基于綜合評分和聚類分析的不同海拔、生長年限及干燥加工方法的黃連花薹的品質評價

伍利華 楊慧 楊俊莉 曾奇璐 劉濤 徐玉玲

中圖分類號 R282 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2020）10-1212-05

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2020.10.11

摘 要 目的：對不同海拔、生長年限及干燥加工方法的黃連花薹進行品質評價，為其開發利用及質量控制提供參考。方法：分別采用紫外-可見分光光度法和高效液相色譜法測定24批不同產地、不同生長年限及不同干燥加工方法的黃連花薹樣品（S1～S24）中總黃酮和鹽酸小檗堿的含量。以總黃酮和鹽酸小檗堿含量為指標，并兼顧以干燥加工時間較短為優，分別對總黃酮含量、鹽酸小檗堿含量、干燥時間標準化值賦予權重比例為30、40、30，計算其綜合評分，對24批樣品進行品質評價。以總黃酮和鹽酸小檗堿含量為變量，應用SPSS 19.0統計學軟件對24批樣品進行聚類分析。結果：海拔為1 200 m左右、生長年限在4年及以上的黃連花薹綜合評分較高（84～94分），采用梯度干燥方法所得黃連花薹的綜合評分普遍高于其他干燥加工方法所得樣品。聚類分析結果顯示，S1～S4、S9、S10、S13～S18聚為一類，其余12批聚為一類，與綜合評分法分析結果基本一致。結論：不同海拔、生長年限及干燥加工方法對黃連花薹的品質均有一定影響，其中以海拔為1 200 m左右、生長年限在4年及以上、梯度干燥法加工的樣品為優。

關鍵詞 黃連花薹;總黃酮;鹽酸小檗堿;海拔;生長年限;干燥加工方法;綜合評分法;聚類分析

Quality Evaluation of Inflorescence of Coptis chinensis with Different Altitude， Growth Years and Drying? Processing Methods Based on Comprehensive Score and Cluster Analysis

WU Lihua1，YANG Hui2，YANG Junli2，ZENG Qilu2，LIU Tao2，XU Yuling2（1. Journal Center， Chengdu University， Chengdu 610106， China; 2. College of Pharmacy and Biological Engineering， Chengdu University， Chengdu 610106， China）

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To evaluate the quality of inflorescence of Coptis chinensis from different altitude with different growth years and drying processing methods， and to provide reference for its utilization and quality control. METHODS： The contents of total flavonoids and berberine hydrochloride in 24 batches of inflorescence of C. chinensis （S1-S24） from different altitude with different growth years and drying processing methods were determined by UV-Vis spectrophotometry and HPLC. Using the contents of total flavonoids and berberine hydrochloride as indexes， and taking the short drying time as the best， the weight ratios of total flavonoids content， berberine hydrochloride content and standardized value of drying time were 30， 40 and 30， respectively; comprehensive score was calculated， then the quality of 24 batches of samples was evaluated. Using the contents of total flavonoids and berberine hydrochloride as variables， systematic cluster analysis was performed for 24 batches of samples by using SPSS 19.0 statistical software. RESULTS： For inflorescence of C. chinensis with altitude about 1 200 m and the growing years of 4 years and above， the higher the comprehensive score （84-94 score） and the better the quality were. The comprehensive score of inflorescence of C. chinensis procesed by gradient drying method was generally higher than samples processed by other methods. Results of cluster analysis showed that S1-S4， S9， S10， S13-S18 were clustered into one category， and other 12 batches were clustered into one category， which were basically consistent with the results of comprehensive scoring method. CONCLUSIONS： Different altitude， different growth years and different drying processing methods have certain effects on the quality of inflorescence of C. chinensis， among which the samples processed by gradient drying method with growth altitude of 1 200 m， growth years of 4 years and above are the best.

KEYWORDS? ?Inflorescence of Coptis chinensis; Total flavonoids; Berberine hydrochloride; Altitude; Growth years; Drying processing methods; Comprehensive score; Cluster analysis

黃連為毛茛科植物黃連（Coptis chinensis Franch.）、三角葉黃連（C. deltoidea C. Y. Cheng et Hsiao）或云連（C. teeta Wall.）的干燥根莖，分別習稱為“味連”“雅連”“云連”，具有清熱燥濕、瀉火解毒的功效，主要用于治療濕熱痞滿、嘔吐吞酸、瀉痢等癥[1]。黃連花薹是黃連的花序。黃連為春季開花，其花為淡黃色，花瓣呈線形或披針形、頂端較尖、中央有蜜槽，雄蕊多數（約20），花藥長1 mm，花絲長2～5 mm，外輪雄蕊比花瓣略短或近等長，心皮8～12，離生，有短柄，花柱微外彎[2-4]。黃連在移栽后第2年春季開花，開花后會消耗植物大量養分，而摘除花薹能使黃連根莖增產，因此黃連生產基地除了會將少數黃連花薹留種外，其余均摘除丟棄，造成了植物資源的浪費。近年來研究發現，黃連花薹含有大量的生物堿、黃酮和酚類活性物質，具有降血脂、降血糖、降血壓、抗氧化、促進排便和改善心肌缺血再灌注損傷等作用[5-6]，為黃連花薹資源的綜合開發和合理應用提供了新的發展方向。本研究采集了不同海拔、不同生長年限、不同干燥加工方法的黃連花薹樣品，對其主要有效成分總黃酮和鹽酸小檗堿的含量進行測定;同時，結合綜合評分以及聚類分析法，考察海拔、生長年限和干燥加工方法對黃連花薹品質的影響，對黃連花薹的種植及產地加工方法等進行評價，為其開發利用及質量控制提供參考。

1 材料

1.1 儀器

SQP型電子天平[賽多利斯科學儀器（北京）有限公司];TU-1810型紫外-可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）;iChromW5100型高效液相色譜（HPLC）儀（大連依利特分析儀器有限公司）;ZFD-A5140型鼓風干燥箱（上海智城分析儀器制造有限公司）;KQ-100型超聲波清洗機（昆山市超聲儀器有限公司）。

1.2 藥品與試劑

鹽酸小檗堿對照品[批號：wkq17112710，純度（HPLC法）：≥98%]、蘆丁對照品[批號：wkq18012501，純度（HPLC法）：≥98%]均購自四川省維克奇生物科技有限公司;甲醇、乙腈為色譜純，其余試劑均為分析純，水為純凈水。24批黃連花薹主要采集于6個不同的黃連種植基地，均為毛莨科植物黃連（C. chinensis Franch.）的花序，樣品信息見表1。

2 方法與結果

2.1 不同產地黃連花薹的干燥加工方法

第一法（恒溫干燥法）：將黃連花薹平鋪于托盤上，置于（60±5）℃干燥箱中干燥至水分含量低于13%。第二法（梯度干燥法）：將黃連花薹平鋪于托盤上，置于干燥箱中，依次于（30±5）℃干燥8 h、（40±5）℃干燥8 h、（50±5）℃干燥8 h、（60±5）℃干燥至水分含量低于13%。第三法（陰干法）：將黃連花薹平鋪，置于陰涼通風處，陰干至水分含量低于13%。第四法（曬干法）：將黃連花薹平鋪，曬干至水分含量低于13%。不同干燥加工方法耗時等情況見表1。

2.2 黃連花薹中總黃酮的含量測定

參照本課題組前期所建方法[6-7]測定黃連花薹中總黃酮（以蘆丁計）的含量。

2.2.1 對照品溶液的制備 取蘆丁對照品50 mg，精密稱定，置于25 mL量瓶中，加甲醇適量，水浴上微熱使溶解，放冷后，加甲醇至刻度，搖勻;精密量取該溶液10 mL，置于100 mL量瓶中，加水至刻度，搖勻，即得每1 mL中含蘆丁0.20 mg的對照品溶液。

2.2.2 標準曲線的繪制 精密量取“2.2.1”項下對照品溶液1、2、3、4、5、6 mL，分別置于25 mL量瓶中，加水至6.0 mL，加入5.0%亞硝酸鈉溶液1 mL，混勻后放置6 min;加入10%硝酸鋁溶液1 mL，搖勻后放置6 min;加入氫氧化鈉試液10 mL，再加水至刻度，搖勻，放置15 min。以除蘆丁外的相應試劑（按“2.2.1”項下方法配制）為空白，照2015年版《中國藥典》（四部）“通則0401”項下紫外-可見分光光度法[1]，在500 nm波長處測定吸光度。以吸光度為縱坐標（y）、對照品質量濃度為橫坐標（x，?g/mL）繪制標準曲線。結果，得線性回歸方程y=0.010 5x-0.003 5（R 2=0.999 6），表明蘆丁質量濃度在8.0～48.0 ?g/mL范圍內與吸光度呈良好的線性關系。

2.2.3 樣品中總黃酮含量測定 取24批黃連花薹樣品粗粉約0.5 g，精密稱定，置于具塞錐形瓶中，精密加入甲醇25 mL，稱定質量，加熱回流30 min，放冷后再次稱定質量，用甲醇補足減失的質量，搖勻，濾過;精密量取續濾液1 mL，置于25 mL量瓶中，照“2.2.2”項下方法，自“加水至6.0 mL……”起操作后，在500 nm波長處依法測定吸光度，采用標準曲線法計算樣品含量。每批樣品取3份平行測定，結果取平均值，詳見表2。

2.3 鹽酸小檗堿的測定

參照本課題組前期所建方法[6-7]測定黃連花薹中鹽酸小檗堿的含量。

2.3.1 色譜條件 色譜柱：Supersil ODS2（250 mm×4.6 mm，5 μm）;流動相：乙腈-0.05 mol/L磷酸二氫鉀水溶液（50 ∶ 50，V/V）（每100 mL中含有十二烷基硫酸鈉0.4 g，并以磷酸調節pH為4.0）;檢測波長：345 nm;流速：1.0 mL/min;柱溫：40 ℃;進樣量：10 μL。

2.3.2 對照品溶液的制備 取鹽酸小檗堿對照品適量，精密稱定，加甲醇制成每1 mL含0.534 8 mg的對照品貯備液;精密吸取該貯備液10 mL，置于100 mL量瓶中，加甲醇稀釋至刻度，搖勻，即得每1 mL含53.48 μg的對照品溶液。

2.3.3 供試品溶液的制備 取黃連花薹樣品粗粉約0.2 g，精密稱定，置于具塞錐形瓶中，精密加入濃鹽酸-甲醇（1 ∶ 100，V/V）混合溶液50 mL，密塞，稱定質量，超聲（功率：250 W，頻率：40 kHz）處理30 min，放冷后再次稱定質量，用甲醇補足減失的質量，搖勻，濾過;精密量取續濾液2 mL，置于5 mL量瓶中，加甲醇至刻度，搖勻，濾過，取續濾液，即得。

2.3.4 黃連花薹樣品鹽酸小檗堿含量測定 取24批黃連花薹樣品粗粉，按“2.3.3”項下方法制備供試品溶液，再按“2.3.1”項下色譜條件進樣測定含量，并按外標法計算樣品含量。每批樣品取3份平行測定，結果取平均值，詳見表2。

2.4 不同海拔、生長年限及干燥加工方法對黃連花薹質量的影響評價

采用綜合評分法，以總黃酮和鹽酸小檗堿含量為指標，對不同海拔、不同生長年限、不同干燥加工方法的24批黃連花薹樣品進行質量評價，以優化黃連花薹的種植、采收及加工等參數。同時考慮到實際采收工作的需要，以加工時間較短者為優，因此將不同干燥加工方法中耗時最短的13.8 h（見表1）標準化為基準值1，在此基礎上，每增加50 h依次遞減0.1，將24批黃連花的加工時間（即干燥時間）標準化為0～1的數值[標化值=1-0.1×增加時間（h）/50 h，見表3]。由于兩種指標成分含量高低可以直接反映黃連花薹的品質優劣，其中鹽酸小檗堿為單一成分，測定結果較為精確，而總黃酮為混合成分，因此綜合考慮后，分別對總黃酮含量、鹽酸小檗堿含量、干燥時間賦予權重比例為30、40、30。基于此，綜合評分=總黃酮含量/最大總黃酮含量×30+鹽酸小檗堿含量/最大鹽酸小檗含量×40+干燥時間標化值/最大干燥時間標化值×30，結果見表3。

由表3結果可知，樣品S1～S4、S9、S10、S12～S18、S22的綜合評分均在80分以上，表明其品質相對較好。其中，樣品S1～S4和S13～S16（即表1中采樣編號為R1、R4并經過4種干燥加工方法得到的樣品）的綜合評分較高，為84～94分。R1和R4采樣編號樣品的海拔均在1 200 m左右，且生長年限均在4年及以上，提示生長海拔為1 200 m、生長年限在4年及以上的黃連花薹品質較好。S1～S4、S5～S8、S9～S12、S13～S16、S17～S20、S21～S24分別為采樣編號為R1、R2、R3、R4、R5、R6并經過4種干燥加工方法得到的樣品，其中S2、S6、S10、S14、S18、S22（均為第二法加工）的綜合評分在同一采樣編號的4種干燥加工方法所得樣品中均居于最高值或者接近最高值，提示黃連花薹樣品的產地加工宜采用第二法，即梯度干燥的方法。

2.5 聚類分析

為考察黃連花薹兩個指標成分含量的差異與不同海拔、生長年限及干燥加工方法之間的相互關系，本研究參照文獻方法[8-13]，以總黃酮和鹽酸小檗堿的含量為變量，采用SPSS 19.0統計軟件，按組間聯接聚類方法，以歐氏距離為測度，對24批黃連花薹進行聚類分析，得聚類譜系樹狀圖，詳見圖1。

由圖1可見，24批樣品可聚為兩大類：樣品S1～S4、S9、S10、S13～S18聚為一類，在“2.4”項下綜合評分分析中，上述12批樣品的綜合評分均高于80分;其余12批樣品聚為一類，在“2.4”項下綜合評分分析中，上述樣品的綜合評分普遍低于80分。聚類分析結果與綜合評分分析結果基本一致。其中，樣品S1～S4和S13～S16，即為表1中采樣編號為R1、R4并經過4種加工方法得到的樣品，全部聚集在一類，表明生長在海拔為1 200 m左右、生長年限在4年及以上的黃連花薹品質較為接近，進一步驗證了采用綜合評分法評價不同批次黃連花薹品質的可行性。但對于不同干燥加工方法制成的樣品，未能通過聚類分析將其區分開來。雖然綜合評分法結果顯示梯度干燥法較優，但是6個采集地的黃連花薹由于不同海拔、生長年限等因素的影響導致其品質高低不同，因此梯度干燥法的優勢未能通過聚類譜系圖中直觀地體現出來。

3 討論

黃連作為我國傳統名貴中藥材，具有悠久的栽培、炮制和應用歷史，如今我國的黃連年產量已達到數百萬公斤以上[5]。黃連于移栽后第2年開始，每年春季開花，藥農為使黃連豐產，常將花薹摘除、棄去，這造成了植物資源的浪費。目前，一些黃連種植基地已將黃連花薹開發成黃連花茶飲等衍生產品供應于市。后續可將其開發成抗氧化、延緩衰老等功能性產品，同時可作為原料在食品、日用品、化妝品中使用，既可充分利用黃連藥材資源，又能滿足黃連栽培的農藝要求，從而可為藥農增收、促進黃連產業的可持續發展做出貢獻。

本課題組采集了重慶市石柱縣和四川省樂山市兩個黃連道地產區不同海拔、不同生長年限的黃連花薹樣品，經過4種方法干燥加工后，共制得24批樣品;同時，采用紫外-可見分光光度法和HPLC法分別測定樣品中總黃酮和鹽酸小檗堿的含量，并根據一定的權重比例將總黃酮含量、鹽酸小檗堿含量、干燥時間（經標準化處理）進行綜合評分，從而對不同黃連花薹的品質進行比較分析。結果發現，生長在海拔為1 200 m左右、生長年限在4年及以上的黃連花薹品質較好，產地加工宜采用梯度干燥的方法。此外，本研究還采用聚類分析方法，以指標成分總黃酮和鹽酸小檗堿的含量為變量，將24批樣品聚集成了兩大類，且聚類結果與綜合評分分析結果具有一致性，進一步驗證了綜合評分法用于黃連花薹品質評價的可行性。

對于不同批次黃連花薹的品質評價結果，考慮到黃連主要分布于四川、重慶、貴州、湖南、湖北、陜西等地[14-16]，由于地理區域以及氣候的原因，其花期存在一定的差異性，故在黃連花薹的收集過程中，一些地區的黃連正處在花期，而一些地區的黃連花已凋落，從而未能獲得足夠多的黃連花薹樣品。但本課題組采集的黃連花薹來源于具有“黃連之鄉”的重慶石柱縣以及四川省樂山市沙灣區，均來自黃連的道地產區，具有一定的代表性，可為不同海拔、不同生長年限、不同產地加工方法黃連花薹的品質評價提供一定參考，為將黃連花薹開發成相關產品提供研究基礎。在后續研究中，本課題組擬對黃蓮花薹中除總黃酮和鹽酸小檗堿之外的其他化學成分采用HPLC指紋圖譜等手段進行研究，以進一步完善黃連花薹的質量控制標準。

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（收稿日期：2019-10-24 修回日期：2020-03-27）

（編輯：段思怡）