不同商品等級天麻化學成分的比較

陳三春，謝美鳳，田玉橋，邱小燕，岳文閣，薛華麗，李戀紅，尹慶鐵

（1. 湖南省博世康中醫藥有限公司，湖南懷化 418008；2. 懷化學院生物與食品工程學院，湖南懷化 418008；3. 湖南農業大學 園藝學院，湖南 長沙 410125）

天麻（Gastrodia elata） 是蘭科的草本類植物，別名有很多，可以稱它為赤箭芝、白龍皮、定風草等[1]，其性質溫和、辛且無毒[2]。天麻在中國等其他國家已有不下千年的使用歷程，關于天麻的出現最早是被記錄在《神農本草經》中，在其間被列為上等品[3]，具有平肝、息風、止痛、通絡的功效，可應用于很多中藥制劑和處方藥中，有“治風神藥”的美譽[4]。在古代及現代醫學上都有著重要的藥理學作用，現在市場上的天麻大多數都是草本天麻的塊莖，其塊莖入藥的歷史據記載也已有2 000 多年[5]。天麻也是名貴的中藥材之一，在《名醫別錄》 《本草綱目》 《植物名實圖考》等歷史文獻中也多有出現記錄[6]。從宋朝算起，天麻就已經開始作為藥材被人們所使用。而我國開始有對天麻的化學成分有分析研究是在1956 年[7]，報告中研究表明天麻含有苷等其他中性物質、微量元素的生物堿等。20 世紀70 年代以后，天麻的主要化學物質被不斷分離出來，對其化學成分研究的進展也有了很大突破。到目前為止，有很多化合物質被研究者從天麻里分離出來[8]。其他研究還表明大部分植物中有效化學成分的分子結構會被本身的微量元素所影響，進而會影響其化學成分的形成[9]，所以在近些年，大部分學者對于天麻化學成分的研究多數集中于一些微量元素和水溶性成分上。

1 研究概況

近年來，天麻不僅能夠作為傳統的名貴中草藥材，并且具有豐富的化學物質，還在日常生活中常常被用來當作保健食品，目前天麻已經被列入了保健食品的名單中，因為具有降低高血壓、增強視神經、延緩衰老等作用，還對老年性的癡呆癥狀具有一定的治療效果[10]。隨著天麻化學成分研究的深入，生產也得到了高速的發展，有效化學成分的研究更是進一步得到了學者的重視[11]。天麻在臨床方面的功效也多應用于治療肢體僵硬麻木、神經衰弱疼痛、破傷風、心絞痛、痙攣、眩暈等癥狀[12]。在現代藥理學的學術探討中也表明了天麻含有明目、抗抽搐、益智、祛風保肝、鎮定疼痛、益氣等多種不同的藥理作用[13]。由于人們對健康意識的逐步增強，天麻的需求量也增加，社會中各界人士開始關注天麻，所以現在有越來越多的人開始購入天麻及其產品，天麻也開始被廣泛使用。

1.1 天麻商品等級

天麻的產地分布在全國各地，一些高原地區的省，還有東北及華北各地也均有產出[14]，由此可以了解天麻的種植區域分布比較廣泛，在全國多數地區都有產地。現在天麻人工栽培的比例最多，只有少部分是野生，2 種天麻在個頭上會有比較明顯的變化。在不同地區的天麻等級劃分方式不同，因為天麻生長的自然環境條件比較嚴苛，所以野生的天麻種類慢慢變少，市場上面流通的多數以人工栽培的天麻為主。由于各地人工栽培天麻的技術存在一定差別，產地所加工的方式也不同，導致不同地區的天麻個頭形狀、化學成分含量等存在一定差異[15]，就需要給天麻進行分等級區分。天麻的采摘時間在南、北方并不一致，一般“冬天麻”是在8 月到10 月內摘取，“春天麻”則是在2 月到5 月摘取[16]。傳統經驗認為冬天麻的質地堅硬，品質優勝于春天麻[17]。

由于各區域對于天麻的商品等級劃分有所不同，導致了天麻在市場上的等級劃分存在不同差異。在1949 年之前，等級的劃分是依據不同的產地來區分的，以云南天麻、四川天麻、陜西天麻和貴州天麻最為著名[18]。直到1984 年頒發了《藥材商品規格標準》[19]，我國開始有了正式的等級劃分法律依據，在中藥材市場流通的狀態下，此標準中天麻只依據質量下的支數單位來劃分等級，該標準一直使用到現在。但是該標準只是簡單地區分了天麻的等級，并沒有區分不同產地、人工和野生、春冬季天麻的品質差別。對中藥材商品等級的劃分不僅能對其品質進行一定的評價，還可以用來衡量優劣，也能促進中藥材產業發展的科學規范化、國際標準化等重要影響因素，同時還可以建立起一個較為標準規范、完善可行的中藥材商品等級劃分控制系統，對于提高中藥材產品的品質與保證臨床治療的效果也存在作用。

1.2 研究目的

以一等烏桿天麻、二等烏桿天麻、一等有硫烏紅雜交天麻、二等有硫烏紅雜交天麻和一等無硫烏紅雜交天麻這5 種不同商品等級的天麻為研究對象，分別測定了水分、浸出物、二氧化硫、天麻多糖、天麻素、對羥基苯甲醇這6 種主要化學成分的含量，測定結果進行對比并分析。試驗通過測定不同商品等級天麻化學成分的含量，可以為天麻的品質評價提供科學依據，對于保證中藥材按品質論價、安全有效性、穩定和可控性方面具有重要的現實意義，也對天麻藥材行業的發展等方面具有重大的意義。

2 材料和方法

2.1 試驗材料

一等烏桿天麻、二等烏桿天麻、一等有硫烏紅雜交天麻、二等有硫烏紅雜交天麻、一等無硫烏紅雜交天麻，這5 種天麻樣品均采購于湖南省的博世康中醫藥有限公司。

2.2 試驗試劑

蒽酮、無水乙醇溶液、氫氧化鈉、濃硫酸溶液95%、過氧化氫溶液3%、鹽酸溶液6 mol/L、蒸餾水、磷酸溶液、乙腈溶液、標準葡萄糖純品、天麻素對照品、對羥基苯甲醛對照品等。

2.3 儀器和設備

01-2AB 型電熱鼓風干燥箱，北京中興偉業儀器有限公司產品；HHS-26 型電熱恒溫水浴鍋，上海東星建材試驗設備有限公司產品；TP-6KB 型電子分析天平，湘儀天平儀器設備有限公司產品；XTP-1000A 型萬能粉碎機，浙江永康市紅太陽機電有限公司產品；FL-1 型可調式電爐，北京市永光明醫療儀器有限公司產品；LC-20A 型高效液相色譜儀，日本島津有限公司產品；5840R 型高速冷凍離心機，EPPENDOR 產品；SB-5200DT 型超聲波清洗機，寧波新芝生物科技股份有限公司產品；UV-5500 型紫外可見分光光度計，上海舜宇恒平科學儀器有限公司產品。

2.4 試驗方法

2.4.1 水分含量的測定

根據中國藥典（2015 年版） 第一部中的通則0832 下的第二法，采用烘干法對天麻中的水分含量進行測定[20]。每組樣品做3 個重復性試驗，在當前室內溫度條件下，稱取粉碎后的天麻樣品粉末2~5 g，準確記下所稱量的樣品質量數據，并平鋪在干燥到質量完全不會變的扁形稱量瓶中，注意扁形稱量瓶內的樣品粉末的厚度應該不要超過5 mm 左右，然后在稱量瓶蓋打開的狀態下，在105 ℃溫度下的烘箱進行樣品烘干處理，5 h 之后將稱量瓶蓋蓋好，用手套小心取出，并快速轉移到玻璃干燥器內，冷卻30 min 后，精準稱定并記下質量，在上述同樣的溫度條件下繼續在烘箱中干燥1 h，冷卻并再次稱重，重復上述步驟操作，等連續稱定的質量之間相差不超過5 mg 左右，再依據減少的質量部分，分別計算出5 種不同商品等級天麻樣品的含水量。

2.4.2 浸出物含量的測定

對5 個不同商品等級的天麻樣品分別先用乙醇溶液進行浸泡處理，依據中國藥典（2015 年版） 第一部中通則2201 下的熱浸法對天麻浸出物含量進行測定[20]。精密稱取粉碎后的天麻粉末樣品2~4 g，再放入容量為250 mL 的錐形瓶中，并加入75 mL 質量分數為50%的稀乙醇溶液將樣品浸泡，加塞蓋住密封并稱定質量后，放到桌面靜置1 h，再連接回流冷凝裝置，進行水浴鍋加熱處理，水浴鍋溫度可自行調節，待溶液沸騰后，降低水浴鍋溫度，保持溶液在微微沸騰的狀態1 h 后，關掉水浴鍋，待溶液冷卻后，再從回流裝置上取下錐形瓶并加塞密封，稱定質量，然后用質量分數為50%稀乙醇溶液補足減掉的質量，混合搖勻后再使用干燥的過濾器進行過濾處理，再把一定體積的濾液倒入已經完全干燥的蒸發皿內，自行調節溫度并放在水浴鍋上烘干，待濾液差不多變干后，放置在溫度為105 ℃的烘箱中干燥3 h 后，移至玻璃干燥器中冷卻30 min，拿出迅速稱定質量。在上述相同的條件下做3 次重復性試驗，分別計算出5 種不同商品等級天麻中醇溶性浸出物的含量（%）。

2.4.3 二氧化硫含量的測定

根據中國藥典（2015 年版） 第一部中通則2231采用滴定法[20]進行二氧化硫的測定，稱取天麻粉末樣品約10 g，如果天麻樣品中的二氧化硫殘留量已知較高，超過1 000 mg/kg，可以根據實際條件適當減少樣品的取樣量，不能低于5 g。精準稱定天麻粉末樣品后，倒入500 mL 容量的兩頸圓底燒瓶，并加入300~400 mL 體積的蒸餾水，組裝回流冷凝裝置并連接好橡膠導管，導管的另一邊放在裝有50 mL 質量分數為3%過氧化氫溶液容量為250 mL 的錐形瓶里，作為吸收液。再連接水龍頭供水，開啟裝置的活塞控制開關，攪拌則采用磁力攪拌器代替操作。試驗開始前，為了能顯色，要在錐形瓶里面加入2~3 滴質量濃度為2.5 mg/mL 的甲基紅乙醇溶液，用作滴定完成后結果的指示劑。將分液漏斗的活塞打開，保證能讓10 mL 鹽酸溶液可以緩慢滴入正在加熱中的蒸餾瓶內，直到圓底燒瓶內的溶液被加熱沸騰后，再控制溫度將溶液保持在微微沸騰的狀態下，微沸1.5 h 后，關掉電爐停止加熱，在室內溫度條件下放置冷卻后，拿出滴管裝取氫氧化鈉溶液進行滴定，滴至錐形瓶內的溶液開始變成黃色后停止滴定，溶液能保持在20 s 左右的時間內黃色不會褪色就是滴定的終點，如果已經超過了滴定的終點，就要舍棄掉該吸收液并重做，最后將滴定的結果利用空白試驗組進行檢驗校正。

2.4.4 天麻多糖含量的測定

采用蒽酮- 硫酸比色法[20-21]對天麻多糖的含量進行測定。首先，配置質量分數為0.1%的蒽酮- 硫酸溶液，用天平精準稱取蒽酮0.05 g 放入燒杯中，再加入質量分數為95 %濃硫酸溶液進行溶解，再把溶液定容至50 mL 的容量瓶其瓶身的刻度線，即得所需溶液。其次，配制葡萄糖純品的標準溶液，先稱取0.005 g 葡萄糖純品并用蒸餾水進行溶解，定容至容量為50 mL 的容量瓶內，就可以得到質量濃度為0.1 mg/mL的葡萄糖純品標準溶液。在配置好的葡萄糖純品標準溶液中分別量取0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2 mL 并加入到試管內，試管內再分別加入蒸餾水，讓每根試管的全部體積達到2 mL，分別在每一根試管內加入6 mL 的蒽酮- 硫酸溶液，立即放在冰水中，等待所有試管都加完后，管口加塞進行密封，進行15 min 的沸水浴處理。待沸水浴完成后，拿出試管放到冰水中，進行冷卻5 min，再拿出放在室內溫度的條件下放置10 min，在波長620 nm處用紫外可見分光光度計分別測定其不同濃度狀態下標準溶液的吸光度，記錄數據并繪制標準曲線圖。

樣品溶液的制備采用冷凝回流法，對天麻中的多糖成分進行初步提取得到粗多糖。用天平稱取1.0 g天麻粉末并倒入250 mL 容量的圓底燒瓶內，再加入樣品體積40 倍左右的蒸餾水，水浴溫度為80 ℃條件下進行回流3 h，等回流結束后，把溶液裝入到離心管內，將高速冷凍離心機的轉速調節成為5 000 r/min后，進行20 min 的離心處理。量取上清液10 mL 并加入160 mL 乙醇溶液搖勻混合，置于溫度為4 ℃的冰柜下放置12 h，使溶液中的粗多糖沉淀下來。將沉淀后的溶液取出，以轉速5 000 r/min 離心30 min，取出天麻粗多糖沉淀，用蒸發皿將其放入溫度為60 ℃條件下的烘箱中進行烘干，再將烘干后的粗多糖沉淀用200 mL 蒸餾水進行溶解，分別取0.2 mL 溶液倒入試管中，加入1.8 mL 體積的水，再加入6 mL質量分數為0.1%蒽酮- 硫酸溶液，加好的試管先行放進冰水中，等待所有試管加完后，沸水浴15 min后取出在冰水中冷卻5 min，然后在室內溫度條件下放置10 min，如同標準溶液的步驟，測定波長620 nm處全部樣品溶液的吸光度。

葡萄糖標準曲線見表1。

表1 葡萄糖標準曲線

以葡萄糖純品的吸光度A 為橫坐標，葡萄糖純品的質量濃度C 為縱坐標，繪制葡萄糖的標準曲線，可以得到標準曲線方程Y=0.362 3X+0.01，R2=0.998 2。

葡萄糖標準曲線見圖1。

圖1 葡萄糖標準曲線

進行3 次重復性試驗，每次稱取天麻樣品粉末1 g，按上述步驟制備溶液，測定吸光度，樣品溶液吸光度的測定參照于對照品溶液的測定，計算出5 種不同商品等級的天麻樣品中多糖含量。

2.4.5 天麻素和對羥基苯甲醇含量的測定

根據中國藥典（2015 年版） 第一部中通則0512中采用高效液相色譜法測定天麻中的天麻素還有對羥基苯甲醇的含量[20-22]。首先選取十八烷基硅烷鍵合硅膠來作為固定相，采用比例為（3∶97） 的乙腈-磷酸混合溶液充當流動相，儀器檢測的條件波長是220 nm。再分別稱取一定質量的天麻素和對羥基苯甲醇的對照品，并加入比例為（3∶97） 的乙腈- 水混合溶液與對照品進行混合，不斷進行攪拌溶解之后，每1 mL 溶液中會含有天麻素50 μg、對羥基苯甲醇25 μg 的對照品溶液就得到了。將天麻粉末樣品進行過篩處理，精密稱取2 g 左右，倒入容量為250 mL 的具塞錐形瓶中，再加入50 mL 質量分數為50%的稀乙醇溶液混合，經超聲波清洗機振蕩處理，超聲波清洗機調整條件功率是120 W，頻率是40 kHz，振蕩處理的時間是30 min，待室內溫度進行冷卻后，再次稱定質量，然后加入稀乙醇溶液讓質量恢復到原始的樣子，進行過濾操作，取濾液10 mL 進行水浴鍋蒸干處理，利用烘箱將其烘干成沒有醇味的殘渣，再用比例為（3∶97） 的乙腈- 水混合溶液將殘渣溶解，倒入容量為25 mL 的容量瓶中并再定容至瓶身的刻度線，搖勻后再次進行過濾，取續濾液就得到了供試品溶液。用色譜儀進行測定，分別吸取天麻素和對羥基苯甲醇的對照品溶液和樣品供試品溶液各5 μL 注入色譜柱，儀器進行測定即得。

3 結果與分析

3.1 不同商品等級天麻水分、浸出物和多糖含量

天麻水分、浸出物、多糖含量測定結果見表2。

表2 天麻水分、浸出物、多糖含量測定結果/%

由表2 可知，試驗所測的天麻樣品水分都符合中國藥典（2015 年版） 第一部中“天麻”藥材項下的規定，即水分含量測定都未超過15%。其中樣品水分含量由高到低依次分別為一等有硫烏紅雜交天麻為13.25%，一等無硫烏紅雜交天麻為11.46%，二等有硫烏紅雜交天麻為10.46%，二等烏桿天麻為10.21%，一等烏桿天麻為9.74%。通過統計軟件進行單因素的方差分析得到不同商品等級天麻的水分含量存在顯著性差異（p＜0.05），其中一等有硫烏紅雜交天麻組的水分含量顯著（p＜0.05） 高于另外的其他4 組，一等無硫烏紅雜交天麻組的水分含量顯著（p＜0.05） 高于二等有硫烏紅雜交天麻組和二等烏桿天麻組，二等有硫烏紅雜交天麻組和二等烏桿天麻組的水分含量顯著（p＜0.05） 高于一等烏桿天麻組。

在浸出物含量測定中，由表2 可知，平均浸出物含量只有二等烏桿天麻組的不符合藥典的規定，其余所測天麻樣品浸出物含量都符合，就是天麻的浸出物含量沒有少于15%。其中，試驗天麻樣品浸出物含量由高到低依次分別為二等有硫烏紅雜交天麻為26.06%，一等有硫烏紅雜交天麻為24.32%，一等烏桿天麻為16.75%，一等無硫烏紅雜交天麻為15.98%，二等烏桿天麻為13.29%。在同一種變型天麻中，不同商品等級的天麻浸出物含量存在差異，一等烏桿天麻比二等烏桿天麻浸出物含量高，二等有硫烏紅雜交天麻比一等有硫烏紅雜交天麻浸出物含量高。比較分析可知，浸出物含量的高低與天麻的商品等級相關性不大。通過統計軟件進行單因素的方差分析得知，在不同商品等級天麻的浸出物含量中存在顯著性差異（p＜0.05），二等有硫烏紅雜交天麻組的浸出物含量顯著（p＜0.05） 高于其他4 組，一等有硫烏紅雜交天麻組的浸出物含量顯著（p＜0.05） 高于一等無硫烏紅雜交天麻組和一等烏桿天麻組，一等無硫烏紅雜交天麻組和一等烏桿天麻組的浸出物含量顯著（p＜0.05） 高于二等烏桿天麻組。

由表2 可知，在多糖的測定中，不同商品等級的天麻多糖含量有所差異，其中樣品天麻多糖含量由高到低依次分別為二等有硫烏紅雜交天麻為27.67%，一等有硫烏紅雜交天麻為21.42%，一等無硫烏紅雜交天麻為18.99%，一等烏桿天麻為18.84%，二等烏桿天麻為12.47%。在同一種變型天麻中，不同商品等級的天麻多糖含量存在差異，樣品一等烏桿天麻比二等烏桿天麻多糖含量高，樣品二等有硫烏紅雜交天麻比一等有硫烏紅雜交天麻多糖含量高。由此可見，天麻多糖含量的高低與天麻的商品等級相關性也不大。通過統計軟件進行單因素的方差分析得到，不同商品等級天麻的多糖含量存在顯著性差異（p＜0.05），其中二等有硫烏紅雜交天麻組的多糖含量顯著（p＜0.05） 高于其他4 組，一等有硫烏紅雜交天麻組的多糖含量顯著（p＜0.05） 高于二等烏桿天麻組。

3.2 不同商品等級天麻二氧化硫、天麻素和對羥基苯甲醇含量

天麻二氧化硫、天麻素和對羥基苯甲醇含量測定結果見表3。

由表3 可知，在二氧化硫含量的測定中，該試驗所測的天麻樣品均符合中國藥典（2015 年版）第一部中“天麻”藥材項下的規定，即二氧化硫的殘留量測定不應該超過400 mg/kg。其中試驗所測的天麻樣品二氧化硫殘留量由高到低依次分別為一等有硫烏紅雜交天麻為＞250 mg/kg，二等有硫烏紅雜交天麻為137.8 mg/kg，一等烏桿天麻為5.7 mg/kg，一等無硫烏紅雜交天麻和二等烏桿天麻均為＜5.0 mg/kg。

表3 天麻二氧化硫、天麻素和對羥基苯甲醇含量測定結果

采用5 個不同商品等級的天麻樣品來測定天麻素、對羥基苯甲醇的含量，所測的天麻樣品都符合中國藥典（2015 年版） 第一部中藥材項下對“天麻”的規定，就是天麻素還有對羥基苯甲醇的含量在天麻藥材中含量都沒有低于0.25%。根據所測定的天麻素和對羥基苯甲醇的含量，按照從高到低來排依次分別為二等有硫烏紅雜交天麻為0.54%，一等有硫烏紅雜交天麻為0.41%，一等烏桿天麻為0.34%，一等無硫烏紅雜交天麻為0.31%，二等烏桿天麻為0.30%。其次，經分析得到以相同的變型天麻但是不同商品等級的天麻中天麻素和對羥基苯甲醇的含量存在著差異，一等烏桿天麻樣品組比二等烏桿天麻樣品組的天麻素和對羥基苯甲醇的含量高，二等有硫烏紅雜交天麻樣品組比一等有硫烏紅雜交天麻樣品組的天麻素和對羥基苯甲醇的含量高。通過數據對比分析可以得到天麻素和對羥基苯甲醇含量的高低與天麻的商品等級相關性也不大。

4 結論

由試驗結果可得，不同商品等級的天麻中化學成分的含量存在顯著性差異，并且部分化學成分含量與天麻商品等級的相關性不大。劉宇婧等人[23]在不同規格與商品等級的天麻中浸出物含量的分析研究中表明，天麻的商品等級與浸出物含量存在一定的正比例關系，即天麻的商品等級越高，本身個頭就越小，醇溶性浸出物含量就越高。所測樣品烏桿天麻組得出的結論與該研究結果相同，有硫烏紅雜交天麻組反之。原因可能是天麻樣品由于加工的方式、干燥方法步驟或者放置的時間不相同，導致多糖水解變成了單糖，醇溶性物質損失也就不相同。田孟華等人[24]在天麻的不同產地與商品等級中天麻多糖的測定研究中表明不同商品等級天麻中天麻多糖的含量存在顯著性差異，但其實天麻多糖的含量與天麻的商品等級沒有多大關系。在試驗中，所測的全部天麻樣品與該研究結論一致，一般都是根據天麻個頭的大小來確定其商品等級，在試驗研究的數據結果中都顯示了天麻多糖含量的多少與其商品等級沒有很大的直接相關聯的關系。劉旭燕等人[25]在不同商品等級的昭通天麻與其他不同產地的天麻中測定天麻素的含量及分析比較研究中表明在不同商品等級的烏天麻中天麻素的含量存在著明顯差異，并且還發現了一個規律就是天麻素含量越高其烏天麻的等級就會越高。試驗中，所測樣品烏桿天麻組所得結論與該研究結果一致，有硫烏紅雜交天麻組反之。原因可能與天麻的品種、生長的條件、地理環境等因素有關。

試驗所測定的天麻品種中，一等有硫烏紅雜交天麻樣品組的平均水分含量最高，平均含水量達到13.25%；二等有硫烏紅雜交天麻樣品組的平均浸出物含量最高，平均浸出物含量達到26.06%；一等有硫烏紅雜交天麻樣品組的二氧化硫殘留量最高，大于250 mg/kg；二等有硫烏紅雜交天麻樣品組的平均多糖含量最高，平均多糖含量達到27.67%；二等有硫烏紅雜交天麻樣品組含有的天麻素和對羥基苯甲醇平均含量最高，平均含量達到0.54%。由此可以得出，在不同商品等級的天麻中，二等有硫烏紅雜交天麻的浸出物、多糖、天麻素和對羥基苯甲醇的含量最高。隨著中醫藥行業的快速發展，不同商品等級的天麻產品不僅在試驗中所研究的化學成分被人們所關注，而且其他的微量元素成分也正在被人們發覺、引起人們的了解與重視。試驗通過對不同商品等級天麻化學成分的比較分析，可以對天麻的商品等級進行更精確的劃分，為天麻的質量評價提供科學依據，對于保證中藥材按品質論價、安全和有效性、穩定和可控性具有重要的現實意義，也能對天麻藥材行業的發展等方面產生重大意義。