不同干燥工藝對(duì)當(dāng)歸地上部分感官品質(zhì)及有效成分的影響

趙祥民，趙亞鵬，李璐璐，梁 靜，王生瀟，年 芳,，唐德富

（1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

中藥材當(dāng)歸為傘形科植物當(dāng)歸（Angelica sinensis）的干燥根，具有補(bǔ)血活血、調(diào)經(jīng)止痛、潤(rùn)腸通便等功效，在婦科疾病組方中多見(jiàn)應(yīng)用，素有“十方九歸”之稱(chēng)[1]。另一方面，在中國(guó)、日本、韓國(guó)等地，當(dāng)歸不僅用作藥材，還作為食材被廣泛應(yīng)用，而且當(dāng)歸中含有多種營(yíng)養(yǎng)素和生物活性物質(zhì)，是一種重要的膳食補(bǔ)充劑[2-3]?，F(xiàn)代藥理理學(xué)研究表明，當(dāng)歸具有改善胃腸平滑肌、提升機(jī)體抗氧化能力、保護(hù)肝臟、促進(jìn)人體造血功能、抗菌、抗病毒、抗炎、抗腫瘤、抗抑郁、平喘保肝強(qiáng)腎的藥理作用[4-10]。

隨著我國(guó)中醫(yī)藥技術(shù)理論不斷傳播和發(fā)展，尤其是中藥制品新冠肺炎防治過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，中醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展迅速，隨之也帶動(dòng)了中藥材的廣泛種植。當(dāng)歸作為甘肅道地的中藥材，產(chǎn)量大，品質(zhì)好。目前，關(guān)于當(dāng)歸地下部分（根部）的研究較多，且根部的利用率也較高，而對(duì)其地上部分的研究相對(duì)匱乏，利用技術(shù)相對(duì)滯后，導(dǎo)致出現(xiàn)了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問(wèn)題。近年來(lái)，有學(xué)者對(duì)當(dāng)歸地上部分活性成分進(jìn)行了提取和分析，發(fā)現(xiàn)其含有綠原酸、蘆丁、金絲桃苷、阿魏酸等物質(zhì)。其中，綠原酸和金絲桃苷具有抗凝血和抗菌作用[11-12]，蘆丁具有抗病毒、抗自由基活性、抗血小板活化因子聚集等作用，阿魏酸能夠抗菌消炎、抗氧化、抑制肝功能損傷[13]。因而，當(dāng)歸葉被開(kāi)發(fā)為代用茶[11]。

道地藥材的活性成分含量與處理方法有直接關(guān)系，常用的處理方法有低溫烘干、自然晾干、微波干燥及冷凍干燥等。試驗(yàn)以當(dāng)歸地上部分為供試樣品，評(píng)估不同干燥工藝對(duì)當(dāng)歸地上部分感官品質(zhì)和有效活性成分的影響，以期為當(dāng)歸地上部分的綜合利用開(kāi)發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

當(dāng)歸地上部分于2021年10月在甘肅省臨夏州康樂(lè)縣采摘，在當(dāng)歸未收獲前，割取地上10～13 cm處的植株作為原始樣品，要求所采集樣品外觀形態(tài)完好、無(wú)損傷和腐爛情況。

主要儀器有高效液相色譜（G711A，美國(guó)安捷倫有限公司）、SB-25-12DT型超聲波清洗機(jī)（寧波新芝生物科技股份有限公司）、電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）、粉碎機(jī)（浙江屹立工貿(mào)有限公司）、微波爐（青島海爾家電服務(wù)有限公司）。

主要試劑有綠原酸和蘆?。ň杀本┧魅R寶科技有限公司提供）、金絲桃苷（成都曼斯特生物科技有限公司）、阿魏酸（上海源葉生物科技有限公司）、甲醇和乙腈（色譜純，天津市科歐密化學(xué)試劑有限公司提）、甲醇（分析純，天津市百世化工有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

將采摘后的當(dāng)歸地上部分樣品24 h內(nèi)運(yùn)達(dá)實(shí)驗(yàn)室，去除泥土、雜草、殘次、黃化、病害的部分后分為若干等分，每份約200 g，分別進(jìn)行熱風(fēng)干燥、微波熱風(fēng)組合干燥和自然陰干處理，直至水分含量低于10%后停止干燥，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。3種處理的具體操作如下。

（1）熱風(fēng)干燥。分別稱(chēng)取200 g當(dāng)歸地上部分，單層平鋪于烘盤(pán)內(nèi)，放入熱風(fēng)干燥箱，干燥溫度設(shè)置為55、65、75和85℃，共4個(gè)溫度，持續(xù)4～6 h。干燥期間每隔1 h翻動(dòng)一次樣品，確保樣品受熱均勻，另外干燥期間每隔1 h取樣進(jìn)行水分測(cè)定。當(dāng)樣品水分達(dá)標(biāo)后，粉碎制樣，過(guò)40目篩，放入4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

（2）微波熱風(fēng)組合干燥。參考韓俊豪等[14]、蔣齊翻等[15]的方法，分別稱(chēng)取當(dāng)歸地上部分200 g，單層平鋪放入微波爐腔體內(nèi)微波殺青，設(shè)置65℃（低火微波，簡(jiǎn)稱(chēng)低微）和85℃（中火微波，簡(jiǎn)稱(chēng)中微）2個(gè)溫度，殺青時(shí)間為5 min，殺青完成后樣品再次放入溫度設(shè)置為55、65、75和85℃的熱風(fēng)干燥箱內(nèi)繼續(xù)干燥30 min，共8個(gè)處理，后續(xù)處理過(guò)程同熱風(fēng)干燥。

（3）自然陰干。稱(chēng)取樣品200 g，置于舍溫恒定為20℃的房間內(nèi)自然陰干，每隔24 h取樣進(jìn)行水分測(cè)定，當(dāng)樣品水分達(dá)標(biāo)后，粉碎制樣，4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1水分含量測(cè)定按照GB/T 6435—2014方法進(jìn)行樣品含水量的測(cè)定。

1.3.2感官評(píng)價(jià)參考趙愉涵等[16]的方法并改進(jìn)，對(duì)不同加工方式的當(dāng)歸地上部分從莖葉顏色、外觀保留形態(tài)和氣味進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 感官品質(zhì)評(píng)分細(xì)則

1.3.3有效成份含量測(cè)定（1）對(duì)照品溶液的制備。準(zhǔn)確稱(chēng)取3.8 mg綠原酸、2.6 mg蘆丁、1.4 mg金絲桃苷、0.8 mg阿魏酸，于10 mL容量瓶中，添加少量甲醇（色譜純）溶解，隨后定容，搖勻，配成綠原酸、蘆丁、金絲桃苷、阿魏酸質(zhì)量濃度分別為0.38、0.26、0.14和0.008 mg/mL的對(duì)照品溶液。（2）待測(cè)樣品的制備。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.2 g當(dāng)歸地上部分樣品粉末，置于50 mL具塞三角瓶中，量取20 mL 50%甲醇（分析純），稱(chēng)重，封口膜封口，超聲提取45 min（30℃），冷卻至室溫，稱(chēng)重，補(bǔ)足甲醇重量，用2.5 mL注射器吸取1.0～1.5 mL樣品溶液經(jīng)微孔濾膜（0.45 μm）過(guò)濾制成待測(cè)樣品。（3）色譜條件。參考羅旭東[11]的方法，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品、樣品的出峰時(shí)間和峰形優(yōu)化色譜條件。其中，色譜柱為Sunfire C18（4.6 mm×250 mm，5 μm），綠原酸、蘆丁、金絲桃苷和阿魏酸的檢測(cè)波長(zhǎng)分別為329、360、357和316 nm。梯度洗脫條件見(jiàn)表2，柱溫30℃，單次進(jìn)樣量為10 μL，獲得的標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖和樣品色譜圖分別如圖1和圖2所示。（4）線性模型構(gòu)建。分別吸取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、2和3 mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于5 mL容量瓶中，甲醇（色譜純）溶液稀釋?zhuān)瑩u勻后取10 μL進(jìn)樣，以峰面積為縱坐標(biāo)（y），標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)（x），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，分別獲得綠原酸、蘆丁、金絲桃苷、阿魏酸的回歸方程（表3）。（5）綠原酸、蘆丁、金絲桃苷、阿魏酸含量測(cè)定。按上述方法，根據(jù)綠原酸、蘆丁、金絲桃苷、阿魏酸出峰時(shí)間，從脫機(jī)檢測(cè)報(bào)告中得到綠原酸、蘆丁、金絲桃苷、阿魏酸檢測(cè)波長(zhǎng)下的峰面積，代入相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)曲線，換算得到樣品中各個(gè)成分的含量。

表2 梯度洗脫條件

表3 線性關(guān)系考察

圖1 混合對(duì)照品HPLC圖

圖2 樣品HPLC圖

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2017軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，整理后的數(shù)據(jù)采用IBM SPSS Statistics 20進(jìn)行單因素方差分析，數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，當(dāng)差異顯著時(shí)采用Duncan法進(jìn)行多重比較，P＜0.05表示差異顯著，P＞0.05表示差異不顯著。繪圖由Origin 2019完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 當(dāng)歸地上部分樣品不同干燥工藝的對(duì)比分析

由表4可知，微波熱風(fēng)組合干燥時(shí)間最短，熱風(fēng)干燥次之，自然陰干時(shí)間最長(zhǎng)，且最終含水量均低于10%，與預(yù)期要求水分一致，表明該試驗(yàn)不同加工方式加工時(shí)間及溫度設(shè)置合理，操作性較強(qiáng)。

表4 當(dāng)歸地上部分不同干燥工藝參數(shù)

2.2 不同干燥工藝對(duì)當(dāng)歸地上部分樣品感官品質(zhì)的影響

由表5可知，熱風(fēng)干燥后當(dāng)歸地上部分樣品有較嚴(yán)重的褐變反應(yīng)，莖葉斷碎嚴(yán)重，同時(shí)產(chǎn)生了焦糊味，自然陰干組當(dāng)歸地上部分樣品色澤呈暗綠色，莖葉斷碎少，樣品氣味較淡，微波熱風(fēng)組合干燥的當(dāng)歸地上部分樣品的色澤呈鮮綠色，光澤度高，藥香味濃郁。

表5 不同干燥工藝處理的當(dāng)歸地上部分樣品的感官品質(zhì)評(píng)價(jià)

2.3 不同干燥工藝對(duì)當(dāng)歸地上部分樣品有效成分的影響

由表6可知，處理7（低火微波+熱風(fēng)65℃處理）的綠原酸含量顯著高于其他各組（P＜0.05）；處理13（自然陰干處理）的蘆丁、金絲桃苷含量顯著高于其他各組（P＜0.05）；處理8（中火微波+熱風(fēng)65℃處理）的阿魏酸含量顯著高于其他各組（P＜0.05），自然陰干組中的樣品沒(méi)有檢測(cè)到阿魏酸。

表6 不同不同干燥工藝處理的當(dāng)歸地上部分樣品的有效成份含量

3 討 論

3.1 當(dāng)歸地上部分不同干燥工藝處理的效果

中藥材加工在我國(guó)有很長(zhǎng)的應(yīng)用歷史，其中自然干燥的方法延用至今。該方法成本低，應(yīng)用范圍廣，操作簡(jiǎn)單，但干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，藥材長(zhǎng)期暴露在外易受外界污染、腐敗變質(zhì)[17]。因此，傳統(tǒng)的中藥加工方式已不能滿足現(xiàn)代中藥生產(chǎn)的需要，選擇先進(jìn)的加工設(shè)備及加工工藝已成為現(xiàn)代加工新技術(shù)的發(fā)展方向。試驗(yàn)共采用3種加工方式（熱風(fēng)干燥、微波熱風(fēng)組合干燥、自然陰干）處理樣品，使樣品達(dá)到后續(xù)試驗(yàn)要求，即水分含量＜10%。

結(jié)果表明，微波熱風(fēng)處理時(shí)間最短為35 min，熱風(fēng)干燥處理時(shí)間次之為4 h，自然陰干時(shí)間最長(zhǎng)，為一周。微波熱風(fēng)干燥法將微波干燥和熱風(fēng)干燥技術(shù)結(jié)合起來(lái)，先將物料微波殺青，后熱風(fēng)干燥。微波殺青的過(guò)程中，樣品處于微波的高頻電場(chǎng)內(nèi)，其水分子迅速隨高頻交變電場(chǎng)方向的交互變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，并產(chǎn)生劇烈的碰撞和摩擦，使一部分的微波能量轉(zhuǎn)化為分子運(yùn)動(dòng)能，并以熱量的形式表現(xiàn)出來(lái)，使樣品內(nèi)水溫升高而離開(kāi)樣品[18]，后續(xù)的熱風(fēng)干燥蒸發(fā)樣品表面水分。因此，與單一的熱風(fēng)干燥相比，微波熱風(fēng)組合干燥更易使樣品水分快速蒸發(fā)，提高干燥效率。

3.2 不同干燥工藝對(duì)當(dāng)歸地上部分樣品感官品質(zhì)的影響

我國(guó)中藥在國(guó)際天然藥物市場(chǎng)所占份額較低，提高中藥的質(zhì)量是中藥走向國(guó)際市場(chǎng)的關(guān)鍵一步。干燥工藝與中藥質(zhì)量的關(guān)系密切，作為中藥材加工工藝的重要環(huán)節(jié)，干燥的效果將直接影響產(chǎn)品的使用、質(zhì)量和外觀等[19]。熱風(fēng)干燥易使樣品外觀收縮、表面硬化、變色、風(fēng)味損失[20]。微波熱風(fēng)干燥能有效保持其活性成分、原有色澤和香味，同時(shí)，互補(bǔ)了熱風(fēng)干燥和微波干燥的優(yōu)勢(shì)，克服了熱風(fēng)干燥所需時(shí)間長(zhǎng)，微波干燥不均勻、能耗大等缺點(diǎn)[21-22]。一些藥材自然陰干過(guò)程中常加以硫磺熏制，硫磺熏制的藥材不但易于干燥，而且外觀顏色漂亮，但是存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)[23]。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，微波熱風(fēng)組合干燥感官品質(zhì)明顯優(yōu)于自然陰干組和熱風(fēng)干燥組，且微波熱風(fēng)組合干燥樣品的色澤呈鮮綠色，光澤度高，藥香味濃郁，與韓俊豪等[14]、蔣齊翻等[15]、胡如響等[24]的研究報(bào)道一致。

3.3 不同干燥工藝對(duì)當(dāng)歸地上部分樣品有效成分含量的影響

綠原酸是一種重要的生物活性物質(zhì)，廣泛存在于自然界中，是許多中藥材、植物的主要有效成分之一[25]。然而綠原酸與異綠原酸分子中含有的鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，從植物提取時(shí)易受到高溫加熱、光照、pH值變化的影響而分解，導(dǎo)致提取率下降[26-27]。劉興勇等[28]對(duì)咖啡豆中的綠原酸類(lèi)物質(zhì)烘焙時(shí)的降解過(guò)程進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，溫度和時(shí)間的交互作用均對(duì)咖啡豆綠原酸類(lèi)成分含量產(chǎn)生極顯著影響。Moon等[29]、Dawidowicz等[30]的研究同樣表明，咖啡豆烘焙后綠原酸濃度有所降低，因?yàn)樵诤姹哼^(guò)程中綠咖啡豆中的綠原酸類(lèi)成分有相當(dāng)大比例被降解成揮發(fā)性成分。與上述報(bào)道一致，試驗(yàn)結(jié)果也表明隨著干燥溫度的升高，綠原酸含量呈下降趨勢(shì)，低火微波+熱風(fēng)65℃的組合干燥處理，樣品中綠原酸含量顯著高于其他各組，可能是由于微波殺青階段溫度短時(shí)時(shí)間內(nèi)急劇升高，抑制了植物體酶的活性，達(dá)到了酶鈍化的效果，保留了植物體內(nèi)的活性成分。

金絲桃苷熔點(diǎn)是225～226℃，沸點(diǎn)（872.6±65.0）℃，通常條件下穩(wěn)定。對(duì)比金絲桃苷的提取工藝發(fā)現(xiàn)，金絲桃苷的提取轉(zhuǎn)移率隨著提取溫度的升高而增大，這是因?yàn)闇囟雀邥r(shí)，溶劑分子活動(dòng)加劇，易于穿透進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，使有效成分溶出[31]。但試驗(yàn)結(jié)果顯示，各處理金絲桃苷含量高低排序?yàn)樽匀魂幐山M＞微波熱風(fēng)組合干燥＞熱風(fēng)干燥，這可能是微波熱風(fēng)組合干燥和熱風(fēng)干燥過(guò)程中，微波熱風(fēng)組合干燥短時(shí)間內(nèi)溫度升高過(guò)快，熱風(fēng)干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致了金絲桃苷的分解。

蘆?。?60 nm）和金絲桃苷（357 nm）在高效液相色譜法中檢測(cè)波長(zhǎng)相似，出峰時(shí)間相近。通過(guò)查閱相關(guān)資料，以蘆丁為原料，經(jīng)芐基化、酸水解、相轉(zhuǎn)移催化糖苷縮合、脫乙?；兔撈S基五步反應(yīng)得到金絲桃苷。由此可見(jiàn)，蘆丁與金絲桃苷大體的理化性質(zhì)可能相同。由試驗(yàn)結(jié)果可知，各處理蘆丁含量高低排序?yàn)樽匀魂幐山M＞微波熱風(fēng)組合干燥＞熱風(fēng)干燥。導(dǎo)致蘆丁含量降低的原因可能與金絲桃苷含量降低的原因相同。

《中華人民共和國(guó)藥典》2015年版中將當(dāng)歸藥材的阿魏酸含量作為質(zhì)量控制指標(biāo)[32]。但是在當(dāng)歸中的阿魏酸有2種來(lái)源，一是植物本身含有的阿魏酸，即游離阿魏酸，另一種是由其他化合物經(jīng)過(guò)某些途徑轉(zhuǎn)化為阿魏酸，其中阿魏酸松柏酯性質(zhì)很不穩(wěn)定，在甲醇、強(qiáng)酸性、強(qiáng)堿性、光照及高溫等環(huán)境下易轉(zhuǎn)化為阿魏酸與松柏醇[33]。藥典中測(cè)定的阿魏酸含量包括了游離阿魏酸以及由阿魏酸松柏酯轉(zhuǎn)化而來(lái)的阿魏酸的總量，因此該值通常會(huì)高于當(dāng)歸本身的阿魏酸含量；同時(shí)阿魏酸也不穩(wěn)定，其穩(wěn)定性易受溶媒組成、酸堿度、滅菌時(shí)間、光照時(shí)間及氧接觸面積的影響[34]。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著干燥溫度的升高，阿魏酸含量呈先上升再下降趨勢(shì)，中火微波+熱風(fēng)65℃組合干燥處理的阿魏酸含量顯著高于其他各組，對(duì)比相同溫度不同干燥方式處理的阿魏酸含量，發(fā)現(xiàn)中火微波熱風(fēng)組合干燥處理的阿魏酸含量高于熱風(fēng)干燥處理的，而自然陰干組沒(méi)有檢測(cè)到阿魏酸。導(dǎo)致該結(jié)果的原因，一方面可能是溫度過(guò)高、干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使阿魏酸受熱分解，另一方面則可能是陰干時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致阿魏酸被降解了，這與宋浩亮等[35]的研究結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

（1）從處理時(shí)間來(lái)看，微波熱風(fēng)組合干燥（35 min）可較大程度縮短樣品干燥的時(shí)間，使樣品達(dá)到目標(biāo)含水量。

（2）從樣品感官品質(zhì)來(lái)看，微波熱風(fēng)組合干燥較其他干燥方式處理的當(dāng)歸地上部分色澤好，香氣保留程度大，莖葉斷碎情況少。

（3）從樣品有效成分含量來(lái)看，低火微波+熱風(fēng)65℃處理組的綠原酸含量顯著高于其他各組；自然陰干處理組的蘆丁、金絲桃苷含量顯著高于其他各組；中火微波+熱風(fēng)65℃處理的阿魏酸含量顯著高于其他各組。

綜上所述，在加工處理當(dāng)歸地上部分樣品時(shí)，可以根據(jù)提取有效成分的不同，選擇相應(yīng)的干燥方式。