梁清光,趙 斌,孟 江,張 村,王淑美(.廣東藥科大學中藥學院,廣州 50006;.中山火炬職業(yè)技術學院生物醫(yī)藥系,廣東中山 5846;.中國中醫(yī)科學院中藥研究所,北京 00700)
·制劑與工藝·
生姜皮干燥工藝規(guī)范化及質量標準研究Δ
梁清光1*,趙 斌2,孟 江1#,張 村3,王淑美1(1.廣東藥科大學中藥學院,廣州 510006;2.中山火炬職業(yè)技術學院生物醫(yī)藥系,廣東中山 528436;3.中國中醫(yī)科學院中藥研究所,北京 100700)
目的:優(yōu)化生姜皮的干燥工藝,建立生姜皮的質量標準。方法:以含水量7%~13%為干燥程度控制標準,在50、60、70、80、90℃溫度下分別對生姜皮干燥不同時間(0.5~10.0 h)后取樣測定含水量,篩選各溫度下的最優(yōu)干燥時間;再測定各溫度下最優(yōu)干燥時間所得樣品中6-姜辣素、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚的含量,以此4種姜酚成分含量為指標優(yōu)化生姜皮的干燥溫度及干燥時間并進行驗證試驗;以最優(yōu)工藝對10個不同產地的生姜皮進行干燥后測定其含水量、總灰分、水溶性浸出物、揮發(fā)油、6-姜辣素、8-姜酚、10-姜酚,據(jù)此建立質量標準。結果:生姜皮在50、60、70、80、90℃溫度下的干燥時間分別確定為10.0、4.2、2.6、1.5、1.1 h;其中,最優(yōu)干燥工藝為50℃干燥10.0 h;驗證試驗中,6-姜辣素、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚含量的RSD分別為1.46%、1.09%、1.35%、1.12%(n=3)。生姜皮的質量標準建議定為總灰分不得過18.0%,水溶性浸出物、揮發(fā)油、6-姜辣素、8-姜酚、10-姜酚分別不得少于18.0%、1.30%、0.730%、0.060%、0.100%。結論:優(yōu)化的生姜皮干燥工藝合理可靠、穩(wěn)定性好、方法簡便,為規(guī)范生姜皮飲片的干燥工藝和質量標準提供了科學依據(jù);建立的生姜皮質量標準可行。
生姜皮;干燥工藝;質量標準;姜酚;含水量
生姜皮為姜科植物姜(Zingiber officinale Rose.)的新鮮根莖的外皮[1],味辛,性涼,歸脾、肺經,具有行水消腫的功效,常用于治療水腫初起、小便不利[2]。關于生姜皮干燥工藝,尚未見相關的文獻報道,其干燥溫度、干燥時間等均未見明確量化規(guī)定,而大多為諸如“洗凈,刮取皮層,干燥,篩去灰屑[3]”等籠統(tǒng)性描述,因此難以保證飲片質量和藥效的穩(wěn)定性。為了優(yōu)化生姜皮干燥工藝,并客觀全面地反映生姜皮的質量,本試驗以生姜皮含水量7%~13%為干燥程度控制標準,以2015年版《中國藥典》(一部)生姜飲片[1]項下的檢測成分6-姜辣素、6-姜烯酚、10-姜酚及生姜中的另一種活性成分6-姜烯酚為指標,優(yōu)化生姜皮的干燥工藝,并對經優(yōu)化工藝干燥后的生姜皮的水分、總灰分、浸出物、揮發(fā)油、6-姜辣素、8-姜酚、10-姜酚進行測定,為生姜皮的干燥工藝規(guī)范化和質量標準的建立提供科學依據(jù)。
1.1 儀器
LC-20AT高效液相色譜儀(日本島津公司);XB-C18色譜柱[月旭科技(上海)股份有限公司];BP211D十萬分之一電子天平(德國Sartorius公司);KQ-300DE數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);JP-150A高速多功能粉碎機(永康市久品工貿有限公司);DIIG-9140A電熱鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司);SX2-4-10高溫箱形電爐(上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠)。
1.2 藥材、對照品與試劑
生姜產地分別為廣東廣州(采購日期:2016-12-04)、廣東湛江(采購日期:2016-12-03)、廣東清遠(采購日期:2016-12-10)、湖南懷化(采購日期:2016-12-03)、山東萊蕪(采購日期:2016-12-09)、河南信陽(采購日期:2016-12-20)、湖北恩施(采購日期:2016-12-09)、云南昆明(采購日期:2016-11-23)、江西贛州(采購日期:2016-11-24)、廣西南寧(采購日期:2016-12-02),經廣東藥科大學劉基柱副教授鑒定為姜科植物姜的新鮮根莖。將生姜洗凈,削取外皮即得生姜皮藥材;6-姜辣素、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚對照品(成都克洛瑪生物科技有限公司,批號分別為:140827、150422、160912、160520,純度:均大于98%);乙腈、磷酸為色譜純;水為屈臣氏蒸餾水;其余試劑均為分析純。
2.1 姜酚成分含量測定
2.1.1 色譜條件 UltimateTMXB-C18(250 mm×4.6 mm,5μm);流動相:乙腈-0.2%磷酸水(70∶30);檢測波長:280 nm;柱溫:30℃;流速:0.6 mL/min;進樣量:10μL。取“2.1.2”項下混合對照品溶液和“2.1.3”項下供試品溶液(產地:云南昆明)進樣分析。色譜圖見圖1。
圖1 高效液相色譜圖Fig 1 HPLC chromatograms
2.1.2 標準曲線繪制 分別取6-姜辣素、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚對照品適量,精密稱定,置于2 mL量瓶中,加入甲醇,定容至刻度,制備成4.00、8.05、4.50、4.74 mg/mL的對照品溶液。分別精密量取6-姜辣素、6-姜烯酚、10-姜酚對照品溶液5、15、25、35、45、60、75μL以及8-姜酚3、9、15、21、27、36、45μL分別置于1 mL量瓶中,加甲醇定容至刻度,即得混合對照品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件進樣10μL,記錄峰面積。以各姜酚質量濃度為橫坐標(x)、峰面積為縱坐標(y)進行線性回歸,得回歸方程分別為6-姜辣素:y=106x-88 929(R2=0.999 9),線性范圍為0.02~0.30 mg/mL;8-姜酚:y=9 111 170x-85 251(R2=0.999 9),線性范圍為0.02~0.36 mg/mL;6-姜烯酚:y=9 817 990x-85 913(R2=0.999 9),線性范圍為0.02~0.34 mg/mL;10-姜酚:y=7 833 290x-73 825(R2=0.999 9),線性范圍為0.02~0.36 mg/mL。
2.1.3 供試品溶液制備 取干燥后的生姜皮樣品,粉碎,過2號篩(24目),精密稱取0.5 g粉末置于25 mL具塞錐形瓶中,精密加入20 mL甲醇,稱定,超聲(功率:300 W,頻率:25 kHz)提取40 min,用甲醇補足質量,搖勻,過0.22μm濾頭,轉入自動進樣瓶,4℃冰箱保存,備用。
2.1.4 精密度考察 取生姜皮粉末(產地:云南昆明),按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,連續(xù)進樣6次,測定6-姜辣素、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚的峰面積,RSD分別為2.62%、1.12%、0.26%、0.60%(n=6),表明儀器精密度良好。
2.1.5 穩(wěn)定性考察 取生姜皮粉末(產地:云南昆明),按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,分別于0、2、4、8、12、24 h進樣測定6-姜辣素、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚的含量,RSD分別為2.66%、2.28%、0.89%、1.09%(n=6),結果表明供試品溶液在24 h內穩(wěn)定。
2.1.6 重復性考察 取同一干燥條件下的生姜皮粉末(產地:云南昆明)約0.5 g,共6份,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,進樣測定6-姜辣素、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚的含量,RSD分別為2.35%、1.91%、1.22%、1.03%(n=6),結果表明方法的重復性良好。
2.1.7 加樣回收率試驗 精密稱取已知含量的生姜皮粉末(產地:云南昆明)(6-姜辣素含量為11.318μg/mg,8-姜酚含量為2.374μg/mg,6-姜烯酚含量為0.667μg/mg,10-姜酚含量為4.437μg/mg)6份,每份約0.25 g,分別置于具塞錐形瓶中,精密加入質量濃度為4 mg/mL的6-姜辣素對照品溶液0.7 mL、8.05 mg/mL 8-姜酚對照品溶液0.07 mL、4.5 mg/mL 6-姜烯酚對照品溶液0.04 mL、4.74 mg/mL 10-姜酚對照品溶液0.24 mL,再分別加甲醇定容至20 mL。稱定,超聲(功率:300 W,頻率:25 kHz)提取40 min,用甲醇補足質量,搖勻,過0.22μm濾頭,進樣測定。結果,加樣回收率分別為100.25%、101.17%、99.77%、100.87%(RSD分別為2.91%、2.11%、1.98%、1.76%,n=6)。
2.2 干燥工藝優(yōu)化
2.2.1 干燥條件初步試驗 參考文獻[4-7],選擇50、60、70、80、90℃為干燥溫度,以含水量7%~13%為干燥程度控制標準。將鮮生姜(產地:云南昆明)削下外皮,依次取適量(約50 g)均勻平鋪于干燥鐵盤,放進烘箱干燥,依次將溫度設置為50、60、70、80、90℃。根據(jù)生姜皮的外觀狀態(tài),在各溫度條件下取樣,各溫度下取樣時間點分別為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0 h(50℃),2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 h(60℃),1.5、2.0、2.5、3.0 h(70℃),1.0、1.5、2.0、2.5 h(80℃),0.5、1.5、2.0 h(90℃)。采用2015年版《中國藥典》(四部)通則0832中第四法(甲苯法)[8]測定含水量,結果見表1。
表1 不同干燥條件下各樣品含水量Tab 1 Moisture content of samples under different drying conditions
由表1可知,50℃干燥10.0 h以及80℃干燥1.5 h,生姜皮含水量符合要求,其余條件下含水量均不符合要求。在此基礎上,再在60、70、90℃溫度下分別干燥4.2、2.6、1.1 h,測得含水量分別為9.78%、10.13%、10.90%。因此,可確定50、60、70、80、90℃的干燥時間分別為10.0、4.2、2.6、1.5、1.1 h。
2.2.2 工藝優(yōu)化 將鮮生姜(產地:云南昆明)削取外皮,依次取適量(約50 g)均勻平鋪于干燥鐵盤,放進烘箱,依次將溫度設置為50、60、70、80、90℃,每個溫度5批,分別干燥10.0、4.2、2.6、1.5、1.1 h。以6-姜辣素、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚含量為指標,優(yōu)化生姜皮的干燥工藝。按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件測定姜酚成分的量,計算各樣品中各成分的含量(樣品中某成分的量/樣品量×100%)。采用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計學分析,多組均值比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD-t檢驗,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義,結果見表2。
表2 不同干燥條件下各姜酚成分含量Tab 2 Content of different gingerols under different drying conditions
姜酚成分的化學性質不穩(wěn)定,在干燥的過程中會部分損失,干燥溫度和干燥時間對其均有影響。由表2可知,50℃干燥時姜酚成分損失比較少;而其余4個溫度從整體水平來看,雖然干燥時間較短,但隨著溫度逐漸上升,姜酚成分含量呈下降趨勢。同時通過組間差異性分析結果發(fā)現(xiàn),與50℃比較,除90℃干燥時6-姜辣素含量差異不顯著外,其余各溫度下干燥后的姜酚成分含量均差異較大;而與60、70、80℃比較,除6-姜烯酚含量差異較大外,其余各溫度干燥后的姜酚成分含量差異均不明顯。為了使具有藥效作用的姜酚成分含量處于較高水平,可確定50℃干燥10.0 h為生姜皮最優(yōu)干燥工藝。
2.2.3 工藝驗證 為考察該工藝的合理性、穩(wěn)定性,采用優(yōu)化得到的工藝條件分別炮制3批(每批約100 g)進行驗證試驗。結果,測得6-姜辣素、8-姜酚、6-姜烯酚、10-姜酚的平均含量分別為1.081%、0.227%、0.064%、0.421%(RSD分別為1.46%、1.09%、1.35%、1.12%,n=3),表明該工藝穩(wěn)定可行。
2.2.4 質量標準的建立 采用“2.2.2”項下確定的最優(yōu)干燥工藝對10個不同產地共10批生姜皮進行干燥,依據(jù)2015年版《中國藥典》(四部)通則0832中第四法(甲苯法)、通則2302(灰分測定法)、通則2201中熱浸法、通則2204(揮發(fā)油測定法)[8]以及2015年版《中國藥典》(一部)生姜飲片項下方法[1],對干燥后生姜皮的含水量、總灰分、水溶性浸出物、揮發(fā)油、6-姜辣素、8-姜酚、10-姜酚進行測定(n=3),結果見表3。
表3 不同產地生姜皮含水量、總灰分、水溶性浸出物、揮發(fā)油、6-姜辣素、8-姜酚、10-姜酚測定結果(n=3)Tab 3 Determination result of moisture,total ash,water soluble extract,volatile oil,6-gingerol,8-gingerol and 10-gingerol of Z.officinale peel in different areas(n=3)
根據(jù)表3測定結果,10批生姜皮含水量符合7%~13%的要求;按10批生姜皮總灰分的平均值上浮20%,水溶性浸出物、揮發(fā)油、6-姜辣素、8-姜酚、10-姜酚的平均值下浮20%計算[9],可建議生姜皮的質量標準為:總灰分不得過18.0%,水溶性浸出物、揮發(fā)油、6-姜辣素、8-姜酚、10-姜酚分別不得少于18.0%、1.30%、0.730%、0.060%、0.100%。
鑒于生姜皮的制備工藝尚未標準化,筆者參考2015年版《中國藥典》“取凈生姜,削取外皮”[1]的描述,用刀片將生姜皮輕輕削取,控制鮮生姜皮厚度在0.05~0.10 mm之間,從而保證后續(xù)試驗建立在可控的基礎上。
在預試驗中,筆者發(fā)現(xiàn)低溫時生姜皮失水速率較慢,但隨著溫度的升高,失水速率越來越快;且在干燥過程中,根據(jù)生姜皮的外觀狀態(tài),可大致判斷其含水量范圍。因此,在摸索干燥條件時,可結合生姜皮外觀狀態(tài)以及失水速率進行取樣。在50℃溫度時,可在干燥5 h后取樣測定含水量,且每1 h取1次;而在溫度為60、70、80、90℃時,失水速率較50℃條件下逐漸加快,結合生姜皮外觀狀態(tài),可分別在干燥2.0、1.5、1.0、0.5 h后取樣測定含水量,且每0.5 h取1次。
研究證實,6-姜辣素、10-姜酚、8-姜酚、6-姜烯酚均具有多方面的生物活性[10-11]。因此,筆者以含水量7%~13%為干燥程度控制標準,以6-姜辣素等4種姜酚成分含量為客觀指標,優(yōu)化生姜皮的干燥工藝條件,使其建立在全面客觀的評價基礎上。
2015年版《中國藥典》(一部)[1]對生姜皮的干燥條件未作明確規(guī)定,也無質量標準內容,因此,難以保證生姜皮飲片的質量以及臨床療效的穩(wěn)定性。本文優(yōu)化后的生姜皮干燥工藝為50℃干燥10.0 h,并建議將總灰分定為不得過18.0%,水溶性浸出物、揮發(fā)油、6-姜辣素、8-姜酚、10-姜酚分別定為不得少于18.0%、1.30%、0.730%、0.060%、0.100%,從而可保證生姜皮飲片的質量以及臨床療效的穩(wěn)定性。另外,本文優(yōu)化的干燥工藝以及建立的質量標準合理可行、結果穩(wěn)定,而且所需設備簡單、操作性強,測量方法較為常用,適宜于大規(guī)模工業(yè)化生產;同時,本研究結果也為生姜皮的后續(xù)色譜指紋圖譜研究提供了基礎。
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Study on the Standardization of Drying Technology and Quality Standard of Zingiber officinale Peel
LIANG Qingguang1,ZHAO Bin2,MENG Jiang1,ZHANG Cun3,WANG Shumei1(1.School of TCM,Guangdong Pharmaceutical University,Guangzhou 510006,China;2.Dept.of Biomedicine,Zhongshan Torch Polytechnic,Guangdong Zhongshan 528436,China;3.Institute of Chinese Materia Medica,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100700,China)
OBJECTIVE:To optimize the drying technology of Zingiber officinale peel and establish its quality standard. METHODS:Moisture content was determined in samples after being dried for different time(0.5-10.0 h)under 50,60,70,80,90℃.Optimal drying time under each temperature was screened by using moisture content of 7%-13%as dryness for controlling standard.Then contents of 6-gingerol,8-gingerol,6-shogaol,10-gingerol in samples dried for optimal drying time under different temperatures were measured,using the 4 gingerol contents as indexes to optimize the drying temperature and time.And verification test was conducted.The moisture,total ash,water soluble extract,volatile oil,6-gingerol,8-gingerol and 10-gingerol of Z.officinale peel from 10 different producing areas were detected to establish quality standard after being dried with the optimal technology. RESULTS:The drying time of Z.officinale peel under 50,60,70,80,90℃was determined as 10.0,4.2,2.6,1.5,1.1 h,respectively.The optimal drying technology was 50℃ drying for 10.0 h.Verification test showed RSDs of 6-gingerol,8-gingerol,6-shogaol,10-gingerol contents were 1.46%,1.09%,1.35%,1.12%(n=3),respectively.The quality standard of Z.officinale peel was suggested that total ash was no more than 18.0%;water soluble extract,volatile oil,6-gingerol,8-gingerol,10-gingerol were respectively no less than 18.0%,1.30%,0.730%,0.060%,0.100%.CONCLUSIONS:The optimized drying technology of Z.officinale peel is reasonable,reliable,stable and simple,which provides a scientific basis for standardizing the drying technology and quality standard of Z.officinale peel.The established quality standard is feasible.
Zingiber officinale peel;Drying technology;Quality standard;Gingerol;Moisture content
R283
A
1001-0408(2017)22-3106-04
2017-04-14
2017-05-27)
(編輯:劉 萍)
國家自然科學基金資助項目(No.81102809);國家藥典委員會-全國中藥飲片炮制規(guī)范(第二批)研究項目(No.2015-YP-45)
*碩士研究生。研究方向:中藥炮制與質量標準研究。電話:020-39352169。E-mail:1018990276@qq.com
#通信作者:教授,博士。研究方向:中藥炮制及飲片質量標準研究。電話:020-39352169。E-mail:jiangmeng666@126.com
DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.22.22