不同干燥工艺对红芪中毛蕊异黄酮和芒柄花素含量的影响△

李越峰，牛江涛，曹瑞，边甜甜，司昕蕾，辛二旦，张爱霞，严兴科*

1.甘肃中医药大学 药学院，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省中药质量与标准研究重点实验室，甘肃 兰州 730000

红芪为豆科植物多序岩黄芪HedysarumpolybotrysHand.-Mazz.的干燥根，因其皮色红润，故又称黑芪[1]。红芪性甘而微温，归肺、脾经，具有补气升阳，固表止汗，利水消肿等功效[2]。毛蕊异黄酮和芒柄花素是红芪中的指标性成分，具有抗肿瘤、抗氧化等药理作用[3]。有研究发现，芒柄花素具有弱雌激素样作用，能改善血脂紊乱，保护心血管系统并能促进乳腺发育[4-5]。毛蕊异黄酮具有防止肾脏纤维化[6]和保护脑细胞等作用[7]。因此，研究保存红芪中毛蕊异黄酮与芒柄花素的高效干燥工艺对红芪在食品和制药行业的资源合理利用意义重大。本实验基于HPLC色谱技术，研究不同干燥方法对红芪药材中毛蕊异黄酮、芒柄花素含量的影响，为建立红芪药材最优干燥工艺提供实验依据。

1 材料

1.1 仪器

高效液相色谱仪(Agilent公司，Agilent1260)；真空冷冻干燥机(北京松源华兴科技发展有限公司，LGJ-18S)；微波炉(慈溪市天来衡器厂，HX502T)；真空干燥机(上海齐欣科学仪器有限公司，DZF-6090)；电热鼓风烘箱(天津市泰斯特仪器有限公司，101-2A)；马弗炉(沈阳市节能电炉厂，SX2-4-9)；玻璃仪器气流烘干机(河南省巩义市杜甫仪器厂，B型)；十万分之一分析天平(北京赛多利斯科学仪器有限公司，BT125D)。

1.2 试剂

毛蕊异黄酮(批号：20575-57-9)、芒柄花素(批号：485-72-3)对照品均为HPLC≥98%，产自北京北纳创联生物技术研究院；乙腈(批号：20151201)、甲醇(批号：20170220)均为色谱纯级，均产自天津市大茂化学试剂厂。

1.3 药材

实验所用红芪药材样品采自甘肃省陇南市武都区米仓镇，经甘肃中医药大学药学院李越峰教授鉴定为豆科植物多序岩黄芪HedysarumpolybotrysHand.-Mazz.的干燥根[8]。

2 方法与结果

2.1 药材前处理

药材采集后，挑选围径3 cm左右粗细的红芪药材，快速冲洗除去泥土，剪掉须根，剪除头尾，截成18～20 cm左右的药材段备用。

2.2 干燥方法

2.2.1 微波干燥 取准备好的红芪药材置于微波炉中，将药材分别铺设至厚度为1层、2层、3层，在低温、中温、高温时分别干燥，间隔1 min称量一次红芪药材的质量，干燥至前后质量差不超过0.01 g时停止干燥[8]。

2.2.2 电热鼓风干燥 将红芪药材置于电热鼓风干燥箱中，药材铺设厚度分别为1层、2层、3层，分别设定加热温度至45、55、65 ℃，分别干燥并记录，干燥期间每间隔90 min测量一次红芪的质量，干燥至前后质量差不超过0.01 g时停止干燥[9]。

2.2.3 真空冷冻干燥 将药材置托盘中，置真空冷冻干燥机-30 ℃冷井预冷1 h后，取出放在隔离板上，盖上真空罩并抽真空(-55 ℃，真空度0.1 kPa)缓慢升温干燥5 h后取出称质量[10]，待前后质量差不超过0.01 g时干燥完成[9]。

2.2.4 真空干燥 将红芪药材平铺于一托盘，另一托盘放入P2O5干燥粉末，同置于真空干燥设备中，密封设备后抽真空达约0.074 MPa，将加热温度调至70 ℃抽真空干燥，定时将药材取出称质量，待前后质量差不超过0.01 g时干燥完成[9]。

2.2.5 晒干 将红芪药材平铺于瓷盘内，白天晾晒，夜间堆积发汗，同时记录环境温度和湿度。晾晒过程中多次翻晒，使其快速干燥，待药材前后质量差不超过0.01 g时干燥完成[11]。

2.2.6 阴干 将红芪药材平铺于瓷盘内，置于通风阴凉处，同时记录环境温度和湿度，干燥期间定时称量药材质量，待药材前后质量差不超过0.01 g时干燥完成[9]。

2.3 异黄酮类成分(毛蕊异黄酮、芒柄花素)的测定

2.3.1 色谱条件 本研究所用色谱柱为HC-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；乙腈-0.01%磷酸水溶液为流动相；梯度洗脱程序为0～12 min，30%～33%乙腈；12～13 min，31%～40%乙腈，13～25 min，40%乙腈；检测波长：248 nm；进样量：10 μL；流速：1.0 mL·min-1；柱温：30 ℃。此色谱条件下色谱图分离度良好，见图1～2。

注：1.毛蕊异黄酮；2.芒柄花素。图1 混合对照品HPLC图

注：1.毛蕊异黄酮；2.芒柄花素。图2 供试品HPLC图

2.3.2 混合对照品溶液的配制 分别用10 mL容量瓶将精密称取的毛蕊异黄酮与芒柄花素对照品1.00、4.00 mg加甲醇超声溶解后，定容至刻度，分别作为毛蕊异黄酮和芒柄花素对照品母液。分别精密吸取毛蕊异黄酮和芒柄花素对照品母液1、3 mL并加入10 mL容量瓶中，用甲醇分别定容至刻度即得混合对照品溶液，其中毛蕊异黄酮和芒柄花素的质量浓度分别为10、120 μg·mL-1。

2.3.3 待测样品溶液制备 精密称取红芪不同干燥品药材样品粉末约3.0 g，加入到150 mL的锥形瓶中，向锥形瓶中加入甲醇30 mL，置于80 ℃水浴锅中回流提取1 h，过滤，将滤液置于蒸发皿中水浴浓缩后定容至10 mL容量瓶中备用。

2.3.4 回归方程建立 分别精密吸取一定量的上述混合对照品溶液，配制成5个系列浓度，其中芒柄花素的质量浓度分别为为24.0、60.0、78.0、96.0、120.0 μg·mL-1，毛蕊异黄酮质量浓度分别为2.0、5.0、6.5、8.0、10.0 μg·mL-1，进样10 μL，用上述色谱条件测定。以对照品浓度为横坐标，对照品对应色谱峰峰面积值为纵坐标，绘制标准曲线[1]，结果见表1。结果表明，芒柄花素、毛蕊异黄酮分别在24.0～120.0、2.0～10.0 μg·mL-1线性关系良好。

表1 芒柄花素和毛蕊异黄酮线性回归结果

2.3.5 精密度试验 精密吸取上述两种异黄酮的混合对照品溶液，在本研究色谱条件下连续进样6次，测定两种化合物的峰面积[12]。其峰面积的RSD值分别是0.05%、0.05%，均小于3%，表明仪器精密度良好。

2.3.6 稳定性试验 在室温条件下保存一红芪供试品溶液，并分别于第4、8、12、20、24 h进样检测，分别计算毛蕊异黄酮和芒柄花素峰面积的RSD值[12]。得到的该样品中上述两种化合物的峰面积RSD值分别为2.60%、0.68%，均小于3%，表明供试品溶液在室温条件下24 h内稳定性良好。

2.3.7 重复性试验将电热鼓风干燥所得红芪样品粉末精密称取6份，分别按2.3.3项下方法制成供试品溶液，并按2.3.1项下色谱条件测定。结果显示，此样品中毛蕊异黄酮和芒柄花素的峰面积的RSD值分别为1.40%、0.82%，均小于3%，表明本测定方法重复性良好[12]。

2.3.8 加样回收率试验 将电热鼓风干燥所得红芪样品粉末精密称取9份，每份约1.0 g，精密加入等量的毛蕊异黄酮和芒柄花素对照品，按上述供试品溶液制备方法制备成供试品溶液，按本研究色谱条件测定并计算毛蕊异黄酮和芒柄花素回收率及RSD值[12]。结果显示，毛蕊异黄酮和芒柄花素回收率及RSD值分别为97.26%、2.71%和96.88%、2.42%。表明，回收率符合要求，方法稳定。

2.3.9 毛蕊异黄酮和芒柄花素含量测定 将按上述制备好的红芪不同干燥品样品按本实验所用色谱条件进行测定，分别记录毛蕊异黄酮和芒柄花素对应色谱峰的峰面积值并代入对应的回归方程，通过回归方程，分别计算红芪不同干燥品中两种异黄酮的含量。

2.4 微波干燥、电热鼓风干燥工艺优选

2.4.1 微波干燥优选结果 由图3～5可以看出，低温大约在1 min和4 min时出现拐点，在0～1 min曲线平缓，说明低温时加热响应慢，中温和高温在6.5 min时出现拐点加热响应慢，其中高温干燥时间最短，低温干燥时间最长；从表2所测数据可以看出高温3层红芪毛蕊异黄酮和芒柄花素总和最高。结合干燥曲线和红芪毛蕊异黄酮和芒柄花素含量优选出最佳工艺：微波高温，红芪药材铺设厚度为3层。

图3 微波干燥(低温)

图4 微波干燥(中温)

图5 微波干燥(高温)

组别t/min毛蕊异黄酮/μg·g-1芒柄花素/μg·g-1总和/μg·g-1低温1层192.420 366.032 068.452 32层132.921 966.059 668.981 53层204.384 750.954 455.339 1中温1层143.683 442.359 346.042 72层162.880 660.457 5 63.338 13层153.330 470.687 0 74.017 5高温1层124.779 585.510 8 90.290 32层122.963 169.457 9 72.421 03层113.616 687.584 3 91.200 9

2.4.2 电热鼓风干燥优选结果 由图6～8中曲线可以看出45、55、65 ℃约在4.5、1.5、1.5 h出现拐点，从表3所测数据可以看出烘箱干燥65 ℃2层中红芪毛蕊异黄酮和芒柄花素的含量总和明显高于其他，且干燥时间最短，故优选出最佳干燥工艺：65 ℃，2层。

图6 电热鼓风干燥45 ℃干燥曲线

图7 电热鼓风干燥55 ℃干燥曲线

图8 电热鼓风干燥65 ℃干燥曲线

组别t/h毛蕊异黄酮/μg·g-1芒柄花素/μg·g-1总和/μg·g-145 ℃1层28.50 3.585 5 74.082 5 77.668 02层25.50 3.282 0 70.446 5 73.728 53层28.50 3.026 6 61.231 6 64.258 255 ℃1层19.50 2.917 9 56.693 2 59.611 1 2层18.00 2.852 4 70.861 2 93.713 7 3层19.50 4.918 3 92.729 2 97.647 565 ℃1层16.00 3.773 7 64.388 7 68.162 5 2层15.00 5.123 3 93.621 6 98.744 9 3层16.00 5.106 5 87.647 3 92.813 8

2.5 毛蕊异黄酮、芒柄花素测定结果

不同干燥方法红芪样品毛蕊异黄酮和芒柄花素不同，其中电热鼓风干燥最高，微波干燥次之，晒干组最低。干燥时间微波干燥最短，阴干最长。见表4。

表4 红芪不同干燥品中毛蕊异黄酮和芒柄花素含量测定结果

2.6 水分、总灰分和醇溶性浸出物考察

水分、总灰分和醇溶性浸出物测定方法参照《中华人民共和国药典》方法。上述指标测定结果见表5。

表5 水分、总灰分、醇溶性浸出物测定结果 %

由表5结果显示，6组红芪药材干燥样品醇溶性浸出物平均为39.50%，最大为46.00%(真空冷冻干燥)，最小为32.00%(微波干燥高温3层)，均大于《中华人民共和国药典》规定的25.0%，即各组样品均符合规定[9]。

红芪不同干燥品水分平均值为6.07%，最低值为4.67%，最高值为8.17%。上述结果显示，所有药材含水量均小于《中华人民共和国药典》规定的10.00%，即各组样品均符合规定[9]。

6组红芪药材干燥样品中总灰分含量平均值为5.25%，最低值4.67%，最高值为6.00%，均不超过《中华人民共和国药典》规定的6.00%，表明6组样品中总灰分均符合规定[9]。

3 讨论

中药材的干燥已成为农产品干燥领域的重要内容，随着技术的发展，中药材的干燥方法越来越多，每种干燥方法都存在各自的优缺点。本实验对6种不同方法干燥红芪进行了对比实验分析，以红芪毛蕊异黄酮和芒柄花素含量对微波干燥和电热鼓风干燥方法进行了工艺参数优化，以失水率、药材色差、干燥时间等因素优选出最佳方案。结果表明：电热鼓风干燥(65 ℃，2层)干燥时间短且红芪毛蕊异黄酮和芒柄花素含量高，而且药材外观鲜亮。这可能是由于电热鼓风干燥受热均匀，而且干燥温度相对较低，能够避免药材因局部受热过高或因紫外线等影响而使两种异黄酮类成分分解，含量降低。电热鼓风干燥受热均匀，温度可控，操作简单，干燥时间较短，能够节省大量时间，且成本相对较小，所以可以用于红芪规范化、标准化干燥。真空冷冻干燥对红芪药材颜色的影响最小，真空干燥、电热鼓风干燥、阴干、晒干次之，微波干燥后颜色变褐严重，这是因为真空干燥温度最低，能够极大的保留原药材的特征性状，而微波干燥因温度较高，而会出现局部变焦的现象。

4 结论

本实验通过微波干燥、电热鼓风干燥、晒干、阴干、真空冷冻干燥、真空干燥6种不同干燥方法，得到的红芪药材质量标准符合《中华人民共和国药典》规定。结果表明，不同干燥方法对红芪中毛蕊异黄酮、芒柄花素含量影响明显。而影响红芪异黄酮含量的主要因素是干燥时间和温度；电热鼓风干燥加热响应快，干燥时间短，对红芪中生物活性物质具有极高的保存率[13]，所以红芪毛蕊异黄酮、芒柄花素含量高于其他干燥方法；最佳干燥方法为电热鼓风干燥(65 ℃，2层)。