白术质量评价的研究进展
2022-11-27徐文峰姜文清金鹏飞
徐 硕,徐文峰,姜文清,金鹏飞
北京医院药学部,国家老年医学中心,中国医学科学院老年医学研究院,北京市药物临床风险与个体化应用评价重点实验室(北京医院),北京 100730
白术为菊科植物白术(AtractylodesmacrocephalaKoidz.)的干燥根茎,具有健脾益气、燥湿利水、止汗、安胎之功效,可用于治疗脾虚食少、腹胀泄泻、痰饮眩悸、水肿、自汗、胎动不安,收载于《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)2020年版一部[1],主要产于福建、江西、湖北、湖南、安徽和浙江等省[2]。白术中的化学成分包括挥发油、多糖、内酯类、倍半萜类和苷类等[3-5],药理实验研究表明,白术具有抗炎、抗肿瘤、抗凝血、抗抑郁、神经保护、调节胃肠运动和调节子宫平滑肌等多种药理作用[2-3, 6-11]。目前对于白术质量评价研究的综述报道极为有限,本文综述了近年来对于白术质量评价方面的研究,有助于更好地对该药材进行开发和利用。
1 化学成分的定性分析研究
李滢等[12]利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析白术生品及其蜜炙麸皮炒制品挥发油的化学成分,比较二者之间的异同。采用水蒸气蒸馏法分别提取生品白术、炒白术挥发油,分析其成分,用面积归一化法比较各组分间的相对含量。采用DB-5MS石英毛细管色谱柱,汽化温度为270 ℃,程序升温,采用电子轰击电离源(EI),溶剂延迟2 min,质量扫描范围为m/z35~650。结果显示,生品白术和炒白术中挥发油的平均含量分别为1.31%、0.98%,分别检出115、114个色谱峰,鉴定出其中58、 60个化合物,分别占相应挥发油总量的93.84%、86.01%,其中大部分为单萜或倍半萜类成分。结果表明,白术经炒制后挥发油总含量明显下降,生品白术和炒白术中挥发油化学成分基本一致,但各主要成分的含量差异较为明显。
郑晓媚等[13]研究了超微粉碎技术对白术挥发油化学成分的影响。通过水蒸气蒸馏法提取挥发油,采用GC-MS技术分析白术粗粉和超微粉的挥发油成分,色谱柱为DB-5MS毛细石英管柱,载气为氦气,程序升温,离子源温度为230 ℃,采用EI,质谱扫描范围为30~550 amu。结果显示,在白术粗粉挥发油中鉴定出47个组分,占全油的75.81%,超微粉挥发油中鉴定出34个组分,占全油的73.91%。白术粗粉和超微粉共有含量较高的成分是3, 5-二羟基-4′-甲氧基二苯、香叶烯B和β-芹子烯等,3个成分在粗粉挥发油中的含量分别为36.82%、6.48%、4.42%,在超微粉挥发油中的含量分别为54.02%、7.69%、2.56%。
赵玉娇等[14]建立了白术的薄层鉴别方法,对照品为白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ和苍术酮,样品加甲醇超声提取,将对照品和供试品溶液分别点样于同一硅胶GF254薄层板,以环己烷-二氯甲烷-乙酸乙酯-甲酸(4∶1∶1∶0.1)为展开剂,100 mL·L-1香草醛硫酸溶液为显色剂,在紫外光灯254 nm处检视,供试品色谱中,在与对照品色谱相应的位置上显相同颜色斑点。对10批生白术和10批炒白术样品进行了薄层鉴别实验。
孟永海等[15]采用超高效液相色谱-串联四级杆飞行时间质谱(UPLC/Q-TOF-MS)分析白术生品与各炮制品的化学成分。采用Acquity UPLC BEH C18色谱柱,正离子模式,电喷雾离子源,流动相为1 mL·L-1甲酸水溶液-乙腈(含1 mL·L-1甲酸),梯度洗脱,并通过主成分分析法(PCA)寻找生品与各炮制品间的成分差异。经PCA分析对比发现,6种化合物在生品与各炮制品间存在差异,分别为 7-hydroxycoumarin、atractylenolide Ⅵ、atractylenolideⅡ、atractylenolide Ⅲ、atractylenolide Ⅰ和8-β-methoxy atractylenolide Ⅰ。
2 指纹图谱研究
张兵等[16]建立了白术高效液相色谱(HPLC)指纹图谱。采用Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18柱,流动相为乙腈-水,梯度洗脱,检测波长为220 nm。对4个产地12批白术饮片进行分析,结果显示,不同产地白术指纹图谱相似度较高,在0.972~0.998之间,系统聚类分析结果与指纹图谱分析结果具有较好的一致性。
姚兆敏等[17]建立了白术的超高效液相色谱(UPLC)指纹图谱。样品加乙腈超声提取,采用Waters ACQUITY UPLC CSH C18柱,流动相为乙腈-0.5 mL·L-1磷酸水溶液,梯度洗脱,检测波长为240 nm。采用中药色谱指纹图谱相似度评价软件对白术指纹图谱进行分析,25批白术药材相似度在0.416~0.979之间,相似度结果有较大差异,表明药材产地、栽培与野生的生长方式、采集时间和后期干燥处理等原因导致药材质量存在差异。共标定13个共有峰,精密度、重复性、稳定性中共有峰相对峰面积和相对保留时间的相对标准偏差(RSD)均小于2.0%,经聚类分析将25批白术分为4类,主成分分析用2个主成分对25批样品进行综合性分析。
刘青等[18]建立了白术药材的HPLC指纹图谱。样品加甲醇超声提取,采用Agilent Eclipse XDB-C18柱,流动相为水-乙腈,梯度洗脱,检测波长为220、280 nm。对7个产地的38批白术药材进行分析,指纹图谱中有21个共有峰,选定其中10个较为明显的色谱峰作为白术药材的特征峰,相似度分析结果显示,38批样品相似度在0.677~0.994之间。以共有峰峰面积为变量对样品进行主成分分析,多个产地的白术大致分成3个区域,湖南、浙江省与湖北、四川与安徽省各为一个区域。系统聚类分析结果表明,样品被聚为两大类,一类主要包含四川与安徽省产白术,另一类主要是浙江、湖南省产白术,不同产地的药材具有一定的地域性差异。从整体上看,浙江样品基本上聚为一类,表明浙江产白术内在质量具有较好的一致性。
3 含量测定研究
3.1 有效部位的含量测定
邱细敏等[19]采用分光光度法测定湖南平江、湖南怀化和浙江3个产地白术的多糖含量。用水回流煮沸和乙醇回流提取白术多糖,以果糖为对照品,于493.6 nm波长处测定水溶性糖和还原性糖的含量。结果显示,产地为湖南平江和浙江的白术中总含糖量差异不大,其中水溶性糖含量平江白术高于浙江白术,还原性糖含量浙江白术高于平江白术,产地为湖南怀化的白术中多糖含量较低。
陈文等[20]对产地为湖南平江的白术(平白术)中多糖和氨基酸含量进行测定。采用正交实验选择多糖显色条件,用苯酚-硫酸法测定白术多糖含量,以茚三酮为衍生试剂,采用柱后衍生法测定氨基酸含量。结果显示,平白术多糖含量为15.3%,平白术中至少含有17种氨基酸,总氨基酸含量为73.73 mg·g-1。
杨小红等[21]采用分光光度法测定白术中总黄酮含量。样品在索氏抽提器中经石油醚脱脂至无色,加入乙醇回流提取,以芦丁为对照品,在510 nm处测定吸光度值A,结果测得生白术和焦白术中总黄酮含量分别为1.329%、1.136%。
陈磊等[22]通过分光光度法对不同生长期白术中多糖含量进行测定,用乙醇除杂,加水回流提取白术多糖,以葡萄糖为对照品,在489 nm波长处用苯酚-硫酸比色法测定含量。结果显示,不同生长期白术多糖变化较大,其中9月底至10月底时期白术多糖含量最高,可作为白术的最佳采收期。
刘江亭等[23]比较了白术炮制前后饮片和水煎液中总糖和多糖的含量。以葡萄糖为对照品,在490 nm波长处用苯酚-硫酸比色法测定吸光度值A。结果显示,白术麸炒后饮片和水煎液中总糖、多糖含量均增加,总糖增加了5.70%,多糖增加了 177.27%,麸炒后水煎液中总糖增加了22.65%,多糖增加了6.31%,表明白术麸炒后总糖和多糖的含量和煎出率均提高,其变化规律和功效改变的相关性需进一步研究。
3.2 药材中单体成分的含量测定
3.2.1HPLC法 周红梅[24]通过HPLC法测定不同产地白术中白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的含量。样品加甲醇超声提取,采用Shim-pack VP-ODS柱,以乙腈-水(50∶50)为流动相,检测波长为220 nm。结果显示,白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的平均回收率分别为102.38%、98.58%,产地为浙江缙云和浙江天台的样品中白术内酯Ⅱ的含量分别为0.011 43%、0.008 96%,白术内酯 Ⅲ的含量分别为0.014%、0.008 1%。
许祥君等[25]利用HPLC法测定不同品规白术样品中白术内酯Ⅰ和白术内酯Ⅲ的含量。样品加入甲醇超声提取,采用Agilent C18柱,流动相为甲醇-水(60∶40),检测波长为220 nm,白术内酯Ⅰ和白术内酯Ⅲ分别在0.400 8~40.08、0.4024~40.24 μg·mL-1范围内线性关系良好,平均回收率分别为99.4%、99.3%。测定了12批白术样品,结果显示,不同品种白术中2种成分含量差异较大,同一品种2种成分含量差异较小,总体上白术内酯Ⅰ含量略低于白术内酯Ⅲ,产地为浙江的药材中这2种成分含量最高,对于不同生长年限的白术,其含量由高到低依次为3年生、2年生和1年生白术。
吴慧等[26]考察了不同质量的麦麸对麸炒白术外观性状和内在质量的影响,采用HPLC法测定样品中苍术酮、白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的含量。样品加甲醇超声提取,采用Diamonsil C18柱,苍术酮、白术内酯Ⅰ和白术内酯Ⅲ检测波长为220 nm,白术内酯Ⅱ检测波长为276 nm,用于分离苍术酮的流动相系统为甲醇-水(95∶5),用于分离白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的流动相系统为甲醇-水(60∶40)。结果显示,麦麸粒径越小、含水量越高,炮制品外观性状越差,内在质量也降低;蜜麸皮炮制的炮制品较普通麸皮炮制的炮制品色泽光润,且内在质量更佳。白术麸炒时,所用麦麸粒径应大于40目,含水量小于10%,经蜜制后作为麸炒辅料。控制辅料麦麸的质量对提高白术炮制品的质量具有重要意义。
许舒颜[27]建立了白术中白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的含量测定方法。样品加甲醇超声提取,色谱条件为以十八烷基键合硅胶为填充剂,流动相为甲醇-水(45∶55),检测波长为335 nm。对不同产地的9批药材进行测定,白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的含量分别为0.007%~0.021%、0.011%~0.028%。
李木子等[28]建立了白术、麸炒白术、土白术和焦白术4种白术饮片中白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ和苍术酮的一测多评含量测定方法。采用Kromasil 100-5C18色谱柱,以乙腈-水为流动相,梯度洗脱,按照4个成分出峰顺序,采用220、276、200 nm 梯度波长检测,以丹皮酚为参照物,确定了白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ和苍术酮的相对于丹皮酚的相对校正因子,通过相对校正因子计算4个成分的含量,实现一测多评,并利用外标法测定含量,验证一测多评法的可行性。结果显示,在一定线性范围内,各成分相对校正因子在不同实验条件下重复性良好,一测多评法计算值与外标法实测值之间无明显差异,两者相对偏差在0.05%~0.48%之间。
张兵等[16]通过HPLC法建立了白术中白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的含量测定方法。样品加甲醇超声提取,采用Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18柱,流动相为乙腈-水(50∶50),检测波长为222 nm(白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅲ)和278 nm(白术内酯Ⅱ)。对4个产地12批白术饮片进行测定,结果显示,白术内酯的单一成分含量和3个成分总含量的高低顺序具有一致性,各产地样品中白术内酯含量由高到低依次为浙江、河北、湖南和安徽。
伍蕊嗣等[29]建立了能同时测定白术饮片中苍术酮、白术内酯Ⅰ和白术内酯Ⅲ 3种主要成分的一测多评法。样品加甲醇超声提取,采用依利特 Supersil C18柱,流动相为乙腈-水,梯度洗脱,检测波长为220 nm。在对一测多评法HPLC条件和供试品制备方法进行考察的基础上,在一定线性范围内,建立白术内酯Ⅲ与白术内酯Ⅰ、苍术酮的相对校正因子,对13批白术饮片同时采用外标法进行定量,结果显示,白术饮片一测多评法的准确度、重复性、稳定性和精密度均较好,一测多评法和外标法2种方法所得数值间RSD值小于5%。
刘青等[18]建立了白术中白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的HPLC含量测定方法,对7个产地的38批白术药材进行测定,结果显示,白术内酯Ⅰ的平均质量分数为(0.101%±0.044%) ,产地为湖南和四川省的样品含量较高,产地为安徽省的样品含量最低;白术内酯Ⅱ的平均质量分数为(0.028%±0.021%),产地为湖南省的样品含量最高,产地为河北省的含量最低;白术内酯Ⅲ的平均质量分数为(0.041%±0.045%),以湖南和四川产较高,安徽、河北和浙江产均较低。其中湖南和四川两省产地的3种内酯成分含量均较高,而道地产区浙江白术的含量处于中等或较低水平。根据稳定性较高的道地产区浙江产白术的含量测定结果,建议白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的最低含量限度分别为0.082%、0.014%、0.013%。
吴蜀瑶等[30]采用HPLC法对不同产地加工法和不同性状白术药材中白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的含量进行测定。采用Agilent ZORBAX SB C18柱,流动相为甲醇-1 mL·L-1甲酸溶液(65∶35),白术内酯Ⅱ检测波长为280 nm,白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅲ检测波长为220 nm。对9批烘白术样品和6批生晒白术样品进行测定,经统计分析,结果显示,烘白术和生晒白术中3种成分的含量无显著差异,提示烘干法和晒干法对白术药材质量的影响有限。
3.2.2UPLC法 赵玉娇等[14]建立了同时测定白术中白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ含量的UPLC方法,样品加甲醇超声提取,采用Waters BEH C18柱,流动相为乙腈-水,梯度洗脱,检测波长为235 nm,对10批生白术和10批炒白术样品进行了测定,结果显示,3种成分的线性关系良好,平均回收率分别为93.48%、94.97%、92.71%。
姚兆敏等[17]利用UPLC法测定白术药材中白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的含量。样品加乙腈超声提取,采用Waters ACQUITY UPLC CSH C18柱,流动相为乙腈-0.5 mL·L-1磷酸水溶液,梯度洗脱,检测波长为240 nm。结果显示,白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ的线性范围分别为0.086~0.60、0.084~0.58、0.090~0.62 μg,平均加样回收率分别为98.38%、99.54%、98.29%,对25批不同产地样品进行测定,产地为安徽祁门的白术质量明显优于其他产地白术,3种内酯含量高于其他产地。
4 结语
白术的质量评价研究取得了一定进展,研究内容主要包括化学成分的定性分析研究、指纹图谱研究和含量测定研究,其中以含量测定研究报道相对较多。在化学成分定性分析方面,主要是对白术生品和炮制品中挥发油或部分非挥发性成分进行比较,对于非挥发性成分仅鉴定出少部分成分。在指纹图谱研究方面,仅对指纹图谱中少数几个成分进行鉴定,因缺乏对照品,大部分共有峰尚未指认。因此应加强对于白术化学成分的鉴定研究,LC-MS技术将色谱对复杂样品的高分离能力与质谱具有高选择性、高灵敏度以及能够提供化合物结构信息的优点相结合,对于未知化学成分的鉴定具有一定优势[31]。通过先分离对照品,采用LC-MS法分析,总结已知化合物质谱裂解规律,之后将其用于指纹图谱共有峰的鉴定[32]。在含量测定研究方面,对于单体成分的含量测定,多数报道均是测定白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ和白术内酯Ⅲ,尚不能全面评价白术药材质量,故需要建立药材中多种活性成分的含量测定方法,结合LC-MS技术,同时对白术中主要和微量化学成分进行定量,从而为全面评价白术的质量提供参考。