不同干燥方法对桂枝药材中苯丙素类成分的影响及评价△

卞晓坤，赵秋龙，卜凡淑，张婷，钱大玮*，朱振华，郭盛，严辉，赵建军，段金廒

1.南京中医药大学 江苏省中药资源产业化过程协同创新中心/江苏省方剂高技术研究重点实验室/ 中药资源产业化与方剂创新药物国家地方联合工程研究中心，江苏 南京 210023； 2.宁夏医科大学 药学院，宁夏 银川 750004

桂枝为樟科植物肉桂CinnamomumcassiaPresl的干燥嫩枝，具有发汗解肌、温通经脉、助阳化气、平冲降气的功效[1]，临床上多用于风寒感冒、脘腹冷痛、血寒经闭、关节痹痛、痰饮、水肿、心悸、奔豚[2]。传统加工方法为春、夏二季采收，除去叶，晒干或切片晒干。

中药材的干燥是储存、保管非常重要的环节，直接影响到中药材的品质要求。因此，逐步研究各种中药材干燥加工技术，选择适宜的工艺参数是保证中药材质量的前提[3-5]。抛开干燥前的预处理，纯粹的干燥过程是一个降低水分的过程，在该过程中需注意的是保持中药材的药用成分，是中药材加工中必不可少的工艺过程[6-7]。传统干燥主要包括阴干、晒干等，比较经济，但此种干燥方法亦存在一些缺点[8-9]，比如耗时长、劳动强度大、易污染、易受天气影响、干制品质量相差大等。随着现代科技的进步，中药材的干燥也正在逐步实现机械化和自动化，除了普通的热风干燥外，人们正在将新的技术原理引入干燥领域，如红外干燥、微波干燥等，由于现代干燥加工技术具有干燥时间短、干燥温度可控、干燥产品质量均一等优点，许多现代干燥加工技术逐渐应用于产地加工过程中[10-12]。目前，现代药品生产对药材的品质要求也越来越高，挥发性成分为桂枝药材中的主要成分，稳定性较差，不同的干燥方法、干燥温度对其影响较大。因此，基于现代干燥加工技术，探究现代化干燥方法对桂枝药材的影响很有必要。

本研究分析了传统晒干、阴干及3种现代中药材干燥加工技术对桂枝药材的影响，探究不同干燥方法及干燥温度对桂枝药材中桂皮醛、肉桂酸等成分的影响，为桂枝药材适宜的产地干燥提供参考。

1 材料

电热鼓风干燥机(上海一恒科学仪器有限公司)；中短波红外干燥机(江苏泰州圣泰科红外科技有限公司)；隧道式微波干燥机(南京研正微波设备厂)；ACQUITY UPLC系统(包括四元泵溶剂系统，在线脱气机和自动进样器，Waters公司)；快速水分测定仪(德国Adam公司)；Sartorius BT125D电子分析天平(德国塞多利斯公司)；超纯水系统(南京易普达易科技发展有限公司)。

对照品桂皮醛(批号：110710-201821)、肉桂酸(批号：110786-201604)购自中国食品药品检定研究院；桂皮醇(批号：Y04N7C23850)、香豆素(批号：Y24O7C23495)、邻甲氧基肉桂醛(批号：T15F8T29343)购自上海源叶生物科技有限公司，以上对照品纯度均>95%。乙腈(Merck)及甲酸(美国ACS公司)均为色谱纯，超纯水(实验室自制)。

桂枝新鲜药材(批号：20181027) 采于广东肇庆德庆县悦城镇种植基地，经南京中医药大学严辉副教授鉴定为樟科植物肉桂Cinnamomumcassiapresl的干燥嫩枝。

2 方法与结果

2.1 干燥加工方法

取桂枝新鲜药材，除去叶等杂质，切段混合均匀，分成14份，每份约1 kg，按照表1所示方法干燥。干燥前测定其初始含水率，干燥过程中实时测定含水量，当含水率低于12%时立刻停止干燥。

表1 桂枝干燥加工方法

2.2 含量测定

2.2.1色谱条件 色谱柱：ACQUITY UPLC BEH C18(100 mm×2.1 mm，1.7 μm)，流动相：0.1%甲酸水(A)-乙腈(B)，梯度洗脱程序(0～1 min，95%～81%A；1～2 min，81%～74%A；2～6.5 min，74%～60%A；6.5～7 min，60%～20%A；7～7.5 min，20%～95%A)；流速：0.4 mL·min-1；检测波长：254 nm；柱温：25 ℃，进样量1 μL。UPLC图谱见图1。

注：1.香豆素；2.肉桂醇；3.肉桂酸；4.桂皮醛；5.邻甲氧基肉桂醛；A.对照品；B.样品。图1 对照品及桂枝样品UPLC图

2.2.2供试品溶液的制备 取桂枝粉末(过4号筛)约0.3 g，精密称定，置50 mL圆底烧瓶中，精密加入70%的甲醇溶液25 mL，称定质量，加热回流45 min，放冷，加70%甲醇补足减失质量，摇匀，取上清液，过0.22 μm 微孔滤膜，取续滤液。

2.2.3线性关系的考察 分别取香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、邻甲氧基肉桂醛对照品适量，精密称定，加甲醇制成含香豆素73.92 mg·L-1、肉桂醇23.54 mg·L-1、肉桂酸56.42 mg ·L-1、桂皮醛793.7 mg·L-1、邻甲氧基肉桂醛237.0 mg·L-1的混合对照品溶液。精密吸取上述混合对照品溶液适量，加甲醇配成系列浓度的混合对照品溶液。以各对照品浓度为X，相应峰面积为Y，进行线性关系的考察，见表2。

表2 各对照品及线性范围

2.2.4精密度试验 取2.2.3项下制备的混合对照品溶液 1 份，按2.2.1项下色谱条件连续进样6次，测定峰面积，结果香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、邻甲氧基肉桂醛的RSD分别为0.3%、0.7%、0.3%、0.1%、0.2%，表明仪器精密度良好。

2.2.5重复性试验 精密称取同一样品6份，每份约0.3 g，精密称定，按2.2.2项下平行制备供试品溶液，按上述条件进样，结果香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、邻甲氧基肉桂醛的峰面积RSD分别为0.4%、0.3%、0.3%、0.1%、0.2%，说明本方法重复性良好。

2.2.6稳定性试验 取重复性试验所得供试品溶液1份，在室温分别放置0、2、6、8、12、24 h后，按上述条件进样，测定峰面积，结果香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、邻甲氧基肉桂醛的RSD分别为0.4%、1.2%、0.2%、0.2%、0.2%，说明供试品溶液在24 h内稳定性良好。

2.2.7加样回收率试验 取已测定的桂枝样品粉末(编号：12)9份，每份约0.15 g，精密称定，分别加入样品中所测成分含量80%、100%、120%的对照品溶液，同法制备供试品溶液，并按上述条件测定，计算回收率，平均加样回收率为97%～102%，RSD均小于4.0%。

2.2.8样品测定 按上述条件制备各干燥样品的供试品溶液并进样测定，记算供试品中各成分的含量。每个样品平行3次，以均值作为测定结果，见表3。

表3 不同干燥方法桂枝药材中5种化学成分质量分数(n=3) mg·g-1

结果显示，5种化学成分中，以桂皮醛质量分数变化最为显著，最低者为26.15 mg·g-1，最高者可达64.87 mg·g-1，两者相差2倍以上，对应干燥方式分别为微波干燥70 ℃及热风干燥40 ℃。同一干燥方式下，肉桂醇、桂皮醛质量分数随着温度的升高呈现逐渐降低的趋势；不同干燥方式下，含量变化趋势为：热风干燥含量最高，其次为红外干燥，微波干燥含量最低；除微波干燥外，肉桂酸、邻甲氧基肉桂醛含量随着温度的升高呈现逐渐降低的趋势。可见干燥温度、干燥方式对桂枝药材的影响较大。

随着温度的升高，桂枝所测成分总含量呈现逐渐降低的趋势，这与桂枝所含化学成分多为挥发性类成分有关，总体趋势为阴干>晒干>热风干燥>中短波红外干燥>微波干燥。

2.3 适宜干燥方法的确定

药材干燥过程中，由于受热和失水，中药材的物理和化学特性发生较大变化，对这些变化的把握是选择适当干燥方法和贮存条件的基础。目前，对于中药材干燥的评价和选择主要以水分、或外形、色泽为主，然而利用有效成分综合评定干燥品质的很少，因此，以化学成分含量变化为指标，评价其适宜的干燥方法很有必要。由于不同干燥方法、不同干燥温度下所测桂枝中的5种化学成分的变化规律不尽相同，无法判断何种干燥方式为其较适宜的干燥方法。故利用SPSS综合评价法以确定桂枝药材适宜的干燥方法[13]。以桂枝中所测5种化学成分的含量与对应的组别组成矩阵，进行主成分分析，结果前2个主成分的特征值均大于1，累计贡献率达81.05%，结果见表 4。

表4 不同主成分的特征值和贡献率

经旋转变换后的因子得分矩阵见表5，从表中可以看到主成分1和香豆素、肉桂醇、桂皮醛呈高度正相关，与肉桂酸呈高度负相关；主成分2与邻甲氧基肉桂醛呈高度正相关。因为前2个主成分的累计贡献率达81.05%，基本包含了桂枝大部分成分的信息，能够比较客观地反映不同干燥方式下桂枝药材的质量。因此选用前2个主成分对不同干燥方法下的桂枝进行综合评价。

表5 不同化合物旋转变换后的因子载荷矩阵

以各主成分因子得分与方差贡献率乘积之和相加[14]，则总因子得分值F=0.561 61F1+0.248 93F2，并对其进行降序排序，结果见表6。

表6 桂枝不同干燥方法的主成分因子及其综合评价

综合评价法结果显示，前6种由优至劣顺次排序的干燥方法为：阴干、晒干、热风干燥50 ℃、热风干燥40 ℃、中短波红外干燥40 ℃、热风干燥60 ℃，提示传统阴干、晒干具有一定的合理性，但亦存在一些弊端，如劳动强度大，易受天气影响，易污染，耗时长，干制品药材品质不均一等。另一方面，热风干燥样品的质地脆，香气浓，中短波红外干燥法加工所得样品气味稍弱，而微波干燥法加工样品色泽较暗、内心稍有焦黑，香气较弱，其原因可能是微波干燥穿透力强，能够深入物料的内部，鲜样失水过快，局部受热温度高，易产生碳化[15]，因此挥发性成分流失较多，从而导致香气不足。经比较发现，随着干燥温度的升高，桂枝有效成分流失增多，这与桂枝所含化学成分多为挥发性类成分有关，其中微波干燥对桂枝挥发性成分流失影响最大。因此，综合考虑桂枝药材干燥过程的耗时、所测5种化学成分的含量、外观性状、气味等因素，认为热风干燥50 ℃为桂枝药材较为适宜的现代干燥加工方法。

3 讨论

3.1 提取方法的确定

本研究考察了不同提取溶剂对所测成分的影响，结果70%甲醇提取效率较高且干扰成分最少；对超声、回流2种不同提取方法进行考察，结果回流提取更充分；对提取时间、料液比进行考察，确定最终提取方法为：25 mL 70%甲醇回流提取45 min即可。

3.2 色谱条件的选择

根据5种化学成分的理化性质和色谱行为，本实验以乙腈、不同酸度的水为流动相进行了考察，结果发现，以乙腈-纯水为流动相时，色谱峰有明显的拖尾现象，加酸后可明显改善峰形。因此，综合比较色谱峰形及其分离效果，确定最终的流动相为乙腈-0.1%甲酸水。

3.3 检测波长的选择

使用 Waters 的PDA检测器对波长190～410 nm进行了扫描，发现各成分在波长254 nm下响应较好，且色谱峰信息较完全，基线平稳，噪音较低，故确定本实验的检测波长为254 nm。

3.4 结果分析

用干燥设备对中药材进行干燥，大都需要加热和通风，桂枝含有大量的功能性成分，桂枝的价值也就体现在这些有效成分上，但这些成分都是热敏性的且易氧化，因此选择中药材干燥设备要以最大限度地保留中药材药用价值为出发点。本研究首次探究了不同干燥方法对桂枝药材的质量影响，采用UPLC对桂枝中有效成分香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、邻甲氧基肉桂醛5种苯丙素类成分进行测定，以期为桂枝药材产地干燥加工适宜方法的确定提供依据。

由于桂枝各指标成分含量在不同干燥方法下变化趋势不同，无法判断何种干燥方法为其较适宜的干燥方法，因此本研究采用了较为合理的综合评价方法，以全面评价5种活性成分在各干燥方法下的权重。研究发现，桂枝中苯丙素类化合物对温度较为敏感，在受热时易于挥发，干燥温度较低时，有利于苯丙素类成分的保存。但采用直接阴干、晒干的干燥方法，耗时长、劳动强度大、受气候的影响较大，已不能满足现代化生产的需要。人们在追求中药材质量品质的同时，对于干燥环境、生产效率、机械化生产等都有了更高的需求。因此，结合药材本身的性质，选择较为适宜的先进干燥设备及干燥工艺是目前中药材发展的技术方向[16]。因此，本研究探究了不同现代化干燥方法、不同干燥温度对桂枝药材的影响，经实验研究发现，桂枝采用微波干燥时，虽其水分挥发较快，但其有效成分损失也较多，香气也较弱；红外干燥相比于热风干燥来说，含量稍低。因此综合考虑桂枝干燥过程中各化学成分的含量、干燥效率等因素[17-18]，认为热风干燥50 ℃为桂枝药材较为适宜的现代干燥加工方法。但其制成桂枝饮片还需进一步考察其切断长度，规范其切制技术，因此，还需进一步深入研究，为其规范化的生产提供理论依据。