不同干燥方式对天麻多指标成分含量的影响

陈衍男，卢恒，郑秀花，刘田园，王晓，张渝洁，崔莉*

(1.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018；2.齐鲁工业大学(山东省科学院)，山东省分析测试中心，山东省中药质量控制技术重点实验室，山东 济南 250014；3. 临沂大学生命科学学院，山东 临沂 276005)

天麻为兰科多年生草本植物天麻GastrodiaelataBl.的地下块茎[1]，为我国的名贵中药材，也是重要的保健食品原料[2]。现代药理及临床研究表明，天麻对于风湿麻疹、高血压、偏头痛及心脑血管疾病等有较好的治疗效果[3-4]。天麻的化学成分主要包括酚类、有机酸类和多糖类等[5]，除天麻素、对羟基苯甲醇外，巴利森苷类、醚类等成分也具有药理活性[6-7]。鲜天麻的含水量高达80%左右，其采后干燥是产地加工的必要环节。鲜天麻中含有大量酶，在干燥过程中会使活性成分发生酶解[8]。蒸制作为天麻的一种处理方式，可以使天麻内的酶失活，从而阻止天麻素分解[9-11]。

王信等[12]建立了天麻中天麻素类成分一测多评分析法，证实采用多指标同时监测天麻品质具有可行性。但目前大多数研究中，仍主要以天麻素和对羟基苯甲醇两种化合物的含量来评价干燥方式的优劣[13-16]。评价天麻品质需要对其多种活性成分进行综合分析，因此本文采用蒸制后分别直接晒干[17]、烘干[18]、微波干燥[19]、冷冻干燥[20]等处理方式对天麻切片进行干燥加工，建立天麻活性成分多指标同时检测的分析方法，通过对天麻性状及多指标活性成分含量进行分析，探讨不同干燥方法的差异，为天麻资源的综合开发利用提供理论依据和技术支撑。

1 仪器与材料

1.1 仪器

高效液相色谱仪(Agilent 1120，美国)；Symmetry C18色谱柱(4.6 mm× 250 mm，5 μm)；SB-3200DT超声波清洗机(宁波新芝生物科技股份有限公司)；MS205DU 型电子分析天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司)；BU-CHI 旋转蒸发仪( 瑞士 BUCHI 公司)；NH310色差仪(深圳市三恩时科技有限公司)；HF-881-2型红外鼓风干燥箱(吴江华飞电热设备有限公司)；格兰仕微波炉(广东格兰仕微波炉电器制造有限公司)；冷冻干燥机(宁波新芝生物科技股份有限公司)。

1.2 材料

实验材料为二级乌天麻，采自云南省昭通市彝良县小草坝天麻种植基地。

腺苷、天麻素、对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛、巴利森苷A、对甲氧基卞醇、4-4，-二羟基二卞醚对照品(本实验室自制产品，纯度≥98%)；乙腈(色谱纯，美国 Fisher Scientific)；三氟乙酸(色谱纯，北京百灵威科技有限公司)；水为娃哈哈纯净水；其余试剂均为分析纯。

2 方法

2.1 天麻的蒸制

挑取大小均一，质量相近(80 ±1)g的新鲜天麻，用清水洗去表面泥土及脏物，放入蒸锅中蒸制不同时间，以蒸制天麻透心为度。

2.2 天麻不同干燥处理的方法

(1)晒干：将蒸制后天麻切成块状，自然晾晒，待用。

(2)烘干：将蒸制后天麻切成块状，置于红外鼓风干燥箱中，40 ℃、60 ℃、80 ℃烘干，待用。

(3)微波干燥：将蒸制后天麻切成块状，放入微波炉中800 W功率条件下加热30 s，60 ℃烘干，待用。

(4)冻干：将蒸制后天麻切成块状，4 ℃预冷2 h后，冷冻干燥机内冻干72 h，待用。

2.3 色泽的测定

采用色差仪测定不同干燥方式下天麻断面的色泽情况，记录L*、a*、b*值。L*=0表示黑色，L*=100表示白色；a*值从负到正表示从绿到红；b*值从负到正表示从蓝到黄。每组测定3次，取平均值。

2.4 对照品溶液的制备

取腺苷、天麻素、对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛、巴利森苷A、4-4’- 二羟基二卞醚对照品适量，置于10 mL容量瓶中，加10%乙腈溶解并稀释至刻度，摇匀，得质量浓度分别为36、3 900、220、36、8 800、36 μg/mL的标准溶液。

2.5 供试品溶液的制备

2.6 色谱条件

色谱柱：Symmetry C18色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流动相：乙腈-0.01%三氟乙酸水溶液；梯度洗脱(0～8 min，1%～10%；8～22 min，10%～20%；22～32 min，20～30%；32～45 min，30%～90%)，流速为1.0 mL/min，柱温为25 ℃，检测波长为270 nm，进样量为20 μL。此色谱条件下，6个目标峰达到基线分离，对照品及冻干样品色谱图见图1。

1 腺苷；2 天麻素；3 对羟基苯甲醇；4 对羟基苯甲醛；5 巴利森苷A，6. 4,4’-二羟基二苄基醚图1 对照品及冻干样品色谱图Fig.1 Chromatograms of reference and lyophilized samples

3 结果与分析

3.1 天麻蒸制时间的确定

鲜天麻中的β-糖苷酶会使天麻素分解[21]，因此产地加工时要进行断生，使酶失活，同时促进天麻中部分活性成分的转化。断生有蒸制法与煮制法两种，通过文献研究，蒸制后天麻素的含量高于煮制后的含量[22]，因此本实验选择蒸制处理后再进行干燥实验。蒸制时间过短杀酶不彻底，蒸制时间过长会造成活性成分流失，天麻经不同时间蒸制后断面形态见图2。天麻蒸制10 min后，断面均呈暗白色，颜色均匀无白心，说明此时天麻已全部蒸透，故本实验中选择天麻蒸制10 min。

图2 不同蒸制时间对天麻影响Fig.2 Effect of different steaming time on Gastrodiae Rhizoma

3.2 方法学考察

3.2.1 线性关系

将混合对照品溶液梯度稀释，得到一系列不同浓度的混合对照品溶液，按2.6色谱条件进行分析，进样量20 μL，每个浓度平均3次，按含量测定法测定峰面积，以峰面积y对质量浓度x(μg/mL)绘制标准曲线，得天麻素等6种成分的回归方程，结果见表1。可见各标准曲线的相关系数良好，方法灵敏度较高，可以满足天麻提取物中各活性成分的含量测定。

表1 6种成分的回归方程、线性范围和相关系数

3.2.2 精密度实验

取混合对照品溶液，在2.6色谱条件下进样20 μL，重复进样6次，天麻素等6种成分的相对标准偏差分别为1.32%，1.56%，1.10%，1.07%，1.81%，1.91%，精密度良好。

3.2.3 稳定性实验

取冻干方式处理的天麻供试品溶液，室温放置，分别于0、2、4、6、12、24 h进样20 μL。结果6种成分峰面积的相对标准偏差分别为1.98%、1.33%、1.19%、1.04%、1.94%、1.21%，表明此溶液在24 h内稳定。

3.2.4 重复性实验

取冻干方式处理的样品粉末，按2.5的方法平行制备6份溶液，按2.6色谱条件进行测定，进样20 μL，记录峰面积，计算6种成分的平均含量和相对标准偏差。结果天麻素等6种成分的平均质量分数分别为0.024 7、3.171 1、0.101 6、0.014 3、7.049 2、0.009 0 mg/g，相对标准偏差分别为1.92%、1.06%、1.54%、1.74%、1.45%、1.99%，表明本方法重现性良好。

3.2.5 加样回收率实验

称取冻干方式处理的样品粉末6份，每份2 g，精密称定。分别加入适量对照品，按2.5的方法制成低、中、高3个浓度的供试品溶液，测定并计算 6 份供试品溶液中天麻素等 6 种成分的平均加样回收率和相对标准偏差，结果见表2。

表2 6种成分加样回收率(n=3)

3.3 不同干燥方式对天麻品质的影响

不同干燥方式下天麻断面颜色变化值见表3。40 ℃、60 ℃和80 ℃烘干组断面L*值(亮度)逐渐降低，冻干组断面L*值最高；80 ℃烘干组a*值(红度)最高; 晒干组跟80 ℃烘干组b*值(黄度)高于其他组。不同干燥方式下样品外观性状见图3。除冻干组以外，均有卷曲皱缩现象；晒干组跟80 ℃干燥组表面有黑斑现象，外观不佳，低温烘干和微波干燥的样品外观品质较好。

表3 不同干燥方式下色泽变化

注：同列不同字母表示差异性显著

A 40 ℃烘干; B 60 ℃烘干; C 80 ℃烘干; D晒干; E微波干燥; F冻干图3 不同干燥方式下天麻外观形态Fig.3 Appearance morphology of Gastrodia under different drying methods

不同干燥方式下天麻素、对羟基苯甲醇及其他活性成分含量测定结果见表4。从表中可以看出，冻干样品天麻素和巴利森苷类含量最高，晒干组天麻素跟巴利森苷类含量最低。随着烘干温度的升高，天麻素、巴利森苷A的含量逐渐增加，对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛的含量逐渐降低；晒干组腺苷含量远高于其他组含量；不同干燥方式处理下4,4'二羟基二苄基醚含量变化不大。

表4 不同干燥方式下6种指标成分的含量

4 讨论

4.1 不同干燥方式对天麻外观影响

6种处理方式中，80 ℃烘干组与冻干组外观明显与其他组不同。高温时天麻表面温度迅速升高，水分快速散失，同时表面收缩造成水分分布不均，局部温度过高，推测可能发生焦糖化和美拉德反应，因而断面呈现出红棕色(a值最高)；冻干过程中，天麻中水分直接由固态变为气态，组织原有结构不会发生改变，故外形较好，断面呈白色。

4.2 不同干燥方式对天麻活性成分含量的影响

就不同温度烘干方式而言，以天麻素、对羟基苯甲醇、巴利森苷A作为主要指标，不同温度下(40 ℃、60 ℃、80 ℃)三种成分的含量呈现出一定的规律，随着温度的增高，天麻素跟巴利森苷A含量增高，对羟基苯甲醇含量降低，推测在高温条件下对羟基苯甲醇与天麻中的糖作用生成天麻素，天麻素与柠檬酸缩合生成巴利森苷类化合物，可见在烘干过程中，温度对活性成分的转化具有明显的作用，即高温有利于天麻素与巴利森苷A的生成，同时随着温度增高，羟基苯甲醛含量逐渐降低。冻干的样品中天麻素与巴利森苷A的含量明显高于其他几种处理方式，推测冷冻状态下鲜天麻的生理生化作用被终止，防止了天麻素与巴利森苷A的降解，活性成分得以保存，因而可以认为天麻中天麻素、巴利森苷A等成分存在两个方向的转化，即酶促降解和生物转化合成，其机制有待进一步研究。

晒干与40 ℃烘干相比，对羟基苯甲醇含量基本不变，天麻素与巴利森苷A含量降低；微波干燥与60 ℃烘干相比，对羟基苯甲醇含量基本不变，天麻素与巴利森苷A含量升高，说明微波对天麻素与巴利森苷A的影响远大于对对羟基苯甲醇的影响；以腺苷含量作为主要指标，晒干处理方式下腺苷含量最高。通过天麻多指标成分含量同时检测方法的建立，可根据实际需要选择不同的采后干燥加工方式，综合外观性状、活性成分含量以及实际操作可行性，天麻蒸制后可采用60 ℃烘干处理。