任 婧，張曉燕，孟祥龍，張朔生

（山西中醫(yī)藥大學(xué)中藥與食品工程學(xué)院，山西 晉中 030619）

地黃為玄參科植物地黃Rehmanniae glutinosaLibosch.的新鮮或干燥塊根，具有清熱涼血，養(yǎng)陰生津、止血、補血滋陰、益精填髓之功效。始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，被列為上品[1-2]。地黃常見的炮制品有生地黃、熟地黃、地黃炭。地黃制炭應(yīng)用歷史悠久，制炭后藥性由寒轉(zhuǎn)溫，功能由清變補，止血作用增強[3-5]，一直以來地黃炒炭終點判斷的傳統(tǒng)標準為外表焦黑，內(nèi)部焦黃或焦褐，大多憑經(jīng)驗判斷，無量化的指標，造成市場上地黃炭的質(zhì)量參差不齊[6]，且歷代本草對熟地黃的加工炮制工藝記載及爭議頗多[7-9]，因此中藥炮制終點的確認與量化是近代中藥研究者的重要任務(wù)[10-12]。近年來中藥炮制技術(shù)及手段伴隨現(xiàn)代儀器分析手段及藥理毒理學(xué)的進步而發(fā)展[13]，引進了包括熱分析技術(shù)等一系列現(xiàn)代先進的分析手段及儀器。熱分析是在程序溫度控制下，測量溫度變化時物質(zhì)物理變化的一類分析技術(shù)，主要包括熱重法（TG）、微商熱重法（DTG）、差熱分析法（DTA）、熱機械分析法（TMA）、動態(tài)熱機械分析法（DMA）等[14]。

本團隊前期對熟地黃九蒸九曬炮制過程中藥效化學(xué)成分量變化及炮制輔料的影響及鮮地黃干燥過程中化學(xué)成分的動態(tài)進行研究，得出炮制輔料黃酒對炮制品的質(zhì)量存在顯著影響[15-17]，且干燥氣氛及升溫速率對鮮地黃的干燥過程有較大的影響[18-21]。本實驗利用熱分析技術(shù)直觀地展示了地黃的熱解過程，比較了生地黃及其主要成分在程序升溫動態(tài)環(huán)境下的熱解特性，確定了地黃炒炭過程中藥效成分變化的敏感溫度點，為地黃制炭的最佳炮制溫度探究以及指標的量化提供數(shù)據(jù)參考。

1 儀器與材料

1.1 儀器 STA-449F5 型同步熱分析儀（德國NETZSCH），RE-5298 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器（上海亞榮生化儀器廠），GZX-9076MBE 電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），AXX224ZH/E電子天平（奧豪斯儀器有限公司），SB120D 超聲波清洗機（寧波新芝生物科技股份有限公司），DE-100 g 萬能高速粉碎機（浙江紅景天工貿(mào)有限公司）。

1.2 材料 生地黃（購自同仁堂藥店，經(jīng)山西中醫(yī)藥大學(xué)張朔生教授鑒定為玄參科地黃屬植物地黃Rehmannia glutinosaLibosh.的干燥塊根）；生地黃對照藥材（公司：中國食品藥品檢定研究院）；葡萄糖對照品（110833-201205）、蔗糖對照品（111507-201303）均購自中國食品藥品檢定研究院，純度≥98%；水蘇糖對照品（141115）、益母草苷對照品（批號：140911）均購自成都普菲德生物技術(shù)有限公司，純度≥98%；果糖對照品（MUST-1703403）、梓醇對照品（MUST-17032005）、5-羥甲基糠醛（5-HMF）對照品（MUST-17021202）、地黃苷D 對照品（17120701）均購自成都MUST 生物科技有限公司，純度≥98%。棉子糖對照品（130513）購自深圳華強科技有限公司，純度≥99.8%。水為超純水，石油醚、無水乙醇、濃硫酸為分析純。

2 方法

2.1 樣品的制備

2.1.1 地黃樣品的制備 稱取地黃藥材50 g，粉碎，過40 目篩，備用。

2.1.2 地黃水溶性浸出物的制備 按照《中華人民共和國藥典》四部通則（2015 年版）2201 項下水溶性浸出物測定法項下的熱浸法進行地黃水溶性浸出物的制備。

2.1.3 地黃多糖、醇浸出物的制備 依照相關(guān)文獻制備地黃多糖[22]、醇浸出物[23-25]，備用。

2.1.4 環(huán)烯醚萜類提取物的制備 樣品溶液的制備：取20 g 粉碎的地黃藥材加入10 倍量的65%乙醇600 mL，回流3 次，每次1 h 過濾，合并3 次提取液60 ℃真空提取乙醇，蒸餾水定容至所需濃度0.05 g/mL作為原藥溶液，備用。

大孔樹脂預(yù)處理：稱取AB-8 型樹脂適量，放入500 mL 具塞三角瓶，加入95%的乙醇在室溫條件下浸泡24 h，裝入色譜柱用95%以上的乙醇以2 BV/h 的流速過柱，以1:5的比例混合流出物和水，用蒸餾水洗滌，直到洗出液不含酒精味道，備用。

大孔樹脂分離純化：BV/h 上樣，上樣后樹脂飽和，用蒸餾水以2BV/h 流速洗至α-萘酚濃硫酸反應(yīng)無紫色環(huán)，再以50%乙醇3 BV/h 洗脫，收集洗脫液。洗脫液水浴蒸干，研磨，過40 目篩，備用。

2.2 熱重實驗

2.2.1 燃燒熱解反應(yīng) 模擬空氣（N2:O2=4:1）為載氣，分別取地黃樣品、地黃各提取物及地黃對照品各（30±5）mg 置于坩堝中，以10 ℃/min 的升溫速率、流量60 mL/min 的恒定流速從室溫升至600 ℃。

2.2.2 動力學(xué)模型 依據(jù)Kissinger Akahira Sunose（KAS）模型函數(shù)及Ozawa-Flynn Wall（OFW）模型函數(shù)，導(dǎo)出數(shù)據(jù)，分別對進行數(shù)據(jù)擬合，求解動力學(xué)參數(shù)。其中，T 是絕對溫度（K），R是氣體常數(shù)，A 為指前因子，E 是活化能，是轉(zhuǎn)化率，是升溫速率。[26]

3 結(jié)果

3.1 藥材與各提取物、對照品的熱解燃燒特性分析 圖1-3 為地黃藥材與各提取物、對照品的TG-DTG曲線，由熱失重（TG）圖可得，從室溫升至600℃均有三個熱失重階段，分別為：干燥失水階段、揮發(fā)分釋放階段、難揮發(fā)性物質(zhì)和固定碳燃燒階段，熱失重速率（DTG）曲線也呈現(xiàn)相應(yīng)的四個熱失重速率峰。地黃各提取物與生地黃藥材的TG-DTG 曲線基本一致，其中水溶性浸出物的揮發(fā)分熱失重速率最大，表明地黃水提物中化學(xué)成分分解最多；糖類對照品第一階段的熱失重速率在170.5℃～260.3℃范圍內(nèi)，由此可得170.5℃～260.3℃范圍內(nèi)的熱失重速率是由多糖及其他一些極性較大的化合物受熱分解造成；不同環(huán)烯醚萜苷類的對照品中梓醇、益母草苷、5-羥色胺分別于273.4℃、251.6℃、216.3℃處出現(xiàn)強度分別為21.71%/min、14.68%/min、24.32%/min 的熱失重速率峰，地黃苷D 于200.8℃處開始出現(xiàn)熱失重，于237.3 ℃處出現(xiàn)強度為10.94%/min 的熱失重速率峰。因此推測地黃在260.3℃～363.1 ℃范圍內(nèi)的熱失重由梓醇等環(huán)烯醚萜苷類化合物造成的。

圖1 地黃藥材與不同提取物的TG/DTG 曲線

圖2 不同糖類對照品的TG/DTG 曲線

圖3 不同環(huán)烯醚萜苷類對照品的TG/DTG 曲線

3.2 不同升溫速率對生地黃熱解燃燒特性影響分析 圖4 為不同升溫速率的生地黃熱解燃燒特性曲線（TG-DTG），由圖可得不同升溫速率生地黃熱解燃燒特性曲線總體趨勢相同，分為三個階段，即干燥失水階段、熱解燃燒階段（揮發(fā)分釋放階段）、難揮發(fā)物質(zhì)和固定碳燃燒階段。但由于升溫速率的不同，生地黃的熱解燃燒特性存在差異，在熱解燃燒的第一、二階段，低升溫速率制備的生地黃熱失重速率峰極值小于高升溫速率，且熱失重所需溫度區(qū)間跨度較小。在生地黃熱燃燒階段有兩個明顯的熱失重速率峰極大值，第一個極大值為（228.5±8.1）℃附近出現(xiàn)（-19.38±10.79）%/min 的熱失重速率峰極大值，是反應(yīng)生地黃炮制程度的重要指標；第二個極大值為（333.4±4.9）℃附近出現(xiàn)（4.76±2.42）%/min 的熱失重速率峰極大值，此溫度為生地黃武火制炭的炮制溫度上限。因此生地黃熱解燃燒特性隨升溫速率的不同呈現(xiàn)差異，此為本品制炭時尚需考慮的因素。

圖4 生地黃炒炭過程中溫度與質(zhì)量的關(guān)系（A）及其轉(zhuǎn)化速率（B）

3.3 不同升溫速率生地黃炮制熱解反應(yīng)動力學(xué)研究 依照熱分析動力學(xué)模型計算所得結(jié)果得活化能曲線（圖5）可得，在溫度為（228.5±8.1）℃附近時，三種不同升溫速率生地黃熱解燃燒均在轉(zhuǎn)化率在0.3附近，熱失重速率達到極大值，在轉(zhuǎn)化率達到0.35 時活化能達到最大值。因此在炮制轉(zhuǎn)化率達到0.3 時，量化炮制溫度216.3 ℃為本品炒炭最佳溫度。

4 結(jié)論

本研究模擬了生地炭的炮制過程，建立了地黃炭炮制過程中的內(nèi)在能量變化的量化方法和評價指標，為生地炭的炮制提供新的思考角度。

圖5 活化能曲線圖