基于多質量參數(shù)的菝葜趁鮮切制工藝優(yōu)選研究

張愛松，林 敏，段功豪，吳和鳴，吳宇星，龔 玲，余 坤*

基于多質量參數(shù)的菝葜趁鮮切制工藝優(yōu)選研究

張愛松1，林 敏1，段功豪1，吳和鳴2，吳宇星2，龔 玲1，余 坤1*

1. 湖北中醫(yī)藥大學藥學院，湖北 武漢 430065 2. 湖北福人藥業(yè)股份有限公司，湖北 通城 437400

基于多質量參數(shù)對9種不同趁鮮切制方法所得菝葜飲片進行考察，根據(jù)飲片綜合質量篩選合適的趁鮮切制工藝。以色差值、醇溶性浸出物、水分、灰分、總黃酮、綠原酸、花旗松素、落新婦苷、黃杞苷、白藜蘆醇為質量參數(shù)，結合干燥時間，用熵權法結合灰色關聯(lián)度法對菝葜趁鮮切制的飲片進行質量評價。曬干處理的干燥時間最長，長達600 h，且外觀色澤較差；不同趁鮮切制飲片的醇溶性浸出物、水分、灰分均符合《中國藥典》2020年版規(guī)定；通過綜合質量評價結果顯示，當新鮮菝葜60 ℃烘至含水率為30%時切片，再以60 ℃烘干的飲片質量最佳。將新鮮菝葜烘至含水率為30%進行切制，再以60 ℃烘干為菝葜的最佳趁鮮切制工藝。研究結果為菝葜趁鮮切制提供基礎及依據(jù)。

菝葜；趁鮮切制；熵權法；灰色關聯(lián)度法；聚類分析；色差；總黃酮；綠原酸；花旗松素；落新婦苷；黃杞苷；白藜蘆醇

菝葜為百合科菝葜屬植物菝葜L.的干燥根莖，具有利濕祛濁、祛風除痹、解毒散瘀的功效[1]?，F(xiàn)有含菝葜的中成藥有疏風活絡丸、三金片、金剛藤膠囊、銀屑膠囊、血尿膠囊等?，F(xiàn)代藥理學及中藥化學研究表明，菝葜主要含有黃酮類、苷類、甾體皂苷類等成分，如綠原酸、花旗松素、槲皮素、落新婦苷、黃杞苷、白藜蘆醇等，具有抗炎、抗癌、抗氧化、調脂作用[2]。

菝葜采收加工始載于南北朝時期梁代陶弘景《名醫(yī)別錄》：“生山野，二月、八月采根，暴干”[3]。明代陳嘉謨在《本草蒙筌》中記載菝葜：“采根秋月，亦系蔓生，俗呼金剛根，又呼鱉兒攙根，延發(fā)山野地，采根秋月，切片曝干”[4]?！吨袊幍洹?020年版規(guī)定：“秋末至次年春采挖，除去須根，洗凈，曬干或趁鮮切片，干燥。”可見，自古至今菝葜均有切片干燥的方法，但趁鮮切制工藝鮮有報道。本研究探索了9種趁鮮切制的加工方式，即切片后曬干和不同溫度烘干，以及藥材烘至不同含水率后切片，再烘干的方式制得飲片。

熵權法是一種客觀賦權方法，根據(jù)各指標數(shù)據(jù)的分散程度，利用信息熵計算出各指標的熵權，再根據(jù)各指標對熵權進行一定的修正，得到較為客觀的指標權重[5]。利用多指標評價藥材質量，缺乏統(tǒng)一的量綱，不能簡單加減或者以單一指標數(shù)值的高低進行評價。灰色關聯(lián)度正是利用各個指標之間發(fā)展趨勢的相似或者相異程度，來衡量各指標關聯(lián)度的一種方法，沒有量綱限制[6]。本研究構建飲片質量（灰分、水分、浸出物、總黃酮、綠原酸、花旗松素、落新婦苷、白藜蘆醇、黃杞苷）及干燥時間2類10個指標為評價體系，通過熵權法賦值，灰色關聯(lián)度法質量評價排序，獲得菝葜最佳的趁鮮加工方式，以期為菝葜趁鮮切制提供理論依據(jù)。

1 儀器與材料

1.1 儀器

UltiMate3000型高效液相色譜儀，美國賽默飛公司；New Classic MF型十萬分之一天平，瑞士梅特勒-托利多公司；TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；CR-410型色差儀，日本柯尼卡美能達有限公司；THC型數(shù)控超聲波提取機，濟寧天華超聲電子儀器有限公司；DHG-914385-III電熱恒溫鼓風干燥箱，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；YB-500A多功能粉碎機，永康市速鋒工貿有限公司；XS-199型中藥參茸切片機，永康市兆申電器有限公司；SX2型馬弗爐，上海躍進醫(yī)療器械廠；HWS-28型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學儀器有限公司。

1.2 材料

對照品綠原酸（批號110753-202018，質量分數(shù)96.1%）、花旗松素（批號111816-201102，質量分數(shù)98.9%）、落新婦苷（批號111798-201805，質量分數(shù)93.6%）、黃杞苷（批號111906-201102，質量分數(shù)93.7%）、白藜蘆醇（批號111535-201703，質量分數(shù)99.4%），均購自中國食品藥品檢定研究院；乙腈為色譜純，購自湖北弗頓科學技術有限公司；磷酸為色譜純，甲醇為分析純，均購自國藥集團化學試劑有限公司；水為娃哈哈純凈水，購自娃哈哈飲用水有限公司。

菝葜藥材來源于湖北省通城縣菝葜種植基地，經(jīng)湖北中醫(yī)藥大學藥學院生藥教研室張秀橋教授鑒定為百合科菝葜屬植物菝葜L.的根莖。

2 方法與結果

2.1 菝葜飲片的制備

2.1.1 趁鮮切制菝葜飲片的制備 挑選大小一致的新鮮菝葜根莖，除去泥沙和須根，洗凈。用切片機將根莖橫切成1.5 mm的薄片，置于陽光下曬至恒定質量（S1），或切片后不同溫度下烘至恒定質量（S2～S5）；或烘至不同含水率后再切制，切片后60 ℃烘至恒定質量（S6～S9）。每個樣品重復3次，樣品及加工方式信息見表1。

2.1.2 含水量控制 將5年生大小一致的新鮮菝葜根莖，除去泥沙和須根，洗凈后烘至恒定質量，用切片機將根莖橫切成1.5 mm的薄片。每次100 g，重復3次。

將飲片粉碎過50目篩，按照《中國藥典》2020年版四部0832水分測定法第二法（烘干法）對粉末進行含水量測定，計算菝葜的干質量，得折干率為20.33%。根據(jù)折干率對新鮮菝葜藥材的含水量進行計算，以菝葜鮮樣時的含水率為100%，對趁鮮切制過程中的水分進行控制，只需要稱量干燥過程中飲片的質量即可知道其含水量，S6～S9切制時的含水量＝目標含水量±3%。含水量公式參照晏宇航等[7]進行計算。

含水量＝(1－2)/1＝[1(1－0.203 3)－(1－2)]/1(1－0.203 3)＝(2－0.203 31)/0.796 71

1為菝葜新鮮時的含水量，2為菝葜干燥過程中的失水量，1為菝葜新鮮時的質量，2為菝葜干燥后的質量

2.2 干燥時間分析

各處理樣品干燥至恒定質量所需時間如表1所示，可見S1（曬干）所用時間多達600 h，S2～S9最多需要32 h，最快僅需15 h，由此可見，曬干所需時間最長。

2.3 菝葜飲片色度值測定[8]

分別取過三號篩的樣品粉末，置于中號培養(yǎng)皿2/3體積處，光源D65，標準觀察角度2°，照明口徑50 mm。測定、、值，根據(jù)色差公式＝(2＋2＋2)1/2計算總色差值，其中表示亮度，表示紅綠色度，表示黃藍色度，為總色度。每個樣品重復測量6次。結果見表2和圖1。數(shù)據(jù)采用IBM SPSS 26.0軟件進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布采用單因素方差分析進行差異顯著性檢驗，數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布采用非參數(shù)檢驗，下同。

表1 不同趁鮮切制菝葜飲片樣品的制備和干燥時間

表2 不同趁鮮切制方法對菝葜飲片顏色的影響(, n = 6)

同列不同字母表示差異顯著（＜0.05）

different letters in the same column indicate the significant difference (< 0.05)

色澤是中藥材、飲片質量的重要評價參數(shù)之一。不同加工方式飲片粉末顏色差異較大（圖1），S1樣品粉末淺棕色，偏白，S2～S5樣品粉末棕黃色，S6～S9樣品粉末棕黃色逐漸加深，較暗。表2結果顯示，S1組飲片的和最大，說明其亮度最大，總體比其他飲片偏白；S6～S9組隨著切制前含水率的下降，、總體上越來越小，偏暗；S6～S9組的值總體比S2～S5組小，說明烘至不同含水率后切制，再次烘干的飲片顏色加深。

2.4 醇溶性浸出物、總灰分、水分含量測定

參照《中國藥典》2020年版四部2201浸出物測定法熱浸法（60%乙醇作溶劑）、2302灰分測定法（總灰分）、0832水分測定法測定（第二法）對相關參數(shù)進行測定，結果見表3。曬干處理的飲片（S1）水分顯著高于其他烘干處理，為（10.02±1.05）%，約是最低水分含量的2.8倍；S1、S2～S5、S6～S9 3組處理方式之間的水分含量顯著差異；烘至不同含水率后切制的灰分低于切制曬干和切制直接烘干，S1與S6～S9處理呈顯著性差異，S1與S2～S5處理差異不顯著；醇溶性浸出物含量以S8最高，為（18.11±0.26）%，S3處理最低，僅為（15.38±0.22）%；各處理飲片水分、灰分、醇溶性浸出物均符合藥典規(guī)定。

2.5 總黃酮含量測定[9]

2.5.1 對照品溶液的制備 精密稱定落新婦苷對照品6.21 mg，置于50 mL量瓶中，加乙醇定容至50 mL，超聲溶解，制成質量濃度為124.2 μg/mL的對照品溶液。

2.5.2 供試品溶液的制備 取各樣品粉末約0.3 g，精密稱定，置于250 mL圓底燒瓶中，精密加入乙醇100 mL，稱定質量，水浴加熱回流提取1 h，放冷，再稱定質量，用乙醇補足減失的質量，搖勻，濾過，取續(xù)濾液作為供試品溶液。

2.5.3 標準曲線的繪制 分別吸取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 mL對照品溶液置于10 mL量瓶中，加乙醇稀釋至刻度，搖勻。以乙醇為空白，在292 nm處測吸光度（），以質量濃度（）為橫坐標，值為縱坐標，繪制標準曲線，進行線性回歸，得回歸方程為＝47.121＋0.022 7，2＝0.999 2，結果表明，落新婦苷在6.2～49.7 μg/mL呈良好的線性關系。

圖1 趁鮮切制菝葜飲片粉末顏色圖

表3 不同趁鮮切制方法對菝葜飲片水分、灰分、醇溶性浸出物的影響(, n = 3)

同列不同字母表示差異顯著（＜0.05）

different letters in the same column indicate the significant difference (< 0.05)

2.5.4 樣品的測定 取各處理的飲片粉末，按照“2.5.2”項下方法制備供試品溶液，測定值，并按照公式計算總黃酮含量，每個樣品重復3次，結果如表4所示。

總黃酮＝(－0.022 7)×100/47.121

為樣品吸光度，100為稀釋倍數(shù)，為樣品含水率，為樣品質量

2.6 綠原酸、花旗松素、落新婦苷、黃杞苷、白藜蘆醇含量測定[10]

2.6.1 色譜條件 色譜柱為FeiniGen 50105A25046 Ruby C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）；柱溫30 ℃；流動相為乙腈-0.1%磷酸水溶液，梯度洗脫：0～15 min，12%～15%乙腈；15～30 min，15%～17%乙腈；30～44 min；17%～19%乙腈；44～60 min，19%～21%乙腈；60～66 min，21%～23%乙腈；體積流量1.0 mL/min；檢測波長：0～50 min為290 nm；50～66 min為303 nm；進樣量10 μL。對照品溶液和供試品溶液的圖譜見圖2。

2.6.2 供試品溶液的制備 分別精密稱取各樣品粉末1.0 g，置于50 mL具塞錐形瓶中，精密加入甲醇50 mL，精密稱定，超聲提取30 min，取出將瓶身的水分用紙吸干，晾至室溫，再次精密稱定，用甲醇補足失去的質量，搖勻，靜置后濾過，取20 mL置于50 mL梨形燒瓶中，減壓濃縮至干，殘渣用甲醇多次洗滌定容至10 mL量瓶中，0.45 μm微孔濾膜濾過，即得供試品溶液。

表4 不同趁鮮切制方法下菝葜飲片6種活性成分含量(, n = 3)

同列不同字母表示差異顯著（＜0.05）

different letters in the same column indicate the significant difference(< 0.05)

1-綠原酸 2-花旗松素 3-落新婦苷 4-黃杞苷 5-白藜蘆醇

2.6.3 對照品溶液的制備 精密稱取綠原酸、花旗松素、落新婦苷、黃杞苷和白藜蘆醇對照品適量，加甲醇制成質量濃度分別為48.9、9.4、6.0、28.1、23.6 μg/mL的混合對照品溶液。

2.6.4 結果分析 不同趁鮮切制方法對菝葜中成分的含量影響較大，花旗松素為0～43.48 μg/g，落新婦苷為0～46.24 μg/g，黃杞苷為8.78～159.44 μg/g；總黃酮含量在S1、S6和S9中較高，分別為13.73、13.72、13.79 mg/g；除總黃酮外，單一成分中，綠原酸在幾個所測成分中含量最高，其中以S8最高，為1.18 mg/g，最低是S4，僅為0.32 mg/g；白藜蘆醇含量以S7最高，S5最低（表4）。

2.7 相關性分析

將色度值與質量參數(shù)和干燥時間數(shù)據(jù)導入Origin軟件中，在相關類型為Pearson，顯著水平為＜0.05下進行相關性分析，以期找出切制過程中顏色變化對菝葜飲片質量的影響，結果見圖3。結果表明，明亮度與飲片水分、干燥時間、總黃酮呈顯著的正相關，與綠原酸、落新婦苷、黃杞苷呈顯著的負相關關系；紅綠色度與浸出物、綠原酸、花旗松素、落新婦苷呈顯著的正相關，與白藜蘆醇呈顯著的負相關；黃藍色差值與總黃酮、飲片水分、浸出物呈顯著的正相關，與綠原酸、黃杞苷、落新婦苷呈顯著的負相關；總色度與總黃酮、干燥時間、飲片水分呈顯著的正相關，與綠原酸、落新婦苷、黃杞苷呈顯著的負相關。

因此，上述結果說明飲片顏色與飲片的活性成分、飲片水分及干燥時間相關，在一定程度上間接反映了飲片質量的好壞。

2.8 聚類分析

將不同趁鮮切制方法所得菝葜飲片14個測量指標導入Origin軟件，對原始數(shù)據(jù)進行分數(shù)標準化，采用ward聚類方法，基于Euclidean平方距離進行系統(tǒng)聚類，觀察不同趁鮮切制方式之間的聚類情況，同時也可以表征不同聚類以及同一聚類之間存在的異同，結果見圖4。結果顯示，在歐式平方距離為33時，聚為3類。第1聚類為曬干；第2聚類為切制后50、70 ℃烘干和鮮樣含水率為50%、40%、20%切制后再烘干；第3聚類為切制后60、80 ℃烘干和鮮樣含水率為30%切制再烘干。曬干處理的樣品聚為一類，因其在干燥時間、含水量、亮度等參數(shù)上和其他樣品間有顯著差異；S3、S5、S8處理的樣品在明亮度、黃藍色度、總色差值、落新婦苷和黃杞苷參數(shù)數(shù)值接近，與其他處理形成顯著差異，所以聚為一類。除S3和S9外，其余各切制處理聚類與質量排序有一定的相關性。

*表示差異顯著（P＜0.05）

2.9 熵權法

參考崔曰新等[5]的方法計算權重（）和信息熵（）。

圖4 趁鮮切制樣品的聚類分析

2.9.1 數(shù)據(jù)標準化處理 對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，公式如下。

Y＝[X＋min(X)]/[max(X)－min(X)]

＝1，2，3…；＝1，2，3…；本研究中＝9，＝10；X為原始數(shù)據(jù)，Y為數(shù)據(jù)標準化處理的數(shù)據(jù)，Y為第個樣品的第個指標

2.9.2 信息熵和權重的計算 計算和的公式如下。結果見表5。

如果P＝0，則定義limPlnP＝0

W＝(1－E)/(－∑E)

表5 指標的E和W

2.10 灰色關聯(lián)度法

因干燥時間、水分、灰分越小越好，則為負指標，為了與正指標進行綜合評價，須對其進行預處理[11]，即正()=1/lg負。

2.10.1 數(shù)據(jù)標準化處理 對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，公式如下。

Y＝X/X

2.10.3 關聯(lián)度及相對關聯(lián)度計算 最優(yōu)參考序列的關聯(lián)度r(s)和最差參考序列的關聯(lián)度r(t)以及相對關聯(lián)度r的計算公式如下。

r＝r(s)/[r(s)＋r(t)]，＝1，2，3，…，

結果見表6。經(jīng)灰色關聯(lián)度法基于相對關聯(lián)度的質量排序，r越高，說明質量越好。從表7結果可知，S8＞S5＞S9＞S3＞S6＞S7＞S1＞S2＞S4，即趁鮮切制方式為60 ℃烘至含水率30%時切制，再烘干的飲片質量最好，其次是80 ℃烘干、60 ℃烘至含水率為20%時切制再烘干、60 ℃烘干、烘至含水率為50%時切制再烘干、60 ℃烘至含水率為40%時切制再烘干、曬干、50 ℃烘干、70 ℃烘干。

表6 樣品基于ri的質量排序

3 討論

本研究對趁鮮切制的菝葜飲片干燥時間、外觀色澤、醇溶性浸出物、灰分、水分、總黃酮、綠原酸、花旗松素、落新婦苷、黃杞苷、白藜蘆醇等指標測定，從多個角度探究其質量。建立熵權法結合灰色關聯(lián)度法對趁鮮切制的菝葜飲片質量進行綜合評價。最終篩選出最適合菝葜趁鮮切制的方法為，將新鮮菝葜藥材60 ℃烘至含水率為30%時切制，再以60 ℃烘干制得的飲片質量最佳。

藥材加工過程中，時間一直是一個必須考慮的因素。曬干和烘干是常用的2種干燥方式，由于太陽光輻射到地面產(chǎn)生高低溫度的不確定性，飲片內部及表面的水分蒸發(fā)較慢，所用時間較長。采用干燥箱恒溫干燥，較高的溫度使飲片表面及內部的水分快速蒸發(fā)，極大地縮短了飲片的干燥時間。本研究中，采用恒溫干燥箱烘干與傳統(tǒng)曬干相比，烘干處理極大地減少了飲片加工時間。干燥方式不同，其色澤也發(fā)生改變，從主觀因素去辨別顏色差異難以形成相同的認知，因此借助色差儀對顏色特征進行量化是一種科學化、數(shù)據(jù)化的必要途徑。菝葜鮮切片曬干的色澤總體亮度較高，較其他處理飲片偏白，與藥典描述的棕黃色或紅棕色有差異，飲片色澤變化的原因可能是由于藥材鮮切片曬干過程中含有較高的酶活性，發(fā)生了相應的酶促反應、活性成分變化[12-13]或者是由于干燥箱溫度的升高以及相應的水分含量在藥材內發(fā)生了美拉德反應[14]。

本實驗測定的黃酮類成分（花旗松素、落新婦苷、黃杞苷）在不同方式處理的飲片中含量差異較大，特別是花旗松素、落新婦苷在幾個處理中未檢測到，出現(xiàn)的原因可能是干燥過程中成分的生物合成途徑受到酶的影響，發(fā)生了酶促反應或其它未知因素影響發(fā)生成分分解，導致未能檢測到。黃酮類化合物生物合成和代謝受到查耳酮合酶（chalcone synthase，CHS）、苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過氧化物酶（peroxidase，POD）的影響[15-17]；曬干溫度較低，擁有較多的水分，酶的活性較大，黃酮類成分易被酶分解；溫度升高，水分不斷降低，加速酶失活，能減少成分的損失。

將飲片顏色變化與測量參數(shù)進行相關性分析，結果表明飲片顏色變化與飲片水分、浸出物、總黃酮、落新婦苷等參數(shù)有相關性?？赡苁怯捎谳幂种谢瘜W成分之間分解、轉化和縮合所致，說明在趁鮮切制過程中應關注飲片顏色變化[18]。藥材加工過程中顏色改變能預測質量參數(shù)的變化，已有研究用飲片的色差值預測水分和成分含量的變化[19-21]。中藥成分復雜，質量參數(shù)及非質量參數(shù)眾多，應從多角度，多參數(shù)綜合判別其趁鮮切制飲片方式的優(yōu)劣。通過熵權法結合灰色關聯(lián)度分析，綜合排名，能客觀反應不同趁鮮切制方法制得飲片的優(yōu)劣。該方法已經(jīng)多次運用于中藥材趁鮮切制的研究中[22-23]。

隨著國家政策對中醫(yī)藥現(xiàn)代化的不斷支持，中藥材趁鮮切制成為了新的研究熱點，同時有許多問題需要不斷完善[24]。接下來將對菝葜趁鮮切制進行中試放大研究，建立菝葜趁鮮切制質量標準。綜上，根據(jù)此次研究結果，菝葜趁鮮切制采用將新鮮藥材60 ℃烘至含水率為30%時切制，再以60 ℃烘干的方式，該方法為后續(xù)菝葜趁鮮切制研究提供理論基礎及其參考意義。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

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Optimization of fresh-cuting process of

ZHANG Ai-song1, LIN Min1, DUAN Gong-hao1, WU He-ming2, WU Yu-xing2, GONG Ling1, YU Kun1

1. College of Pharmacy, Hubei University of Chinese Medicine, Wuhan 430065, China 2. Hubei Furen Pharmaceutical Co., Ltd., Tongcheng 437400, China

Multiple quality parameters were applied to the slices of Baqia (, SCR) prepared using nine fresh-cutting methods. The appropriate fresh-cutting methods were selected based on the overall quality of the prepared slices.Color difference values, ethanol-soluble extractive, moisture, ash, total flavone, chlorogenic acid, taxifolin, astilbin, engeletin and resveratrol were used as the quality parameters, combined with drying time, to evaluate the quality of SCR made while freshly cut using the entropy weight method and grey correlation method.The sun-drying treatment required the longest drying time, up to 600 h, and the appearance of color was poor. All slices meet the requirements of(2020) for alcohol-soluble extract, moisture, and ash content; The results of the comprehensive quality evaluation revealed that the best quality slices was as follows: drying fresh SCR until water content was 30% to cut, then dried at 60 ℃.The best fresh-cutting process for fresh SCR was to dry fresh SCR until water content of 30% to cut, then dry it at 60 ℃. The results will provide a basis for the fresh cutting of SCR.

; fresh-cutting; entropy weight method; grey correlation degree method; cluster analysis; color difference; total flavone; chlorogenic acid; taxifolin; astilbin; engeletin; resveratrol

R283.6

A

0253 - 2670(2023)12 - 3834 - 08

10.7501/j.issn.0253-2670.2023.12.010

2022-12-21

湖北省高等學校優(yōu)秀中青年科技創(chuàng)新團隊計劃（T2022020）

張愛松（1997—），男，碩士，主要從事中藥資源與品質研究。E-mail: zhangaisong_hbucm@163.com

通信作者：余 坤，博士，教授，主要從事中藥資源與品質研究。E-mail: yukun_hbtcm@163.com

[責任編輯 鄭禮勝]