基于多质量参数的菝葜趁鲜切制工艺优选研究

张爱松，林 敏，段功豪，吴和鸣，吴宇星，龚 玲，余 坤*

基于多质量参数的菝葜趁鲜切制工艺优选研究

张爱松1，林 敏1，段功豪1，吴和鸣2，吴宇星2，龚 玲1，余 坤1*

1. 湖北中医药大学药学院，湖北 武汉 430065 2. 湖北福人药业股份有限公司，湖北 通城 437400

基于多质量参数对9种不同趁鲜切制方法所得菝葜饮片进行考察，根据饮片综合质量筛选合适的趁鲜切制工艺。以色差值、醇溶性浸出物、水分、灰分、总黄酮、绿原酸、花旗松素、落新妇苷、黄杞苷、白藜芦醇为质量参数，结合干燥时间，用熵权法结合灰色关联度法对菝葜趁鲜切制的饮片进行质量评价。晒干处理的干燥时间最长，长达600 h，且外观色泽较差；不同趁鲜切制饮片的醇溶性浸出物、水分、灰分均符合《中国药典》2020年版规定；通过综合质量评价结果显示，当新鲜菝葜60 ℃烘至含水率为30%时切片，再以60 ℃烘干的饮片质量最佳。将新鲜菝葜烘至含水率为30%进行切制，再以60 ℃烘干为菝葜的最佳趁鲜切制工艺。研究结果为菝葜趁鲜切制提供基础及依据。

菝葜；趁鲜切制；熵权法；灰色关联度法；聚类分析；色差；总黄酮；绿原酸；花旗松素；落新妇苷；黄杞苷；白藜芦醇

菝葜为百合科菝葜属植物菝葜L.的干燥根茎，具有利湿祛浊、祛风除痹、解毒散瘀的功效[1]。现有含菝葜的中成药有疏风活络丸、三金片、金刚藤胶囊、银屑胶囊、血尿胶囊等。现代药理学及中药化学研究表明，菝葜主要含有黄酮类、苷类、甾体皂苷类等成分，如绿原酸、花旗松素、槲皮素、落新妇苷、黄杞苷、白藜芦醇等，具有抗炎、抗癌、抗氧化、调脂作用[2]。

菝葜采收加工始载于南北朝时期梁代陶弘景《名医别录》：“生山野，二月、八月采根，暴干”[3]。明代陈嘉谟在《本草蒙筌》中记载菝葜：“采根秋月，亦系蔓生，俗呼金刚根，又呼鳖儿搀根，延发山野地，采根秋月，切片曝干”[4]。《中国药典》2020年版规定：“秋末至次年春采挖，除去须根，洗净，晒干或趁鲜切片，干燥。”可见，自古至今菝葜均有切片干燥的方法，但趁鲜切制工艺鲜有报道。本研究探索了9种趁鲜切制的加工方式，即切片后晒干和不同温度烘干，以及药材烘至不同含水率后切片，再烘干的方式制得饮片。

熵权法是一种客观赋权方法，根据各指标数据的分散程度，利用信息熵计算出各指标的熵权，再根据各指标对熵权进行一定的修正，得到较为客观的指标权重[5]。利用多指标评价药材质量，缺乏统一的量纲，不能简单加减或者以单一指标数值的高低进行评价。灰色关联度正是利用各个指标之间发展趋势的相似或者相异程度，来衡量各指标关联度的一种方法，没有量纲限制[6]。本研究构建饮片质量（灰分、水分、浸出物、总黄酮、绿原酸、花旗松素、落新妇苷、白藜芦醇、黄杞苷）及干燥时间2类10个指标为评价体系，通过熵权法赋值，灰色关联度法质量评价排序，获得菝葜最佳的趁鲜加工方式，以期为菝葜趁鲜切制提供理论依据。

1 仪器与材料

1.1 仪器

UltiMate3000型高效液相色谱仪，美国赛默飞公司；New Classic MF型十万分之一天平，瑞士梅特勒-托利多公司；TU-1901型双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；CR-410型色差仪，日本柯尼卡美能达有限公司；THC型数控超声波提取机，济宁天华超声电子仪器有限公司；DHG-914385-III电热恒温鼓风干燥箱，上海新苗医疗器械制造有限公司；YB-500A多功能粉碎机，永康市速锋工贸有限公司；XS-199型中药参茸切片机，永康市兆申电器有限公司；SX2型马弗炉，上海跃进医疗器械厂；HWS-28型电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司。

1.2 材料

对照品绿原酸（批号110753-202018，质量分数96.1%）、花旗松素（批号111816-201102，质量分数98.9%）、落新妇苷（批号111798-201805，质量分数93.6%）、黄杞苷（批号111906-201102，质量分数93.7%）、白藜芦醇（批号111535-201703，质量分数99.4%），均购自中国食品药品检定研究院；乙腈为色谱纯，购自湖北弗顿科学技术有限公司；磷酸为色谱纯，甲醇为分析纯，均购自国药集团化学试剂有限公司；水为娃哈哈纯净水，购自娃哈哈饮用水有限公司。

菝葜药材来源于湖北省通城县菝葜种植基地，经湖北中医药大学药学院生药教研室张秀桥教授鉴定为百合科菝葜属植物菝葜L.的根茎。

2 方法与结果

2.1 菝葜饮片的制备

2.1.1 趁鲜切制菝葜饮片的制备 挑选大小一致的新鲜菝葜根茎，除去泥沙和须根，洗净。用切片机将根茎横切成1.5 mm的薄片，置于阳光下晒至恒定质量（S1），或切片后不同温度下烘至恒定质量（S2～S5）；或烘至不同含水率后再切制，切片后60 ℃烘至恒定质量（S6～S9）。每个样品重复3次，样品及加工方式信息见表1。

2.1.2 含水量控制 将5年生大小一致的新鲜菝葜根茎，除去泥沙和须根，洗净后烘至恒定质量，用切片机将根茎横切成1.5 mm的薄片。每次100 g，重复3次。

将饮片粉碎过50目筛，按照《中国药典》2020年版四部0832水分测定法第二法（烘干法）对粉末进行含水量测定，计算菝葜的干质量，得折干率为20.33%。根据折干率对新鲜菝葜药材的含水量进行计算，以菝葜鲜样时的含水率为100%，对趁鲜切制过程中的水分进行控制，只需要称量干燥过程中饮片的质量即可知道其含水量，S6～S9切制时的含水量＝目标含水量±3%。含水量公式参照晏宇航等[7]进行计算。

含水量＝(1－2)/1＝[1(1－0.203 3)－(1－2)]/1(1－0.203 3)＝(2－0.203 31)/0.796 71

1为菝葜新鲜时的含水量，2为菝葜干燥过程中的失水量，1为菝葜新鲜时的质量，2为菝葜干燥后的质量

2.2 干燥时间分析

各处理样品干燥至恒定质量所需时间如表1所示，可见S1（晒干）所用时间多达600 h，S2～S9最多需要32 h，最快仅需15 h，由此可见，晒干所需时间最长。

2.3 菝葜饮片色度值测定[8]

分别取过三号筛的样品粉末，置于中号培养皿2/3体积处，光源D65，标准观察角度2°，照明口径50 mm。测定、、值，根据色差公式＝(2＋2＋2)1/2计算总色差值，其中表示亮度，表示红绿色度，表示黄蓝色度，为总色度。每个样品重复测量6次。结果见表2和图1。数据采用IBM SPSS 26.0软件进行统计分析，数据服从正态分布采用单因素方差分析进行差异显著性检验，数据不服从正态分布采用非参数检验，下同。

表1 不同趁鲜切制菝葜饮片样品的制备和干燥时间

表2 不同趁鲜切制方法对菝葜饮片颜色的影响(, n = 6)

同列不同字母表示差异显著（＜0.05）

different letters in the same column indicate the significant difference (< 0.05)

色泽是中药材、饮片质量的重要评价参数之一。不同加工方式饮片粉末颜色差异较大（图1），S1样品粉末浅棕色，偏白，S2～S5样品粉末棕黄色，S6～S9样品粉末棕黄色逐渐加深，较暗。表2结果显示，S1组饮片的和最大，说明其亮度最大，总体比其他饮片偏白；S6～S9组随着切制前含水率的下降，、总体上越来越小，偏暗；S6～S9组的值总体比S2～S5组小，说明烘至不同含水率后切制，再次烘干的饮片颜色加深。

2.4 醇溶性浸出物、总灰分、水分含量测定

参照《中国药典》2020年版四部2201浸出物测定法热浸法（60%乙醇作溶剂）、2302灰分测定法（总灰分）、0832水分测定法测定（第二法）对相关参数进行测定，结果见表3。晒干处理的饮片（S1）水分显著高于其他烘干处理，为（10.02±1.05）%，约是最低水分含量的2.8倍；S1、S2～S5、S6～S9 3组处理方式之间的水分含量显著差异；烘至不同含水率后切制的灰分低于切制晒干和切制直接烘干，S1与S6～S9处理呈显著性差异，S1与S2～S5处理差异不显著；醇溶性浸出物含量以S8最高，为（18.11±0.26）%，S3处理最低，仅为（15.38±0.22）%；各处理饮片水分、灰分、醇溶性浸出物均符合药典规定。

2.5 总黄酮含量测定[9]

2.5.1 对照品溶液的制备 精密称定落新妇苷对照品6.21 mg，置于50 mL量瓶中，加乙醇定容至50 mL，超声溶解，制成质量浓度为124.2 μg/mL的对照品溶液。

2.5.2 供试品溶液的制备 取各样品粉末约0.3 g，精密称定，置于250 mL圆底烧瓶中，精密加入乙醇100 mL，称定质量，水浴加热回流提取1 h，放冷，再称定质量，用乙醇补足减失的质量，摇匀，滤过，取续滤液作为供试品溶液。

2.5.3 标准曲线的绘制 分别吸取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 mL对照品溶液置于10 mL量瓶中，加乙醇稀释至刻度，摇匀。以乙醇为空白，在292 nm处测吸光度（），以质量浓度（）为横坐标，值为纵坐标，绘制标准曲线，进行线性回归，得回归方程为＝47.121＋0.022 7，2＝0.999 2，结果表明，落新妇苷在6.2～49.7 μg/mL呈良好的线性关系。

图1 趁鲜切制菝葜饮片粉末颜色图

表3 不同趁鲜切制方法对菝葜饮片水分、灰分、醇溶性浸出物的影响(, n = 3)

同列不同字母表示差异显著（＜0.05）

different letters in the same column indicate the significant difference (< 0.05)

2.5.4 样品的测定 取各处理的饮片粉末，按照“2.5.2”项下方法制备供试品溶液，测定值，并按照公式计算总黄酮含量，每个样品重复3次，结果如表4所示。

总黄酮＝(－0.022 7)×100/47.121

为样品吸光度，100为稀释倍数，为样品含水率，为样品质量

2.6 绿原酸、花旗松素、落新妇苷、黄杞苷、白藜芦醇含量测定[10]

2.6.1 色谱条件 色谱柱为FeiniGen 50105A25046 Ruby C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）；柱温30 ℃；流动相为乙腈-0.1%磷酸水溶液，梯度洗脱：0～15 min，12%～15%乙腈；15～30 min，15%～17%乙腈；30～44 min；17%～19%乙腈；44～60 min，19%～21%乙腈；60～66 min，21%～23%乙腈；体积流量1.0 mL/min；检测波长：0～50 min为290 nm；50～66 min为303 nm；进样量10 μL。对照品溶液和供试品溶液的图谱见图2。

2.6.2 供试品溶液的制备 分别精密称取各样品粉末1.0 g，置于50 mL具塞锥形瓶中，精密加入甲醇50 mL，精密称定，超声提取30 min，取出将瓶身的水分用纸吸干，晾至室温，再次精密称定，用甲醇补足失去的质量，摇匀，静置后滤过，取20 mL置于50 mL梨形烧瓶中，减压浓缩至干，残渣用甲醇多次洗涤定容至10 mL量瓶中，0.45 μm微孔滤膜滤过，即得供试品溶液。

表4 不同趁鲜切制方法下菝葜饮片6种活性成分含量(, n = 3)

同列不同字母表示差异显著（＜0.05）

different letters in the same column indicate the significant difference(< 0.05)

1-绿原酸 2-花旗松素 3-落新妇苷 4-黄杞苷 5-白藜芦醇

2.6.3 对照品溶液的制备 精密称取绿原酸、花旗松素、落新妇苷、黄杞苷和白藜芦醇对照品适量，加甲醇制成质量浓度分别为48.9、9.4、6.0、28.1、23.6 μg/mL的混合对照品溶液。

2.6.4 结果分析 不同趁鲜切制方法对菝葜中成分的含量影响较大，花旗松素为0～43.48 μg/g，落新妇苷为0～46.24 μg/g，黄杞苷为8.78～159.44 μg/g；总黄酮含量在S1、S6和S9中较高，分别为13.73、13.72、13.79 mg/g；除总黄酮外，单一成分中，绿原酸在几个所测成分中含量最高，其中以S8最高，为1.18 mg/g，最低是S4，仅为0.32 mg/g；白藜芦醇含量以S7最高，S5最低（表4）。

2.7 相关性分析

将色度值与质量参数和干燥时间数据导入Origin软件中，在相关类型为Pearson，显著水平为＜0.05下进行相关性分析，以期找出切制过程中颜色变化对菝葜饮片质量的影响，结果见图3。结果表明，明亮度与饮片水分、干燥时间、总黄酮呈显著的正相关，与绿原酸、落新妇苷、黄杞苷呈显著的负相关关系；红绿色度与浸出物、绿原酸、花旗松素、落新妇苷呈显著的正相关，与白藜芦醇呈显著的负相关；黄蓝色差值与总黄酮、饮片水分、浸出物呈显著的正相关，与绿原酸、黄杞苷、落新妇苷呈显著的负相关；总色度与总黄酮、干燥时间、饮片水分呈显著的正相关，与绿原酸、落新妇苷、黄杞苷呈显著的负相关。

因此，上述结果说明饮片颜色与饮片的活性成分、饮片水分及干燥时间相关，在一定程度上间接反映了饮片质量的好坏。

2.8 聚类分析

将不同趁鲜切制方法所得菝葜饮片14个测量指标导入Origin软件，对原始数据进行分数标准化，采用ward聚类方法，基于Euclidean平方距离进行系统聚类，观察不同趁鲜切制方式之间的聚类情况，同时也可以表征不同聚类以及同一聚类之间存在的异同，结果见图4。结果显示，在欧式平方距离为33时，聚为3类。第1聚类为晒干；第2聚类为切制后50、70 ℃烘干和鲜样含水率为50%、40%、20%切制后再烘干；第3聚类为切制后60、80 ℃烘干和鲜样含水率为30%切制再烘干。晒干处理的样品聚为一类，因其在干燥时间、含水量、亮度等参数上和其他样品间有显著差异；S3、S5、S8处理的样品在明亮度、黄蓝色度、总色差值、落新妇苷和黄杞苷参数数值接近，与其他处理形成显著差异，所以聚为一类。除S3和S9外，其余各切制处理聚类与质量排序有一定的相关性。

*表示差异显著（P＜0.05）

2.9 熵权法

参考崔曰新等[5]的方法计算权重（）和信息熵（）。

图4 趁鲜切制样品的聚类分析

2.9.1 数据标准化处理 对原始数据进行标准化处理，公式如下。

Y＝[X＋min(X)]/[max(X)－min(X)]

＝1，2，3…；＝1，2，3…；本研究中＝9，＝10；X为原始数据，Y为数据标准化处理的数据，Y为第个样品的第个指标

2.9.2 信息熵和权重的计算 计算和的公式如下。结果见表5。

如果P＝0，则定义limPlnP＝0

W＝(1－E)/(－∑E)

表5 指标的E和W

2.10 灰色关联度法

因干燥时间、水分、灰分越小越好，则为负指标，为了与正指标进行综合评价，须对其进行预处理[11]，即正()=1/lg负。

2.10.1 数据标准化处理 对原始数据进行标准化处理，公式如下。

Y＝X/X

2.10.3 关联度及相对关联度计算 最优参考序列的关联度r(s)和最差参考序列的关联度r(t)以及相对关联度r的计算公式如下。

r＝r(s)/[r(s)＋r(t)]，＝1，2，3，…，

结果见表6。经灰色关联度法基于相对关联度的质量排序，r越高，说明质量越好。从表7结果可知，S8＞S5＞S9＞S3＞S6＞S7＞S1＞S2＞S4，即趁鲜切制方式为60 ℃烘至含水率30%时切制，再烘干的饮片质量最好，其次是80 ℃烘干、60 ℃烘至含水率为20%时切制再烘干、60 ℃烘干、烘至含水率为50%时切制再烘干、60 ℃烘至含水率为40%时切制再烘干、晒干、50 ℃烘干、70 ℃烘干。

表6 样品基于ri的质量排序

3 讨论

本研究对趁鲜切制的菝葜饮片干燥时间、外观色泽、醇溶性浸出物、灰分、水分、总黄酮、绿原酸、花旗松素、落新妇苷、黄杞苷、白藜芦醇等指标测定，从多个角度探究其质量。建立熵权法结合灰色关联度法对趁鲜切制的菝葜饮片质量进行综合评价。最终筛选出最适合菝葜趁鲜切制的方法为，将新鲜菝葜药材60 ℃烘至含水率为30%时切制，再以60 ℃烘干制得的饮片质量最佳。

药材加工过程中，时间一直是一个必须考虑的因素。晒干和烘干是常用的2种干燥方式，由于太阳光辐射到地面产生高低温度的不确定性，饮片内部及表面的水分蒸发较慢，所用时间较长。采用干燥箱恒温干燥，较高的温度使饮片表面及内部的水分快速蒸发，极大地缩短了饮片的干燥时间。本研究中，采用恒温干燥箱烘干与传统晒干相比，烘干处理极大地减少了饮片加工时间。干燥方式不同，其色泽也发生改变，从主观因素去辨别颜色差异难以形成相同的认知，因此借助色差仪对颜色特征进行量化是一种科学化、数据化的必要途径。菝葜鲜切片晒干的色泽总体亮度较高，较其他处理饮片偏白，与药典描述的棕黄色或红棕色有差异，饮片色泽变化的原因可能是由于药材鲜切片晒干过程中含有较高的酶活性，发生了相应的酶促反应、活性成分变化[12-13]或者是由于干燥箱温度的升高以及相应的水分含量在药材内发生了美拉德反应[14]。

本实验测定的黄酮类成分（花旗松素、落新妇苷、黄杞苷）在不同方式处理的饮片中含量差异较大，特别是花旗松素、落新妇苷在几个处理中未检测到，出现的原因可能是干燥过程中成分的生物合成途径受到酶的影响，发生了酶促反应或其它未知因素影响发生成分分解，导致未能检测到。黄酮类化合物生物合成和代谢受到查耳酮合酶（chalcone synthase，CHS）、苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、过氧化物酶（peroxidase，POD）的影响[15-17]；晒干温度较低，拥有较多的水分，酶的活性较大，黄酮类成分易被酶分解；温度升高，水分不断降低，加速酶失活，能减少成分的损失。

将饮片颜色变化与测量参数进行相关性分析，结果表明饮片颜色变化与饮片水分、浸出物、总黄酮、落新妇苷等参数有相关性。可能是由于菝葜中化学成分之间分解、转化和缩合所致，说明在趁鲜切制过程中应关注饮片颜色变化[18]。药材加工过程中颜色改变能预测质量参数的变化，已有研究用饮片的色差值预测水分和成分含量的变化[19-21]。中药成分复杂，质量参数及非质量参数众多，应从多角度，多参数综合判别其趁鲜切制饮片方式的优劣。通过熵权法结合灰色关联度分析，综合排名，能客观反应不同趁鲜切制方法制得饮片的优劣。该方法已经多次运用于中药材趁鲜切制的研究中[22-23]。

随着国家政策对中医药现代化的不断支持，中药材趁鲜切制成为了新的研究热点，同时有许多问题需要不断完善[24]。接下来将对菝葜趁鲜切制进行中试放大研究，建立菝葜趁鲜切制质量标准。综上，根据此次研究结果，菝葜趁鲜切制采用将新鲜药材60 ℃烘至含水率为30%时切制，再以60 ℃烘干的方式，该方法为后续菝葜趁鲜切制研究提供理论基础及其参考意义。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

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Optimization of fresh-cuting process of

ZHANG Ai-song1, LIN Min1, DUAN Gong-hao1, WU He-ming2, WU Yu-xing2, GONG Ling1, YU Kun1

1. College of Pharmacy, Hubei University of Chinese Medicine, Wuhan 430065, China 2. Hubei Furen Pharmaceutical Co., Ltd., Tongcheng 437400, China

Multiple quality parameters were applied to the slices of Baqia (, SCR) prepared using nine fresh-cutting methods. The appropriate fresh-cutting methods were selected based on the overall quality of the prepared slices.Color difference values, ethanol-soluble extractive, moisture, ash, total flavone, chlorogenic acid, taxifolin, astilbin, engeletin and resveratrol were used as the quality parameters, combined with drying time, to evaluate the quality of SCR made while freshly cut using the entropy weight method and grey correlation method.The sun-drying treatment required the longest drying time, up to 600 h, and the appearance of color was poor. All slices meet the requirements of(2020) for alcohol-soluble extract, moisture, and ash content; The results of the comprehensive quality evaluation revealed that the best quality slices was as follows: drying fresh SCR until water content was 30% to cut, then dried at 60 ℃.The best fresh-cutting process for fresh SCR was to dry fresh SCR until water content of 30% to cut, then dry it at 60 ℃. The results will provide a basis for the fresh cutting of SCR.

; fresh-cutting; entropy weight method; grey correlation degree method; cluster analysis; color difference; total flavone; chlorogenic acid; taxifolin; astilbin; engeletin; resveratrol

R283.6

A

0253 - 2670(2023)12 - 3834 - 08

10.7501/j.issn.0253-2670.2023.12.010

2022-12-21

湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划（T2022020）

张爱松（1997—），男，硕士，主要从事中药资源与品质研究。E-mail: zhangaisong_hbucm@163.com

通信作者：余 坤，博士，教授，主要从事中药资源与品质研究。E-mail: yukun_hbtcm@163.com

[责任编辑 郑礼胜]