甘草飲片質量分析與評價

段超慧（包頭市食品藥品檢驗檢測中心，內蒙古 包頭 014060）

甘草是常用的也是重要的中藥材，能調和諸藥，解百毒，其應用范圍十分廣泛。甘草在我國使用由來已久，最早記錄載于《神農本草經》，稱“美草”“國老”，被列為上品[1]。我國是世界上甘草主產國之一，生產歷史久，產量大，野生的甘草資源主要分布在我國黃河流域及黃河以北地區的內蒙古、新疆、甘肅、寧夏等地區，甘草的種類全世界約有24 種，我國種植的甘草有11種[2]?！吨袊幍洹?015年版一部規定其來源為豆科植物甘草Glycyrrhiza uralensisFisch.、脹果甘草Glycyrrhiza inflataBat.或光果甘草Glycyrrhiza glabraL.的干燥根和根莖；春、秋二季采挖，除去須根，曬干；其味甘、性平；歸心、肺、脾、胃經；具有補脾益氣、清熱解毒、祛痰止咳、緩急止痛、調和諸藥之功效[3]?，F代藥理學研究表明，甘草具有抗菌、抗病毒、抗氧化、抗腫瘤、增強記憶力、保護神經、降糖、降膽固醇等多方面的藥理活性[4-5]。本研究通過對全國12 個地區流通與使用環節中的43 家生產企業生產的47 批次甘草飲片進行質量評價，以全面了解目前市售甘草飲片的質量現狀，并分析存在的問題，為甘草飲片的質量提高和有效監管提供參考依據。

1 試藥與儀器

1.1 試藥

100 μg·mL－1內標（Bi、Ge、In、Li、Lu、Rh、Sc、Tb，批號：5188-6525，美國Agilent 公司），1000 μg·mL－1汞單元素標準溶液、100 μg·mL－1混標（Al、B、Ba、Cu、Fe、Mn、Ti、Zn）、100 μg·mL－1混標（Ag、As、Cd、Cr、Mo、Ni、Pb、Se、Sn、V）（國家有色金屬及電子材料分析測試中心），甘草對照藥材（批號：120904-201620）、甘草苷對照品（批號：111610-201106，純度：93.7%）、甘草酸銨對照品（批號：110731-201317，純度：92.6%）（中國食品藥品檢定研究院），色譜級乙腈（德國Merck 公司），光譜級硝酸（德國CNW 公司），其余試劑均為分析純。

1.2 儀器

SLD-Ι 型薄層色譜攝影儀（天津思利達色譜技術開發公司）；硅膠G 薄層板（青島海洋化工有限公司）；CEM MARS 6 微波消解儀（美國CEM 公司）；Agilent 7900 電感耦合等離子體質譜儀（美國Agilent 公司）；KQ-500DE 型數控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；島津LC-20A 高效液相色譜儀（日本島津公司）；BP 211D 型十萬分之一天平（德國Sartorius 公司）；AB 104 型萬分之一分析天平（美國METTLER TOLEDO 公司）。

2 資料與方法

2.1 基本信息

本研究抽驗的47 批甘草飲片覆蓋全國12 個省、直轄市、自治區的43 家生產企業，被抽樣單位包括醫療單位26 家，經營單位21 家。所有批次甘草飲片產地集中在內蒙古、寧夏、甘肅、東北、河北及山西等省、自治區，具體分布見圖1。

圖1 甘草飲片產地分布圖Fig 1 Origin of Glycyrrhiza uralensis Fisch.decoction pieces

2.2 檢驗標準

《中國藥典》2015年版一部對甘草飲片做了性狀、粉末顯微鑒別、薄層鑒別（甘草對照藥材、甘草酸單銨鹽對照品）、檢查（水分、總灰分、重金屬及有害元素）、含量測定（甘草苷、甘草酸）等方面的檢驗要求。未有企業自己的注冊標準，不存在標準差異的影響。

3 結果與分析

3.1 抽驗結果

3.1.1 抽驗總體結果 共檢驗甘草飲片 47 批次，合格樣品 39 批次，合格率為 82.98%，不合格樣品 8 批次，不合格率 17.02%，其中1 批次重金屬及有害元素不符合規定，7 批次含量測定低于標準要求。

3.1.2 性狀 47 批次樣品的性狀特征均符合《中國藥典》2015年版一部的要求。

3.1.3 鑒別

① 粉末顯微鑒別：標準中對甘草飲片規定只做粉末顯微鑒別，觀察晶纖維、草酸鈣方晶、具緣紋孔導管、木栓化細胞等特征。47 批樣品結果均符合規定，部分典型粉未特征見圖2。

圖2 甘草飲片典型粉末顯微特征Fig 2 Typical powder microscopic characteristics of Glycyrrhiza uralensis Fisch.decoction pieces

② 薄層色譜鑒別：47 批次樣品結果均符合規定，合格率為100%。薄層色譜中各斑點分離度好，顯色清晰，典型圖譜見圖3。

圖3 甘草飲片薄層色譜圖Fig 3 TLC of Glycyrrhiza uralensis Fisch.decoction pieces

3.1.4 檢查

① 水分：按《中國藥典》2015年版四部通則 0832 第二法對47 批樣品進行檢驗，水分全部低于標準規定的12.0%；其中有31 批次水分在6.1%～8.0%，占總數的65%以上。

② 總灰分：是指生藥本身經過灰化后遺留的不揮發性無機成分以及生藥表面附著的不揮發性無機成分總和，是衡量中藥材質量的重要指標，反映中藥材中摻假及其受污染的情況[6]。甘草飲片標準規定總灰分不得過5.0%。按《中國藥典》2015年版四部通則 2302 檢驗的47 批樣品總灰分均符合規定。有32 批次總灰分在4.1%～5.0%，占總數的65%以上。

③ 重金屬及有害元素：標準規定對甘草飲片以原子吸收分光光度法或電感耦合等離子體質譜法測定鉛、鎘、砷、汞、銅5 種元素的含量，其中鉛不得過 5 mg·kg－1；鎘不得過0.3 mg·kg－1；砷不得過2 mg·kg－1；汞不得過0.2 mg·kg－1；銅不得過20 mg·kg－1。本次評價采用電感耦合等離子體質譜法對47 批次樣品中5 種重金屬元素進行測定，甘草飲片中砷含量在0.05～0.5 mg·kg－1，平均值為0.2 mg·kg－1；鉛含量在0.07～0.8 mg·kg－1，平均值為0.3 mg·kg－1；鎘含量在0～0.03 mg·kg－1（檢出限為0.0023 mg·kg－1），平均值為0.01 mg·kg－1；銅含量在2～12 mg·kg－1，平均值為8 mg·kg－1；汞含量在0～0.1 mg·kg－1（檢出限為0.000 19 mg·kg－1），平均值為0.02 mg·kg－1。各批次甘草飲片中重金屬元素含量規律為銅＞鉛＞砷＞鎘＞汞。除1 批次樣品中汞元素超過標準限量外，其余所有批次樣品的5 種元素雖有不同程度的檢出，但是含量較低，均符合標準規定。

3.1.5 含量測定 標準規定采用高效液相色譜法對甘草飲片中的甘草苷、甘草酸的含量進行測定。按干燥品計，甘草飲片含甘草苷（C21H22O9）不得少于0.45%，甘草酸（C21H22O9）不得少于1.8%。

參照《中國藥典》2015年版四部通則 0512 的方法對47 批次甘草飲片中的甘草苷及甘草酸含量進行測定，各色譜峰峰形良好，保留時間穩定，分離度及理論板數均符合藥典要求，說明該方法專屬性強，重現性好（見圖4）。結果顯示，40 批次樣品符合標準規定，甘草苷含量在0.46%～2.06%，平均值為0.77%；甘草酸含量在2.0%～4.5%，平均值為2.4%。7 批次樣品不符合規定，包括2 批次甘草苷含量不合格，2 批次甘草酸含量不合格，3 批次甘草苷及甘草酸含量均不合格。

圖4 甘草飲片高效液相色譜圖Fig 4 HPL chromatogram of Glycyrrhiza uralensis Fisch.decoction pieces

3.2 綜合分析

3.2.1 相關性分析 有研究表明，藥材中金屬元素之間、金屬元素與成分之間會形成各種形態或配位化合物，它們可通過協同或拮抗作用改變藥物的生理活性[7-8]，還有學者指出將中藥材的指標性成分與金屬元素兩者有機地結合起來，可進一步揭示中藥材在治療疾病和降低毒性方面的作用機制[9]。因此本研究首先采用SPSS 22.0 統計學軟件對47 批次甘草飲片中各重金屬元素含量之間的相關性進行分析（雙變量），結果表明，砷與鉛含量之間存在顯著正相關（r＝0.596），砷與鎘含量之間成正相關（r＝0.315），鎘與銅含量之間成正相關（r＝0.342），說明在甘草藥材中，砷、鉛、鎘、銅元素之間具有一定的協同作用[10]（見表1）。

表1 甘草飲片中各重金屬元素含量之間的相關系數Tab 1 Correlation coefficient of the content of heavy metal elements in Glycyrrhiza uralensis Fisch.decoction pieces

之后對47 批次甘草飲片中甘草苷及甘草酸含量進行相關性分析，兩者存在顯著性正相關（r＝0.620）。本研究還分別對甘草苷和甘草酸含量與5種重金屬元素的含量做了雙變量相關性分析，結果表明，甘草苷及甘草酸含量均與砷元素的含量成正相關（r甘草苷＝0.446，Sig甘草苷＝0.002；r甘草酸＝0.376，Sig甘草酸＝0.008）。推測這可能與砷離子生成配合物有關，具體的金屬配合物發揮作用的機制還需要進一步深入研究。

3.2.2 系統聚類分析 采用 SPSS 22.0 統計學軟件，以系統聚類分析法[11]對47 批次甘草樣品中甘草苷、甘草酸的含量測定結果進行分析，以評價不同產地及同廠家不同批次樣品間的質量差異。由圖5A 可見，甘草苷整體含量差異較大，35（產地甘肅）、36（產地內蒙古）、37（產地內蒙古）被聚為Ⅰ類，其余樣品被聚為Ⅱ類，每類樣品又可聚為其他亞類，Ⅰ類樣品甘草苷含量明顯高于其余批次樣品；由圖5B 可見，甘草酸含量差異較小，37（產地內蒙古）被聚為Ⅰ類，其余樣品被聚為Ⅱ類，Ⅰ類樣品甘草酸含量明顯高于其余批次樣品。Ⅰ類樣品的產地均為甘草的道地產區（內蒙古、甘肅），也充分說明道地產區的藥材質量要明顯優于其他地區。對于相同廠家生產的不同批號的樣品：11、12、28（河北），14、15（內蒙古），21、30（山東），23、38（陜西），18、44（安徽），除山東的2 批次甘草苷稍有差異，被聚為不同亞類外，其余各相同生產廠家生產的不同批號樣品的甘草苷及甘草酸含量均被聚為一類，說明相同廠家生產的樣品質量較均勻。

圖5 47 批次甘草飲片樣品聚類分析圖Fig 5 Cluster analysis of 47 batches of Glycyrrhiza uralensis Fisch.decoction piece

4 討論

甘草是常用大宗藥材，在中藥材中產量和銷量均居于大宗藥材的首位，同時也是食品加工、輕工業的重要原料。通過本次評價發現市售甘草飲片的質量總體較好，抽樣合格率為82.98%，不合格樣品8 批次，涉及抽樣單位：經營企業2 家，醫療單位6 家，不合格樣品的產地分布在河北?。? 批含量不合格）、內蒙古自治區（1 批含量不合格）、山西省（1 批含量不合格）及甘肅?。? 批重金屬及有害元素不合格）?？梢?，甘草飲片最大的質量問題為有效成分的含量，占總不合格率的87.50%。這可能是由于甘草市場需求量逐年增大，野生資源過度采挖[12]。目前藥用主要為栽培甘草，而人工栽培甘草主要成分含量與產區[13]、基源[14]、藥用部位[15]、生長年限[16-17]及采挖時期[15]有關。聚類分析結果顯示出道地產區如內蒙古及甘肅出產的甘草質量要明顯優于其他地區的甘草，也充分說明了產地對于藥材質量的重要性。

重金屬中砷、鉛、汞、鎘、銅等具有明顯的生物毒性作用，在本次評價工作中，47 批次樣品只有1 批樣品的汞元素超出限量標準。藥材中重金屬元素含量的高低主要取決于兩方面[18-20]：一是土壤的性質、土壤中重金屬元素含量及各重金屬存在形態；二是藥材本身對不同重金屬元素的選擇和積累能力。土壤為中藥材的生長提供有機和無機營養物質，一般來說，土壤中重金屬含量的多少將直接影響到中藥材中重金屬含量是否超標。如茅向軍等[21]對貴州不同地區栽培的杜仲藥材中鉛、砷、汞的含量進行了測定，結果發現種植土壤與藥材間砷、汞含量基本成正相關，說明藥材中的砷、汞含量與種植環境關系密切。因此，對于汞超出限量標準的1 批樣品，最可能原因是種植環境受到污染。

甘草的次生代謝受到多種因素如光照、溫度、濕度、礦質元素等的影響，其中礦質元素更是直接參與甘草的次生代謝過程。因此本研究采用SPSS 22.0 軟件對5 種重金屬元素含量及有效成分與金屬元素含量之間的相關性進行分析。

5 檢驗和監管建議

① 建立開展藥材專項抽樣的長效機制，加強對甘草生產、加工、流通、使用多環節的監管。

② 建立合理機制，將評價抽驗中發現的質量問題及時反饋給各生產企業。

③ 通過檢驗發現，不合格樣品的經營單位主要集中在醫療單位，占總不合格數的75.00%，因此，建議加強醫療單位飲片質量的監管。

④ 檢驗的47 批次樣品中，不合格樣品產地主要為河北省，占總不合格數的62.50%。而通過聚類分析發現，甘草道地產區如內蒙古、甘肅所產的甘草含量均較高，說明道地產區的藥材品質較好，因此，建議各經營單位在進貨時可優先選擇內蒙古等道地產區的供應商，間接保證甘草藥材質量。

⑤ 對于甘草飲片中各金屬元素之間、有效成分與砷元素之間的協同作用及其作用機制可以開展進一步的探索性研究。