黄精药材及其饮片的红外光谱研究*

张 丹 王 媚 史亚军 李景丽 李晓尧 汤丽芝 王昌利

陕西中医药大学(咸阳 712046)



黄精药材及其饮片的红外光谱研究*

张 丹 王 媚 史亚军 李景丽 李晓尧 汤丽芝 王昌利△

陕西中医药大学(咸阳 712046)

目的：考察黄精药材粉末及饮片(蒸黄精、酒黄精)的红外光谱特征，评价炮制前后黄精化学成分的变化及不同炮制方法对其化学成分的影响。方法：利用红外光谱法测定黄精药材及其不同炮制品的红外图谱，获取红外图谱指纹区，进行光谱特征解析。结果：黄精药材红外图谱指纹特征明显,谱图中位于1050.69cm-1的四氢吡喃环上C-O-C伸缩振动峰可作为葡萄糖在黄精药材及不同炮制品中含量高低的主要判定依据。结论：红外光谱法简便、可靠、快速、准确，可作为黄精药材及其炮制品质量评价的有效方法。

黄精为百合科多年生草本植物黄精、滇黄精或多花黄精的根茎。具有滋阴润肺、补脾益气功效，生品刺激咽喉，故临床多用其炮制品。因此，黄精炮制品质量对于临床用药安全性及有效性非常重要。目前，多采用醇溶性浸出物测定法，紫外分光光度法测定多糖含量等来评价其质量[1]。基于红外光谱法快速、精准、灵敏、专属性强的特点，且药材粉碎后即可直接制样，避免繁琐的前处理操作，同时可获得药材更加完备的光谱信息。本研究采用红外光谱法对黄精药材及其饮片进行质量评价研究，通过对黄精药材进行快速红外光谱扫描，以薯蓣皂苷元作为对照品与黄精对照药材粉末红外谱图对比，可快速鉴别其真伪及评价质量的优劣。

1 仪器与试药

1.1 仪 器 TENSOR-27型傅里叶变换红外光谱仪(德国布鲁克公司)；769YP-15A型粉末压片机(上海新诺仪器设备有限公司)；玛瑙研钵；AT2家用10型天平(华鹰衡器有限公司)；FA2104型电子天平(精密度：万分之一，上海舜宇恒平科学仪器有限公司)；电炉；蒸锅；QE-300g万能粉碎机(浙江屹立工贸有限公司)；101型-2电热鼓风干燥箱(北京中兴伟业仪器有限公司)。

1.2 试 药 黄精药材购于西安市万寿路药材市场；不同产地酒黄精购于西安，咸阳各大药店；黄精对照药材(批号：121553-201202)、无水葡萄糖对照品(纯度≥99%，批号：09T15)、薯蓣皂苷元对照品(纯度≥98%，批号：111539-200001)均购于中国药品生物制品研究院；溴化钾(光谱纯，批号：20160112，天津市科密欧化学试剂有限公司)。黄精药材经陕西中医药大学药学院胡本祥教授鉴定为百合科多年生草本植物黄精Polygonatum sibiricum Red.的根茎,习称“鸡头黄精”。

2 方法与结果

2.1 实验方法 生黄精：取黄精药材适量，抢水洗(中药炮制过程中一种洗药法，即将药材投入清水中，快速洗涤，以防药物浸久，走失气味，影响功效)净，采用润法软化至药材内无硬心时，切成2～4mm的厚片，置烘箱内于60℃条件下烘干，取出，粉碎成300目细粉，备用。蒸黄精：取黄精药材适量，抢水洗净，置蒸锅内，文火蒸48h后，再闷12h，至内外呈滋润黑色[3-5]，切成2～4mm的厚片，置烘箱内于60℃条件下烘干，取出，粉碎成300目细粉，备用。酒黄精：取黄精药材适量，抢水洗净，加绍兴黄酒(取用量为药材量的20%)拌匀，置不锈钢盆内加盖闷30min后，置蒸锅内，文火蒸48h后，再闷12h，至酒被吸尽，色泽黑润，切成2～4mm的厚片，置烘箱内于60℃条件下烘干[3-5]，取出，粉碎成300目细粉，备用。

2.1.1 红外检测样品制备：空白片制备：称取约200mg干燥至恒重的KBr粉末置玛瑙研钵中，快速研磨成细粉，压制成透明片状，备用。样品片制备：精密称取干燥至恒重的黄精对照药材粉末、无水葡萄糖对照品、薯蓣皂苷元对照品、生黄精粉末各2mg，分别与200mgKBr混合后快速研磨均匀；精密称取干燥至恒重的蒸黄精粉末、酒黄精粉末及市售不同产地酒黄精粉末各1.4mg，分别与140mgKBr混合后快速研磨均匀(使其最强吸收峰透射率在10%以下)，置压片机模具内，作用2～3min，压强为9.8×108Pa，取出，得直径为约13mm，厚度约为0.5mm的供试片，迅速放入红外光谱仪中进行测定[6]。

2.1.2 样品测定及谱图处理：采用TENSOR-27型傅里叶变换红外色谱仪，设定扫描累加次数16次，分辨率为4cm-1，将所有供试片在4000～400cm-1光谱范围内进行扫描测定，并实时扣除H2O和CO2的干扰，将所得各样品红外光谱图分别进行基线校正，气氛补偿等处理，并保存，计算红外光谱图之间的相关系数[6]。

2.1.3 方法学考察：空白样品测定：将KBr空白片置红外色谱仪中进行扫描测定，得到其红外谱图为一条直线，即可认为对样品测定各波段谱图均无影响。精密度考察：将同一样品供试片置红外光谱仪中，平行测定6次，所得谱图完全一致。相关系数分别为：1.0000，1.0000，1.0000，0.9999，0.9997，0.9999，RSD值为0.0117%。表明仪器精密度良好。重复性考察：将由同一样品制成的6个供试品片，分别置红外光谱仪中，依次测定，所得谱图基本一致。相关系数分别为：0.9989，0.9992，0.9975，0.9924，0.9960，0.9959，RSD值为0.2511%。表明方法重复性较好。稳定性考察：将同一样品片存放于干燥器中，间隔1h测定1次，结果6h内所得图谱基本一致，相关系数分别为1.0000,1.0000，0.9999，0.9998，0.9996，0.9995，RSD值为0.021%。表明样品至少在6h内稳定。

2.2 实验结果

2.2.1 黄精对照药材和薯蓣皂苷元的红外谱图对比分析：甾体皂苷为黄精中特征性成分，薯蓣皂苷元为其中的主要成分。实验结果表明：黄精对照药材图谱在1452.48、1382.77、1088.38、1049.99、816.63、779.71、439.86cm-1处的特征峰表现出了薯蓣皂苷元的1456.27、1376.86、1096.11、1052.71、808.92、784.25、434.50cm-1指纹特征峰。因此，结合红外光谱结构，以上述波数作为黄精药材的特征相关峰。

2.2.2 黄精对照药材和无水葡萄糖的红外谱图对比分析：黄精多糖为黄精中的重要活性成分，由半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖和葡萄糖组成。《中国药典》2015年版一部也以无水葡萄糖为指标测定黄精中多糖含量。实验结果表明：黄精对照药材图谱在1382.77、1336.89、1049.99、779.71cm-1处的特征峰表现出了无水葡萄糖的1379.19、1341.09、1050.69、776.05cm-1指纹特征峰。因此，结合红外光谱结构，以上述波数亦可作为黄精药材的特征相关峰，其中无水葡萄糖在1050.69cm-1处的峰高作为其含量高低的主要判定依据。

2.2.3 生黄精、蒸黄精、酒黄精的红外谱图对比分析：通过对生黄精、蒸黄精、酒黄精的红外光谱进行测定，结果显示，三者的红外光谱图基本一致，通过对比整个谱图吸收峰强度，提示生黄精吸收峰强度大于酒黄精大于蒸黄精[7]，这表明生黄精中葡萄糖含量明显高于蒸黄精和酒黄精，原因在于无水葡萄糖1050.69cm-1处的四氢吡喃环上C-O-C伸缩振动峰吸收强度越大，峰越高，则饮片中葡萄糖含量越高，而此结果与紫外分光光度法所测得的结果基本一致(表1、表2)。此外，谱图中生黄精、蒸黄精、酒黄精在1414、1059cm-1处有共同吸收峰，而蒸黄精、酒黄精在1414、1059、921、868、818、779、622、521cm-1处均有共同吸收峰，说明黄精炮制前后化学成分变化较大，采用清蒸或酒蒸法对黄精化学成分影响不大。

2.2.4 紫外-可见分光光度法测定生黄精、蒸黄精、酒黄精中多糖含量[1]：对照品溶液的制备 ，取经105℃干燥至恒重的无水葡萄糖对照品33mg，精密称定，置100ml量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀，即得(每1ml中含无水葡萄糖0.33mg)。标准曲线的制备：精密量取对照品溶液0.1ml、0.2ml、0.3ml、0.4ml、0.5ml、0.6ml,分别置10ml具塞刻度试管中，各加水至2.0ml，摇匀，在冰水浴中缓缓滴加0.2%蒽酮-硫酸溶液至刻度，混匀，放冷后置水浴中保温10min，取出，立即置冰水浴中冷却10min，取出，以相应试剂为空白。照紫外-可见分光光度法(通则0401)，在582nm波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。测定法：称取60℃干燥至恒重的生黄精、蒸黄精、酒黄精细分各约0.25g，精密称定，分别置圆底烧瓶中，各加80%乙醇150ml，置水浴中加热回流1h，趁热滤过，残渣用80%热乙醇洗涤3次，每次10ml，将残渣及滤纸置烧瓶中，加水150ml，置沸水浴中加热回流1h，趁热滤过，残渣及烧瓶用热水洗涤4次，每次10ml,合并滤液与洗液，放冷，转移至250ml量瓶中，加水至刻度，摇匀，各精密量取1ml，分别置10ml具塞干燥试管中，照标准曲线的制备项下的方法，自加水至2.0ml起，依法测定吸光度，见表1。从标准曲线上分别读出3种供试品溶液中含无水葡萄糖的重量(mg)，计算，即得，见表2。多糖含量测定所得回归方程：y=0.0185x+0.0007，r=0.9996.结果表明葡萄糖在 0.33～1.98 mg/ml范围内线性关系良好。

表1 不同黄精炮制品中多糖的红外吸收强度及紫外吸光度变化对比

表2 紫外-可见分光光度法测定不同黄精炮制品中多糖含量(%)

2.2.5 不同产地酒黄精的红外谱图对比分析：实验研究结果表明：不同产地(贵州、四川、湖南、河北、陕西)黄精酒制后的红外光谱图基本一致，在2374、1629、1419、1341、1245、1050、921、868、818、779、618、520cm-1处均有共同吸收峰，说明红外光谱法用于黄精药材鉴别具有良好的适用性。

3 讨 论

研究结果表明，黄精对照药材的特征峰基本能分别与薯蓣皂苷元对照品、无水葡萄糖的特征峰构成一一对应关系，虽然个别峰稍有位移，但波动较小。整个图谱中相关的峰数较多，表明黄精药材中薯蓣皂苷元及总多糖含量均较高，其中总多糖在炮制品中含量达18.34%，生黄精中含量高达34.92%。说明采用红外光谱法控制黄精质量是可行的。蒸制后，黄精中总糖含量减少，多糖下降，还原糖增加。本次研究结果表明，生黄精、蒸黄精、酒黄精中多糖含量分别为34.92%、18.34%和19.78%。多糖下降原因是炮制过程中的高温、水蒸气影响使其部分水解为葡萄糖等还原糖，黄精炮制品较生品具甜味可初步证明这一点。但炮制品中葡萄糖的含量低于生品(紫外分光光度法原理是将多糖水解为葡萄糖等还原糖来测定其含量。因此，多糖含量的高低也反映了葡萄糖含量的变化)，可能的原因在于葡萄糖分子与游离氨基酸反应生成5-羟基糠醛，黄精炮制品较生品色泽变黑可能就是这一原因[8]。推测总糖下降的原因：多糖分解为包括葡萄糖在内的还原糖，而葡萄糖则转化为5-羟基糠醛，但具体机制还需进一步探讨。以无水葡萄糖作为对照品再与黄精不同炮制品粉末红外谱图对比，可快速对比不同饮片中葡萄糖含量的高低，进而推测总糖及5-羟基糠醛含量的变化。这为黄精炮制工艺的优选提供了方向性参考。实验中，不同产地黄精饮片的红外光谱图既有相关性，又有一定的区别。相应的共有特征峰均已在图谱上得到明显的体现，而且指纹特征的相关性良好；提示红外光谱法用于不同产地黄精鉴别准确。

本实验表明，利用红外光谱法对黄精及其饮片进行质量控制具有可行性，所建立的测定黄精药材粉末及其炮制品的红外光谱分析新方法，简单、易行、快速、灵敏。

[1] 国家药典委员会.中国药典2015年版[M].一部.北京：中国医药科技出版社：2015:306-307.

[2] 龚千锋.中药炮制学[M].北京：中国医药科技出版社：347-349.

[3] 吴建华，崔 於.酒黄精饮片炮制工艺研究[J].陕西中医,2011,32(11):1542-1543.

[4] 吴建华.酒黄精饮片高压蒸制薄层层析研究[J].陕西中医,2011,32(10):1410-1411.

[5] 刘 玲，鲍家科，刘建军，等.酒黄精的不同炮制方法比较[J].中国实验方剂学杂志,2015,21(10):26-29.

[6] 王 媚，史亚军，年娟娟，等.黄连药材的红外光谱研究[J].光谱实验室,2014,31(3):360-364.

[7] 王 媚，史亚军，年娟娟，等.不同工艺制备延胡索提取物的FTIR图谱特征分析[J].西北药学杂志,2015,30(4):340-344.

[8] 曾林燕，宋志前，魏 征，等.黄精炮制过程中新产生成分分离及含量变化[J].中草药,2013,44(12):1584-1588.

(收稿2016-08-15；修回2016-09-06)

Study on infrared spectrum of polygonati rhizoma and its decoction pieces

Shaanxi University of Chinese Medicine(Xianyang 712046)

Zhang Dan Wang Mei Shi Yajun et al

Objective: To examine the infrared spectral characteristics of polygonati rhizoma medicinal herbs and tablets(steamed polygonati rhizoma, polygonati rhizoma extracted with alcohol), evaluate the changes of the chemical composition and the effect of different processing methods on the chemical composition of the polygonati rhizoma. Methods: Infrared spectrum was used to measure the infrared spectrum of the powder and different processed products of polygonati rhizoma. Got the infrared spectrum fingerprint area, carried on the spectrum characteristic analysis. Results: The infared spectrum fingerprint of polygonati rhizoma was obvious, the spectral graph ring located in the 1050.69cm-1tetrahydropyran C-O-C stretching vibration peak could be the main criterion of polysaccharide content level in polygonatum medicinal herbs and its different processed products. Conclusions: Infrared spectrometry is simple, reliable, rapid and accurate. It can be used as an effective method for the quality estimation of the polygonati rhizoma medicinal herbs and its processed products.

Polygonatum kingianum Spectrum analysis

*国家中医药管理局中医药行业科研专项(201507002)

陕西省教育厅项目(15JS024)

△通讯作者

黄精 光谱分析

R282

A

10.3969/j.issn.1000-7369.2016.12.050