清可促進(jìn)絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女的成骨細(xì)胞增殖,并且促進(jìn)成骨細(xì)胞分化,且鹽炙品優(yōu)于生品[46]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),杜仲預(yù)防和治療骨質(zhì)疏松的作用可能與其所含的京尼平、京尼平苷、京尼平苷酸、桃仁珊瑚苷等環(huán)烯醚萜類成分有關(guān),且具有劑量依賴性[47]。然而,有報道發(fā)現(xiàn),京平苷和京尼平苷酸在鹽炙后有不同程度的下降。也有報道認(rèn)為,鹽炙品的京尼平苷含量最高[39,42]。因此,有必要對炮制后成分變化和藥效變化進(jìn)行深入的相關(guān)性分析,為杜仲炮制后藥效增加的理論提供科學(xué)依據(jù)。
杜仲被喻為“世界上最高質(zhì)量的無不良反應(yīng)的天然降壓藥”,其所含的松脂素二糖苷、脫氫二松柏醇二糖苷、松脂素單糖苷、柑桔素B、咖啡酸、阿魏酸、綠原酸、京尼平苷酸、京尼平苷均具有降壓活性[48]。研究表明,杜仲生品與炮制品均有顯著降壓活性,炮制品降壓活性略優(yōu)于生品,但是差異無統(tǒng)計學(xué)意義[49]。張寒等[50]對比了生杜仲、鹽炙杜仲(炒)及鹽炙杜仲(烘)對大鼠腸系膜上動脈血管環(huán)的舒張作用,結(jié)果表明,鹽炙杜仲(烘)制品作用最強(qiáng)。另一項研究中發(fā)現(xiàn),杜仲炭調(diào)節(jié)免疫、降血壓及中樞鎮(zhèn)靜作用優(yōu)于鹽炙杜仲,目前導(dǎo)致這種藥效差異的機(jī)制尚不清楚,需要進(jìn)一步研究。
杜仲除了有降血壓、抗骨質(zhì)疏松藥效外,還具有調(diào)血脂、抗菌抗病毒、抗氧化、抗疲勞、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫功能、補(bǔ)腎、安胎、鎮(zhèn)靜催眠、降血糖等作用[51-52]。董媛媛等[52]以期從抗氧化活性的角度解釋杜仲“鹽炙入腎”,發(fā)現(xiàn)鹽炙品可明顯增強(qiáng)杜仲清除氧自由基活性。杜仲丸是由杜仲生品和續(xù)斷組成,具有抗疲勞的作用。研究表明,將生杜仲替換為鹽炙品后制備的杜仲丸,其抗疲勞作用顯著增強(qiáng)[53]。然而,王宇華等[54]發(fā)現(xiàn),對于調(diào)節(jié)非特異性免疫功能及抗疲勞作用,生杜仲和鹽杜仲差異無統(tǒng)計學(xué)意義,且都以其醇提液療效較好。朱紅宇等[55]比較了生杜仲、清炒杜仲、鹽炙杜仲、砂燙杜仲及烘制杜仲的調(diào)節(jié)免疫作用,發(fā)現(xiàn)杜仲炮制品免疫調(diào)節(jié)作用較生品明顯增強(qiáng),但是各炮制品之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。對于生品和炮制品的抗疲勞和免疫調(diào)節(jié)作用出現(xiàn)了不同結(jié)果,可能是因為炮制工藝不同引起的。
此外,李巨寶等[56]比較了杜仲及其鹽炙品對離體子宮自主收縮、乙酰膽堿及垂體后葉引起的子宮痙攣的作用,發(fā)現(xiàn)杜仲鹽炙之后,對離體子宮自主收縮的抑制作用增強(qiáng),對乙酰膽堿引起子官痙攣性收縮的拮抗作用增強(qiáng),但是,對垂體后葉素引起子宮痙攣性收縮的拮抗作用減弱。該結(jié)果說明,鹽杜仲可能對于外因引起的子宮痙攣性收縮的緩解作用較強(qiáng),而對于自然分娩時產(chǎn)生的子宮收縮作用較弱,該結(jié)果還應(yīng)進(jìn)一步在整體動物模型中進(jìn)行驗證。
自古以來,就有“鹽炙入腎”的說法,大部分古籍也認(rèn)為,鹽炙能夠增強(qiáng)杜仲補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨的作用。通過對杜仲不同炮制品的現(xiàn)代藥理作用進(jìn)行梳理,發(fā)現(xiàn)杜仲鹽炙后其抗骨質(zhì)疏松作用、降血壓作用確有增強(qiáng),但是這種效應(yīng)除了與成分比例發(fā)生變化有關(guān)外,與輔料鹽是否相關(guān)并未有深入研究。除此之外,也應(yīng)盡快對烘制、微波炮制、砂燙、炒碳等炮制品開展相應(yīng)藥效研究,實現(xiàn)以臨床為導(dǎo)向的精準(zhǔn)炮制。
諸多學(xué)者從不同角度對杜仲炮制工藝進(jìn)行研究,證實了生品與炮制品的差異,對于杜仲現(xiàn)代化炮制的推動具有積極意義。隨著對杜仲炮制工藝研究的不斷深入也發(fā)現(xiàn)了一些問題,例如杜仲炮制過程中的工藝參數(shù)不明確,大部分仍舊以“斷絲”為首要判斷指標(biāo),缺乏統(tǒng)一量化的炮制標(biāo)準(zhǔn);其次,杜仲炮制機(jī)制尚不明確,炮制方法、炮制時間、輔料的關(guān)系及成分轉(zhuǎn)化規(guī)律需要進(jìn)一步厘清。杜仲炮制品根據(jù)炮制方式不同,有鹽炙品、清炒品、砂燙品、烘制品等,這些炮制品的成分、藥效、用法用量并無深入研究。因此,應(yīng)盡快建立明確的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),厘清各炮制品的藥效機(jī)制,根據(jù)臨床需求進(jìn)行差異化生產(chǎn)。另外,目前杜仲炮制仍以人工炮制為主,費時費力。在未來的炮制工藝研究中應(yīng)以優(yōu)質(zhì)、智能、綠色為目標(biāo),實現(xiàn)可持續(xù)、環(huán)境友好型的工業(yè)現(xiàn)代化杜仲炮制產(chǎn)業(yè),生產(chǎn)出穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的杜仲相關(guān)產(chǎn)品。