基于指标成分和近红外光谱的不同储存条件下党参质量比较研究

侯嘉，郭鸿儒，王明伟，杨扶德

基于指标成分和近红外光谱的不同储存条件下党参质量比较研究

侯嘉1，郭鸿儒2，王明伟1，杨扶德1

1.甘肃中医药大学药学院，甘肃省中药质量与标准研究重点实验室培育基地，甘肃省高校中（藏）药化学与质量研究省级重点实验室，甘肃 兰州 730000；2.兰州工业研究院，甘肃 兰州 730070

考察不同储存条件下党参药材的质量，为流通领域党参药材商品的快速鉴别提供技术支持，并为优质党参药材原产地贮藏研究奠定基础。将党参药材分别在不同条件下（密封容器、密闭干燥、密闭潮湿、充氮、真空、硫磺熏蒸）储存1年，采用HPLC测定党参炔苷含量，并结合近红外光谱，通过相似度评价和聚类分析对其进行比较研究。充氮、真空储存的党参药材中党参炔苷含量明显高于其他储存条件。对不同储存条件下党参药材的近红外光谱建模后，能很好地通过聚类分析快速、准确地区分党参药材是否熏硫、发霉。密封或充氮、真空储存是获得优质党参药材的储存方法，近红外光谱结合聚类分析可快速鉴别不同储存条件下党参药材的优劣。

党参；储存条件；党参炔苷；近红外光谱；化学计量学

党参为桔梗科植物党参（Franch.）Nannf.、素花党参Nannf. var.（Nannf.）L. T. Shen和川党参Oliv.的干燥根，具有健脾益肺、养血生津功效[1]，除药用外，还被广泛用于药膳和保健品中[2]。党参含有大量糖分，味甜质柔润，在储存过程中易吸湿、发霉、走油和虫蛀，影响流通领域党参药材的质量[3]。目前，熏硫仍是党参原产地加工贮藏方法之一[4-6]，而对党参药材其他储存方法和条件的研究较少[7-8]。储存条件对党参药材质量的影响至关重要，因此，为确保党参药材商品在流通领域的质量，需进一步研究优质党参药材原产地的贮藏条件，以及流通领域党参药材商品的快速鉴别方法。党参炔苷是党参的活性成分，具有抗菌、抗炎、降压、保护胃黏膜等作用[9]，是党参药材及其制剂质量评价的重要指标[10-11]。近红外光谱技术由于其快速、方便、绿色、免提取等优点，能体现样品中化学成分种类或含量的差异，已用于党参药材的质量鉴定[12-16]。因此，本研究以不同储存条件下的党参药材为研究对象，以党参炔苷为指标成分，结合近红外光谱建立定性模型，探讨不同储存条件下党参药材质量的差异及快速鉴别方法，为党参药材商品在流通领域的质量控制提供依据。

1 仪器与试药

Agilent 1200型高效液相色谱仪（配置G1329A自动控温自动进样器、G1315B二极管阵列检测器），美国安捷伦公司；Tango-R型近红外光谱仪（配套大样品杯与旋转台），德国布鲁克公司；BX7200HP型超声波清洗仪，上海新苗医疗器械制造有限公司。

党参炔苷对照品（批号MUST-14121311，经高效液相色谱面积归一化法检定，纯度＞98%），中国科学院成都生物研究所。甲醇为色谱纯，其他试剂均为分析纯，HPLC用水为杭州娃哈哈有限公司纯净水。党参药材样品于2016年10月下旬在甘肃中医药大学和政药用植物园采挖，生长年限为2年，经甘肃中医药大学杜弢教授鉴定为桔梗科植物党参（Franch.）Nannf.的干燥根，去除泥土和杂质后阴干，室温避光保存。于2017年5月，将干燥的党参药材在7种不同条件下分别储存1年，见表1。

表1 党参药材分组储存条件及样品信息

编号储存条件储存方法储存温度及湿度储存时间/年储存效果 RQ密封容器磨口瓶加封口膜密封常温，湿度15%～45%1无发霉、无虫蛀 GZ密闭干燥真空袋密闭常温，湿度15%～45%1无发霉、无虫蛀 FM密闭潮湿真空袋密闭常温，湿度70%～90%1发霉 CN充氮真空袋充氮气常温，湿度15%～45%1无发霉、无虫蛀 ZK真空真空袋抽真空常温，湿度15%～45%1无发霉、无虫蛀 XL1硫磺熏蒸1硫磺熏蒸3次，每次30 min常温，湿度15%～45%1无发霉、无虫蛀 XL2硫磺熏蒸2硫磺熏蒸5 h常温，湿度15%～45%1无发霉、无虫蛀

注：硫磺熏蒸为每1 kg党参药材用0.001 5 kg硫磺，熏硫后装入真空袋中储存

2 方法与结果

2.1 色谱条件

采用Zorbax XDB-C18色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）和Zorbax Guard C18保护柱（20 mm×4.6 mm，5 μm），流动相为乙腈-水（20∶80）[11]，流速1.0 mL/min，柱温30 ℃，进样量10 µL，检测波长270 nm，参比波长360 nm。

2.2 供试品溶液制备

称取7种不同储存条件下的党参样品粉末2.0 g，置100 mL锥形瓶中，精密加甲醇溶液50 mL，封口密闭，称定质量，超声提取40 min，静置至室温，再称定质量，用甲醇溶液补足减失的质量，摇匀，过滤，精密量取25 mL续滤液，置蒸发皿中水浴蒸干。残渣以甲醇溶解并定量转移至5 mL容量瓶，加甲醇至刻度，摇匀，0.45 μm微孔滤膜过滤，取续滤液，即得[11]。

2.3 对照品溶液制备和线性关系考察

精密称取适量党参炔苷对照品，加入甲醇配制成1.42 mg/mL的溶液。精密量取党参炔苷对照品溶液，用甲醇逐级稀释成6个不同浓度，按“2.1”项下色谱条件测定，以峰面积积分为纵坐标，对照品浓度为横坐标，进行回归分析，得回归方程＝5125.1＋34.22，＝0.999 8，党参炔苷在0.014 2～0.426 mg/mL范围内与峰面积有良好的线性关系。

2.4 方法学考察

2.4.1 精密度试验

取党参样品（CN），按“2.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.1”项下色谱条件连续进样5次，测定党参炔苷含量，计算日内精密度；再以同样方法连续3 d进样，计算日间精密度。结果党参炔苷的日内精密度RSD＝1.0%，日间精密度RSD＝1.7%，表明仪器精密度良好。

2.4.2 稳定性试验

取上述供试品溶液，分别于室温放置0、4、8、16、24 h，按“2.1”项下色谱条件测定党参炔苷含量，结果党参炔苷含量RSD＝1.8%，表明供试品溶液在24 h内稳定性良好。

2.4.3 重复性试验

取党参样品（CN）5份，按“2.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.1”项下色谱条件测定党参炔苷含量，结果党参炔苷含量RSD＝1.8%，表明该方法重复性良好。

2.4.4 加样回收率试验

取已知含量的党参样品（CN）粉末6份，每份约1.0 g，精密加入党参炔苷对照品溶液1.0 mL，按“2.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.1”项下色谱条件测定党参炔苷含量，计算回收率，结果党参炔苷的平均回收率为98.6%，RSD＝2.8%。

2.5 样品含量测定

取不同储存条件下的党参样品，按“2.2”项下方法制备供试品溶液，按“2.1”项下色谱条件进样测定，色谱图见图1。采用SPSS18.0软件计算不同储存方式下党参样品中党参炔苷含量，结果见表2。不同储存条件下党参样品中党参炔苷含量差异有统计学意义（＜0.05），且充氮、真空储存的党参样品中党参炔苷含量明显高于其他储存条件。

注：A.对照品；B.供试品（CN）；1.党参炔苷

表2 不同储存条件下党参样品中党参炔苷含量测定结果（±s，n＝3，mg/g）

注：不同字母表示组间＜0.05

2.6 近红外光谱测定

由于党参化学成分复杂，仅以一种有效成分作为评价指标不能全面反映其内在质量，故建立不同储存条件下党参样品的近红外光谱，采用OPUS/Qucik compare进行光谱间相似度计算，找出与储存条件相关的光谱特征，再通过OPUS/INDENT定性分析，选取合适的光谱预处理方法和波谱范围进行聚类分析。

2.6.1 光谱条件

光谱范围11 550～3950 cm-1，扫描次数32次，分辨率8 cm-1；软件为OPUS7.5。每个样品平行测定6次，取平均值作为该样品的原始光谱。见图2。

图2 不同储存条件下党参样品近红外平均光谱

2.6.2 光谱预处理和相似度计算

选取波数4000～9000 cm-1区域，采用二阶导数法，平滑点数为9，对党参样品近红外光谱进行相似度计算，结果见表3。可以看出，不同储存条件下的党参样品总体上相似程度较高，尤其是密封容器、真空、充氮储存的党参样品之间具有较高的相似度（0.983 5～0.987 5），而硫磺熏蒸、密闭潮湿储存的党参样品相似度较低，分别为0.944 9～0.961 1、0.920 9～0.933 7，表明熏硫或发霉的党参药材差异较大。通过计算近红外光谱相似度，可以对党参药材进行快速鉴别。

表3 不同储存条件下党参样品近红外光谱相似度（r）

编号XL2XL1FMGZRQZK XL21 XL10.979 71 FM0.922 40.926 31 GZ0.951 90.961 10.933 71 RQ0.947 00.954 30.920 90.983 51 ZK0.944 90.952 40.933 10.987 50.985 81 CN0.948 00.955 70.926 70.985 40.985 60.985 1

2.6.3 聚类分析

选用“一阶导数＋矢量归一化”预处理方法，在波数3946.4～6203.2 cm-1区域，对不同储存条件下的党参样品（＝3）进行聚类分析，结果见图3。可以看出，优质党参被聚为一类，劣质党参被分为熏硫和发霉两大类。聚类分析结果与相似度计算结果一致。

图3 不同储存条件下党参样品聚类分析树状图

3 讨论

本研究结果表明，党参的储存条件对其主要有效成分党参炔苷含量有显著影响：充氮、真空储存的党参药材中党参炔苷含量显著高于密闭干燥、密封潮湿、硫磺熏蒸等，表明充氮和真空是较好的党参药材储存方法，与文献报道一致[7]。但硫磺熏蒸1与密闭干燥的党参样品中党参炔苷含量未见明显差异，故进一步通过近红外光谱测定鉴别不同储存条件下党参药材的质量。结果表明，密封容器与真空、充氮储存的党参药材相似度较高，这3种储存条件均能使党参药材处于低氧状态，有效防止虫害和霉变。气调养护技术是通过对空气中氧浓度进行有效控制，人为造成低氧状态，从而保证被储存的中药品质稳定[3]。建议在党参药材主产地甘肃定西地区，大力发展气调养护技术，作为党参药材高效、安全的贮藏方法[17-18]，以逐步代替熏硫贮藏。

本研究在课题组前期工作[6]基础上，进一步探讨了熏硫程度对党参药材质量的影响，结果表明，熏硫时间和次数对党参药材中党参炔苷含量有显著影响，硫磺熏蒸1样品中党参炔苷含量为（0.41±0.03）mg/g，而硫磺熏蒸2样品中党参炔苷未检出。通过少量多次熏硫，每次控制在30 min内[6]，可达到既有效防止霉变和虫蛀又保证药材质量的目的。

本研究建立了较优的不同储存条件下党参药材近红外光谱定性模型，能够通过聚类分析快速、准确地区分党参药材是否熏硫或发霉，可为快速鉴定不同储存条件下党参药材质量奠定基础。

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Comparative Study on Quality of Codonipsis Radix under Different Storage Conditions Based on Index Components and Near Infrared Spectroscopy

HOU Jia1, GUO Hongru2, WANG Mingwei1, YANG Fude1

To study the quality of Codonipsis Radix under different storage conditions; To provide technical support for the rapid identification of Codonipsis Radix products in circulation area; To lay the foundation for the study on storage of original producing areas of high-quality Codonipsis Radix.Codonipsis Radix was stored under different conditions (air-tight container, well-closed and dry, well-closed and humid, nitrogen filling, vacuum-packing and sulfur fumigation) for a year. The lobetyolin content was determined by HPLC. Near-infrared spectra similarity and cluster analysis were used to compare the samples.The lobetyolin content of Codonipsis Radix after nitrogen filling storage and vacuum-packing storage was significantly higher than that under other storage conditions. By modeling near-infrared spectroscopy of Codonipsis Radix, the cluster analysis could distinguish sulfur fumigated from non-sulfur fumigated, or moldy from non-moldy Codonipsis Radix samples quickly and accurately.Air-tight container storage or nitrogen filling and vacuum storage are currently the better storage methods to keep high-quality Codonipsis Radix. Near infrared spectroscopy and cluster analysis can applied to develop a fast method for evaluation of the quality of Codonipsis Radix in different storage conditions.

Codonipsis Radix; storage conditions; lobetyolin; near infrared spectroscopy; chemometrics

R284.1

A

1005-5304(2020)10-0069-04

10.19879/j.cnki.1005-5304.202001327

国家重点研发计划（2018YFC1706305）；国家自然科学基金（81360622）；甘肃省省属普通本科高校基本科研业务费专项资金（2015年）；兰州市2014年人才创新创业专项（2014-2-15）；甘肃省高等学校科研项目（2014B-055、2015B-072）；现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-21）

杨扶德，E-mail：gszyyfd@163.com

（2020-01-27）

（2020-02-19；编辑：陈静）