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基于正交设计的白术产地加工工艺研究*

2019-08-15吴蜀瑶谌瑞林吴志瑰

光明中医 2019年14期
关键词:挥发油内酯白术

吴蜀瑶 谌瑞林 吴志瑰 李 洋 谢 斌

白术为常用补益类中药,来源于菊科植物白术AtractylodesmacrocephalaKoidz.的干燥根茎,其性温,味苦、甘,归脾、胃经;具有健脾益气、燥湿利水、止汗、安胎等功效[1]。现代医学中常用白术治疗慢性胃肠炎、肝炎、贫血等疾病[2]。白术作为临床大宗药材之一,在我国具有悠久的生产、栽培和应用历史。传统的白术产地加工方法分为晒干和烘干2种。烘干,称烘术;晒干,称生晒术[3]。而由于晒干受天气影响较大,农户更青睐烘干的加工方法,故而目前在市场上以烘术占据主导地位。因烘干法较晒干法更易量化,故本研究对影响烘干的因素采用正交设计,建立HPLC测定白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的含量测定方法,并对其含量进行测定,同时测定白术中挥发油及浸出物的含量,初步优选白术产地加工工艺。

1 仪器与试药

1.1 仪器 安捷伦1260高效液相色谱仪(G1311B四元泵、G1329B进样器、G1316A柱温箱、G1315D检测器,安捷伦科技有限公司)、色谱柱(安捷伦ZORBAX SB-C18,5 μm,150 mm×4.6 mm)、挥发油测定器、MS204分析天平(梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司)、101-2AB型电热鼓风干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司)、CPA225D分析天平(赛多利斯(上海)贸易有限公司)、KCD-1006型超声仪(南昌科昌达超声波设备厂)、HH-4型水浴锅(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司)。

1.2 试药 白术药材(采于江西永修,经笔者鉴定为菊科植物白术AtractylodesmacrocephalaKoidz.的新鲜根茎)、白术内酯Ⅰ对照品(中国食品药品检定研究院,批号111975-201501)、白术内酯Ⅱ对照品(中国食品药品检定研究院,批号111978-201501)、白术内酯Ⅲ对照品(中国食品药品检定研究院,批号111976-201501)。水为纯净水,甲醇为色谱纯,甲酸、乙醇为分析纯。

2 方法与结果

2.1 白术烘干试验的正交设计 根据产地的考察情况,结合文献资料[4~7],目前白术产地加工常采用的烘干工艺是将白术烘至全干,待表面须毛及泥土脱落后,在炮制饮片时再软化切片;也有将白术烘至8成干后切片,继续烘至完全干燥。笔者比较了2种烘干方法,综合考虑,选取了烘干温度、堆放层数、切片厚度作为考察因素进行实验,以浸出物、挥发油、白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ含量组成的综合评分为指标做正交设计(白术内酯Ⅰ含量的权重系数为0.3、白术内酯Ⅱ含量的权重系数为0.15、白术内酯Ⅲ含量的权重系数为0.15,浸出物权重系数为0.2、挥发油权重系数为0.2),初步筛选最优产地加工工艺。因素与水平见表1。

表1 白术干燥正交试验的因素水平

2.2 白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ的含量测定

2.2.1 色谱条件与系统适用性试验 以十八烷基硅烷键合硅胶为填充柱;以甲醇:0.1%甲酸溶液(65∶35)为流动相,流速为0.6 ml·min-1;柱温25 ℃;白术内酯Ⅱ检测波长为280 nm,白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅲ检测波长为220 nm;白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的理论塔板数均不低于7000。

2.2.2 对照品溶液的制备 取白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ对照品适量,加甲醇制成每1 ml含白术内酯Ⅰ11 μg、白术内酯Ⅱ14.8 μg、白术内酯Ⅲ 9.8 μg的混合溶液,即得。

2.2.3 供试品溶液制备 取白术药材粉末(过100目筛)约0.5 g,精密称定,置50 ml具塞锥形瓶中,精密加入甲醇15 ml,精密称定,超声(功率250 W,频率33 kHz)45 min,冷却至室温,用甲醇补足重量,用0.45 μm微孔滤膜滤过,取续滤液作为供试品溶液。

2.2.4 线性关系考察 取上述对照品溶液,精密吸取此混合溶液0.5、1.6、2.4、3.2、4.0、10 ml分别置于10 ml的容量瓶中,加甲醇稀释至刻度,摇匀。按上述色谱条件进样,以峰面积(Y)为纵座标,浓度(X)为横座标,进行回归。得回归方程:白术内酯ⅠY=93.721X+0.3971(r=0.9996),线性范围0.55~11 μg/ml;白术内酯ⅡY=85.896X-7.0404(r=0.9998),线性范围0.74~14.8 μg/ml;白术内酯ⅢY=90.893X+1.7781(r=0.9999),线性范围0.49~9.8 μg/ml。

2.2.5 精密度试验 精密吸取对照品溶液10 μl,注入液相色谱仪,连续进样5次,记录色谱峰面积,计算白术内酯Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ峰面积。RSD分别为1.1%、0.8%、1.2%,表明该方法精密度较好。

2.2.6 重复性试验 取同一白术样品粉末,共6份,依法制备供试品溶液,按照上述色谱条件进样,测得白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量的RSD分别为0.8%、1.2%、1.0%,表明该方法的重复性良好。

2.2.7 稳定性试验 取白术药材粉末,依法制备供试品溶液,按照上述色谱条件分别于0、2、4、8、12 h进样10 μl,记录各成分的峰面积,考察供试品溶液放置稳定性。测得白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ峰面积的RSD分别为1.1%、1.2%、0.9%,表明供试品溶液在12 h内稳定。

2.2.8 加样回收试验 取已知含量的白术样品粉末,共6份,每份约0.5 g,精密称定,分别加入相当于药材中白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对照品溶液,按照已确定的方法制备供试品溶液并依法测定,记录色谱图,计算回收率。白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平均加样回收率分别为101.75%(RSD=1.4%)、100.59%(RSD=2.2%)、100.34%(RSD=2.3%),结果表明回收率试验符合要求,方法的精密度良好。见表2。

表2 加样回收试验结果

2.2.9 含量测定 分别精密吸取对照品溶液及供试品溶液各10 μl,注入液相色谱仪中测定。结果见表3。

2.3 浸出物含量测定 分别取9个烘术供试品2 g,精密称定,照《中华人民共和国药典》2015年版一部附录XA项下的热浸法测定,用60%乙醇作溶剂进行测定。

2.4 挥发油含量测定 分别称取9个烘术供试品20~30 g(过2号至3号筛,并混合均匀),照挥发油测定法《中华人民共和国药典》2015版一部(附录XD)项下的乙法测定。

2.5 白术烘干工艺优化正交试验结果 在3个主要因素中,由极差可以看出A>C>B,即烘干温度的影响最大,切片厚度次之,而堆放层数的影响最小。由表4的显著性分析,可得出因素A的P<0.05,可知烘干温度相对于其他因素对白术的烘干质量具有显著影响,应取最好水平。根据结果分析,白术烘干的最佳工艺为A2B2C2,即将白术平铺堆放2层,在50 ℃下进行烘烤,至八成干,将药材切成厚度约0.4 cm,再继续烘至完全干燥。白术烘干工艺优化4因素3水平正交试验结果与分析见表3、表4。

表3 L9(34)正交试验结果

表4 方差与显著性分析

2.6 验证实验 参照优选出的烘干条件分别加工3批烘术,测定其白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ、浸出物、挥发油的含量,计算RSD值。采用最优烘干工艺即A2B2C2实验组合所得三批烘术药材其白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及挥发油和浸出物含量均高于正交试验中综合评分得分最高的A2B1C2试验组合,表明所优选的烘干工艺较为优良,条件稳定可行,可作为烘术加工的参考工艺。结果见表5。

表5 白术最佳烘干工艺验证表

3 讨论

本研究通过选取烘干温度、堆放层数、切片厚度作为考察因素进行实验,以浸出物、挥发油、白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ含量组成的综合评分为指标完成正交试验,初步的筛选出了最优产地烘干法的加工工艺。由于白术内酯为白术的有效成分,尤以白术内酯Ⅰ药理作用明显,具有较强的增强唾液淀粉酶活性、促进肠管吸收、调节肠道功能的作用[8],其活性与白术健脾运脾的作用相符合,因此在综合评分时,白术内酯Ⅰ含量的权重系数设为0.3、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ含量的权重系数分别为0.15。

实验筛选了白术产地加工工艺的最优方案,即将白术平铺堆放2层,在50 ℃下进行烘烤,至八成干,将药材切成厚度约0.4 cm,再继续烘至完全干燥。并按最佳工艺进行验证试验,验证结果表明所优选的烘干工艺较为优良,稳定性好,从而证明了该工艺的科学性、合理性。另外,根据实验结果可知,堆放层数对白术的烘干质量影响最小,P=0.1173>0.05,差异无统计学意义,所以在实际的生产过程中,如果需干燥的药材较多,为了提高效率,也可以采取将白术平铺堆放3层,再依法进行干燥。

综上,通过正交试验,初步优选了白术的烘干加工工艺,为规范白术产地加工操作规程提供了翔实的实验数据和参考,也为指导药农生产、保证药材质量的稳定可控、确保临床疗效奠定了基础。下一步将结合农户的生产实际,对烘术的加工方法进行更深入和细致的研究,优选出既简单易行、成本低,又能最大程度保证药材质量的产地加工方法,以期指导农户生产加工。

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