不同干燥工藝對(duì)紅芪中毛蕊異黃酮和芒柄花素含量的影響△

李越峰，牛江濤，曹瑞，邊甜甜，司昕蕾，辛二旦，張愛霞，嚴(yán)興科*

1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省中藥質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000

紅芪為豆科植物多序巖黃芪HedysarumpolybotrysHand.-Mazz.的干燥根，因其皮色紅潤，故又稱黑芪[1]。紅芪性甘而微溫，歸肺、脾經(jīng)，具有補(bǔ)氣升陽，固表止汗，利水消腫等功效[2]。毛蕊異黃酮和芒柄花素是紅芪中的指標(biāo)性成分，具有抗腫瘤、抗氧化等藥理作用[3]。有研究發(fā)現(xiàn)，芒柄花素具有弱雌激素樣作用，能改善血脂紊亂，保護(hù)心血管系統(tǒng)并能促進(jìn)乳腺發(fā)育[4-5]。毛蕊異黃酮具有防止腎臟纖維化[6]和保護(hù)腦細(xì)胞等作用[7]。因此，研究保存紅芪中毛蕊異黃酮與芒柄花素的高效干燥工藝對(duì)紅芪在食品和制藥行業(yè)的資源合理利用意義重大。本實(shí)驗(yàn)基于HPLC色譜技術(shù)，研究不同干燥方法對(duì)紅芪藥材中毛蕊異黃酮、芒柄花素含量的影響，為建立紅芪藥材最優(yōu)干燥工藝提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料

1.1 儀器

高效液相色譜儀(Agilent公司，Agilent1260)；真空冷凍干燥機(jī)(北京松源華興科技發(fā)展有限公司，LGJ-18S)；微波爐(慈溪市天來衡器廠，HX502T)；真空干燥機(jī)(上海齊欣科學(xué)儀器有限公司，DZF-6090)；電熱鼓風(fēng)烘箱(天津市泰斯特儀器有限公司，101-2A)；馬弗爐(沈陽市節(jié)能電爐廠，SX2-4-9)；玻璃儀器氣流烘干機(jī)(河南省鞏義市杜甫儀器廠，B型)；十萬分之一分析天平(北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司，BT125D)。

1.2 試劑

毛蕊異黃酮(批號(hào)：20575-57-9)、芒柄花素(批號(hào)：485-72-3)對(duì)照品均為HPLC≥98%，產(chǎn)自北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)研究院；乙腈(批號(hào)：20151201)、甲醇(批號(hào)：20170220)均為色譜純級(jí)，均產(chǎn)自天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.3 藥材

實(shí)驗(yàn)所用紅芪藥材樣品采自甘肅省隴南市武都區(qū)米倉鎮(zhèn)，經(jīng)甘肅中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院李越峰教授鑒定為豆科植物多序巖黃芪HedysarumpolybotrysHand.-Mazz.的干燥根[8]。

2 方法與結(jié)果

2.1 藥材前處理

藥材采集后，挑選圍徑3 cm左右粗細(xì)的紅芪藥材，快速?zèng)_洗除去泥土，剪掉須根，剪除頭尾，截成18～20 cm左右的藥材段備用。

2.2 干燥方法

2.2.1 微波干燥 取準(zhǔn)備好的紅芪藥材置于微波爐中，將藥材分別鋪設(shè)至厚度為1層、2層、3層，在低溫、中溫、高溫時(shí)分別干燥，間隔1 min稱量一次紅芪藥材的質(zhì)量，干燥至前后質(zhì)量差不超過0.01 g時(shí)停止干燥[8]。

2.2.2 電熱鼓風(fēng)干燥 將紅芪藥材置于電熱鼓風(fēng)干燥箱中，藥材鋪設(shè)厚度分別為1層、2層、3層，分別設(shè)定加熱溫度至45、55、65 ℃，分別干燥并記錄，干燥期間每間隔90 min測(cè)量一次紅芪的質(zhì)量，干燥至前后質(zhì)量差不超過0.01 g時(shí)停止干燥[9]。

2.2.3 真空冷凍干燥 將藥材置托盤中，置真空冷凍干燥機(jī)-30 ℃冷井預(yù)冷1 h后，取出放在隔離板上，蓋上真空罩并抽真空(-55 ℃，真空度0.1 kPa)緩慢升溫干燥5 h后取出稱質(zhì)量[10]，待前后質(zhì)量差不超過0.01 g時(shí)干燥完成[9]。

2.2.4 真空干燥 將紅芪藥材平鋪于一托盤，另一托盤放入P2O5干燥粉末，同置于真空干燥設(shè)備中，密封設(shè)備后抽真空達(dá)約0.074 MPa，將加熱溫度調(diào)至70 ℃抽真空干燥，定時(shí)將藥材取出稱質(zhì)量，待前后質(zhì)量差不超過0.01 g時(shí)干燥完成[9]。

2.2.5 曬干 將紅芪藥材平鋪于瓷盤內(nèi)，白天晾曬，夜間堆積發(fā)汗，同時(shí)記錄環(huán)境溫度和濕度。晾曬過程中多次翻曬，使其快速干燥，待藥材前后質(zhì)量差不超過0.01 g時(shí)干燥完成[11]。

2.2.6 陰干 將紅芪藥材平鋪于瓷盤內(nèi)，置于通風(fēng)陰涼處，同時(shí)記錄環(huán)境溫度和濕度，干燥期間定時(shí)稱量藥材質(zhì)量，待藥材前后質(zhì)量差不超過0.01 g時(shí)干燥完成[9]。

2.3 異黃酮類成分(毛蕊異黃酮、芒柄花素)的測(cè)定

2.3.1 色譜條件 本研究所用色譜柱為HC-C18色譜柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；乙腈-0.01%磷酸水溶液為流動(dòng)相；梯度洗脫程序?yàn)?～12 min，30%～33%乙腈；12～13 min，31%～40%乙腈，13～25 min，40%乙腈；檢測(cè)波長：248 nm；進(jìn)樣量：10 μL；流速：1.0 mL·min-1；柱溫：30 ℃。此色譜條件下色譜圖分離度良好，見圖1～2。

注：1.毛蕊異黃酮；2.芒柄花素。圖1 混合對(duì)照品HPLC圖

注：1.毛蕊異黃酮；2.芒柄花素。圖2 供試品HPLC圖

2.3.2 混合對(duì)照品溶液的配制 分別用10 mL容量瓶將精密稱取的毛蕊異黃酮與芒柄花素對(duì)照品1.00、4.00 mg加甲醇超聲溶解后，定容至刻度，分別作為毛蕊異黃酮和芒柄花素對(duì)照品母液。分別精密吸取毛蕊異黃酮和芒柄花素對(duì)照品母液1、3 mL并加入10 mL容量瓶中，用甲醇分別定容至刻度即得混合對(duì)照品溶液，其中毛蕊異黃酮和芒柄花素的質(zhì)量濃度分別為10、120 μg·mL-1。

2.3.3 待測(cè)樣品溶液制備 精密稱取紅芪不同干燥品藥材樣品粉末約3.0 g，加入到150 mL的錐形瓶中，向錐形瓶中加入甲醇30 mL，置于80 ℃水浴鍋中回流提取1 h，過濾，將濾液置于蒸發(fā)皿中水浴濃縮后定容至10 mL容量瓶中備用。

2.3.4 回歸方程建立 分別精密吸取一定量的上述混合對(duì)照品溶液，配制成5個(gè)系列濃度，其中芒柄花素的質(zhì)量濃度分別為為24.0、60.0、78.0、96.0、120.0 μg·mL-1，毛蕊異黃酮質(zhì)量濃度分別為2.0、5.0、6.5、8.0、10.0 μg·mL-1，進(jìn)樣10 μL，用上述色譜條件測(cè)定。以對(duì)照品濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)照品對(duì)應(yīng)色譜峰峰面積值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[1]，結(jié)果見表1。結(jié)果表明，芒柄花素、毛蕊異黃酮分別在24.0～120.0、2.0～10.0 μg·mL-1線性關(guān)系良好。

表1 芒柄花素和毛蕊異黃酮線性回歸結(jié)果

2.3.5 精密度試驗(yàn) 精密吸取上述兩種異黃酮的混合對(duì)照品溶液，在本研究色譜條件下連續(xù)進(jìn)樣6次，測(cè)定兩種化合物的峰面積[12]。其峰面積的RSD值分別是0.05%、0.05%，均小于3%，表明儀器精密度良好。

2.3.6 穩(wěn)定性試驗(yàn) 在室溫條件下保存一紅芪供試品溶液，并分別于第4、8、12、20、24 h進(jìn)樣檢測(cè)，分別計(jì)算毛蕊異黃酮和芒柄花素峰面積的RSD值[12]。得到的該樣品中上述兩種化合物的峰面積RSD值分別為2.60%、0.68%，均小于3%，表明供試品溶液在室溫條件下24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.3.7 重復(fù)性試驗(yàn)將電熱鼓風(fēng)干燥所得紅芪樣品粉末精密稱取6份，分別按2.3.3項(xiàng)下方法制成供試品溶液，并按2.3.1項(xiàng)下色譜條件測(cè)定。結(jié)果顯示，此樣品中毛蕊異黃酮和芒柄花素的峰面積的RSD值分別為1.40%、0.82%，均小于3%，表明本測(cè)定方法重復(fù)性良好[12]。

2.3.8 加樣回收率試驗(yàn) 將電熱鼓風(fēng)干燥所得紅芪樣品粉末精密稱取9份，每份約1.0 g，精密加入等量的毛蕊異黃酮和芒柄花素對(duì)照品，按上述供試品溶液制備方法制備成供試品溶液，按本研究色譜條件測(cè)定并計(jì)算毛蕊異黃酮和芒柄花素回收率及RSD值[12]。結(jié)果顯示，毛蕊異黃酮和芒柄花素回收率及RSD值分別為97.26%、2.71%和96.88%、2.42%。表明，回收率符合要求，方法穩(wěn)定。

2.3.9 毛蕊異黃酮和芒柄花素含量測(cè)定 將按上述制備好的紅芪不同干燥品樣品按本實(shí)驗(yàn)所用色譜條件進(jìn)行測(cè)定，分別記錄毛蕊異黃酮和芒柄花素對(duì)應(yīng)色譜峰的峰面積值并代入對(duì)應(yīng)的回歸方程，通過回歸方程，分別計(jì)算紅芪不同干燥品中兩種異黃酮的含量。

2.4 微波干燥、電熱鼓風(fēng)干燥工藝優(yōu)選

2.4.1 微波干燥優(yōu)選結(jié)果 由圖3～5可以看出，低溫大約在1 min和4 min時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，在0～1 min曲線平緩，說明低溫時(shí)加熱響應(yīng)慢，中溫和高溫在6.5 min時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)加熱響應(yīng)慢，其中高溫干燥時(shí)間最短，低溫干燥時(shí)間最長；從表2所測(cè)數(shù)據(jù)可以看出高溫3層紅芪毛蕊異黃酮和芒柄花素總和最高。結(jié)合干燥曲線和紅芪毛蕊異黃酮和芒柄花素含量優(yōu)選出最佳工藝：微波高溫，紅芪藥材鋪設(shè)厚度為3層。

圖3 微波干燥(低溫)

圖4 微波干燥(中溫)

圖5 微波干燥(高溫)

組別t/min毛蕊異黃酮/μg·g-1芒柄花素/μg·g-1總和/μg·g-1低溫1層192.420 366.032 068.452 32層132.921 966.059 668.981 53層204.384 750.954 455.339 1中溫1層143.683 442.359 346.042 72層162.880 660.457 5 63.338 13層153.330 470.687 0 74.017 5高溫1層124.779 585.510 8 90.290 32層122.963 169.457 9 72.421 03層113.616 687.584 3 91.200 9

2.4.2 電熱鼓風(fēng)干燥優(yōu)選結(jié)果 由圖6～8中曲線可以看出45、55、65 ℃約在4.5、1.5、1.5 h出現(xiàn)拐點(diǎn)，從表3所測(cè)數(shù)據(jù)可以看出烘箱干燥65 ℃2層中紅芪毛蕊異黃酮和芒柄花素的含量總和明顯高于其他，且干燥時(shí)間最短，故優(yōu)選出最佳干燥工藝：65 ℃，2層。

圖6 電熱鼓風(fēng)干燥45 ℃干燥曲線

圖7 電熱鼓風(fēng)干燥55 ℃干燥曲線

圖8 電熱鼓風(fēng)干燥65 ℃干燥曲線

組別t/h毛蕊異黃酮/μg·g-1芒柄花素/μg·g-1總和/μg·g-145 ℃1層28.50 3.585 5 74.082 5 77.668 02層25.50 3.282 0 70.446 5 73.728 53層28.50 3.026 6 61.231 6 64.258 255 ℃1層19.50 2.917 9 56.693 2 59.611 1 2層18.00 2.852 4 70.861 2 93.713 7 3層19.50 4.918 3 92.729 2 97.647 565 ℃1層16.00 3.773 7 64.388 7 68.162 5 2層15.00 5.123 3 93.621 6 98.744 9 3層16.00 5.106 5 87.647 3 92.813 8

2.5 毛蕊異黃酮、芒柄花素測(cè)定結(jié)果

不同干燥方法紅芪樣品毛蕊異黃酮和芒柄花素不同，其中電熱鼓風(fēng)干燥最高，微波干燥次之，曬干組最低。干燥時(shí)間微波干燥最短，陰干最長。見表4。

表4 紅芪不同干燥品中毛蕊異黃酮和芒柄花素含量測(cè)定結(jié)果

2.6 水分、總灰分和醇溶性浸出物考察

水分、總灰分和醇溶性浸出物測(cè)定方法參照《中華人民共和國藥典》方法。上述指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見表5。

表5 水分、總灰分、醇溶性浸出物測(cè)定結(jié)果 %

由表5結(jié)果顯示，6組紅芪藥材干燥樣品醇溶性浸出物平均為39.50%，最大為46.00%(真空冷凍干燥)，最小為32.00%(微波干燥高溫3層)，均大于《中華人民共和國藥典》規(guī)定的25.0%，即各組樣品均符合規(guī)定[9]。

紅芪不同干燥品水分平均值為6.07%，最低值為4.67%，最高值為8.17%。上述結(jié)果顯示，所有藥材含水量均小于《中華人民共和國藥典》規(guī)定的10.00%，即各組樣品均符合規(guī)定[9]。

6組紅芪藥材干燥樣品中總灰分含量平均值為5.25%，最低值4.67%，最高值為6.00%，均不超過《中華人民共和國藥典》規(guī)定的6.00%，表明6組樣品中總灰分均符合規(guī)定[9]。

3 討論

中藥材的干燥已成為農(nóng)產(chǎn)品干燥領(lǐng)域的重要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，中藥材的干燥方法越來越多，每種干燥方法都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)對(duì)6種不同方法干燥紅芪進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析，以紅芪毛蕊異黃酮和芒柄花素含量對(duì)微波干燥和電熱鼓風(fēng)干燥方法進(jìn)行了工藝參數(shù)優(yōu)化，以失水率、藥材色差、干燥時(shí)間等因素優(yōu)選出最佳方案。結(jié)果表明：電熱鼓風(fēng)干燥(65 ℃，2層)干燥時(shí)間短且紅芪毛蕊異黃酮和芒柄花素含量高，而且藥材外觀鮮亮。這可能是由于電熱鼓風(fēng)干燥受熱均勻，而且干燥溫度相對(duì)較低，能夠避免藥材因局部受熱過高或因紫外線等影響而使兩種異黃酮類成分分解，含量降低。電熱鼓風(fēng)干燥受熱均勻，溫度可控，操作簡單，干燥時(shí)間較短，能夠節(jié)省大量時(shí)間，且成本相對(duì)較小，所以可以用于紅芪規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化干燥。真空冷凍干燥對(duì)紅芪藥材顏色的影響最小，真空干燥、電熱鼓風(fēng)干燥、陰干、曬干次之，微波干燥后顏色變褐嚴(yán)重，這是因?yàn)檎婵崭稍餃囟茸畹?，能夠極大的保留原藥材的特征性狀，而微波干燥因溫度較高，而會(huì)出現(xiàn)局部變焦的現(xiàn)象。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過微波干燥、電熱鼓風(fēng)干燥、曬干、陰干、真空冷凍干燥、真空干燥6種不同干燥方法，得到的紅芪藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)符合《中華人民共和國藥典》規(guī)定。結(jié)果表明，不同干燥方法對(duì)紅芪中毛蕊異黃酮、芒柄花素含量影響明顯。而影響紅芪異黃酮含量的主要因素是干燥時(shí)間和溫度；電熱鼓風(fēng)干燥加熱響應(yīng)快，干燥時(shí)間短，對(duì)紅芪中生物活性物質(zhì)具有極高的保存率[13]，所以紅芪毛蕊異黃酮、芒柄花素含量高于其他干燥方法；最佳干燥方法為電熱鼓風(fēng)干燥(65 ℃，2層)。