5—羟甲基糠醛在中药质量标准中的应用现状

徐芳辉　胡志成　易欣宜

[摘要] 本文结合目前中药质量标准的研究现状，提出寻找共有成分作为指标物的必要性，查阅文献归纳总结了5-羟甲基糠醛的来源、形成、影响因素、普遍存在性及其在中药注射剂、中药仓储与保管、中药复方制剂中的广泛应用。本文通过综述近年来的相关研究报告，探讨分析该普遍存在的共有成分在中药炮制领域中作为质量评价新指标和规范炮制工艺的可行性，为中药炮制品质量评价体系和中药炮制工艺规范的建设与完善拓展新的思路。

[关键词] 5-羟甲基糠醛；中药质量标准；规范化炮制；中药炮制

[中图分类号] R28 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）05（c）-0047-04

[Abstract] Considering the research status of current quality standard of traditional Chinese medicine， this paper put forward the necessity of searching common composition as indicators and summarizes the source， formation， influence factors， general presence of 5-hydroxymethylfurfural and its wide application in the traditional Chinese medicine injection， warehousing and storage of Chinese medicine， Chinese herbal medicine compound preparation by searching literatures. Through reviewing the relevant research reports in recent years， this paper investigates and analyzes the feasibility of common composition of general presence as a new indicator of quality assessment and standardizing processing technology in the field of Chinese herbal medicine processing， so as to expand new thought for the quality evaluation system of Chinese herbal medicine processing products and the establishment and improvement of standard Chinese herbal medicine processing technology.

[Key words] 5-hydroxymethylfurfural； Quality standard of traditional Chinese medicine； Standard processing； Chinese herbal medicine processing

中藥作为我国传统医学和文化的瑰宝，有着悠久的历史。鉴于目前在临床上的广泛应用，随之而来的是越来越多的中药应用安全问题，为了加快我国中医药迈向现代化、国际化的步伐，中药质量标准的完善刻不容缓。中药质量标准是中药饮片生产销售、中药剂型研究、中药储存保管、中药饮片炮制等过程中的基本准则和法定依据[1]。中药成分复杂，依靠单一成分作为质量标准缺乏科学性，寻找多指标或者共有成分作为质量控制标准已成为新趋势。

在对单味中药、中药复方以及中药炮制成分的不断研究后，发现了多数中药及其炮制品中存在的一个共有成分——5-羟甲基糠醛（5-HMF）。5-HMF是有一个呋喃环结构的醛类化合物，有吸湿性，对光、温度和空气敏感[2]，需要在低温条件下保存。当在高温或弱酸性等条件下时，药材中的葡萄糖、果糖等单糖化合物发生麦拉德反应[3]脱水生成了5-HMF。鉴于目前中药制剂、中药仓储与保管、复方汤剂制备、中药炮制等过程缺乏专属性强的指标物来衡量其质量标准的现状，本文试探讨该共有成分5-HMF在中药应用过程中作为质量控制指标物具有的重要意义，现就对5-HMF的来源、存在、检测方法以及在中药质量标准控制中的应用进行综述。

1 5-HMF的来源、形成和影响因素

5-HMF主要来源于两个途径：一是由氨基化合物（蛋白质和氨基酸）和还原糖类成分在一定的温度、湿度和pH值等条件下发生麦拉德反应[3]而形成；二是由中药中的糖类成分在酸性环境中受热分解产生，甚至低温也能产生，且含量随着温度的升高而增加[4-5]。黄萍珍等[6]从化学工业实践中发现有机酸对5-HMF含量也有不同程度的影响，很好地解释了为什么夏云等[7]对生脉散复方的早期研究中，单味药在煎煮前后不含5-HMF，而生脉散全方及麦冬与五味子配伍的水煎液中5-HMF的含量却显著增高的原因，可能5-HMF的形成与五味子中的有机酸类成分有很大的关系。另外，迟文等[8]研究表明，高温状态下，存在溶液的电解质价数越高，分解的5-HMF量越多。所以，对于大部分都含有糖类成分的植物和中药来说，在中药制剂、中药仓储与保管、复方汤剂制备、中药炮制等过程中，都不可避免地会发生美拉德反应和糖的热降解反应（还原糖的分解及蔗糖的焦化）。这些复杂反应同时发生并相互影响，使产物成分复杂，直接影响到中药的质量。

2 5-HMF的普遍存在性

5-HMF最初主要发现存在于可能发生糖降解反应和美拉德反应的食品中，如牛奶、蜂蜜、咖啡、婴儿乳品、葡萄干及大多数水果等[9]。医药研究者们接着在地黄、狗脊、白附子、当归、玄参、牛膝、板蓝根、红花、银柴胡、土茯苓等中都发现了5-HMF[10-11]。直至最新研究，五味子[12]、黄精[13]、瓜蒌、党参[14]、白术[15]、山茱萸[16]、苍术[17]、何首乌[18]、山楂[19]、牡丹皮等中药及其炮制品中均发现了5-HMF。而在中药注射剂中，杨立伟等[20]研究表明，由于储存、加热灭菌的等过程的影响，5-HMF普遍存在于含有果糖类的中药注射剂中。另外，在对许多中药复方的研究中，同样也发现5-HMF的存在，比如左归饮[21]、生脉散[22]、四物汤[23]、小半夏汤[24]。

3 5-HMF的检测方法

目前主要有操作简单、快速、成本低廉的紫外分光光度法，田维亮等[25]在前人研究的基础上，着重分析了影响紫外分光光度法检测5-HMF含量的因素，认为采用复配参比液法可提高测量的准确性。最常用的液相色谱法可以克服紫外分光光度法在测量时存在主药等成分与5-HMF在同一波长处都有吸收的干扰，从而更准确地测定其含量。李越等[12]利用C18色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），以甲醇-0.5%醋酸水（15∶85）为流动相，在检测波长为284 nm处，流量1.0 mL/min和柱温30℃的条件下测定了五味子中5-HMF的含量。诸明娜等[15]以Kromasil-C18為色谱柱，以乙腈-水（5∶95）为流动相，流速1.0 mL/min，检测波长240 nm，柱温30℃，测定了山茱萸及其炮制品中5-HMF的含量。王宇等[14]采用Agilent Extend-C18色谱柱，以乙腈-0.3%醋酸溶液（3∶97）为流动相，检测波长284 nm，流速1.0 mL/min，柱温30℃，测定了党参中5-HMF的含量。

4 5-HMF在中药质量标准控制中的应用

4.1 在中药注射剂中作为限量指标进行控制

含葡萄糖、果糖成分较多的中药注射液在加热灭菌、运输过程中都会产生5-HMF，最新的研究结果也表明，5-HMF存在基因、细胞、DNA毒性，会导致结肠小囊异常生长[21]。因此《中国药典》自1985年版开始就对中药注射液中5-HMF含量做了限量规定。吴毅等[26]对参麦注射液中的5-HMF含量进行测定，建立了简便、准确、重复性高的参麦注射液质量控制方法。严赟等[27]则对血栓通注射液中5-HMF的含量进行了监控。童欣等[28]以5-HMF为检测指标，对参芪扶正注射液进行了质量标准的建立。最新的研究中，栾兰等[29]以5-HMF为指标之一，实现了注射用双黄连的多成分质量控制。臧清策等[30]利用最新的LC-MS/MS分析方法，对56批市售的23种常用中药注射液中的5-HMF进行定量分析，结果表明，以5-HMF为指标物，市售的中药注射液质量参差不齐，建议制订统一的限量标准，以提高中药注射液的用药安全。

4.2 在中药仓储与保管过程中作为质量控制标准

中药饮片在仓储与保管过程中会因为外界环境等的不同因素而发生成分的复杂变化，导致饮片质量的难以控制。不同中药的药效成分指标更是加大了中药仓储与保管过程中质量标准的统一建立，而在大多数含有糖类成分的中药仓储与保管过程中，研究者们发现了与仓储时间、温度、色泽、变色程度等因素具有相关性的共有指标成分5-HMF。对这一共性成分的深入研究和实验数据的积累将会对中药在仓储与保管过程中的统一质量标准的建立具有极大的意义。杨丽等[31]发现不同仓储时间的枸杞子中5-HMF的含量随着枸杞子“变色”程度的加重而显著升高，为枸杞子仓储与保管过程中的质量标准建立提供了基础。吴翠等[32]对五味子中的5-HMF含量与仓储时间、色泽的相关性进行分析，结果表明随着仓储时间的延长，五味子的色泽加深，5-HMF的含量升高。

4.3 在中药复方制剂中作为质量控制标准

不仅是大多数单味中药中存在含量较高的5-HMF，中药复方中也同样存在，但是不同之处在于复方汤剂中的5-HMF多由配伍煎煮后新产生。夏云等[7]课题组对生脉散合煎剂的研究表明，合煎剂中的新成分5-HMF是由麦冬中的糖类成分在与五味子共煎时因有机酸的作用而降解生成的。刘月新等[10]研究表明5-HMF可能是中药汤剂呈棕色的原因之一，并且在中药复方中可能发挥着独特药效，为阐明其存在意义及中药复方汤剂的质量标准建立提供了新思路。受此思路的启发，刘月新课题组对传统复方汤剂四物汤中的5-HMF含量进行测定，结果表明，煎煮时间为80 min的汤剂b中5-HMF的含量最高，在120 min左右时其含量呈现下降的趋势。张科卫等[24]则建立了小半夏汤中5-HMF的含量测定方法，为小半夏汤的质量标准及安全性控制做一些有益的尝试。魏梅等[22]通过高效液相色谱（HPLC）法测定并比较传统饮片汤剂生脉散及配方颗粒汤剂中5-HMF的含量，结果表明，同批药材制成的配方颗粒汤剂中5-HMF的含量高于传统饮片汤剂。卢春雪等[21]采用HPLC法测定左归饮中马钱苷和5-HMF的含量，为准确对左归饮进行质量控制提供参考。

4.4 在中药炮制中作为质量控制标准

炮制是对中药饮片加工处理的传统制药技术，由于加热方式、加热时间、加热温度以及水、酒、醋、药汁、麦麸等不同辅料处理，必然会使中药中的某些成分含量增加、降低或者产生新的化合物。目前炮制规范缺乏具体的指标来衡量程度，而2010年版《中国药典第一增补本》仅增加了性状、鉴别、检查、浸出物、含量测定等内容，缺少专属性控制指标。经过近年来的大量研究表明，中药经过炮制后确能产生5-HMF这一共有成分，炮制过程中的诸多因素与5-HMF的含量变化存在一定关联性。中药进行麸炒炮制时，刘佳鑫等[16]首先明确了苍术麸炒后的增量成分为5-HMF，接着建立了该成分的含量测定方法。刘苗苗等[33]则进一步对麸炒过程中5-HMF的转化机制进行研究，发现麸炒后5-HMF增量显著的主要原因是药材中果糖的转化，而与辅料麦麸无关。在此研究基础上，梁永枢等[17]以5-HMF为指标，测定了不同产地何首乌炮制品中该成分的含量，为制何首乌质量控制方法的建立奠定基础。常亮等[34]首次利用HPLC-MS法测定黄精炮制过程中5-HMF的含量，发现该成分含量在16 h左右出现峰值。在最新的研究中，张静等[35]则以5-HMF为指标成分之一对九蒸九晒地黄炮制工艺进行优选，为九蒸九晒地黄质量控制研究提供参考。在以上蒸制法研究的基础上，吁诚铭等[36]进行了归纳总结，利用HS-GC-MS法对4种补益类中药（玄参、党参、地黄、山茱萸）蒸制前后的5-HMF含量进行分析测定，结果表明蒸制温度小于80℃时，炮制品几乎不生成5-HMF，温度介于80～130℃时，炮制品内5-HMF的量呈平稳较快增长。温度大于140℃时，炮制品内5-HMF的含量较100℃时增加多达10倍。该研究对建立蒸制法炮制品的质量标准及规范化中药蒸制法炮制工艺具有重大意义。另外，在中药进行炒制炮制时，钱晓东等[37]建议考虑将5-HMF的含量作为判断当归炒黄炮制终点的指标，并运用于区别当归生品及其炮制品。徐男等[38]探讨5-HMF的含量与大黄炭炮制程度及内在质量的相关性，结果表明，通过测定大黄炭中5-HMF的含量可以规范大黄的炒炭程度，有效控制大黄炭的质量。在这些研究基础上，刘玉杰等[39]对山楂、麦芽、神曲的炒焦饮片中的5-HMF含量进行了测定，对炒焦物质基础及原理和质量评价研究现状总结的基础上，提出将Maillard反应引入炒焦研究中，希望能够阐明炒焦的物质基础及原理，找到适合炒焦炮制品特点的质量评价指标。最新研究，黎量等[18]通过建立统计质量控制法（SQC）模型，创新性地对山楂炒制过程中5-HMF的含量与气味、颜色、化学成分的动态变化相关性进行分析探讨，提出了5-HMF在山楂炒制过程中作为质量控制指标所具有的科学性，为建立中药炮制过程中的质量评价标准提供了新思路。

5 小结与讨论

中药成分的复杂性直接导致了中药在制剂、仓储与保管、方剂、炮制等应用过程中的质量难以控制，研究者们不能以单一成分或几个指标成分来进行评价分析，应该综合考虑整体的起效过程，其中寻找具有指标性的共有成分作为质量控制的标准之一具有重大意义，在对中药应用过程中的成分变化进行归纳总结时，发现了5-HMF这个极具有代表性的共性成分，通过综述其来源、形成和分布、检测方法等方面的最新研究概况，为5-HMF在中药质量标准控制中的应用起到推广作用，为5-HMF和中药质量标准控制的进一步研究提供基础。

中药炮制过程是一个成分变化十分复杂的过程，而目前2015版药典中对于炒黄、炒焦、炒炭、麸炒、蒸制、酒炙等炮制过程的质量标准仅仅是以外观性状、炮制品鉴别、浸出物检查来控制的，缺乏具体和专属性强的指标来进行衡量，鉴于不同中药的药效成分过于复杂，造成质量标准控制的困难性，本文旨在以大多数中药经过炮制加热后均会显著增加的这一共有成分5-HMF的含量为指标，尝试为规范化炮制和中药炮制后的质量标准控制提供一定的思路，很显然这一过程需要大量的实验和理论数据作为基础，笔者将会持续关注这一中药中普遍存在的小分子成分5-HMF，为进一步的深入研究做好基础。

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（收稿日期：2017-02-07 本文编辑：张瑜杰）