摘要:为给天麻趁鲜切制加工生产质量保障提供数据支撑,以6种天麻标识性成分(天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E)含量、醇溶性浸出物含量和饮片外观性状为指标,运用熵权-优劣解距离法评价不同鲜切天麻含水率和干燥方式所得饮片的质量。结果表明:最佳切制含水率区间为25%~35%,天麻鲜切片最佳干燥方式为60℃鼓风干燥,该方法所得天麻片颜色呈黄白色,切片形状均匀平整,标识性成分含量较高,总体质量较好。
关键词:天麻;趁鲜切制;干燥工艺;熵权-优劣解距离法
中图分类号:S567.239 文献标识码:A 文章编号:1006-060X(2024)10-0075-06
Effects of Moisture Content and Drying Methods of Fresh-Cut Gastrodia elata on the Quality of Decoction Pieces
TANG Xu-yang,WU Hui-lan,HUANG Kai,GAO Chu-qian,ZHANG Lin-yu,ZHAO Hua-wei,
ZENG Jian-guo,XIE Hong-qi
(Hunan Provincial Key Laboratory of Chinese Veterinary Medicine, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, PRC)
Abstract: This study aims to provide data support for the fresh cutting of Gastrodia elata and ensure the quality of the decoction pieces. With the content of marker components (gastrodine, p-hydroxybenzyl alcohol, parishin A, parishin B, parishin C, and parishin E), the content of alcohol-soluble extract and the appearance traits of decoction pieces as indicators, entropy weight-TOPSIS was employed to evaluate the quality of decoction pieces obtained from fresh samples with different moisture content and dried with different methods. The results revealed that the optimal moisture range of G. elata for fresh cutting was 25%–35%, and blast drying at 60 °C served as the optimal drying method. The decoction pieces obtained with this method had a yellowish white color, a uniform shape, and high content of marker components, demonstrating high quality.
Key words: Gastrodia elata; fresh cutting; drying process; entropy weight-TOPSIS
天麻(Gastrodia elata Bl.)别名赤箭、白龙皮、明天麻,为兰科天麻属多年生植物,其干燥块茎是我国传统的平肝息风药材,临床上主要用于治疗风湿痹痛、小儿惊风和癫痫抽搐等症状[1]。中药饮片质量是影响中药临床疗效的重要因素,而中药材产地加工是保障饮片质量的有效途径。天麻饮片的传统加工过程为“鲜天麻采收-净制-干燥-闷润-切制-干燥”[2],该工艺需经过多次回潮定形和反复干燥,不仅增加了天麻饮片的生产成本,而且浸润软化过程可能导致天麻的有效成分流失,进而影响天麻饮片的品质。趁鲜切制是产地加工的方法之一,在保障药材质量的前提下,能够简化中药切片加工工艺,节约加工时间,提高生产效率[3-5]。
目前,有关天麻趁鲜切制加工方法的研究较为简单[6-8],尤其是基于外观性状与内在品质对天麻趁鲜切制加工工艺参数进行系统性评价的研究较少。因此,该研究基于天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E、醇溶性浸出物含量测定和外观性状评价,通过熵权-优劣解距离法(TOPSIS)确定各个指标权重,更科学全面地筛选天麻趁鲜切制加工工艺参数,以期为天麻趁鲜切制加工生产质量保障提供数据支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
供试天麻材料为湖南省怀化市乌红杂交天麻的块茎,经湖南农业大学谢红旗教授鉴定为兰科植物天麻Gastrodia elata B1.。天麻素(批号wkq22051208,质量分数≥98%)购自四川省维克奇生物科技有限公司;巴利森苷A(批号C12192678,质量分数≥98%)、巴利森苷B(批号C12209878,质量分数≥98%)、巴利森苷C(批号C13601044,质量分数≥98%)、巴利森苷E(批号C14795127,质量分数≥98%)、对羟基苯甲醇(批号H9173601E,质量分数≥98%)均购自上海麦克林生化科技有限公司。
1.2 仪器与设备
Waters 2695高效液相色谱仪(Waters公司);Angilent ZORBAX SB-C18色谱柱[安捷伦科技(中国)有限公司];KQ5200DE数控超声清洗仪(昆山市超声仪器有限公司);DHG-9246A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司);AWT-TOC-20L超纯水制造系统(四川优普越纯科技有限公司)。
1.3 6种标识性成分含量测定
1.3.1 色谱条件 Agilent C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相为乙腈(A)-0.1%磷酸水(B),梯度洗脱(0~15 min,3%~10% A;15~20 min,10%~12% A;20~30 min,12%~18% A;30~40 min,18% A;40~47 min,18%~95% A;47~52 min,95% A;52~57min,95%~3% A;57~60 min,3% A);体积流量1.0 mL/min,柱温35℃,进样量10 μL;检测波长220 nm。
1.3.2 对照品溶液的制备 分别取天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E对照品适量,加乙腈-水(3∶97)混合溶液,制成质量浓度分别为0.05、0.027、0.20、0.20、0.10、0.20 mg/mL的混合对照品溶液,过膜,备用。
1.3.3 供试品溶液的制备 分别将天麻样品粉碎,过60目筛,称取粉末约1 g置于100 mL具塞锥形瓶中。加入50%甲醇溶液100 mL,称定质量,超声提取(功率600 W、频率40 kHz)60 min,冷却,称重,用50%甲醇溶液补足减失重量,摇匀,抽滤,滤液用100 mL容量瓶定容,即得供试品溶液。
1.3.4 线性关系考察 取对照品溶液适量,逐级稀释,通过液相色谱法进行检测,绘制各对照品的标准曲线,计算标准曲线的回归方程和相关系数。
1.3.5 重复性考察 取同一批天麻样品粉末6份,按“1.3.3”方法制备供试品溶液,分别测定6种标识性成分峰面积,计算RSD值。
1.3.6 稳定性考察 取同一份天麻供试品溶液,按上述色谱条件分别在0、2、4、6、8、12、24 h进样进行分析,测定6种标识性成分峰面积,计算RSD值。
1.3.7 精密度考察 取混合对照品溶液,按上述色谱条件,连续进样6次,测定6种标识性成分峰面积,计算RSD值。
1.3.8 加标回收率考察 取同一批天麻样品粉末6份,加入6种对照品溶液,测定6种标识性成分峰面积,分别计算加标回收率和RSD值。
1.4 醇溶性浸出物含量测定
参考2020版《中华人民共和国药典》,使用稀乙醇作为溶剂,通过热浸法测定天麻醇溶性浸出物含量。
1.5 天麻饮片外观性状评分标准
参考2020版《中华人民共和国药典》和刘燚等[9]的天麻饮片外观评分方法,建立天麻外观性状评分标准(表1),外观性状总得分为切片颜色得分与形态得分之和。
1.6 熵权-优劣解距离法
1.6.1 熵权指标的计算 设有m个决策对象,n个决
策指标,根据公式(1)进行归一化处理,统一计量单
位,得到归一化后的数据xij;根据公式(2)计算权重,Pij代表第j项指标下第i个样本值占该指标的比重;根据公式(3)~(5)计算各指标的权重,ej代表熵值,dj代表信息熵冗余度,wj代表各指标权重。
1.6.2 TOPSIS排序 根据公式(6)对原始数据进行标准化处理,根据公式(7)得到最优方案和最劣方案,根据公式(8)得到各方案与最优和最劣方案的正负理想解的距离,最后根据公式(9)得到最优解的欧式贴进度Ci并以贴进度进行排序。
1.7 天麻样品含水率计算
选择无破损、无腐烂、无黑点病斑、质量150 g
左右的新鲜天麻块茎,分为6组,每组3次重复,蒸制杀青20 min,放入50℃鼓风干燥烘箱干燥,进行不同干燥处理,得到含水率分别为25%、35%、45%、55%、65%、75%的天麻鲜切片(表2)。取100~150 g新鲜天麻10份,除去杂质,洗净,擦干表面水分,称量鲜药材质量记为M鲜,蒸至透心,放入50℃鼓风干燥烘箱干燥,称定干燥过程中各时刻天麻样品重量Mi,干燥至恒重,记为M干。根据公式(10)计算各时刻天麻样品的含水率(W),以干燥时间t为X轴,分别以天麻药材各时刻质量和含水率为Y轴,建立天麻的干燥曲线。
1.8 天麻不同干燥方式
取新鲜天麻,洗净,蒸至透心,按表3方法进行干燥处理。
2 结果与分析
2.1 6种标识性成分含量测定结果
2.1.1 6种成分的HPLC测定结果 天麻样品和混合对照品的色谱图见图1。图中6个峰显示6种检出物。
2.1.2 线性关系考察结果 根据表4可知各成分标准曲线的回归方程和相关系数,可得6个成分在其线性范围内线性关系良好。
2.1.3 重复性考察结果 天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E的RSD值分别为0.21%、0.27%、0.15%、0.24%、0.29%、0.21%,表明方法重复性良好。
2.1.4 稳定性考察结果 天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E的RSD值分别为0.96%、2.60%、1.40%、1.07%、0.65%、0.10%,表明供试品溶液24 h内稳定。
2.1.5 精密度考察结果 天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E的RSD值分别为0.20%、0.84%、0.22%、0.34%、0.17%、0.42%,表明仪器精密度良好。
2.1.6 加标回收率考察结果 天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E回收率分别为100.30%、99.04%、99.41%、100.83%、98.88%、101.28%,RSD值分别为0.36%、0.37%、0.31%、0.38%、0.45%、0.42%,表明该方法具有良好的回收率。
2.2 天麻最佳切制含水率分析
天麻质量和含水率随干燥时间的变化曲线如图2、3所示,随着干燥时间增加,天麻质量和含水率均逐渐降低。由表5可知,天麻素和对羟基苯甲醇总含量随切片时含水率的升高呈现先升高后下降的趋势,巴利森苷总含量和醇溶性浸出物含量随切片时含水率的升高呈下降趋势。在天麻高含水率时切制,其切片表面颜色较深,翘片占比较大,随着天麻含水率的降低,天麻切片表面颜色变浅,翘片占比逐渐降低。根据熵权-优劣解距离法进行综合评分(表6),得到各样品组评分结果排名:35Q>25Q>45Q>55Q>65Q>75Q,天麻含水率为25%~35%切制所得的天麻饮片质量较高。
2.3 天麻切片最佳干燥方式分析
由表7可知,鼓风干燥组天麻片各标识性成分含量普遍高于其他干燥方式。随干燥温度的上升,天麻切片的天麻素和对羟基苯甲醇总含量呈上升趋势,在100℃时达到最高;巴利森苷总含量和醇溶性浸出物含量随干燥温度升高呈先上升后下降趋势,巴利森苷总含量在80℃时含量达到最高,醇溶性浸出物含量在90℃时最高。试验结果表明在一定范围内提高趁鲜切制温度有利于提高天麻鲜切片指标成分含量,但在高温干燥时,天麻鲜切片由于高温和水分含量变化,药材内发生美拉德反应导致天麻切片呈黄褐色[10],且切片在快速失水的过程中结合水丢失,导致药材细胞壁破裂,纤维素皱缩,产生不可逆形变[11],导致切片翘片严重,影响天麻片的外观。在较低温干燥中,50℃干燥天麻片和60℃干燥天麻片外观性状上评分较高,表面呈黄白色,形态平整。由表8可知,经熵权-优劣解距离法综合评价,60℃鼓风干燥处理的天麻切片评分最高,表明此干燥温度下生产的天麻切片综合质量最高。
3 讨论与结论
目前,大部分根茎类中药材的传统加工方式需要经历多次过水和干燥,造成药材加工工序重复、浪费资源、消耗时间和人力,不利于中药材的规模化生产和集约化利用。中药材“趁鲜加工”工艺能够有效避免药材在分段加工过程中需要多次过水与反复干燥的问题,减少加工过程中药材成分的流失和生产能源的损耗[12]。因此,中药材的趁鲜切制工艺越来越受到重视,《中药材保护和发展规划(2015—2020年)》中明确指出,要推进中药材产地初加工标准化、规模化、集约化,鼓励中药生产企业向中药材产地延伸产业链,开展趁鲜切制和精深加工。该研究中所有批次天麻中的天麻素和对羟基苯甲醇含量总量均高于0.25%,浸出物含量超过15%,水分低于12%,符合2020年版《中华人民共和国药典》对天麻药材的质量要求。
研究以天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E、醇溶性浸出物、切片外观为指标综合考察天麻鲜切饮片质量,其中天麻素和对羟基苯甲醇含量总量和醇溶性浸出物含量均为2020年版《中华人民共和国药典》规定的含量测定指标,多数企业将其作为天麻质量评价不可或缺的指标;巴利森苷A、巴利森苷B、巴利森苷C、巴利森苷E具有抗氧化、调节功能性蛋白表达、抗凋亡、抗炎、治疗高血压、治疗心脑血管疾病等多种现代药理活性[13-16],其含量对天麻品质具有重要影响。天麻是药食同源的大宗药材,多数消费者将天麻的外观性状作为天麻质量评价的第一参考指标,因此天麻切片的外观直接影响天麻鲜切片的价格和企业的经济效益。该研究基于2020年版《中华人民共和国药典》建立天麻外观性状评分体系,通过熵权-优劣解距离法对各处理组天麻标识性成分进行合理的权重赋值,优选天麻趁鲜切制工艺的最佳切制含水率和最佳干燥方式及温度,为企业优选生产工艺提供依据。
天麻趁鲜切制工艺中切片时的含水率、干燥方式和干燥温度对天麻药材的外观性状、天麻素和对羟基苯甲醇总含量、巴利森苷A、B、C、E总含量和醇溶性浸出物的含量有显著影响,控制药材切片时的含水率、干燥方式和温度,能有效提高天麻鲜切片的质量。试验结果表明,天麻鲜切片最佳含水率为25%~35%,干燥方式以鼓风干燥为宜,干燥温度在60℃时切片质量最高,该方法所得天麻干燥片颜色呈黄白色,切片形状均匀平整,标识性成分含量较高,总体质量较好,较为符合消费者对高质量天麻切片的需求。但用于天麻商品的生产时,其干燥温度需要企业根据实际应用需求和目标市场优化选择。
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(责任编辑:王婷)