晋产北柴胡采收与产地初加工技术的研究

曲继旭，李香串，吕鼎豪，张豆豆，侯 霄，尤利霞*

（1.山西省医药与生命科学研究院，山西太原030006；2.山西省药品检查中心，山西太原030006）

北柴胡（Bupleurum chinenseDC.）为伞形科柴胡属多年生草本植物，以其干燥根入药，是我国常用的大宗中药材之一，《中华人民共和国药典》（2020年版）收录其为药用柴胡的原植物［1］。柴胡始载于《神农本草经》，其味辛、苦，性微寒，归肝、胆、肺经，具疏散退热、疏肝解郁、升举阳气之功效［2］，有效成分主要是柴胡皂苷a、柴胡皂苷d。目前，柴胡药材的市场供应主要以人工栽培品为主，但人工种植中普遍存在药材质量参差不齐的问题［3］。中药材的产地加工是影响中药材质量的第一因素，产地加工的好坏会直接影响药材的性状、杂质含量和内在质量［4］。已有多项研究表明，药材的采收年限、产地初加工工艺对药材的质量有很重大的影响［5-7］。山西是北柴胡家种品的主产地之一，而关于晋产北柴胡采收初加工环节的系统性研究还鲜有报道。因此，本文研究晋产北柴胡药材的采收加工环节对其品质的影响，筛选出最佳采收年限和产地初加工工艺，同时将均匀设计法（Uniform design）［8］首次应用于柴胡干燥工艺的研究，将试验点数均匀分散在试验范围内，在试验结果可靠的基础上减少了试验次数，该试验结果将为晋产北柴胡药材的质量控制、资源的高效合理利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜柴胡根来源于市售山西省不同产地种植的北柴胡，经山西省医药与生命科学研究院侯霄老师鉴定为北柴胡。柴胡皂苷a 对照品（中国药品生物制品检定所，批号：110777-201711），柴胡皂苷d 对照品（中国药品生物制品检定所，批号：110778-201711）；乙腈为色谱纯，其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

GZX-9076MBE 型电热恒温鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂），ME104/02 型万分之一电子天平（梅特勒-托利多仪器有限公司），FW135 型中草药粉碎机（天津市泰斯特仪器有限公司），KQ-250DE 型数控超声清洗机（昆山市超声仪器有限公司），高效液相色谱仪（日本岛津LC-2010A）。

1.3 试验方法

1.3.1 杂质、水分含量测定

杂质、水分含量测定方法分别参照《中国药典》（2020年版）杂质检查法（通则2301）项、水分测定法（通则0832）项下第二法（烘干法）进行。

1.3.2 产量测定

将采集到的鲜柴胡根，室内晒干一周，测量单株产量。

1.3.3 醇溶性浸出物含量测定

参照《中国药典》（2020 年版）醇溶性浸出物测定法（通则2201）项下的热浸法测定［9］。

1.3.4 柴胡皂苷a、柴胡皂苷d含量测定

参照《中国药典》（2020 年版）柴胡项下柴胡皂苷含量测定方法进行［9］，HPLC 色谱条件为：流动相A（乙腈）-B（水），梯度洗脱，程序为0～50min，25%～90% A，50～55min，90% A，流速：1.0 mL·min-1，柱温：30℃，检测波长为210nm，进样量10µL。标准品色谱图见图1，样品色谱图见图2。

图1 标准品色谱图Fig.1 Standard chromatogram

图2 样品色谱图Fig.2 Sample chromatogram

1.3.5 均匀设计试验方法

本试验选择影响药材质量的主要工艺参数（干燥温度、干燥时间）为试验因素，干燥温度范围设定为40～90℃，干燥时间设定为7～12 h，每个因素取值范围选取6 个水平（表1），采用U62（62）（表2）进行均匀设计，以柴胡皂苷含量为指标，安排试验。

表1 北柴胡干燥工艺均匀设计因素水平表Table 1 The uniform design factor level table of drying process from B.chinense

表2 U62（62）均匀设计表Table 2 The table of U62（62）uniform design

干燥过程要点：（1）原料预处理：抖去新鲜柴胡根上的泥土，除去杂质、残茎及须根，每次试验取新鲜柴胡根50 g 平铺在丝网上，厚度不超过5 cm，然后放在干燥箱内进行干燥。（2）样品收集：将每次干燥过的柴胡样品装在密封袋里，置于干燥器中备用，待测。

2 结果与分析

2.1 不同生长年限北柴胡药材品质的测定结果

市售北柴胡药材的生长年限主要是二年、三年，选取不同产地不同年限的药材进行含量测定，结果见表3。由表可知市场上样品水分、总灰分、酸不溶性灰分含量分别在3.0%～4.5%、2.8%～5.7%、0.4%～0.8%之间，均低于药典规定的最高限量标准（10.0%、8%、3%）；醇溶性浸出物含量均高于药典最低限量标准（11.0%），最高可达15.0%；柴胡皂苷a和柴胡皂苷d 总量是柴胡药材品质的指标性成分，运城、晋城、大同产区的三年生药材产量与柴胡皂苷总量均高于二年生药材，其中三年生药材产量、有效成分含量分别是二年生药材的2.5倍、1.8倍；阳泉产区的四年生药材产量（130.0 kg/667m2）高于三年生药材（92.0 kg/667m2），而柴胡皂苷总量是三年生药材的60%左右。

表3 不同采收年限北柴胡各成分含量测定结果Table 3 Determination results of various components of B. chinense in different harvest years

2.2 不同干燥工艺对晋产北柴胡有效成分含量的影响

通过U62（62）试验方案所测样品水分、柴胡皂苷含量结果见表4。由表可知，全部样品的水分含量均达到标准限度，烘干（试验1-6）、晒干（试验7）和阴干（试验8）三种干燥方式中烘干方式所得柴胡皂苷含量较高。由显著性统计分析可知，试验1、2、7、8 号柴胡皂苷总量无显著性差异，含量在0.42%～0.62%之间；试验3 号与其他处理组均有显著性差异，含量为0.75%；试验4、5、6号之间无显著差异，含量在0.94%～1.04%之间。其中，试验4（温度为70℃，干燥时间为7 h）条件下柴胡皂苷a和柴胡皂苷d含量最高，总量达到1.04%。

以表4中柴胡皂苷总量（Y）为因变量，以干燥温度（X1）、干燥时间（X2）为自变量，用DPS 7.05 软件进行二次多项式逐步回归分析（表5），得到回归方程：相关系数R= 0.858 0，F值=9.068 7，p值= 0.001＜0.01，剩余标准差S=0.118 3，Durbin-Watson 统计量d=1.888 9，说明该回归模型能很好地拟合Y与X1和X2的关系。由表5 中的t检验值和p值分析可知：对柴胡皂苷含量产生的主效应主要是干燥温度（X1），偏相关系数为正值，说明是正效应，t检验的显著水平小于0.05。

表4 北柴胡在不同干燥工艺条件下的实验结果Table 4 Experimental results of B.chinense under different drying process

表5 回归模型的偏相关分析Table 5 Partial correlation analysis of regression model

回归模型的观测值、拟合值和拟合误差见表6，回归方程观测值与拟合值的误差很小，说明回归模型预测精度较高。

表6 回归方程拟合效果Table 6 Fitting effect of regression equation

以回归模型作为目标优化函数，约束条件：40＜X1＜90，7＜X1＜12，利用 Lingo 10.0 编程优化，并根据实际情况进行修整，得到优化体系：干燥温度70℃、干燥时间7 h。

3 结论与讨论

中药材的产量和品质是影响采收时期的两个重要指标，以质量最优、产量最大化为原则确定其最佳采收期。本研究以柴胡皂苷a、d 和亩产量为综合指标，确定晋产北柴胡药材的最佳采收年限为三年，此时柴胡皂苷得率最高，且产量较高，这与山西省当地传统采收期一致，验证了传统采收期的科学性和合理性。该结果与朱洁［9］研究结果基本一致，验证了本研究结果的可靠性。

本研究利用均匀设计法进行试验方案设计，采用二次多项式逐步回归和目标优化方法确定最佳干燥工艺参数。结果表明，烘干方式优于阴干、晒干方式，这与马艳芝［10］等研究结果一致，研究得到最佳烘干工艺为：干燥温度70℃、干燥时间7 h，这与宗洁［11-12］等研究结果略有差异，这可能是由于不同地区的生态环境有较大差异，药材品质差异较大，所以烘干参数也不尽相同。

本研究首次将均匀试验设计方法应用于北柴胡干燥工艺研究，相较于正交设计方法，具有试验次数少、均匀分散等优点［13］，使试验点更具有代表性，分析方法采用二次多项式逐步回归分析［14］可揭示目标函数与变量之间的关系，目标优化［15］方法可获得函数与对应变量的优化体系。该方法在探讨的条件范围内减少了试验次数，有效地揭示了干燥参数与药材品质之间的关系，进而筛选出最佳工艺。

采收与产地初加工是北柴胡生产过程中的重要环节，本试验采用的研究方法为其他药材相关方面研究提供参考，试验结果为晋产北柴胡的生产提供一定的理论指导意义。