不同干燥加工方法及其条件对杭白芷中香豆素及挥发油类化学成分的影响

[摘要]探索药材初加工过程中不同干燥方法对杭白芷中香豆素及挥发油类化学成分的影响及其变化规律，以优化和建立适宜的干燥加工方法及其条件。杭白芷鲜品洗净，经烘干、晒干、阴干、硫薰后晒干、石灰掩埋干燥、冷冻干燥、微波干燥等不同干燥方法处理后，粉碎，过60目筛，得24组样品。UHPLC-PAD同时测定其中香豆素类化学成分含量，GC-MS测定其挥发油类化学成分含量。将24个不同干燥加工方法处理样品的分析结果标准化处理，进行主成分分析（PCA）。经主成分分析，不同干燥方法处理的杭白芷药材中香豆素和挥发油类成分含量综合评分依次为：带皮石灰掩埋干燥>带皮热风（100 ℃）干燥>带皮（40 ℃）干燥>去皮红外干燥>去皮热风（60 ℃）干燥>去皮热风（40 ℃）干燥>去皮晒干>带皮热风（60 ℃）干燥>去皮热风（100 ℃）干燥>去皮微波干燥>去皮热风（80 ℃）干燥>带皮晒干>带皮硫熏干燥>去皮硫熏干燥>带皮热风（120 ℃）干燥>带皮冷冻干燥>带皮红外干燥>去皮热风（120 ℃）干燥>去皮冷冻干燥>去皮石灰掩埋干燥>带皮热风（80 ℃）干燥>去皮阴干>带皮阴干>带皮微波干燥。不同干燥加工方法对杭白芷药材中香豆素和挥发油类化学成分有一定影响，杭白芷产地初加工方法以传统带皮石灰掩埋干燥处理为宜，次之为带皮热风（100 ℃）干燥方法。

[关键词]杭白芷；药材初加工；干燥方法；药材品质

杭白芷Angelica dahurica （Fisch. ex Hoffm.） Benth. et Hook. f. var. formosana （Boiss.） Shan er Yuan为常用中药白芷Angelica Dahuricae Radix的基原植物之一。杭白芷野生分布于福建、台湾，我国南方地区多有栽培，浙江为白芷四大历史产区之一。浙江产区的白芷栽培产区主要在磐安、东阳、缙云等地，并形成了传统的产地加工方法。

产地加工方法是中医药工作者长期生产实践的经验集成，蕴含着丰富的科学内涵，大量的现代研究证明其是科学合理的^[1-2]。随着中药材生产过程工业化程度的深化，热风干燥、微波干燥、冷冻干燥等现代干燥技术应用在中药材产地加工中^[3]，加工生产条件得以不断提升，如银杏叶可采用热风（80 ℃）干燥^[4]，百合可采用冷冻干燥^[5]等。

本文拟通过分析不同干燥加工方法及其条件处理后的杭白芷中香豆素和挥发油类成分的含量变化规律，优化和建立适宜的干燥加工方法及其条件。

1 材料

Waters ACQUITY UPLC系统（包括四元泵溶剂系统，在线脱气机和自动进样器，美国沃特世公司）；Waters 2998型PDA检测器（美国沃特世公司）；Empower色谱工作站（美国沃特世公司）；Agilent 6890N-5890气相色谱-质谱联用仪，Agilent ChemStation D（003.00.611）化学工作站软件（美国Agilent公司）；Pmb53型快速水分测定仪（德国Adam公司）；BT125型电子天平（赛多利斯科学仪器有限公司）；DHG-9240型鼓风干燥箱（杭州蓝天化验仪器厂）；EPED超纯水系统（南京易普达易科技发展有限公司）；KQ-250E型超声波清洗器（昆山禾创超声仪器有限公司）。

对照品欧前胡素（批号110826-201214）、异欧前胡素（批号110827-201109）均购自中国食品药品检定研究院；水杨酸甲酯购自阿拉丁试剂（上海）有限公司；白当归素（批号482257-20121017）、佛手苷内酯（批号484208-20120911）、氧化前胡素（批号73752020120612）购自南京春秋生物工程有限公司，纯度经HPLC-PDA检测均大于98%；甲醇（色谱纯，江苏汉邦科技发展有限公司），超纯水（EPED超纯水系统制备），其他试剂均为市售分析纯。市售杭白芷药材购自亳州药材市场。

2方法

2.1样品的采集与加工方法

杭白芷鲜品（2012年7月采自浙江磐安）洗净，经烘干（热风40，60，80，100，120 ℃干燥）：热风烘箱内恒温烘干；晒干：户外放置，自然晒干；阴干：室内放置，自然阴干；硫熏：将药材放密闭纸箱中，里面放硫磺点燃，中间不断加硫磺，保证不熄灭，硫熏24 h后，户外晒干；石灰掩埋：取白芷药材，放入缸中，生石灰拌匀，放置1周后，取出切片，户外晒干；冷冻干燥：经-40 ℃预冻处理后，至真空冷冻干燥机中干燥至预定含水量；微波干燥：至微波炉中干燥至预定含水量；红外干燥：置于远红外干燥箱中干燥至预定含水量等方法处理后，粉碎过60目筛，得24组不同干燥加工方法及其条件下的样品，见表1。样品经去皮和不去皮2种处理，干燥至含水量低于14%。

2.2含量测定

2.2.1对照品溶液的制备 精密称取干燥至恒重的对照品适量，加甲醇制成质量浓度分别为白当归素（1）252.5 mg·L^-1、佛手苷内酯（2）125 mg·L^-1、氧化前胡素（3）1 255 mg·L^-1、欧前胡素（4）1 250 mg·L^-1、异欧前胡素（5）1 252.5 mg·L^-1对照品溶液。分别精密吸取上述对照品若干配制成质量浓度分别为50.5，25，251，250，250.5 mg·L^-1的混合对照品储备液10 mL。精密吸取上述溶液0.02，0.04，0.2，1，2，10 mL至10 mL量瓶中，加甲醇定容至刻度，制成一系列不同浓度的混合对照品溶液，用以线性关系考察。混合对照品溶液在注入液相色谱仪前经0.22 μm的微孔滤膜滤过。所有对照品溶液均在4 ℃条件下贮藏。

2.2.2供试品溶液的制备 取样品粉末0.5 g，精密称定，置50 mL量瓶中，加甲醇50 mL超声提取60 min，取出放冷，加甲醇至刻度，摇匀，离心，上清液经0.22 μm的微孔滤膜滤过，取续滤液作为香豆素供试品溶液。

另取样品粉末20 g，加8倍量正己烷超声提取1 h，挥干溶剂，残渣加20倍量水，水蒸气蒸馏法提取6 h，得挥发油，用正己烷定容到1 mL，作为挥发油供试品溶液。

2.2.3UHPLC测定条件 Phecad C18色谱柱（4.6 mm ×250 mm， 5 μm）；流动相0.1%甲酸溶液（A）-乙腈（B），梯度洗脱（0～4 min，40%B；4～4.5 min，40%～65%B；4.5～7 min，65%B；7～10 min，65%～100%B；10～11 min，100%B；11～12 min，100%～40%B）；流速0.4 mL·min^-1；柱温30 ℃；进样体积10 μL；检测波长280 nm，色谱图见图1。

2.2.4GC-MS测定条件 HP-5MS毛细管柱（0.25 m×30 mm，0.25 μm）；载气He，流速1.0 mL·min^-1；进样口温度220 ℃；程序升温50 ℃，以10 ℃·min^-1升温至90 ℃，保持15 min，再以5 ℃·min^-1升至200 ℃，保持5 min测定；进样量1 μL；分流比20∶1；溶剂延迟3 min。

质谱条件：电子轰击离子源（EI）；电子能量70 eV；四级杆温度150 ℃；离子源温度230 ℃；接口温度280 ℃；扫描范围40 ～ 400；扫描速率0.2 s。

2.3数据处理

在对白芷中香豆素类成分的质量评价中，以一批市售白芷药材商品为参照物，欧前胡素为内标物，通过下述公式，计算香豆素成分在参照药材中的相对浓度比值（已有对照品的成分按绝对量计算其在参照药材中的相对浓度比值）。

式中，fx为未知香豆素的校正因子；A欧药材为药材中欧前胡素的峰面积；Ax药材为药材中未知香豆素的峰面积；Ax样品为样品中未知香豆素的峰面积；A欧样品为样品中欧前胡素的峰面积；C欧药材为药材中欧前胡素的浓度；Cx药材为药材中未知香豆素的浓度；Cx样品为样品中未知香豆素的浓度；C欧样品为样品中欧前胡素的浓度。

在对白芷中挥发油类成分的质量评价中，以同批市售白芷药材商品为参照物，水杨酸甲酯为内标物，计算挥发油类成分在参照药材中的相对浓度比值。

采用SPSS 18.0分析软件对样品测定结果进行主成分分析（PCA）。在本实验中，由24批样品中16个指标性组分的定量结果组成24行16列矩阵，数据经标准化处理后进行PCA分析。PCA分析时，提取主成分（PC1-4）进行分析，同时为各主成分因子更好地解释各变量，分析中对特征值及因子载荷矩阵采用了方差最大化正交旋转。

3结果

3.1UPLC-PAD同时测定白当归素、佛手苷内酯、氧化前胡素、欧前胡素、异欧前胡素含量的方法学研究

3.1.1标准曲线的绘制 将2.2.1项下制备的不同浓度的混合对照品溶液，按2.2.3项下色谱条件分别进样10 μL，以对照品浓度为横坐标，峰面积的积分值为纵坐标，绘制标准曲线，结果见表2。

3.1.2精密度试验 精密吸取混合对照品储备液10 μL，按上述色谱条件重复进样6次，测定峰面积的积分值，结果白当归素、佛手苷内酯、氧化前胡素、欧前胡素、异欧前胡素的RSD分别为1.9%，1.3%，0.76%，1.6%，0.88%，表明仪器具有较好的精密度。

3.1.3稳定性试验 精密量取供试品溶液，分别在0，3，6，9，12，24 h进样10 μL，测定峰面积的积分值，结果白当归素、佛手苷内酯、氧化前胡素、欧前胡素、异欧前胡素的RSD分别为1.1%，0.97%，1.2%，0.87%，1.5%，表明供试品溶液中上述5个成分在24 h内具有较好的稳定性。

3.1.4重复性试验 精密称取同一样品6份，每份0.5 g，按2.2.2项下方法进行提取处理后，各精密进样10 μL，测定含量，结果白当归素、佛手苷内酯、氧化前胡素、欧前胡素、异欧前胡素的RSD分别为1.3%，1.1%，0.95%，1.2%，0.98%，表明本法重复性良好。

3.1.5加样回收率 精密称取同一样品6份，每份0.5 g，分别加入一定量对照品，在上述色谱条件下进行分析，计算回收率。结果白当归素、佛手苷内酯、氧化前胡素、欧前胡素、异欧前胡素的平均回收率分别为97.33%，98.71%，99.31%，102.2%，101.7%，RSD分别为1.4%，1.3%，1.1%，1.4%，1.4%。

3.2样品测定

分别精密吸取香豆素供试品溶液各10 μL，注入超高效液相色谱仪中，测定峰面积积分值，根据2.3项下公式计算待测组分在参比药材中的相对浓度比值，结果见图2。分别精密吸取挥发油对照品溶液和供试品溶液各1 μL注入气相色谱仪，按内标标准曲线法以相对峰面积计算供试品溶液中各成分在参照药材中的相对浓度比值，结果见图3。

前4个主成分的特征值均大于1，见表3，说明前4个因子在反映不同加工干燥方法白芷样品的内在质量中起着主导作用，4个主成分的累积贡献率达72.269%，能够较客观地反映不同加工干燥方法白芷样品的内在质量，故选取前4个主成分进行分析。

氧化前胡素、欧前胡素、异欧前胡素、未知成分1、未知成分2在PC1上有较高载荷，见表4，说明PC1主要反映了氧化前胡素、欧前胡素、异欧前胡素、未知成分1、未知成分2等香豆素类成分的信息；同理，PC2主要反映了十二醇、乙酸十二烷酯、indene、十四醇等挥发油类成分的信息；PC3主要反映了白当归素、佛手苷内酯、未知成分3等香豆素类成分的信息；PC4主要反映了甲基十八碳酸、十八碳酸酯、油酸等挥发油类成分的信息。PC1和PC3包含了全部8种香豆素类成分的信息，而PC2和PC4包含了主要7种挥发油类成分的主要信息，前4个主成分基本包含了大部分香豆素及挥发油类成分的信息。

采用4个主成分对白芷不同加工方法进行评价。以各主成分因子得分与方差贡献率乘积之和相加，得出各白芷干燥加工品各类成分总因子得分值 F，其综合评价函数为F= 0.266 36F1 + 0.210 76F2 + 0.150 22F3 + 0.095 36F4。

按综合评价函数计算出不同样品的综合得分（F），见表5。由综合得分可知，鲜白芷带皮石灰掩埋干燥综合得分最高，鲜白芷带皮热风100 ℃干燥次之。

4讨论

白芷的产地加工方法主要有烘干、晒干、硫熏干燥、石灰掩埋干燥，而杭白芷主要采用石灰掩埋法进行产地加工，《本草纲目》记载“今人采（白芷）根洗甜寸截，以石灰拌匀晒收，并欲色白也”。《本草乘雅半偈》载：近时用石灰蒸煮，及拌石灰曝干，为不易蛀，并欲色白，不特失本性，而燥烈之毒最深，用之无忽也。由此可见，石灰包埋法是传统加工方法，优点是防虫蛀，使白芷颜色更白，缺点是燥烈之毒最深，不能忽视。杭白芷起收后，将其置于有水的缸内，洗去泥土及须根，捞出用清水冲洗干净，然后放在木板或光滑水泥地面上，按鲜重加入5%左右的石灰，用铁耙推擦，搅拌，以石灰均匀黏附白芷表面为度，再分大小置竹匾或芦席上暴晒，一般小者8～9 d，大者约20 d全干。也可将挖出的根放在缸内加石灰拌匀，放置1周后以针刺而不入为度，再取出晒干。现代文献报道，晒干、硫熏、烘干、石灰埋藏等4种传统加工方法对杭白芷质量有很大影响，以晒干白芷中香豆素类含量最高，硫熏后含量最低，产地加工应以晒干或石灰埋藏为佳^[6-9]。硫熏和发汗干燥对挥发性成分影响较大，不适宜在产地加工中使用^[10-11]。

本文通过分析不同干燥方法对杭白芷中香豆素及挥发油类化学成分的影响发现，带皮石灰掩埋干燥处理后的杭白芷样品主成分综合得分最高，药材综合品质最好，与传统加工方式一致，表明了杭白芷药材传统产地加工方法有一定的科学性和合理性。

干燥温度对白芷中香豆素类成分含量也有影响^[12]，本文发现，带皮热风（100 ℃）干燥的杭白芷样品的综合品质仅次于带皮石灰掩埋干燥的样品，该方法可提升杭白芷药材干燥效率，保障其品质。石灰干燥剂具有较强的腐蚀性，杭白芷采用传统的石灰掩埋方式干燥，可能影响药材的灰分检查，因此建议在产地加工中使用带皮热风（100 ℃）干燥方法。

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Analysis of variation of coumarin and volatile compounds in Angelica

Dahuricae Radix in different drying methods and conditions

LIU Pei1， CHEN Jing2， ZHOU Bing1， XU Yuan1， QIAN Da-wei1， DUAN Jin-ao1*

（1.Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization，

National and Local Collaborative Engineering Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization and

Formulae Innovative Medicine， Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing 210023， China；

2. Zhejiang Chinese Medical University， Hangzhou 310053， China）

[Abstract] To explore the effect of different processing methods and conditions of coumarin and volatile compounds in Angelica Dahuricae Radix and their change regularity， in order to optimize and establish appropriate drying methods and conditions. After being cleaned， fresh Angelica Dahuricae Radix herbs were baked， sun-dried， shade-dried， sun-dried after sulfur-fumigation， dried by quicklime embedding， freeze-dried， microwave-dried. Finally， 24 groups of samples were obtained after being mashed and passing through the 60-mesh screen. The HPLC-PDA method was adopted to simultaneously determine the content of coumarin compounds. The GC-MS method was used to determine the content of volatile compounds. The principal component analysis （PCA） was made on the standardized analysis results for the 24 groups of samples processed with different drying methods. According to the PCA results， the comprehensive scores of coumarin and volatile compounds in Angelica Dahuricae Radix herbs processed with different methods in the order from high to low were that unpeeled and dried by quicklime embedding > unpeeled and dried with hot-air at 100 ℃> unpeeled and dried with hot-air at 40 ℃> peeled and infrared-dried>peeled and dried with hot-air at 60 ℃>peeled and dried with hot-air at 40 ℃> peeled and sun-dried > peeled and dried with hot-air at 60 ℃> peeled and dried with hot-air at 100 ℃>peeled and microwave-dried > peeled and dried with hot-air at 80 ℃> unpeeled and sun-dried > unpeeled and dried with sulfur-fumigation > peeled and dried with sulfur-fumigation>unpeeled and dried with hot-air at 120 ℃>unpeeled and freeze-dried>unpeeled and infrared-dried>peeled and dried with hot-air at 120 ℃>peeled and freeze-dried>peeled and dried by quicklime embedding > unpeeled and dried with hot-air at 80 ℃> peeled and shade-dried > unpeeled and shade-dried>unpeeled and microwave-dried. According to the findings， different drying processing methods have certain impacts on the content coumarin and volatile compounds in Angelica Dahuricae Radix herbs. The traditional method of drying by quicklime embedding is recommended as the optimum origin processing method of Angelica Dahuricae Radix， which is followed by the method for being peeled and dried with hot-air at 100 ℃.

[Key words] Angelica Dahuricae Radix； preliminary processing of herbal medicine； drying method； quality of herbal medicine

doi：10.4268/cjcmm20141412

[责任编辑 马超一]