孙阳恩 李 丽金玉翠于学龙张雅丽王春艳刘海滨张 淹*

（1.山东中医药大学，山东省中医经典名方协同创新中心，山东济南 250355；2.东阿阿胶股份有限公司，国家胶类中药工程技术研究中心，山东聊城 252201）

性状为中药品质的综合体现,可有效反映中药品种、产地、工艺、道地性等方面的差异,其中“辨状论质” 鉴别方法在其品质评价中具有重要作用,但这种传统感官评价手段对中药材及饮片形状、色泽、气味、质地的区分辨识易受外在因素及个体差异影响。因此,开发中药性状客观化、标准化的表征方法对其品质评价和质量控制具有重要意义［1-2］。

阿胶是一味传统的补血中药,首载于《神农本草经》,被列为上品,在临床上有着很高的应用价值,其性平,味甘,归肺、肝、肾经,具有补血、滋阴、润肺、止血功效,素有 “补血圣药”之美誉［3-6］。该药材生产工艺具有悠久的历史,包括焯皮、化皮、炼胶、凝胶、切胶、晾胶、擦胶等诸多工序,原料品质及提取加工对其质量的优劣至关重要,而最直观的品质表现为外在性状［7］。2015年版《中国药典》 一部阿胶质量标准项下对其性状指标进行了描述,规定合格品的质地应“质硬而脆”,但目前尚无客观量化的表征评价方法［8］。因此。本实验采用物性分析仪表征阿胶脆性,建立相关量化检测方法,以期为该药材品质评价标准的提升和制备工艺技术的优化提供参考。

1 材料

东阿阿胶（东阿阿胶股份有限公司,国药准字Z37021368）,经东阿阿胶股份有限公司李士栋高级工程师鉴定为正品。TA.XT-plus 100物性测试仪（英国Stable Micro System公司,力量感应元100 kg）；电子游标卡尺（日本Mitutoyo公司,精度±0.02 mm）。

2 方法与结果

2.1 模式实验筛选

2.1.1 压缩模式实验 将待测样品置于测试台正中央,选取P50、P4、P2柱形探头进行压缩模式质构测试实验,设置基本参数为方法模式Compression；触发力5 g；测前速率1 mm/s；测试速率0.1 mm/s；测后速5 mm/s。结果,由于阿胶硬度极高,3种柱形探头在低速下压（0.1 mm/s）过程中均会发生超载,无法将胶块压缩至破裂,而且探头下压速度越快,冲击力越大,越容易发生超载,故压缩模式不适用于高硬度的阿胶块质构测试。

2.1.2 穿刺模式实验 采用P/2N针形探头进行穿刺模式质构测试实验,设置基本参数为方法模式Compression；触发力5 g；测前速率1 mm/s；测试速率0.5 mm/s；测后速率5 mm/s；下压距离4 mm。结果,由于探头接触面积极小,故相同压力下穿刺模式可产生更大的压强,而且探头刺入胶块至一定深度后,胶块会以穿刺点为中心产生断裂,穿刺模式曲线见图1,可知探头接触胶块时随着下压距离增加,受力不断升高,当达到胶块碎裂点后迅速归零。综上所述,穿刺模式可用于阿胶块的质构分析,但它仅能表征单个点,整体代表性较差,对脆性差异性的敏感度也较低。

图1 穿刺模式曲线Fig.1 Curve for puncturing pattern

2.1.3 三点弯曲模式实验 采用特制的平台和3PB三点弯曲探头,将平台上2个支撑点调整到合适位置以支撑样品长度,然后将其安装到仪器底座上并调整位置,使探头对准平台中心,将胶块平行放置于支撑平台上后进行测试,设置基本参数为支点间距5 cm；方法模式Compression；触发力5 g；测前速率1 mm/s；测试速率0.5 mm/s；测后速率10 mm/s；下压距离4 mm,三点弯曲典型质构特性曲线见图2,可知探头与胶块垂直接触后随着其下压距离增加,压力不断升高,直至胶块在弯折力下发生瞬间断裂。由于在三点弯曲模式下探头与胶块的接触面积较大,整体代表性强,故本实验选择其进行后续研究。

图2 三点弯曲模式典型质构特性曲线Fig.2 Typical texture characteristic curve for threepoint bending pattern

2.2 测试条件筛选

2.2.1 采集速率 阿胶块硬度较大,在测试过程中会瞬时断裂,时间非常短。因此,选择最大数据采集速率,即500包/s,以尽可能采集到更多的受力变化细节。

2.2.2 脆性表征参数 通过三点弯曲质构曲线分析,可得到最大断裂力F（N）、断裂距离D（即断裂时探头的下压距离,mm）。采用游标卡尺测量样品尺寸,计算脆裂应力σ、脆裂应变ε,公式分别为σ=3FL/2bh2、 ε=6hD/L2,其中L为平台支点间距（mm）,b为样品宽度（mm）,h为样品厚度（mm）。再通过TA-Plus软件计算曲线下面积,用于表示脆裂功。

2.2.3 测前速率 设置探头测前速率为0.1、0.5、1.0、1.5、2.5 mm/s,平行测定5次。结果,不同测前速率下脆裂应力、脆裂应变、脆裂功无明显差异（P＞0.05）,本实验选择1.0 mm/s。

2.2.4 测试速率 设置探头测试速率为0.1、0.2、0.3、0.5、1.0 mm/s,平行测定5次,结果见图3～4。由此可知,随着测试速率增大脆裂应力、脆裂应变升高,脆裂功降低,在0.5～1.0 mm/s时三者较稳定,本实验选择0.5 mm/s。

2.2.5 支点间距 设置支点间距为2、3、4、5 cm,平行测定5次,结果见图5～6。由此可知,支点间距小于2 cm时脆裂应力、脆裂应变、脆裂功稳定性不理想,在4～5 cm时三者较稳定,本实验选择5 cm。

2.2.6 测后速率 当探头压力降低使胶块断裂后,会与后者脱离接触,不再产生有效数据,探头在返回过程中也没有力的作用。为了缩短检测时间,本实验选择测后速率为10 mm/s,在样品批量连续检测时可有效提高效率。

图3 测试速率对脆裂应力、脆裂应变的影响Fig.3 Effects of test rate on embrittlement stress and embrittlement strain

图4 测试速率对脆裂功的影响Fig.4 Effect of test rate on embrittlement work

图5 支点间距对脆裂应力、脆裂应变的影响Fig.5 Effects of fulcrum distance on embrittlement stress and embrittlement strain

图6 支点间距对脆裂功的影响Fig.6 Effect of fulcrum distance on embrittlement work

2.3 阿胶脆性评价

2.3.1 传统感官评价 感官评价测试在专用感官评价实验室中开展,选择10名有丰富阿胶评价经验的专业技术人员组成评定小组,对5批样品随机编号,每批评价3次,并保证独立进行,互不干扰。采用传统的“一拍即碎” 感知方法,即手持胶块在硬质台面拍击,观察其碎裂情况,评价标准采用9分制评分法,评价内容分为碎裂用力、碎裂声音、碎裂程度,其中碎裂用力为手持胶块将胶块拍碎时的用力,所需力量最小为1分,最大为9分；碎裂声音为胶块撞击台面发生碎裂时的声音,声音最清脆为1分,最低沉为9分；破碎性为胶块拍击后的碎裂程度,碎片最多为1分,仅2块为9分,感官评价综合评分=（碎裂用力评分+碎裂声音评分+碎裂程度评分）/3,综合评分越小,阿胶脆性越大。结果,5批样品综合评分分别为（3.07±0.55）、（1.87±0.51）、（4.87±0.38）、（5.53±0.18）、（8.53±0.30）分,即样品2脆性最大,样品5脆性最小。

2.3.2 三点弯曲模式实验评价 测定5批样品脆裂应力、脆裂应变、脆裂功,通过SPSS 11.0软件进行统计学处理,组间分析采用多重比较,结果见表1。由此可知,各批样品3种参数比较,差异均有统计学意义（P＜0.05）。

表1 三点弯曲模式实验结果（， n=5）Tab.1 Results for three-point bending pattern tests （， n=5）

表1 三点弯曲模式实验结果（， n=5）Tab.1 Results for three-point bending pattern tests （， n=5）

注：同一种参数不同小写字母表示它们之间有显著性差异（P＜0.05）。

2.3.3 相关性分析 表2显示,“2.3.1” 项下感官评价综合评分与“2.3.2” 项下脆裂应力、脆裂应变、脆裂功均具有一定相关性,其中与脆裂应力之间的Pearson相关系数最高（0.979）,即该参数为阿胶脆性的最佳表征指标。

表2 相关性分析结果Tab.2 Results of correlation analysis

3 讨论

以中药性状来鉴别其品质是重要的传统经验,其中“辨状论质” 法具有科学性和实用性,是中药质量的重要评价指标［9-11］,但其主观性较强、易受环境、评价人员情绪、健康状况等因素影响,而且需要专业评审员,对感官评价人员的经验要求较高,无法准确量化,可能影响产品质量的进一步提升和有效控制［12-13］。

正品阿胶应具有合适的脆性,以颜色乌黑、光亮、透明、无腥臭气、经夏不软者为佳［14-15］。本实验采用物性测试仪建立了阿胶脆性的客观表征方法,确定最佳脆性检测模式为三点弯曲；最佳条件为测前速率1 mm/s,测后速率10 mm/s,测试速率0.5 mm/s,支点间距5 cm；最佳表征参数为脆裂应力,该方法稳定可行,重复性好,对该药材性状品质的综合评价、分级区分,以及生产工艺稳定性的提升具有良好的指导价值。但阿胶脆性受制作原料、生产加工工艺、厚度、贮存时间等影响,它与上述因素的关联性仍需作进一步研究。