不同干燥方法對(duì)桂枝藥材中苯丙素類成分的影響及評(píng)價(jià)△

卞曉坤，趙秋龍，卜凡淑，張婷，錢大瑋*，朱振華，郭盛，嚴(yán)輝，趙建軍，段金廒

1.南京中醫(yī)藥大學(xué) 江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過(guò)程協(xié)同創(chuàng)新中心/江蘇省方劑高技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，江蘇 南京 210023； 2.寧夏醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，寧夏 銀川 750004

桂枝為樟科植物肉桂CinnamomumcassiaPresl的干燥嫩枝，具有發(fā)汗解肌、溫通經(jīng)脈、助陽(yáng)化氣、平?jīng)_降氣的功效[1]，臨床上多用于風(fēng)寒感冒、脘腹冷痛、血寒經(jīng)閉、關(guān)節(jié)痹痛、痰飲、水腫、心悸、奔豚[2]。傳統(tǒng)加工方法為春、夏二季采收，除去葉，曬干或切片曬干。

中藥材的干燥是儲(chǔ)存、保管非常重要的環(huán)節(jié)，直接影響到中藥材的品質(zhì)要求。因此，逐步研究各種中藥材干燥加工技術(shù)，選擇適宜的工藝參數(shù)是保證中藥材質(zhì)量的前提[3-5]。拋開干燥前的預(yù)處理，純粹的干燥過(guò)程是一個(gè)降低水分的過(guò)程，在該過(guò)程中需注意的是保持中藥材的藥用成分，是中藥材加工中必不可少的工藝過(guò)程[6-7]。傳統(tǒng)干燥主要包括陰干、曬干等，比較經(jīng)濟(jì)，但此種干燥方法亦存在一些缺點(diǎn)[8-9]，比如耗時(shí)長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、易污染、易受天氣影響、干制品質(zhì)量相差大等。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，中藥材的干燥也正在逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，除了普通的熱風(fēng)干燥外，人們正在將新的技術(shù)原理引入干燥領(lǐng)域，如紅外干燥、微波干燥等，由于現(xiàn)代干燥加工技術(shù)具有干燥時(shí)間短、干燥溫度可控、干燥產(chǎn)品質(zhì)量均一等優(yōu)點(diǎn)，許多現(xiàn)代干燥加工技術(shù)逐漸應(yīng)用于產(chǎn)地加工過(guò)程中[10-12]。目前，現(xiàn)代藥品生產(chǎn)對(duì)藥材的品質(zhì)要求也越來(lái)越高，揮發(fā)性成分為桂枝藥材中的主要成分，穩(wěn)定性較差，不同的干燥方法、干燥溫度對(duì)其影響較大。因此，基于現(xiàn)代干燥加工技術(shù)，探究現(xiàn)代化干燥方法對(duì)桂枝藥材的影響很有必要。

本研究分析了傳統(tǒng)曬干、陰干及3種現(xiàn)代中藥材干燥加工技術(shù)對(duì)桂枝藥材的影響，探究不同干燥方法及干燥溫度對(duì)桂枝藥材中桂皮醛、肉桂酸等成分的影響，為桂枝藥材適宜的產(chǎn)地干燥提供參考。

1 材料

電熱鼓風(fēng)干燥機(jī)(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)；中短波紅外干燥機(jī)(江蘇泰州圣泰科紅外科技有限公司)；隧道式微波干燥機(jī)(南京研正微波設(shè)備廠)；ACQUITY UPLC系統(tǒng)(包括四元泵溶劑系統(tǒng)，在線脫氣機(jī)和自動(dòng)進(jìn)樣器，Waters公司)；快速水分測(cè)定儀(德國(guó)Adam公司)；Sartorius BT125D電子分析天平(德國(guó)塞多利斯公司)；超純水系統(tǒng)(南京易普達(dá)易科技發(fā)展有限公司)。

對(duì)照品桂皮醛(批號(hào)：110710-201821)、肉桂酸(批號(hào)：110786-201604)購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院；桂皮醇(批號(hào)：Y04N7C23850)、香豆素(批號(hào)：Y24O7C23495)、鄰甲氧基肉桂醛(批號(hào)：T15F8T29343)購(gòu)自上海源葉生物科技有限公司，以上對(duì)照品純度均>95%。乙腈(Merck)及甲酸(美國(guó)ACS公司)均為色譜純，超純水(實(shí)驗(yàn)室自制)。

桂枝新鮮藥材(批號(hào)：20181027) 采于廣東肇慶德慶縣悅城鎮(zhèn)種植基地，經(jīng)南京中醫(yī)藥大學(xué)嚴(yán)輝副教授鑒定為樟科植物肉桂Cinnamomumcassiapresl的干燥嫩枝。

2 方法與結(jié)果

2.1 干燥加工方法

取桂枝新鮮藥材，除去葉等雜質(zhì)，切段混合均勻，分成14份，每份約1 kg，按照表1所示方法干燥。干燥前測(cè)定其初始含水率，干燥過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)定含水量，當(dāng)含水率低于12%時(shí)立刻停止干燥。

表1 桂枝干燥加工方法

2.2 含量測(cè)定

2.2.1色譜條件 色譜柱：ACQUITY UPLC BEH C18(100 mm×2.1 mm，1.7 μm)，流動(dòng)相：0.1%甲酸水(A)-乙腈(B)，梯度洗脫程序(0～1 min，95%～81%A；1～2 min，81%～74%A；2～6.5 min，74%～60%A；6.5～7 min，60%～20%A；7～7.5 min，20%～95%A)；流速：0.4 mL·min-1；檢測(cè)波長(zhǎng)：254 nm；柱溫：25 ℃，進(jìn)樣量1 μL。UPLC圖譜見圖1。

注：1.香豆素；2.肉桂醇；3.肉桂酸；4.桂皮醛；5.鄰甲氧基肉桂醛；A.對(duì)照品；B.樣品。圖1 對(duì)照品及桂枝樣品UPLC圖

2.2.2供試品溶液的制備 取桂枝粉末(過(guò)4號(hào)篩)約0.3 g，精密稱定，置50 mL圓底燒瓶中，精密加入70%的甲醇溶液25 mL，稱定質(zhì)量，加熱回流45 min，放冷，加70%甲醇補(bǔ)足減失質(zhì)量，搖勻，取上清液，過(guò)0.22 μm 微孔濾膜，取續(xù)濾液。

2.2.3線性關(guān)系的考察 分別取香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、鄰甲氧基肉桂醛對(duì)照品適量，精密稱定，加甲醇制成含香豆素73.92 mg·L-1、肉桂醇23.54 mg·L-1、肉桂酸56.42 mg ·L-1、桂皮醛793.7 mg·L-1、鄰甲氧基肉桂醛237.0 mg·L-1的混合對(duì)照品溶液。精密吸取上述混合對(duì)照品溶液適量，加甲醇配成系列濃度的混合對(duì)照品溶液。以各對(duì)照品濃度為X，相應(yīng)峰面積為Y，進(jìn)行線性關(guān)系的考察，見表2。

表2 各對(duì)照品及線性范圍

2.2.4精密度試驗(yàn) 取2.2.3項(xiàng)下制備的混合對(duì)照品溶液 1 份，按2.2.1項(xiàng)下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次，測(cè)定峰面積，結(jié)果香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、鄰甲氧基肉桂醛的RSD分別為0.3%、0.7%、0.3%、0.1%、0.2%，表明儀器精密度良好。

2.2.5重復(fù)性試驗(yàn) 精密稱取同一樣品6份，每份約0.3 g，精密稱定，按2.2.2項(xiàng)下平行制備供試品溶液，按上述條件進(jìn)樣，結(jié)果香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、鄰甲氧基肉桂醛的峰面積RSD分別為0.4%、0.3%、0.3%、0.1%、0.2%，說(shuō)明本方法重復(fù)性良好。

2.2.6穩(wěn)定性試驗(yàn) 取重復(fù)性試驗(yàn)所得供試品溶液1份，在室溫分別放置0、2、6、8、12、24 h后，按上述條件進(jìn)樣，測(cè)定峰面積，結(jié)果香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、鄰甲氧基肉桂醛的RSD分別為0.4%、1.2%、0.2%、0.2%、0.2%，說(shuō)明供試品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.2.7加樣回收率試驗(yàn) 取已測(cè)定的桂枝樣品粉末(編號(hào)：12)9份，每份約0.15 g，精密稱定，分別加入樣品中所測(cè)成分含量80%、100%、120%的對(duì)照品溶液，同法制備供試品溶液，并按上述條件測(cè)定，計(jì)算回收率，平均加樣回收率為97%～102%，RSD均小于4.0%。

2.2.8樣品測(cè)定 按上述條件制備各干燥樣品的供試品溶液并進(jìn)樣測(cè)定，記算供試品中各成分的含量。每個(gè)樣品平行3次，以均值作為測(cè)定結(jié)果，見表3。

表3 不同干燥方法桂枝藥材中5種化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)(n=3) mg·g-1

結(jié)果顯示，5種化學(xué)成分中，以桂皮醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化最為顯著，最低者為26.15 mg·g-1，最高者可達(dá)64.87 mg·g-1，兩者相差2倍以上，對(duì)應(yīng)干燥方式分別為微波干燥70 ℃及熱風(fēng)干燥40 ℃。同一干燥方式下，肉桂醇、桂皮醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著溫度的升高呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)；不同干燥方式下，含量變化趨勢(shì)為：熱風(fēng)干燥含量最高，其次為紅外干燥，微波干燥含量最低；除微波干燥外，肉桂酸、鄰甲氧基肉桂醛含量隨著溫度的升高呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。可見干燥溫度、干燥方式對(duì)桂枝藥材的影響較大。

隨著溫度的升高，桂枝所測(cè)成分總含量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，這與桂枝所含化學(xué)成分多為揮發(fā)性類成分有關(guān)，總體趨勢(shì)為陰干>曬干>熱風(fēng)干燥>中短波紅外干燥>微波干燥。

2.3 適宜干燥方法的確定

藥材干燥過(guò)程中，由于受熱和失水，中藥材的物理和化學(xué)特性發(fā)生較大變化，對(duì)這些變化的把握是選擇適當(dāng)干燥方法和貯存條件的基礎(chǔ)。目前，對(duì)于中藥材干燥的評(píng)價(jià)和選擇主要以水分、或外形、色澤為主，然而利用有效成分綜合評(píng)定干燥品質(zhì)的很少，因此，以化學(xué)成分含量變化為指標(biāo)，評(píng)價(jià)其適宜的干燥方法很有必要。由于不同干燥方法、不同干燥溫度下所測(cè)桂枝中的5種化學(xué)成分的變化規(guī)律不盡相同，無(wú)法判斷何種干燥方式為其較適宜的干燥方法。故利用SPSS綜合評(píng)價(jià)法以確定桂枝藥材適宜的干燥方法[13]。以桂枝中所測(cè)5種化學(xué)成分的含量與對(duì)應(yīng)的組別組成矩陣，進(jìn)行主成分分析，結(jié)果前2個(gè)主成分的特征值均大于1，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)81.05%，結(jié)果見表 4。

表4 不同主成分的特征值和貢獻(xiàn)率

經(jīng)旋轉(zhuǎn)變換后的因子得分矩陣見表5，從表中可以看到主成分1和香豆素、肉桂醇、桂皮醛呈高度正相關(guān)，與肉桂酸呈高度負(fù)相關(guān)；主成分2與鄰甲氧基肉桂醛呈高度正相關(guān)。因?yàn)榍?個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)81.05%，基本包含了桂枝大部分成分的信息，能夠比較客觀地反映不同干燥方式下桂枝藥材的質(zhì)量。因此選用前2個(gè)主成分對(duì)不同干燥方法下的桂枝進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

表5 不同化合物旋轉(zhuǎn)變換后的因子載荷矩陣

以各主成分因子得分與方差貢獻(xiàn)率乘積之和相加[14]，則總因子得分值F=0.561 61F1+0.248 93F2，并對(duì)其進(jìn)行降序排序，結(jié)果見表6。

表6 桂枝不同干燥方法的主成分因子及其綜合評(píng)價(jià)

綜合評(píng)價(jià)法結(jié)果顯示，前6種由優(yōu)至劣順次排序的干燥方法為：陰干、曬干、熱風(fēng)干燥50 ℃、熱風(fēng)干燥40 ℃、中短波紅外干燥40 ℃、熱風(fēng)干燥60 ℃，提示傳統(tǒng)陰干、曬干具有一定的合理性，但亦存在一些弊端，如勞動(dòng)強(qiáng)度大，易受天氣影響，易污染，耗時(shí)長(zhǎng)，干制品藥材品質(zhì)不均一等。另一方面，熱風(fēng)干燥樣品的質(zhì)地脆，香氣濃，中短波紅外干燥法加工所得樣品氣味稍弱，而微波干燥法加工樣品色澤較暗、內(nèi)心稍有焦黑，香氣較弱，其原因可能是微波干燥穿透力強(qiáng)，能夠深入物料的內(nèi)部，鮮樣失水過(guò)快，局部受熱溫度高，易產(chǎn)生碳化[15]，因此揮發(fā)性成分流失較多，從而導(dǎo)致香氣不足。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，隨著干燥溫度的升高，桂枝有效成分流失增多，這與桂枝所含化學(xué)成分多為揮發(fā)性類成分有關(guān)，其中微波干燥對(duì)桂枝揮發(fā)性成分流失影響最大。因此，綜合考慮桂枝藥材干燥過(guò)程的耗時(shí)、所測(cè)5種化學(xué)成分的含量、外觀性狀、氣味等因素，認(rèn)為熱風(fēng)干燥50 ℃為桂枝藥材較為適宜的現(xiàn)代干燥加工方法。

3 討論

3.1 提取方法的確定

本研究考察了不同提取溶劑對(duì)所測(cè)成分的影響，結(jié)果70%甲醇提取效率較高且干擾成分最少；對(duì)超聲、回流2種不同提取方法進(jìn)行考察，結(jié)果回流提取更充分；對(duì)提取時(shí)間、料液比進(jìn)行考察，確定最終提取方法為：25 mL 70%甲醇回流提取45 min即可。

3.2 色譜條件的選擇

根據(jù)5種化學(xué)成分的理化性質(zhì)和色譜行為，本實(shí)驗(yàn)以乙腈、不同酸度的水為流動(dòng)相進(jìn)行了考察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以乙腈-純水為流動(dòng)相時(shí)，色譜峰有明顯的拖尾現(xiàn)象，加酸后可明顯改善峰形。因此，綜合比較色譜峰形及其分離效果，確定最終的流動(dòng)相為乙腈-0.1%甲酸水。

3.3 檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇

使用 Waters 的PDA檢測(cè)器對(duì)波長(zhǎng)190～410 nm進(jìn)行了掃描，發(fā)現(xiàn)各成分在波長(zhǎng)254 nm下響應(yīng)較好，且色譜峰信息較完全，基線平穩(wěn)，噪音較低，故確定本實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)波長(zhǎng)為254 nm。

3.4 結(jié)果分析

用干燥設(shè)備對(duì)中藥材進(jìn)行干燥，大都需要加熱和通風(fēng)，桂枝含有大量的功能性成分，桂枝的價(jià)值也就體現(xiàn)在這些有效成分上，但這些成分都是熱敏性的且易氧化，因此選擇中藥材干燥設(shè)備要以最大限度地保留中藥材藥用價(jià)值為出發(fā)點(diǎn)。本研究首次探究了不同干燥方法對(duì)桂枝藥材的質(zhì)量影響，采用UPLC對(duì)桂枝中有效成分香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、鄰甲氧基肉桂醛5種苯丙素類成分進(jìn)行測(cè)定，以期為桂枝藥材產(chǎn)地干燥加工適宜方法的確定提供依據(jù)。

由于桂枝各指標(biāo)成分含量在不同干燥方法下變化趨勢(shì)不同，無(wú)法判斷何種干燥方法為其較適宜的干燥方法，因此本研究采用了較為合理的綜合評(píng)價(jià)方法，以全面評(píng)價(jià)5種活性成分在各干燥方法下的權(quán)重。研究發(fā)現(xiàn)，桂枝中苯丙素類化合物對(duì)溫度較為敏感，在受熱時(shí)易于揮發(fā)，干燥溫度較低時(shí)，有利于苯丙素類成分的保存。但采用直接陰干、曬干的干燥方法，耗時(shí)長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、受氣候的影響較大，已不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。人們?cè)谧非笾兴幉馁|(zhì)量品質(zhì)的同時(shí)，對(duì)于干燥環(huán)境、生產(chǎn)效率、機(jī)械化生產(chǎn)等都有了更高的需求。因此，結(jié)合藥材本身的性質(zhì)，選擇較為適宜的先進(jìn)干燥設(shè)備及干燥工藝是目前中藥材發(fā)展的技術(shù)方向[16]。因此，本研究探究了不同現(xiàn)代化干燥方法、不同干燥溫度對(duì)桂枝藥材的影響，經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，桂枝采用微波干燥時(shí)，雖其水分揮發(fā)較快，但其有效成分損失也較多，香氣也較弱；紅外干燥相比于熱風(fēng)干燥來(lái)說(shuō)，含量稍低。因此綜合考慮桂枝干燥過(guò)程中各化學(xué)成分的含量、干燥效率等因素[17-18]，認(rèn)為熱風(fēng)干燥50 ℃為桂枝藥材較為適宜的現(xiàn)代干燥加工方法。但其制成桂枝飲片還需進(jìn)一步考察其切斷長(zhǎng)度，規(guī)范其切制技術(shù)，因此，還需進(jìn)一步深入研究，為其規(guī)范化的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。