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基于超声波联用技术的中药材党参绿色养护的可行性

2020-01-11李芳蓉刘凤霞张建军赵云峰

中兽医学杂志 2020年9期
关键词:法测定苍术党参

李芳蓉*,刘凤霞,牛 娟,张建军,赵云峰

(甘肃中医药大学 药学部,甘肃 定西743000)

甘肃省定西市誉为“中国药都”,盛产各种中药材,中药材产业为主要的经济支柱产业。中药材为地区经济发展和民众生活水平的提高做出了重要贡献。市辖渭源县为“中国党参之乡”。渭源县地处内陆北温带,属于陇中南部温带半湿润区,北部山区黄土层深厚,适合种植党参,誉为“党参故里”,党参产量占全国60%。所产党参皮肉坚实,清香、甘甜,质优,疗效显著。党参药用栽培历史悠久,早在清代就有记载,张璐《本经逢源》中最早提到党参,称“名上党人参”[1],吴仪洛在《本草丛新》及吴其在《植物名实图考》也有记载[2-3]。

1 党参绿色科学养护的迫切性和重要性

党参是一味重要的传统大宗药材,2020 版《中国药典》规定,其来源为桔梗科多年生草本植物党参(codonopsis pilosula)的干燥根。味甘性平,具有补中益气,和脾胃,除烦渴之功效,可用于治疗脾肺虚弱,心悸气短无力,食少便溏,虚喘咳嗽、津伤口渴,内热消渴、自汗虚脱、慢性肾炎等症,药用价值极高,常作为人参的替代品[4-5]。

随着社会的进步、生活水平的提高和民众保健意识日渐增强,药食同源药材党参等的生产规模不断扩大和市场需求量逐年递增,受市场等因素的影响也愈加明显,库存量也随之增大。党参药材味甜质柔润,含有较多糖类等营养物质成分,在实际贮藏过程中极易受潮发生霉变、虫蛀、变色、变软发黏、泛、糖走油等变异现象[6-7],根头上疣状突起的痕及芽或枝根折断处尤易发生[8],影响药材质量,降低药材的安全有效性,经济损失巨大。据调查,党参是甘肃省受仓储害虫为害最严重的中药材,其次是当归、红芪和黄芪等[9]。

2 超声波及其联用技术

2.1 超声波技术

超声波频率高、波长短、方向性好、穿透力强。超声波清洗属物理清洗,主要是利用其空化效应,对物体表面污物进行撞击、剥离。超声波辅助清洗中药材,可快速彻底清洗,不留死角,且超声空化作用能在细胞液与细胞壁等间产生局部高压、高热和微射流,抑制虫卵,对病菌、霉菌、细菌等病原微生物有强烈杀灭作用[10-11]。超声波清洗能实现节水环保、快速洗涤,有效保护药材的作用,同时,经超声清洗中药材干燥时间明显缩短[12-13]。超声波清洗中药材省时、省力,清洁度高,有效成分损失量少[14],是理想的中药材清洗方法[15-16]。将党参药材在贮藏保存前预先超声波清洗,提前消除隐患,有利于后期贮藏养护,是科学、绿色的党参养护技术。

2.2 天然抑菌、防腐性环境友好高分子

天然抑菌、防腐性环境友好高分子在果蔬保鲜中的应用较多。壳聚糖具有良好的抑菌活性、环保性、成膜性及抗菌谱广等特点,是一种潜力巨大的新型天然防腐剂。壳聚糖与高分子和离子性复合物可形成凝胶,成膜,广泛应用于食品保藏和水果保鲜[17]。壳聚糖可以在贮藏期内有效对中药材防霉防蛀[18]。魔芋葡甘聚糖是可再生的天然高分子多糖,溶于水后能形成高黏度的假塑性溶液,具有黏性、稳定性、成膜性、凝胶性、抗菌性及可食性等优点,被广泛应用于医药、食品、化工、农业等领域,可作为膜液原料应用于农产品的贮藏保鲜[19],在可食用膜的制作方面应用前景广阔[20-21]。甘露聚糖是经济高效的天然食品防腐剂,无色、无毒、无异味,能有效防止食品腐败变质、发霉和遭受虫害,可用于水果、蔬菜、豆制品、蛋类及鱼类等食品保鲜贮藏[22-23]。将党参贮藏前预先超声清洗,再利用超声波的分散作用,在其表面均匀涂布一层天然抑菌性环境友好高分子,隔离药材与外界环境,阻断贮藏期霉菌、细菌和病毒等侵蚀,安全、高效、无化学污染,是绿色科学的党参药材贮藏养护技术。

2.3 紫外线(UV-C)杀菌消毒技术

紫外线(UV-C)照射是无化学污染的物理处理法,既能诱导其相关酶如PAL、CAT 和SOD 等产生,提高果蔬抗病性,减少采后腐烂引起的经济损失,且能减少使用各种化学保鲜剂,是绿色环保的贮藏保鲜途径[24-25]。同时空气中的O2在紫外线照射下可产生一定量具有更强氧化性的O3,进一步增强其抑菌消毒效果。将党参药材贮藏前预先超声清洗,再用UV-C 照射,即利用超声-UV 联用技术养护党参,是科学、绿色的贮藏养护技术。

2.4 O3 灭菌消毒技术

O3是安全、环保、高效、无残留的新兴灭菌技术,在医疗卫生及生产生活等领域应用广泛,倍受欢迎,也适于含挥发性、热敏性、糖分高、易霉变、富油脂类成分中药材灭菌[26]。将党参药材贮藏前预先超声清洗后,再进行O3灭菌处理,即利用超声- O3联用养护,是科学、绿色的党参药材贮藏养护技术。

3 超声波联用技术养护中药材党参评价养护效果的待检药效成分及测定方法

3.1 待检药效成分

现代药理研究表明,党参具有调节血糖,促进造血机能,降压、抗氧化、抗缺氧,抗肿瘤、耐疲劳,抗衰老,增强免疫力,调节胃肠收缩及抗溃疡等多种作用;可增加红血球数、改善贫血;对化疗放疗引起的白细胞下降有提升作用;有强心,促进血液凝固,收缩子宫,降低血糖、抗炎、提高输出量、扩张外周血管、降血压和治疗作用;又可抑制肾上腺素的升压,补气养血,和脾健胃,生津祛痰等功能。党参主要药效成分为党参炔苷、苍术内酯Ⅲ、党参多糖等。党参炔苷具有很好的专属性和特征性,可作为党参的质量评价和控制指标。党参炔苷对胃黏膜损伤具有很好的保护作用,是党参保护胃黏膜的活性成分之一[27]。苍术内酯Ⅲ具有抗炎、抗肿瘤,调节胃肠道功能和促进营养物质吸收功能。王峥涛等[28]认为苍术内酯Ⅲ是党参的特征性成分,可作为评估党参道地药材的成分。党参多糖具有抗氧化、抗疲劳、清除自由基、抗衰老、免疫调节、提高记忆力、抗肿瘤等药理作用[29]。来源广泛、价格低廉、资源丰富、毒副作用小是党参多糖的重要特点[30]。

3.2 待检药效成分分析测定方法

为了评价养护效果,选择确定了超声波联用技术养护党参后药效成分的分析测定方法。

3.2.1 高效液相色谱法分析测定党参炔苷、苍术内酯Ⅲ

3.2.1.1 党参炔苷的分析测定

高效液相色谱法 (High Performance Liquid Chromatography,HPLC)是应用较广的党参炔苷分析测定方法,方法专属性好,简单可靠,多采用C18 色谱柱,流动相乙腈和水,以HAc 调节pH。陈慧慧等[31]采用HPLC 法测定11 批不同产地党参中党参炔苷含量。方法简便易行、准确度高,能满足党参炔苷定量测定要求,可为中药企业采购药材提供依据。贺庆等[32]采用HPLC 法,测定了11 批不同种与不同产地的党参中党参炔苷的含量,含量范围0.035~1.314mg·g-1,方法快捷、简便、可靠,能用于评价党参质量。赵晓华等[33]采用HPLC 法分析不同产地党参的芦头、参体和参尾中党参炔苷的含量。党参炔苷分离度好,线性范围宽,回收率高,结果显示党参不同部位党参炔苷含量不同。方法简便、灵敏,适于不同样品中党参炔苷含量的快速检测。陈璐等[34]以HPLC 法分析9 个不同产地党参中党参炔苷的含量。方法准确、简便,适于党参炔苷含量的测定。陈前锋等[35]建立HPLC 法同时测定不同产地党参中党参炔苷和丁香苷含量的方法。该法两种成分色谱峰分离良好,操作简便、快速,稳定可靠,适于党参2 种主要成分定量分析。周媛等[36]建立HPLC 法同时测定党参固本丸中党参炔苷等7 种成分含量方法,7 种成分线性关系良好,平均加样回收率和RSD 均符合要求。方法简便准确,重复性好,适于党参固本丸的质量控制。李颖等[37]采用HPLC 法比较测定了不同来源的两种党参中党参炔苷含量,测得两种党参中党参炔苷含量分别是0.33 mg·g-1和0.37mg·g-1,线性关系良好。孟秀杰等[38]建立HPLC 法同时测定复方党参片中党参炔苷等9 种成分含量方法,结果9 种成分线性关系良好,平均加样回收率和RSD 均符合要求。方法简便准确,重现性好,可用于复方党参片的质量控制。贡东军等[39]建立了同时测定党参中党参炔苷及苍术内酯Ⅲ的HPLC 方法。两种成分分离良好,操作简便、准确,重复性好,适于党参炔苷与苍术内酯Ⅲ的同时测定。李桂秀等[40]采用HPLC 法,以专属性成分党参炔苷、党参苷Ⅳ和苍术内酯Ⅲ为指标,采用外标法测定7 种不同来源药材中3 种成分含量,结果党参中3 种专属性成分可用一测多评法测定,实测值与计算值间无明显差异。

3.2.1.2 苍术内酯III 的分析测定

苍术内酯Ⅲ(atractylenolide Ⅲ)是党参的另一重要的药效成分,也是鉴定党参真伪和评定其质量的公认特征指标之一。HPLC 法是苍术内酯Ⅲ的含量测定的经典方法。王爱娜等[41]采用HPLC 外标测定苍术内酯Ⅲ,测定了科技部陵川党参规范化种植基地和非基地山西平顺及甘肃种植的党参。建立党参中苍术内酯Ⅲ的HPLC 外标测定法,缩短了出峰时间,分离效果好,准确而灵敏、重现性好,是控制党参质量的有效方法。刘书斌[42]采用HPLC 测定苍术内酯Ⅲ等的含量,探讨党参商品等级与质量评价指标的相关性,以期提出科学、规范、合理的种植建议,并为行业商品等级标准的规范化提供经验与方法。郝桂明等[43]建立反相HPLC 法测定党参中苍术内酯Ⅲ含量的方法。方法简便,准确,适于党参药材的质量控制。关琳静[44]采用RP-HPLC 法,测定74 批次党参药材中党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的含量,并比较差异;研究3 种基源的54 批次党参药材的HPLC特征图谱,结果不同基源、产地和栽培、加工处理方式的党参特征图谱有明显差异。邹元锋等[45],建立同时测定党参中党参炔苷及苍术内酯Ⅲ含量的HPLC 分析法。方法操作简便、准确,重复性良好,可作为党参中党参炔苷与苍术内酯Ⅲ同时测定的有效方法。杨静等[46]采用HPLC 方法以党参炔苷和苍术内酯Ⅲ为检测指标,对不同产地党参及不同产地党参引种到山西种植基地党参药材进行了含量测定和比较分析。李中华等[47]采用RP-HPLC 法测定苍术内酯Ⅲ,以蒸发光散射检测器(ELSD)测定党参中苍术内酯Ⅲ的含量,并与二级管阵列检测器(PAD)测定结果进行比较。结果使用两种检测器测得的苍术内脂Ⅲ含量基本一致,ELSD RP HPLC 法测定党参药材中苍术内脂Ⅲ的含量的方法简便、易行、准确、可靠。

因此,以HPLC 法进行党参炔苷、苍术内酯Ⅲ的含量的测定,已经是成熟、可靠、经典的方法。本课题组拟采用HPLC 法,对传统养护和超声波联用技术养护后党参中党参炔苷、苍术内酯III的保留情况进行对比检验和评价养护效果,具有合理性和科学性。

3.2.2 紫外可见光谱法测定党参多糖

党参多糖(Codonopsis pilosula polysaccharide,CPP)是党参重要的有效成分,含量高低能初步反映党参药材质量高低和鉴别党参药材,特别是道地产区药材中党参多糖的含量,是合理制定党参药材质量标准的依据,以此保证党参品种的真实性及用药的安全有效性[48]。紫外可见光谱法(ultraviolet visible spectrometry,UV-Vis)是党参多糖含量的测定应用较多的方法,其中苯酚一浓硫酸比色法最为经典有效。时军等[49]采用硫酸- 苯酚比色法测定党参总多糖成分,在λ=485nm 处测定了5 个不同产地、9 种规格的党参药材样品。结果样品中党参炔苷与总皂苷含量相关,与总多糖不成正比,为科学评价和有效控制党参质量提供了依据。张丽等[50]采用苯酚- 浓硫酸法测定党参多糖含量,比色波长490nm。测定了3 批党参多糖口服液中多糖含量。方法适于党参多糖口服液中多糖的含量测定。董立莎等[51]采用苯酚-硫酸法对黔产党参中党参多糖在λ=480nm 处进行测定,研究结果为该省党参类药材内在质量评价和新资源开发利用提供了依据。卢新生等[52]采用苯酚-硫酸法测定甘南党参多糖含量,正交优化多糖提取条件,得到党参多糖提取的最佳工艺条件。咸丰等[53]采用苯酚-硫酸法测定多糖的含量。方法快速、准确、重现性好,便于实际应用。为党参药材质量评价、综合利用和新资源的开发提供了依据。杜清等[54]应用苯酚- 硫酸法于490 nm处测定不同野生产地和商品明党参药材中多糖的含量。石玲玲等[55]采用苯酚-硫酸法测定黔党参药材中多糖的含量,方法简便快速、准确可行,为贵州道地药材黔党参质量控制提供了实验依据。建立了板桥党参多糖含量的测定方法。王桂红等[56]采用苯酚- 硫酸法测定多糖含量。该法简便、快速、准确、重现性好,为板桥党参质量控制提供了依据。徐广侠[57]采用苯酚- 硫酸法测定党参提取物中多糖含量。方法简便、快速,为党参提取物质量控制提供了可行方法。雷孝义等[58]用苯酚- 硫酸法测定规范化产区潞党参多糖含量,测得潞党参含多糖量较高,具有开发利用价值。李瑞燕等[59]研究苯酚- 硫酸法测定党参水溶性多糖的影响因素,结果用苯酚- 硫酸法结合3,5- 二硝基水杨酸法来测定党参水溶性多糖含量,可用于党参多糖的质量控制。

4 结束语

综上所述,党参是临床应用广泛、应用价值极高的中药,但因其含糖量高,营养成分丰富,以及贮藏养护技术方法欠科学等多方面的问题,霉烂和虫蛀等各种变质变异现象严重,影响药材质量和用药安全,故研究其科学贮藏养护势在必行。超声波洗涤中药材快捷方便、节水、节能、环保,抑制虫卵、强烈杀虫、灭菌等,药效成分散失少,亦能有效保护中药材。天然抑菌、防腐性环境友好高分子在果蔬、粮食保鲜中应用广泛,O3灭菌、杀虫效果明显,在储粮保鲜中应用广泛。UV-C 能提高果蔬抗病性,减少采后腐烂,减少化学保鲜剂的使用,是绿色环保的贮藏保鲜途径。将无毒、无害、安全、绿色、高效的超声技术、超声- 天然抑菌高分子、超声-O3、超声-UV、超声-O3-UV 等技术联用,应用于党参药材贮藏养护中,既可提前消除隐患又能后续防霉、防蛀、防变异等,研究和应用前景光明广阔。选定超声波联用技术养护党参后评价养护效果的待检药效成分为党参炔苷、苍术内酯Ⅲ和党参多糖,选定HPLC 法测定党参炔苷、苍术内酯ⅢUV-Vis 法测定党参多糖。各待检成分代表性强,测定方法经典,简捷,稳定、高效、可靠,实际应用广泛。

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