張瑋瑋,鄭司浩,王永輝,王 偉,張志鵬,蔡翠芳
(1. 山西藥科職業(yè)學院 太原 030031;2. 山西中醫(yī)藥大學 榆次 030600;3. 中國中藥有限公司 北京 100195;4. 山西國新晉藥集團有限公司 太原 030032)
天麻為蘭科天麻屬植物天麻Gastrodia elataBl.的干燥塊莖[1],是我國的名貴中藥材之一,也是重要的藥食兩用中藥材。具有平抑肝陽、息風止痙、祛風通絡的功效[1]。其主要成分有天麻素、天麻苷元等酚類化合物及多糖類、甾醇、有機酸等[2-4]?,F(xiàn)代藥理研究表明天麻具有鎮(zhèn)靜、抗驚厥、促進睡眠和神經(jīng)保護作用等作用[5-9]。臨床上用于治療高血壓、偏頭痛及心腦血管等疾病[10-11]。天麻炮制方法始于《雷公炮炙論》記載用蒺藜煨法,后經(jīng)改良為酒浸和加熱等方面[12],目前加工方法多采用蒸制法或水煮法,起到“殺酶保苷”的作用[13],不同的炮制方法會導致天麻素成分的部分損失,不同的產(chǎn)地加工和干燥方式也會影響藥材品質(zhì)的形成[14-15]。此外,目前對天麻品質(zhì)考察多基于測定天麻素及羥基苯甲醇的含量[16-17]。本研究分別采用曬干、熱風干燥、冷凍干燥、減壓干燥處理方式對新鮮天麻切片進行干燥加工,以及進行煮制、微波炮制、蒸制、酒制、姜制、蜜制等炮制加工,建立HPLC 法同時測定天麻中天麻素、對羥基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E 等6 種化合物有效含量,以及通過苯酚-硫酸法測定多糖含量變化,旨在觀察不同干燥方法和炮制工藝的差異,同時為天麻的產(chǎn)地加工提供有效方法。
Agilent 1200-液相色譜儀(Agilent 公司,包括四元梯度泵、在線脫氣機、DAD 檢測器);METTLER AB135-S 型電子天平(瑞士);Agilent HC-C18 色譜柱(4.6 × 250 mm,5 μm);KQ-500DE 型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);SL-500A 型高速多功能粉碎機(北京恒瑞森科技開發(fā)有限責任公司);101-0AB 型電熱鼓風干燥箱、DRT-TW 型調(diào)溫電熱套(北京中興偉業(yè)儀器有限公司);DZF-6050 型真空干燥箱(上海博迅實業(yè)有限公司);LGJ-10型真空冷凍干燥機(寧波新藝超聲設備有限公司);L5 型紫外-可見光分光光度計(上海儀電分析儀器有限公司);GL-20G-Ⅱ型離心機(上海安亭科技儀器廠);P70D20TL-D4 型微波爐(廣東格蘭仕集團有限公司)。
天麻素對照品(批號16081941,純度98.0%),購自上海同田生物技術有限公司、對羥基苯甲醇照品(批號111910-201501,純度98.5%),D-無水葡萄糖對照品(批號110833-201506,純度99.9%)購自中國食品藥品檢定研究院;巴利森苷A、B、C、E(實驗室自制,純度≥98%),乙腈、甲醇(色譜純,美國Fisher 公司);其他試劑均為分析純。天麻藥材采自貴州道真縣,經(jīng)山西藥科職業(yè)學院蔡翠芳教授鑒定為蘭科植物天麻Gastrodia elataBl.的干燥塊莖。
取大小均勻且等級為100-150 g/支的新鮮天麻2000 g,手 工 切1-2 mm 的 薄 片,得1911 g(得 率95.55%),備用。按照以下四種干燥方法處理后,每種方法取新鮮天麻片100 g 左右,重復3 次。①曬干:日光下常溫晾曬至干;②減壓干燥:放于60℃真空干燥箱里烘干;③冷凍干燥:冰箱預凍2小時后放入冷凍干燥機中48 h,真空抽干;④熱風干燥:放于100℃干燥箱里干燥。
取大小均勻且等級為100-150 g/支的新鮮天麻2000 g,手 工 切1-2 mm 的 薄 片,得1918 g(得 率95.90%),備用。按照以下六種炮制方法處理后,每種方法取新鮮天麻片100 g 左右,重復3 次。①煮制:放入沸水中煮5 min,再于60℃烘箱熱風干燥;②蒸制:在蒸鍋上蒸10 min,再于60℃烘箱熱風干燥;③微波炮制:放于微波爐(功率800 W)加熱1 min,然后隔水蒸10 min,取出60 ℃烘干;④酒制:與黃酒拌勻,放置悶潤過夜,然后隔水蒸10 min,取出60 ℃烘干;⑤姜制:與姜汁拌勻,悶潤過夜,隔水蒸10 min 后取出60 ℃烘干;⑥蜜制:用蜜汁包裹均勻,然后隔水蒸10 min,取出60 ℃烘干。
2.3.1 對照品溶液制備
精密量取天麻素、對基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E對照品適量,置25 mL容量瓶中,加乙腈-水(3∶97)稀釋至刻度,搖勻,分別制成 0.0819、0.1631、0.0862、0.1007、0.0984、0.0917 mg·mL-1的混合對照品溶液。
2.3.2 供試品溶液制備
精密稱取0.5 g 天麻粉末,置入具塞錐形瓶,精密加入25 mL 稀乙醇,稱重,超聲30 min(功率300 W,頻率25 Hz),放置室溫后再稱重,用稀乙醇補足重量,過濾,精密量取10 mL續(xù)濾液,濃縮至干,殘渣加乙腈-水(3:97)混合液溶解,移至10 mL 容量瓶中定容,搖勻,過濾,即得[1]。
色譜條件采用Agilent HC-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);以乙腈(A)-0.05% 磷酸(B)為流動相,梯度洗脫(0 - 10 min,2% - 10% A;10 - 60 min,10% - 40%A),檢測波長220 nm,體積流量1 mL·min-1,柱溫30 ℃,進樣體積10 μL,理論塔板數(shù)以天麻素計算不低于3000[1]。
2.3.3 苯酚-硫酸法測定多糖的含量
葡萄糖對照品溶液的制備:精密稱取D-無水葡萄糖對照品加純水溶解,搖勻,得到1 mg·mL-1的對照品溶液,備用。分別吸取該貯備液0.1、0.2、0.5、1、2 mL于10 mL 量瓶中,加純水定容至刻度,搖勻[18]。再分別吸取1.0 mL 不同濃度梯度的葡萄糖溶于具塞試管中,加5%苯酚溶液1.0 mL,搖勻;加5.0 mL 濃硫酸,搖勻靜置10 min 后,沸水浴15 min,冷卻至室溫,空白溶液調(diào)0,在490 nm波長下測定吸光度[18]。
天麻多糖的提?。悍謩e精密稱取不同處理方法的天麻飲片粉末0.5 g,置于燒瓶中加80%乙醇50 mL,回流2 次,每次60 min,趁熱過濾,棄去濾液,殘渣揮去乙醇,殘渣加純水100 mL 提取2 次,每次60 min,趁熱過濾,放冷后移入500 mL 量瓶,加純水至刻度作為天麻多糖提取液,備用。
天麻多糖的含量測定:分別精密吸取上述天麻多糖的提取液0.2 mL,置具塞試管中加蒸餾水至1.0 mL,搖勻,分別加入5%苯酚溶液1.0 mL,搖勻后迅速滴加濃硫酸5.0 mL,搖勻后放置10 min,置沸水浴中加熱15 min,取出冷卻至室溫,每種方法提取液3 次平行顯色,采用分光光度法490 nm 處測定。由于蜜制天麻在加工中添加了蜜汁輔料,會對天麻多糖含量的測定造成干擾,因此蜜制天麻的多糖含量測定結果僅做參考。
3.1.1 標準曲線的繪制
分別精密量取混合對照品貯備液并置入10 mL容量瓶中,加乙腈-水(3∶97)稀釋至刻度,搖勻,配制成一系列不同質(zhì)量濃度的對照品溶液。分別吸取10 μL不同濃度的對照品溶液及原濃度儲備液,按“2.3.2”項下色譜條件進行檢測,記錄各化合物色譜峰面積。按照橫坐標(X)為質(zhì)量濃度(μg·mL-1)、縱坐標(Y)為峰面積繪制標準曲線,最終計算得出各化學成分的回歸方程(見表1)。6 種化學成分的r值均>0.9990,表明其在各自線性范圍內(nèi)呈良好線性關系。
表1 六種化學成分的回歸方程
3.1.2 精密度試驗
分別精密吸取10 μL同一對照品溶液,連續(xù)進樣6次,按照“2.3”項下方法測定天麻素、對羥基苯甲醇、巴利森苷A 等6 種化學成分的色譜峰面積,經(jīng)計算6 種化學成分的RSD 值分別為0.8%、0.5%、0.4%、0.4%、0.6%、0.4%,結果表明儀器具有良好的精密度。
3.1.3 重復性試驗
取6 份同一樣品(S1),按“2.3”項下方法進行供試品溶液制備和含量測定,記錄天麻素、對羥基苯甲醇、巴利森苷A 等6 種化學成分的色譜峰面積,經(jīng)計算6種化學成分的RSD 值分別為1.0%、0.9%、0.7%、0.8%、1.6%、1.4%,結果表明該方法具有良好的重復性。
3.1.4 穩(wěn)定性試驗
取一份天麻藥材粉末(S1)按“2.3.2”項下方法進行供試品溶液制備。供試品溶液在室溫下放置0、2、4、8、12、24 h 后,按照時間梯度進樣測定天麻素、對羥基苯甲醇、巴利森苷A 等6種化學成分的色譜峰面積,經(jīng)計算6 種化學成分的RSD 值分別為0.2%、0.4%、0.3%、0.2%、0.2%、0.3%,結果表明供試品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定。
3.1.5 加樣回收率試驗
精密稱定9 份0.5 g 已知含量的同一樣品(S1),置入錐形瓶分別精密加入低、中、高3個濃度水平的混合對照品,每個劑量平行3份,按“2.3.2”項下方法制備供試品溶液并進行檢測,經(jīng)計算得出6 種化學成分的加樣回收率均在95%-105%且RSD值<3%,見表2。
表2 六種化學成分加樣回率收試驗結果
取不同干燥方法處理后的天麻,按照“2.3”項下方法制備供試品溶液并按其色譜條件進樣測定,混合對照品及天麻樣品HPLC 色譜圖見圖1。按“3.1”項下回歸方程計算天麻素、對羥基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C 及巴利森苷E 的含量,結果見表3。由表可知,采取冷凍干燥處理的天麻中天麻素、對羥基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C及巴利森苷E六種化學成分的含量均高于經(jīng)曬干、熱風干燥、減壓干燥處理后的天麻。
圖1 天麻HPLC色譜圖(左圖為混合對照品,右圖為樣品)
表3 不同干燥方法處理的天麻樣品中六種化學成分及多糖含量(單位:%;n = 3)
表4 不同炮制方法處理的天麻樣品中六種化學成分及多糖含量(單位:%;n = 3)
取不同炮制方法處理后的天麻,按照“2.3”項下方法制備供試品溶液并按其色譜條件進樣測定,并按“3.1”項下回歸方程計算6個化學成分的含量,結果見表4。由表可知,在微波炮制、煮制、蒸制、酒制、姜制、蜜制等六種炮制方法中,經(jīng)微波炮制處理的天麻中天麻素、對羥基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C及巴利森苷E等六種化學成分的含量均高于其他五種炮制方法處理后的天麻。
按“2.3.3”項下方法,以質(zhì)量濃度(X,μg·mL-1)為橫坐標,吸光度(Y)為縱坐標繪制標準曲線,得回歸方程Y=31.621X+0.0362(r=0.9990,n=6),表明葡萄糖濃度在0 - 200 μg/mL 內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關系。每份天麻樣品粉末稱取2份,按“2.3.3”項下方法測定,并計算不同工藝條件下天麻中多糖的含量。4種不同干燥方法條件下天麻中多糖含量見表3,結果表明經(jīng)冷凍干燥的天麻中多糖含量最高為16.62%。6種不同炮制方法條件下天麻中多糖含量見表4,結果表明經(jīng)微波炮制的天麻中多糖含量最高(16.56%),蒸制天麻(15.58%)多糖含量次之。
中藥材產(chǎn)地加工干燥方法對其有效成分含量和外觀具有顯著影響,而中藥炮制是傳統(tǒng)中醫(yī)藥體系的重要組成部分,也是中藥現(xiàn)代化的的關鍵環(huán)節(jié),兩者均影響中藥飲片質(zhì)量穩(wěn)定和中藥治療的效果[19-21]。本研究以天麻素、對羥基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E和多糖作為主要指標,評估不同干燥方法和炮制方法處理后天麻藥材的品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)天麻不同干燥品的指標成分含量存在差異性,其中曬干處理的天麻樣品未能夠達到2015 版《中華人民共和國藥典》規(guī)定(含天麻素和對羥基苯甲醇的總量不得少于0.25%),僅為0.11%;減壓干燥、冷凍干燥、熱風干燥處理后的天麻樣品均達到2015 版《中華人民共和國藥典》規(guī)定且差異較小,為0.32% -0.42%。減壓干燥和冷凍干燥的樣品中天麻素的含量高于其他處理方式。文獻報道巴利森苷類成分不穩(wěn)定,在不同溫度、溶劑條件下,含量差別很大,與天麻素之間存在相互轉(zhuǎn)化見圖2[22]。在冷凍干燥時,低溫狀態(tài)下可降低相關酶的活性從而阻止活性成分降解;減壓干燥時,真空狀態(tài)容易破壞細胞結構,從而減少酶促反應的發(fā)生,且利于活性成分的溶出;熱風干燥時,天麻隨著溫度的增加,其相關酶活性逐步增加然后降低直至失去活性,由于熱風干燥耗時較短,因此其活性成分降解程度較低;而在曬干時,耗時較長,常溫狀態(tài)有利于化學成分之間酶促反應的形成,不能起到“殺酶保苷”的效果,導致活性成分發(fā)現(xiàn)降解,從而各項指標均較低。減壓干燥和冷凍干燥這兩種方法可在保護活性成分的流失的同時,還能使得加工的樣品保持較好的外觀品相,是干燥天麻的理想之法。
圖2 巴利森苷降解途徑
目前,為減少天麻有效成分損失,達到“殺酶保苷”的效果,實際生產(chǎn)中其炮制多以蒸法為主。本研究在比較天麻不同炮制方法(煮制、蒸制、微波炮制、酒制、姜制、蜜制)的指標成分含量時,發(fā)現(xiàn)不同炮制品的指標成分含量存在差異性,天麻素和對羥基苯甲醇總量為0.27% - 0.52%變幅較大,但均符合2015年版《中華人民共和國藥典》規(guī)定。本研究表明,微波炮制所得天麻樣品中的6種化學成分和多糖含量較其它炮制方法高,其次為蜜制、煮制、蒸制,最后為酒制、姜制,與文獻報道一致[23]。酒制、姜制對天麻前處理時需要悶潤過夜,再行隔水蒸。而在悶潤過夜這一較長的前處理過程,天麻內(nèi)部的活性成分在酶的活性作用下發(fā)生轉(zhuǎn)化和分解,使得酒制、姜制天麻樣品檢測到的成分含量較低;煮制、蒸制、蜜制前處理過程較短,便煮或蒸,可以及時的進行加溫處理,經(jīng)過高溫使酶類失活,最大程度上保護了活性成分不被酶水解,但緩慢的加熱過程也不可避免活性成分被酶水解,直至高溫使得酶類失活。而微波炮制的原理是利用短波長、高頻率的電磁波使以水分子為主的極性分子振動摩擦而產(chǎn)生大熱量,并以熱的形式在物料內(nèi)表現(xiàn)出來,從而使物料在短時間內(nèi)加熱、干燥或熟化[24]。對天麻進行的微波炮制,將鮮天麻進行1 min 微波加熱處理后再隔水蒸,而微波能量集中穩(wěn)定、加熱效率高的特點,有利于在很短的時間內(nèi)破壞天麻的酶活性,阻礙各化學成分間的轉(zhuǎn)化,同時微波其穿透力強的特點更有利于化學成分的溶出,F(xiàn)an 等的研究表明微波炮制可以提高天麻中天麻素、對羥基苯甲醇等成分的含量[25],故微波炮制所得天麻樣品中的天麻素、對羥基苯甲醇、巴利森苷和多糖含量較其它炮制方法高。因此,基于未來新型設備的發(fā)展,微波干燥可作為天麻產(chǎn)地加工的發(fā)展方向。
以上實驗表明,最佳干燥方法為減壓干燥和冷凍干燥,最佳炮制方法為微波炮制,可為天麻加工生產(chǎn)工藝的制定提供一定的方法學參考和科學理論支撐。為保證天麻的質(zhì)量穩(wěn)定,制定出天麻加工炮制規(guī)范,還需對天麻的加工和炮制過程進行量化,并從經(jīng)濟可行性的角度進行評價以確保能夠匹配到實際生產(chǎn)應用。