曲繼旭，李香串，呂鼎豪，張豆豆，侯 霄，尤利霞*

（1.山西省醫(yī)藥與生命科學(xué)研究院，山西太原030006；2.山西省藥品檢查中心，山西太原030006）

北柴胡（Bupleurum chinenseDC.）為傘形科柴胡屬多年生草本植物，以其干燥根入藥，是我國常用的大宗中藥材之一，《中華人民共和國藥典》（2020年版）收錄其為藥用柴胡的原植物［1］。柴胡始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，其味辛、苦，性微寒，歸肝、膽、肺經(jīng)，具疏散退熱、疏肝解郁、升舉陽氣之功效［2］，有效成分主要是柴胡皂苷a、柴胡皂苷d。目前，柴胡藥材的市場(chǎng)供應(yīng)主要以人工栽培品為主，但人工種植中普遍存在藥材質(zhì)量參差不齊的問題［3］。中藥材的產(chǎn)地加工是影響中藥材質(zhì)量的第一因素，產(chǎn)地加工的好壞會(huì)直接影響藥材的性狀、雜質(zhì)含量和內(nèi)在質(zhì)量［4］。已有多項(xiàng)研究表明，藥材的采收年限、產(chǎn)地初加工工藝對(duì)藥材的質(zhì)量有很重大的影響［5-7］。山西是北柴胡家種品的主產(chǎn)地之一，而關(guān)于晉產(chǎn)北柴胡采收初加工環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性研究還鮮有報(bào)道。因此，本文研究晉產(chǎn)北柴胡藥材的采收加工環(huán)節(jié)對(duì)其品質(zhì)的影響，篩選出最佳采收年限和產(chǎn)地初加工工藝，同時(shí)將均勻設(shè)計(jì)法（Uniform design）［8］首次應(yīng)用于柴胡干燥工藝的研究，將試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)均勻分散在試驗(yàn)范圍內(nèi)，在試驗(yàn)結(jié)果可靠的基礎(chǔ)上減少了試驗(yàn)次數(shù)，該試驗(yàn)結(jié)果將為晉產(chǎn)北柴胡藥材的質(zhì)量控制、資源的高效合理利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮柴胡根來源于市售山西省不同產(chǎn)地種植的北柴胡，經(jīng)山西省醫(yī)藥與生命科學(xué)研究院侯霄老師鑒定為北柴胡。柴胡皂苷a 對(duì)照品（中國藥品生物制品檢定所，批號(hào)：110777-201711），柴胡皂苷d 對(duì)照品（中國藥品生物制品檢定所，批號(hào)：110778-201711）；乙腈為色譜純，其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

GZX-9076MBE 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），ME104/02 型萬分之一電子天平（梅特勒-托利多儀器有限公司），F(xiàn)W135 型中草藥粉碎機(jī)（天津市泰斯特儀器有限公司），KQ-250DE 型數(shù)控超聲清洗機(jī)（昆山市超聲儀器有限公司），高效液相色譜儀（日本島津LC-2010A）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 雜質(zhì)、水分含量測(cè)定

雜質(zhì)、水分含量測(cè)定方法分別參照《中國藥典》（2020年版）雜質(zhì)檢查法（通則2301）項(xiàng)、水分測(cè)定法（通則0832）項(xiàng)下第二法（烘干法）進(jìn)行。

1.3.2 產(chǎn)量測(cè)定

將采集到的鮮柴胡根，室內(nèi)曬干一周，測(cè)量單株產(chǎn)量。

1.3.3 醇溶性浸出物含量測(cè)定

參照《中國藥典》（2020 年版）醇溶性浸出物測(cè)定法（通則2201）項(xiàng)下的熱浸法測(cè)定［9］。

1.3.4 柴胡皂苷a、柴胡皂苷d含量測(cè)定

參照《中國藥典》（2020 年版）柴胡項(xiàng)下柴胡皂苷含量測(cè)定方法進(jìn)行［9］，HPLC 色譜條件為：流動(dòng)相A（乙腈）-B（水），梯度洗脫，程序?yàn)?～50min，25%～90% A，50～55min，90% A，流速：1.0 mL·min-1，柱溫：30℃，檢測(cè)波長(zhǎng)為210nm，進(jìn)樣量10μL。標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖見圖1，樣品色譜圖見圖2。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.1 Standard chromatogram

圖2 樣品色譜圖Fig.2 Sample chromatogram

1.3.5 均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)選擇影響藥材質(zhì)量的主要工藝參數(shù)（干燥溫度、干燥時(shí)間）為試驗(yàn)因素，干燥溫度范圍設(shè)定為40～90℃，干燥時(shí)間設(shè)定為7～12 h，每個(gè)因素取值范圍選取6 個(gè)水平（表1），采用U62（62）（表2）進(jìn)行均勻設(shè)計(jì)，以柴胡皂苷含量為指標(biāo)，安排試驗(yàn)。

表1 北柴胡干燥工藝均勻設(shè)計(jì)因素水平表Table 1 The uniform design factor level table of drying process from B.chinense

表2 U62（62）均勻設(shè)計(jì)表Table 2 The table of U62（62）uniform design

干燥過程要點(diǎn)：（1）原料預(yù)處理：抖去新鮮柴胡根上的泥土，除去雜質(zhì)、殘莖及須根，每次試驗(yàn)取新鮮柴胡根50 g 平鋪在絲網(wǎng)上，厚度不超過5 cm，然后放在干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥。（2）樣品收集：將每次干燥過的柴胡樣品裝在密封袋里，置于干燥器中備用，待測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長(zhǎng)年限北柴胡藥材品質(zhì)的測(cè)定結(jié)果

市售北柴胡藥材的生長(zhǎng)年限主要是二年、三年，選取不同產(chǎn)地不同年限的藥材進(jìn)行含量測(cè)定，結(jié)果見表3。由表可知市場(chǎng)上樣品水分、總灰分、酸不溶性灰分含量分別在3.0%～4.5%、2.8%～5.7%、0.4%～0.8%之間，均低于藥典規(guī)定的最高限量標(biāo)準(zhǔn)（10.0%、8%、3%）；醇溶性浸出物含量均高于藥典最低限量標(biāo)準(zhǔn)（11.0%），最高可達(dá)15.0%；柴胡皂苷a和柴胡皂苷d 總量是柴胡藥材品質(zhì)的指標(biāo)性成分，運(yùn)城、晉城、大同產(chǎn)區(qū)的三年生藥材產(chǎn)量與柴胡皂苷總量均高于二年生藥材，其中三年生藥材產(chǎn)量、有效成分含量分別是二年生藥材的2.5倍、1.8倍；陽泉產(chǎn)區(qū)的四年生藥材產(chǎn)量（130.0 kg/667m2）高于三年生藥材（92.0 kg/667m2），而柴胡皂苷總量是三年生藥材的60%左右。

表3 不同采收年限北柴胡各成分含量測(cè)定結(jié)果Table 3 Determination results of various components of B. chinense in different harvest years

2.2 不同干燥工藝對(duì)晉產(chǎn)北柴胡有效成分含量的影響

通過U62（62）試驗(yàn)方案所測(cè)樣品水分、柴胡皂苷含量結(jié)果見表4。由表可知，全部樣品的水分含量均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)限度，烘干（試驗(yàn)1-6）、曬干（試驗(yàn)7）和陰干（試驗(yàn)8）三種干燥方式中烘干方式所得柴胡皂苷含量較高。由顯著性統(tǒng)計(jì)分析可知，試驗(yàn)1、2、7、8 號(hào)柴胡皂苷總量無顯著性差異，含量在0.42%～0.62%之間；試驗(yàn)3 號(hào)與其他處理組均有顯著性差異，含量為0.75%；試驗(yàn)4、5、6號(hào)之間無顯著差異，含量在0.94%～1.04%之間。其中，試驗(yàn)4（溫度為70℃，干燥時(shí)間為7 h）條件下柴胡皂苷a和柴胡皂苷d含量最高，總量達(dá)到1.04%。

以表4中柴胡皂苷總量（Y）為因變量，以干燥溫度（X1）、干燥時(shí)間（X2）為自變量，用DPS 7.05 軟件進(jìn)行二次多項(xiàng)式逐步回歸分析（表5），得到回歸方程：相關(guān)系數(shù)R= 0.858 0，F(xiàn)值=9.068 7，p值= 0.001＜0.01，剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=0.118 3，Durbin-Watson 統(tǒng)計(jì)量d=1.888 9，說明該回歸模型能很好地?cái)M合Y與X1和X2的關(guān)系。由表5 中的t檢驗(yàn)值和p值分析可知：對(duì)柴胡皂苷含量產(chǎn)生的主效應(yīng)主要是干燥溫度（X1），偏相關(guān)系數(shù)為正值，說明是正效應(yīng)，t檢驗(yàn)的顯著水平小于0.05。

表4 北柴胡在不同干燥工藝條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 Experimental results of B.chinense under different drying process

表5 回歸模型的偏相關(guān)分析Table 5 Partial correlation analysis of regression model

回歸模型的觀測(cè)值、擬合值和擬合誤差見表6，回歸方程觀測(cè)值與擬合值的誤差很小，說明回歸模型預(yù)測(cè)精度較高。

表6 回歸方程擬合效果Table 6 Fitting effect of regression equation

以回歸模型作為目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，約束條件：40＜X1＜90，7＜X1＜12，利用 Lingo 10.0 編程優(yōu)化，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修整，得到優(yōu)化體系：干燥溫度70℃、干燥時(shí)間7 h。

3 結(jié)論與討論

中藥材的產(chǎn)量和品質(zhì)是影響采收時(shí)期的兩個(gè)重要指標(biāo)，以質(zhì)量最優(yōu)、產(chǎn)量最大化為原則確定其最佳采收期。本研究以柴胡皂苷a、d 和畝產(chǎn)量為綜合指標(biāo)，確定晉產(chǎn)北柴胡藥材的最佳采收年限為三年，此時(shí)柴胡皂苷得率最高，且產(chǎn)量較高，這與山西省當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)采收期一致，驗(yàn)證了傳統(tǒng)采收期的科學(xué)性和合理性。該結(jié)果與朱潔［9］研究結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了本研究結(jié)果的可靠性。

本研究利用均勻設(shè)計(jì)法進(jìn)行試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，采用二次多項(xiàng)式逐步回歸和目標(biāo)優(yōu)化方法確定最佳干燥工藝參數(shù)。結(jié)果表明，烘干方式優(yōu)于陰干、曬干方式，這與馬艷芝［10］等研究結(jié)果一致，研究得到最佳烘干工藝為：干燥溫度70℃、干燥時(shí)間7 h，這與宗潔［11-12］等研究結(jié)果略有差異，這可能是由于不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境有較大差異，藥材品質(zhì)差異較大，所以烘干參數(shù)也不盡相同。

本研究首次將均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于北柴胡干燥工藝研究，相較于正交設(shè)計(jì)方法，具有試驗(yàn)次數(shù)少、均勻分散等優(yōu)點(diǎn)［13］，使試驗(yàn)點(diǎn)更具有代表性，分析方法采用二次多項(xiàng)式逐步回歸分析［14］可揭示目標(biāo)函數(shù)與變量之間的關(guān)系，目標(biāo)優(yōu)化［15］方法可獲得函數(shù)與對(duì)應(yīng)變量的優(yōu)化體系。該方法在探討的條件范圍內(nèi)減少了試驗(yàn)次數(shù)，有效地揭示了干燥參數(shù)與藥材品質(zhì)之間的關(guān)系，進(jìn)而篩選出最佳工藝。

采收與產(chǎn)地初加工是北柴胡生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，本試驗(yàn)采用的研究方法為其他藥材相關(guān)方面研究提供參考，試驗(yàn)結(jié)果為晉產(chǎn)北柴胡的生產(chǎn)提供一定的理論指導(dǎo)意義。