湖北麦冬真空微波干燥工艺的优化△

黄德红，肖晏婴*，王洪军，崔瑾瑾，万宏，何艺辉

1.湖北省中医药大学 附属襄阳市中医医院，湖北 襄阳 441000；2.襄阳市中医药研究所，湖北 襄阳 441000

湖北麦冬Liriopespicata(Thunb.)Lour.var.proliferaY.T.Ma为百合科山麦冬属植物，被《中华人民共和国药典》(1995年版)收载，为新增品种山麦冬的基原植物之一，此后历版药典均有收载[1]。湖北麦冬主要分布于襄阳市及周边地区，是湖北的道地药材，具有养阴生津、润肺清心的功效，主要有效成分为甾体皂苷类、黄酮类、多糖类、甾醇类等，用于肺燥干咳、虚劳咳嗽、津伤口渴、心烦失眠、内热消渴等症[2-3]。湖北麦冬栽培年限短，单产高于川麦冬、杭麦冬，价格适宜，发展很快，产品市场竞争力强[4]。由于湖北麦冬质地黏腻，不易干燥，极易发生霉变现象，目前农户采收的鲜麦冬多采用户外晾晒或烘房烤制等传统干燥工艺，存在干燥周期长、产品质量不稳定、环境污染大、易受气候影响等缺点。

真空微波干燥结合了微波与真空技术的优点，具有传热速度快、干燥周期短、耗能低、易于控制、适用性强等特点，已被应用于中药材干燥领域[5]。本研究针对鲜品湖北麦冬的生物特点，采用真空微波技术对其干燥，并对其干燥后产品的品质进行评价，为湖北麦冬真空微波干燥产业化提供数据参考。

1 材料

1.1 仪器

HWZ-20B型真空微波干燥箱(甘肃天水华圆制药设备有限公司)；UV-757型紫外-可见分光光度计(上海奥谱勒仪器有限公司)；DHG-9076A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)；SHZ-D(Ⅲ)型循环水多用真空泵(郑州博科仪器设备有限公司)；电子恒温水浴锅(金坛市恒丰仪器制造有限公司)；QC2030 型超声清洗器(天津市旗美科技有限公司)；AL204电子天平(METTLER TOLED GROUP)；30BVI型吸尘粉碎机组(江阴市宏达粉体设备有限公司)；TSC-200电子台秤(永康市华鹰衡器有限公司)。

1.2 试药

鲁斯可皂苷元(批号：113786-201704)、橙皮苷(批号：110721-201818)、果糖(批号：100231-201807)对照品均购自中国食品药品检定研究院；无水乙醇、正丁醇、高氯酸、浓硫酸、蒽酮、乙醚、苯酚、丙酮等均为分析纯。

湖北麦冬鲜品购自襄阳欧庙镇麦冬种植基地，样品经襄阳中医医院药检室万宏主任药师鉴定为百合科植物湖北麦冬Liriopespicata(Thunb.)Lour.var.proliferaY.T.Ma的块根。

2 方法与结果

2.1 干燥

称取同批湖北麦冬鲜品适量，分成6等份，每份约5 kg(该型微波干燥设备中有6个料盘)，均匀平铺于具筛网的料盘中，依次放入真空干燥箱中，按照设定的工艺参数(干燥温度、干燥时间、铺料厚度、真空度)运行设备，干燥完成后取出。

2.2 含水量测定

按2015年版《中华人民共和国药典》四部水分测定法项下第二法测定[6]。

2.3 总黄酮含量测定

2.3.1对照品溶液的制备 精密称取橙皮苷对照品5.2 mg，加甲醇定容至50 mL容量瓶中，制成质量浓度为104 μg·mL-1的对照品溶液。

2.3.2标准曲线的绘制 精密吸取橙皮苷对照品溶液2、4、6、8、10 mL至10 mL容量瓶中，加甲醇定容，以甲醇为空白对照，采用紫外-可见分光光度法在283 nm的波长处测吸光度。以对照品浓度X(μg·mL-1)对吸光度Y进行线性回归，得总黄酮回归方程Y=0.005 1X+0.096 5(r=0.999 6)。结果表明，橙皮苷质量浓度为20.8～104 μg·mL-1线性关系良好。

2.3.3样品总黄酮的测定 精密称取麦冬粉末1.5 g，加入60%甲醇50 mL。称定质量，超声1 h，放冷，补足质量，过滤，取续滤液2 mL至10 mL容量瓶中定容，以60%甲醇为空白对照，于283 nm处测定吸光度，将测得的吸光度代入总黄酮回归方程中即可得出样品中总黄酮的含量[7]。

2.3.4稳定性试验 取同一份供试液样品按2.2.2项下操作，间隔15、30、60、90、120 min测定吸光度，结果显示RSD=2.80%，表明供试液样品在2 h内稳定。

2.3.5精密度试验 从同一份样品溶液中量取相同量溶液5份，按2.2.2项下操作，283 nm处测定吸光度，结果显示RSD为1.02%，表明该方法精密度良好。

2.3.6重复性试验 取同一份湖北麦冬细粉，连续称取5次，按2.2.3项下平行进行实验，结果表明湖北麦冬总黄酮质量分数为0.64%，RSD为2.47%，表明该方法重复性良好。

2.3.7回收率试验 精密称取已知麦冬总黄酮含量的样品5份，分别按照样品含量的100%加入对照品溶液，按照2.2.3项下操作，于283 nm处测定吸光度，计算出平均回收率为96.43%，RSD为1.89%。

2.4 总皂苷含量的测定

按照《中华人民共和国药典》2015年版一部麦冬项下“含量测定”[8]，湖北麦冬总皂苷标准曲线为：Y=0.001 1X+0.004 9(r=0.999 1)。

2.5 总多糖含量测定

2.5.1对照品溶液的制备 精密称量经105 ℃干燥至恒重的果糖5.7 mg，置于50 mL容量瓶中，加纯化水稀释至刻度，摇匀，即得114 μg·mL-1的果糖对照品溶液。

2.5.2果糖标准曲线的绘制 精密吸取果糖对照品溶液2、4、6、8、10 mL至25 mL容量瓶中加水定容。再分别量取2 mL置于干燥具塞试管中，加0.2%硫酸-蒽酮溶液(1 g蒽酮溶解于500 mL的80%浓硫酸中，且当天配置使用)8 mL，摇匀，迅速置于冰浴中冷却30 min，于625 nm处测吸光度。以2 mL纯化水为空白溶液调零，空白溶液同上操作。以对照品质量浓度(μg·mL-1)为横坐标，以吸光度为纵坐标进行线性回归，做标准曲线，得回归方程为Y=0.014 2X+0.006 2(r=0.999 6)。表明果糖质量浓度为9.12～45.6 μg·mL-1线性关系良好[9]。

2.5.3样品溶液的制备 精密称定麦冬样品粉末0.3 g，置于圆底烧瓶中，加80%乙醇50 mL，80 ℃回流提取1 h，趁热过滤，残渣用适量80%热乙醇洗涤，残渣连同滤纸置烧瓶中，加纯化水50 mL，沸水浸提2 h，趁热过滤，残渣用适量热水洗涤，洗液合并到滤液中，放冷后置于100 mL的容量瓶中，加水定容至刻度，再从中吸取1 mL稀释到25 mL作为样品溶液备用[10-11]。

2.5.4多糖含量的测定 精密吸取每份样品溶液2 mL，重复2.4.2项下方法操作，在625 nm处测定吸光度，代入标准曲线并计算出样品的多糖含量[12]。

2.5.5精密度试验 精密吸取对照品溶液2 mL，按2.4.2项下方法操作，平行试验5次，测得吸光度平均值为0.389，RSD为1.57%，表明该方法精密度良好。

2.5.6重复性试验 取湖北麦冬粉末5份，按2.4.3项下制备供试品溶液，再按2.4.2项下测定吸光度，测得湖北麦冬多糖含量均值为11.87%，RSD为2.37%，表明该方法重复性良好。

2.5.7稳定性试验 取同一份供试液样品按2.4.2项下操作，间隔15、30、60、90、120 min测定吸光度，测得平均吸光度为0.381，RSD为2.13%，表明供试液样品在2 h内稳定。

2.5.8回收率试验 精密称取已知麦冬总多糖含量的样品溶液5份，分别按照样品含量的100%加入对照品溶液，按照2.4.2项下操作，于625 nm处测定吸光度，计算出平均回收率为98.16%，RSD为1.44%。

2.6 正交试验设计

在单因素试验的基础上同时参考相关文献[13-15]，按照2.1项下干燥操作，以干燥温度(A)、干燥时间(B)、铺料厚度(C)和真空度(D)为考察因素，以总黄酮含量、总皂苷含量、总多糖含量及含水量为评价指标，运用综合加权评分法根据各个指标对湖北麦冬品质的重要性进行处理，设定综合评分=总皂苷含量/最高含量×30+最低含水量/含水量×30+总黄酮含量/最高含量×20+总多糖含量/多糖含量×20。因素水平表见表1，结果见表2，方差分析见表3。

表1 湖北麦冬真空微波干燥工艺因素水平

表2 湖北麦冬真空微波干燥工艺试验设计与结果

表3 湖北麦冬真空微波干燥工艺方差分析

由表2可知各因素对综合得分的影响程度依次为A>C>B>D，由表3可知其中A和C对综合得分影响差异有统计学意义(P<0.05)，最终优化的工艺条件为A2B3C3D2，即干燥温度为60 ℃，载样量为80 mm，干燥时间为3 h，真空度为0.07 MPa。

2.7 验证实验

取同一批湖北麦冬3份，每份约30 kg，根据优化后的工艺条件进行3批验证实验，结果见表4，可知该工艺稳定。

表4 湖北麦冬真空干燥工艺验证实验结果(n=3)

3 讨论

本研究在进行总多糖含量测定时，考察了苯酚-硫酸法和蒽酮-硫酸法2种测定总多糖的方法[16]，结合相关文献[17]发现湖北麦冬多糖中的单糖以果糖为主。通过实验，相同浓度的果糖对照品和样品溶液采用蒽酮-硫酸法测定的吸光度比苯酚-硫酸法大，且对于已知单糖构成的多糖，以主要组成的单糖为标准能够减少误差，因此湖北麦冬多糖含量测定以果糖为对照品采用蒽酮硫酸法测得的结果更加准确。在本实验过程中，发现蒽酮-硫酸显色后直接冷水浴比水浴加热测得的吸光度大，且在2 h内稳定，故采用直接冷水浴30 min测定吸光度。

湖北麦冬中主要含有的活性成分为皂苷、黄酮、多糖3类，在2015年版《中华人民共和国药典》山麦冬项下对饮片水分及含量测定未做要求，而在麦冬项下对饮片水分及总皂苷含量有限定[8]，即水分不得超过18%，总皂苷含量不得少于0.12%，同时较低的含水量有利于麦冬的贮藏，因此将干燥后湖北麦冬中总皂苷的含量和含水量的权重定为30，总黄酮及总多糖含量的权重定为20。

在工艺优化时，干燥温度及铺料厚度对综合评分影响差异有统计学意义，微波传热的方向是由内向外，过高的干燥温度会使麦冬内部糊化，甚至产生空心而导致有效成分分解，综合评分降低。铺料厚度影响到物料的均匀度，湖北麦冬鲜品含水量约为60%，由于微波加热升温速率较快，采用具筛网的料盘增加了物料的蒸发面使得物料中水分迅速丢失，导致物料尺寸变化较大而影响到物料的均匀度，因此在干燥的恒速阶段中应间隔20 min进行翻药，防止铺料不均匀造成局部焦糊[18-19]，在铺料80 mm的条件下已经达到该型设备料盘载样量上限(5 kg)，不能再增加载样量进行本实验。

真空微波干燥的湖北麦冬性状为：表面淡黄色至棕黄色，具不规则纵皱纹，易折断，断面淡黄色至棕黄色，角质样，中柱细小，气微，味甜，嚼之发黏；与传统的热风循环烘箱干燥的产品品质相比较，发现真空微波干燥后的湖北麦冬中总黄酮的含量比传统的烘箱干燥(总黄酮质量分数约为0.45%)的要高，而总皂苷和总多糖含量相差不大，可能是由于微波加热升温速率快使得湖北麦冬中的酶活性降低，同时在真空环境中黄酮的酚羟基不易被氧化造成。

产地加工是中药材生产质量管理规范(GAP)中的重要环节，对湖北麦冬资源的品质有着重要影响，与传统的干燥方式相比，真空微波干燥具有耗能低、绿色环保、干燥周期短、产品质量稳定，兼有灭菌等优点，更有利于麦冬的贮藏[20]。本实验采用总黄酮、总皂苷、总多糖含量和含水量作的综合评分作为考察指标，使得干燥后麦冬品质的评价更为全面合理。由于本实验条件限制，未对真空微波干燥后的湖北麦冬多糖结构进行测定，微波干燥对其结构及活性的影响需要进一步研究[17]。优化后的真空微波工艺条件为：干燥温度为60 ℃，载样量为80 mm，干燥时间为3 h，真空度为0.07 MPa，为湖北麦冬真空微波干燥产业化提供了数据参考。