白术麸炒过程中颜色与物质基础变化相关性研究

【摘要】：白术为菊科植物白术Atractylodes macrocephala Koidz的干燥根茎,具有补气健脾,燥湿利水,止汗安胎之功,被誉为“补气健脾第一要药”。白术炮制方法繁多,目前广泛使用的有清炒、麸炒和土炒,其中又以麸炒白术为主。白术生用长于健脾燥湿,经麸炒后药性缓和,长于健脾益气。《本草蒙荃》中指出“制药贵在适中,不及则功效难求,太过则气味反失”, 《中国药典》20]0年一部对麸炒白术火候的描述为“炒至黄棕色,溢出焦香气”；《四川省中药饮片炮制规范》对麸炒白术火候的描述为“炒至表面深黄色,有香气溢出”。可见对白术麸炒终点颜色表述不一,且颜色判断都依赖药工主观判断,炮制适中程度难以把握,不能有效保证麸炒自术质量均一稳定。课题组前期分析了土炒对白术化学成分影响,活性物质的代谢情况以及辅料土的吸附作用,为本课题相关化学成分含量测定方法研究提供了参考。 本研究以麸炒白术为研究对象,引入过程论思想,采用二维在线红外成像仪全程监控白术炮制过程中饮片温度变化；首次采用色度空间理论,以L*、a*、b*值对麸炒过程中白术颜色变化进行量化分析；采用高效液相色谱法、分光光度法对麸炒过程中,白术物质基础变化规律进行探索；首次分析了白术炮制过程中饮片颜色与温度、物质基础变化相关性,为白术炮制工艺的规范化研究和提高炮制饮片质量标准提供科学依据。主要研究内容如下：1样品收集与制备本研究所用白术样品均购自四川某饮片公司,采用该公司炮制加工技术对白术进行了麸炒、清炒炮制,并于不同时间点取样得研究样品。本次研究共收集了麸炒样品5批,共计47个样品,清炒白术1批,共计16个样品。2白术麸炒过程中饮片温度、颜色变化相关性研究首次采用色度空间理论对白术麸炒过程中饮片颜色进行量化分析,并采用二维在线红外成像仪全程记录白术炮制过程中温度变化,以L*、a*、b*值对饮片颜色进行表征,对各取样点温度与样品颜色相关性分析,温度与L*、a*、b*、 ΔEab二次曲线拟合相关性显著(P0.01),初步表明将测色技术运用到中药炮制颜色判断具有可行性。本研究为白术炮制过程建立数字化颜色评价模式奠定基础。3白术麸炒过程中物质基础变化规律研究白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ多糖为白术主要活性成分,其含量高低直接影响临床药用,而其在炮制过程中变化规律尚未见报道；白术中糖类成分含量较高,而糖类成分在一定温度条件下可与氨基酸结合发生麦拉德反应(Maillard reaction),使其外观颜色发生变化,同时糖类成分自身也可发生降解?或者发生缩合反应,形成中间产物5-羟甲基糠醛。5-羟甲基糠醛产生过程中伴有焦香气,与麸炒白术炮制过程中产生的味道相符,其在白术炮制过程中变化规律如何,与白术饮片颜色相关性如何尚未见报道。3.1白术麸炒过程中自术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量变化规律研究建立UPLC法测定白术麸炒过程中白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量,结果表明白术从生品到麸炒焦过程中,白术内酯I含量呈下降趋势,下降率为21.69%-57.94%：白术内酯II含量变化较小,从生品到炒焦过程中,下降率为13.68%-20.87%；白术内酯III含量下降最多,下降率为38.16%-63.35%。而清炒白术在0-6min内,白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量略有增加,增加量分别为5.92%、12.38%、8.86%,之后自术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量呈下降趋势。对辅料蜜麸中自术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量分析发现,炮制前蜜麸中不含有白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ炮制后各取样点均能检测到。表明白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量变化主要由加热造成,辅料麦麸对白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ具有吸附作用。3.2白术麸炒过程中多糖含量变化规律研究采用硫酸苯酚法测定各取样点麸炒白术多糖含量,5批麸炒样品在由生品到麸炒焦过程中多糖含量变化一致,即在9-15min之前,各批次白术多糖含量呈现出增加趋势,增长率分别为65.95%、37.48%、74.2%、75.44%、42.96%,之后多糖含量开始减少。清炒白术在该过程中和麸炒白术表现出同样的变化趋势。表明白术多糖含量变化主要与炮制时间长短有关。3.3白术麸炒过程中单糖及二糖含量变化规律研究单糖是麦德拉非酶褐变的物质基础,其在炮制过程变化规律如何有待深入研究。本论文首次建立HPLC-ELSD法测定白术饮片中游离单糖及二糖含量,并首次分析了白术麸炒过程中单糖及二糖含量变化规律。从生品到麸炒黄过程中,白术游离单糖主要为葡萄糖、果糖和二糖蔗糖,其含量随着炮制时间延长逐渐减小,到炒焦过程中,色谱峰个数增加,且峰面积随着炮制时间延长而增大,经对照品比对后,确定色谱图中新增峰为阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖和D-木糖。初步推测新增游离单糖为多糖在炮制过程中部分糖基脱落产生。3.4白术麸炒过程中5-羟甲基糠醛(5-HMF)含量变化规律研究本研究采用HPLC法测量各炮制样品中5-HMF含量,发现白术生品中不存在5-HMF,随着炮制时间延长.5-HMF明显增加。表明白术炮制过程中发生了麦拉德反应,且炮制时间、温度是5-HMF含量增加的主要因素。4白术麸炒过程中物质基础变化与饮片颜色相关性分析首次将白术化学成分白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ多糖、5-HMF与颜色值进行相关分析,结果表明饮片颜色值与物质基础具有显著相关性,提示中药炮制过程中,对饮片颜色准确把握是保证饮片质量的前提。将饮片颜色值与物质基础相结合,可为白术炮制研究提供新思路。4.1麸炒白术白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量与颜色值L*、a*、b*的相关性分析采用SPSS17.0对白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量与颜色值L*、a*、b*及AEab进行Pearson相关性分析,白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量与L*呈正相关,白术内酯Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ含量与a*呈负相关：白术内酯Ⅰ、Ⅲ含量与AEab呈负相关,白术内酯Ⅱ与AEab呈正相关。说明白术饮片颜色能够反应药材物质基础变化,同时通过对白术饮片颜色进行量化研究,可为白术炮制工艺规范化提供参考依据。4.2麸炒白术多糖含量与颜色值L*、a*、b*的相关性分析采用SPSS17.0对多糖含量与饮片颜色相关性进行分析,发现多糖与L*.AEab曲线回归拟合最好,相关性显著(P=0.0010.01),而多糖与b*存在显著线性相关性。而多糖含量与a+值相关性不具有统计意义。4.35-HMF含量与颜色相关性分析采用SPSS 17.0对白术麸炒过程中饮片颜色值L*、a*、b*与5-HMF含量进行Pearson目关性分析。5-HMF含量与L*呈负相关(P=0.0010.01);5-HMF与a*无直线相关关系；5-HMF含量与b*呈负相关：△E。b表示麸炒饮片颜色与生品颜色的差值,其与5-HMF含量有正相关关系(P=0.0000.01)。表明5-HMF含量能够反应白术炮制程度,可作为炮制过程中饮片质量的控制指标,为白术麸炒炮制规范研究提供参考。5麸炒白术正己烷提取部位成分变化研究采用GC-MS法对不同麸炒时间白术正己烷提取部位化学成分变化进行分析。本研究共得到57个成分,鉴定了40个,未鉴定17个,未鉴定部分占总量的11.79%-10.62%,所有化合物中以苍术酮含量最高。白术麸炒过程中,正己烷提取部位色谱图峰型相似,各成分相对含量发生变化,而峰31、38、39、48、54,5个成分为炮制过程中产生,总相对含量较小,约为1.2%,而峰29则随着炮制时间延长,最后消失。提示白术麸炒过程中物质基础处于动态变化,其与麸炒白术健脾益气之功存在何种谱效关系有待继续研究。