基于性状特征和有效组分含量的变化综合评价熏硫对党参药材品质的影响

2018-01-22,,,,,,

食品工业科技 2018年1期

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(1.遵义医学院,贵州遵义 563003;2.四川省草原科学研究院,四川成都 611731;3.甘肃中医药大学,甘肃兰州 730000)

硫磺熏蒸是中药材传统加工和储藏过程中一种常用的技术手段[1]。在干燥方面,熏硫一方面可以破坏新鲜植物细胞壁,加速药材内部水分的散失而提高中药材的干燥效率[2-3];另一方面熏硫可以改善药材外观性状质量,特别是在色泽和粉性方面具有显著的功效[4-5]。在储藏方面,熏硫可以有效的杀除害虫和微生物,破坏微生物繁育和生产环境,从而达到防虫防霉变的作用[6-7]。基于这两方面的重要作用,在现代干燥技术和储藏技术发展和广泛应用之前,熏硫在中药材生产中发挥了十分重要的作用[8]。此外,在采用煤炭火烘烤干燥过程中也会造成药材中二氧化硫的大量残留。药材中含有较高含量的二氧化硫及亚硫酸盐,对动物体各组织器官、免疫功能、生殖功能等都有极大的危害[9-10],同时二氧化硫残留量超标也会对药材质量有一定的影响[11],从而影响到临床用药的安全性和有效性。

党参不仅是常用中草药之一,也是常用食材之一。主产区在甘肃、山西、山西、四川、贵州等地[12-13],在传统的产地加工过程中多采用煤炭火烘烤的方式进行干燥和熏硫处理杀虫、防霉变[14],由于生产的不规范导致二氧化硫严重超标。熏硫这一产地初加工技术在中药材产业发展过程中发挥过不可替代的作用,但由于传统生产过程中熏硫时间较长(一般10～12 h),存在安全隐患而被人诟病,党参曾是重点关注品种之一。然而实际上,导致多数药材二氧化硫超标并非产地加工过程造成,而是进入市场后不法商人为了保持较高水分攫取暴利反复熏硫所造成。适度熏硫在党参干燥和贮藏过程中有着十分显著的优势,但是在产地加工过程中,熏硫对党参药材究竟造成哪些影响,目前尚无明确的解释。本文旨在通过对党参进行不同程度的熏硫,探讨熏硫对党参药材质量的影响,为建立高效、经济和安全的中药材产地加工技术提供准确参数。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

新鲜党参样品甘肃省靖远县西北道地药材种植经济合作社提供,经甘肃中医药大学杨扶德教授鉴定为桔梗科植物党参(Codonopsispilosula(Franch.)Nannf.)的根；无水葡萄糖(批号:MUST-16012910,Purity:99.85%)、党参炔苷(批号:MUST-16062207,Purity:98.88%)、苍术内酯Ⅲ(批号:MUST-16032203,Purity:99.99%) 成都曼斯特生物科技有限公司提供；乙腈色谱纯；水超纯水；其他溶剂均为分析纯;硫磺药店购买。

Agilent1260高效液相色谱仪(包括二元泵,自动进样器,DAD检测器) 美国安捷伦公司;BT125D电子天平赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;KQ-500DV型数控超声波清洗器昆山市超声仪器有限公司;RATANKVN1超纯水仪上海乐枫生物科技有限公司;DZF-250真空干燥箱郑州长城科工贸有限公司;2XZ-250真空泵上海酷瑞泵阀制造有限公司;JA1002电子天平上海浦春计量仪器有限公司;HH-6数显恒温水浴锅常州普天仪器制造有限公司;T9CS双光束紫外可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司;STEHDB-107-1/2智能一体化二氧化硫残留量测定仪济南盛泰电子科技有限公司。

1.2实验方法

1.2.1 党参的处理党参熏硫加工在产地完成,设置10、20、30、40、50、60、90、120、150、180、240、300 min共12个熏硫时间梯度,熏硫后晒制两个晴天,至党参质地变柔韧时在电热烘箱60 ℃烘干(8～10 h),晾凉至室温,以粉碎时不粘壁为宜(如果折断时比较干脆,即达到粉碎不粘壁)。

1.2.2 评价方法

1.2.2.1 二氧化硫残留量测定二氧化硫残留按照《中国药典》2015版二氧化硫残留量测定法中蒸馏法(通则2331)进行测定。

1.2.2.2 性状质量评价参照2015年版《中国药典》一部党参项下性状描述内容对党参药材进行描述。

1.2.2.3 浸出物及党参多糖含量测定浸出物按照2015年版《中国药典》浸出物含量测定方法(通则2201)进行测定。党参多糖含量采用蒽酮-硫酸比色法,以无水葡萄糖为对照品采用紫外分光光度法在625 nm条件下进行测定。

1.2.2.4 党参炔苷含量供试品溶液制备条件:取党参粉末(过60目筛)3.0 g,精密称定,加甲醇50 mL,超声提取30 min,滤过,残渣加甲醇30 mL,超声提取45 min,滤过,合并滤液,水浴蒸至1～2 mL,转移至5 mL容量瓶,用甲醇定容至刻度,充分混匀,0.45 μm微孔滤膜滤过,得党参供试品溶液;另取党参炔苷对照品2 mg,精密称定,加甲醇溶解并定容至5 mL,得对照品供试溶液。色谱条件:色谱柱为Inertsil ODS-3(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相为乙腈∶水(28∶72),体积流量1.0 mL/min;柱温30 ℃,检测波长270 nm,进样量10 μL。

1.2.2.5 苍术内酯Ⅲ含量测定供试品溶液制备条件:同1.2.2.4。色谱条件:色谱柱为Inertsil ODS-3(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相为乙腈∶水(72∶28),体积流量1.0 mL/min;柱温30 ℃,检测波长296 nm,进样量10 μL。

1.2.2.6 特征图谱建立指纹图谱分析采用HPLC进行,供试品溶液制备条件同1.3.4;色谱条件:色谱柱为Inertsil ODS-3(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相为乙腈(A)-水(B)溶液,梯度洗脱[15]:0～8 min,5% A;8～10 min,5%～8% A;10～25 min,8%～15% A;25～26 min,15%～20% A;26～36 min,20% A;36～48 min,20%～37% A;48～50 min,37%～65% A;50～70 min,65% A;70～80 min,60～100% A,体积流量1.0 mL/min，柱温30 ℃，检测波长220 nm，进样量20 μL。

1.2.2.7 数据分析采用Excel表格进行数据统计和作图,SPSS 18.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1二氧化硫残留量

党参药材中二氧化硫残留量和熏硫时间呈正相关,熏硫时间越长二氧化硫残留量越高(表1)。新鲜党参熏硫30 min其药材二氧化硫残留量达到416 mg·kg-1,超过药典限量标准(400 mg·kg-1),熏硫300 min时二氧化硫残留量超过2000 mg·kg-1,随着熏硫时间的延长,二氧化硫残留量的增长率逐渐减缓。此外,二氧化硫积累速率除受熏硫时间的影响之外还和熏硫过程中熏硫室内硫磺燃烧产生的二氧化硫浓度及药材中水分含量有关,熏蒸过程中二氧化硫浓度越高、药材水分含量越高,二氧化硫蓄积速率越快。

表1 二氧化硫残留测定结果(mg·kg-1)Teble 1 Result of residual of sulfur dioxide(mg·kg-1)

表2 党参化学组分含量测定结果Teble 2 Result of chemical constituent content of Codonopsis Radix

2.2性状质量变化

熏硫对党参药材性状的改变主要表现在表面颜色、断面质地、断面颜色和气味几个方面。党参药材表面和断面颜色均随着熏硫时间延长而变白,未熏硫党参干燥后呈黄棕色至灰棕色,随着熏硫时间的延长逐渐变成“黄色-浅黄色-黄白色-浅黄白色”。断面颜色变化趋势和表面颜色基本一致,未熏硫党参质地稍硬且较脆(干燥程度较高,以粉碎时不粘壁为度),断面粉性不明显,而熏硫党参质地较脆,断面逐渐出现粉性并逐渐增强。熏硫和未熏硫党参性状特征最主要区别除颜色变化之外,其气味变化最为显著,未熏硫党参有特殊香气,味甜,熏硫后气由香变酸,味由甜变酸,熏硫时间越长党参气、味均愈酸。党参粉末的颜色和气味变化趋势和药材一致,且更能客观的反应其变化特征。

2.3浸出物及化学组分含量测定结果

党参的浸出物含量受到二氧化硫的影响,整体呈一种不规律的递增趋势,这可能是熏硫破坏了党参根的细胞壁,内涵物质更容易被浸泡出来的缘故,当延长浸出时间(表2),或采用超声处理,这种变化会逐渐消失。党参多糖的含量变化整体表现为熏硫样品比未熏硫样品高,但和熏硫时间不成线性关系。党参炔苷和苍术内酯Ⅲ的含量熏硫样品均低于未熏硫样品,两个成分的含量变化和二氧化硫残留量也不呈线性关系。熏硫20 min后,党参中党参炔苷的含量降低了15.3%,苍术内酯Ⅲ的含量降低19.8%。

图1 葡萄糖标准曲线图Fig.1 Standard curve of glucose

图2 党参炔苷含量测定对照品(A)和未熏硫药材(B)HPLC图谱Fig.2 The HPLC graph of reference lobetyolin(A)of Codonopsis Radix and the content of acetylene with medicinal materials(B)

图3 苍术内酯Ⅲ含量测定对照品(C)和未熏硫药材(D)HPLC图谱Fig.3 The HPLC graph of Rhizome atractylodis inner fat Ⅲ(C)and the content of acetylene with medicinal materials(D)

图4 二氧化硫残留量与党参各组分含量关系图Fig.4 The relation between the amount of sulfur dioxide residue and the component content of Codonopsis Radix

2.4党参HPLC特征图谱

对不同熏硫时间加工党参样品的HPLC色谱图进行对比分析(图5),筛选出10个共有峰,其中峰6确定为党参炔苷,峰7为苍术内酯Ⅲ。将各色谱峰的峰面积进行量化,以未熏硫样品各峰面积为标准(1.00)对不同熏硫时间党参样品各峰面积进行折算。从表3中可以看出,熏硫党参样品特征图谱的10个特征峰相对面积较未熏硫样品整体呈下降趋势,个别样品少数峰的相对面积较对照峰面积有所升高,但变化幅度均不大,规律不明显。特征图谱反应信息和含量测定(党参炔苷和苍术内酯Ⅲ)基本一致,熏硫对党参主要成分多为降低作用,但熏硫时间和药材化学组分含量不呈线性关系。

图5 党参样品HPLC图谱及对照品图谱Fig.5 The feature HPLC graph and reference substance graph of Codonopsis Radix

3 讨论与结论

在中药材传统生产中硫磺熏蒸是解决中药材不易干燥、难以储藏问题的主要方法。近年来二氧化硫所引起的药材安全问题逐渐被人们所重视,中药材的无硫干燥、绿色加工也逐渐成为主流观点。党参传统的产地生产中多采用二氧化硫熏蒸的方法促进干燥,防止霉变和虫害,或采用煤炭火烘干。央视的《经济半小时》报道“毒党参”事件之后在产地逐步的取缔了煤炭火烘烤和硫磺熏蒸的加工方法,在一定程度上迎合了当前市场需求和消费者的心理,但在加工和贮藏过程中大幅提高了生产成本,增加了药农负担。研究结果表明,熏硫对党参品质的影响主要体现在二氧化硫残留和有效组分含量下降两个方面。实际生产中,熏硫党参药材在贮藏过程中可以更好的保存其有效组分,与贮藏过程中党参药材变质造成的有效组分损失量比较,熏硫造成的有效组分含量降低可以忽略不计。党参熏硫的主要不利因素在于其虽然能够有效的提高干燥速率,防止党参霉变、虫蛀和变质,但在短时间内就会造成二氧化

表3 党参HPLC特征峰的相对峰面积Table 3 Relative peak area of HPLC characteristic peak of Codonopsis Radix

硫大量蓄积,而二氧化硫对人体有着极大的危害性。从党参临床用药的有效性和安全性考虑,应当在党参加工过程中严格控制熏硫,但不能忽视二氧化硫在中药材生产中发挥的作用,产地加工过程中新鲜药材熏硫控制在10～15 min之内为宜(药典限量二氧化硫残留不得过150 mg·kg-1的药材),特殊药材可控制在30 min之内(药典限量二氧化硫残留不得过400 mg·kg-1的药材)。作为中药材使用,党参的用量范围为15～30 g,其二氧化硫残留不得过400 mg·kg-1,新鲜党参的熏硫时间控制在30 min之内可行,但如果作为食材长期使用,熏硫则需慎重。中药材产地加工过程中,如何平衡两者,在保证药材质量的前提下发挥熏硫的特色作用有待进一步深度开发挖掘。

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