郭星妤,曹光昭,拱健婷,翟恩愛,鄒慧琴*,閆永紅*
(1.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院,北京 102401;2. 中國中醫(yī)科學(xué)院 中藥研究所,北京 100700;3. 北京市臨床藥學(xué)研究所,北京 100035)
走油,也稱泛油,是中藥材貯藏過程中易發(fā)生的變質(zhì)現(xiàn)象之一,是指中藥材及其飲片內(nèi)部的脂肪、揮發(fā)油、糖類等成分在一些自然因素作用下,出現(xiàn)油脂樣物質(zhì)滲透表皮,質(zhì)地發(fā)生變化,內(nèi)外色澤加深變暗或者產(chǎn)生酸敗和“哈喇”氣味的現(xiàn)象[1]。走油的主要原因是空氣中的氧與不飽和脂肪酸作用而生成過氧化物或氧化物后,碳鏈在原來的位置斷裂、分解生成低分子的醛和酸,進(jìn)而產(chǎn)生一種不快臭氣[2];另一種原因是光線、溫度、濕度、微生物等因素使脂肪在脂肪氧化酶的作用下分解成甘油和脂肪酸,脂肪酸進(jìn)一步反應(yīng)生成酮酸,酮酸失去CO2生成的低分子酮和酸使油脂產(chǎn)生“哈喇”臭氣味[1]。走油不僅會導(dǎo)致藥效降低,甚至?xí)a(chǎn)生有毒、有害成分,嚴(yán)重影響臨床療效及用藥安全[3]。
走油是藥材內(nèi)部多種化學(xué)成分種類、含量綜合變化的結(jié)果,研究者常用非線性數(shù)學(xué)模型對上述變化加以描述或擬合[4]。理想的變質(zhì)過程擬合模型可用于藥材有效期的預(yù)測以及分析,判斷貯藏條件的合適與否。
苦杏仁是常用大宗中藥,同時也是衛(wèi)生部規(guī)定的藥食同源品種[5],由于其富含脂肪油類物質(zhì),在貯藏過程中若保存不當(dāng)則常發(fā)生酸敗變質(zhì)現(xiàn)象,是易“走油”類中藥的典型代表之一。因此,本研究主要選擇與苦杏仁質(zhì)量密切相關(guān)的苦杏仁苷展開研究,同時,考慮到油脂是引起苦杏仁走油的主要物質(zhì),油脂的酸敗反應(yīng)是引起苦杏仁走油的主要原因[6],酸值和過氧化值可作為評價苦杏仁酸敗程度的指標(biāo)。基于此,研究選取與苦杏仁質(zhì)量密切相關(guān)并能反映苦杏仁走油程度的苦杏仁苷、油脂、酸值、過氧化值四個指標(biāo)模擬苦杏仁走油變質(zhì)過程。
目前,針對苦杏仁的走油現(xiàn)象已有大量研究[6-8],但關(guān)于苦杏仁走油過程擬合的研究報道較少。在其它領(lǐng)域,如農(nóng)產(chǎn)品生長、儲存及變質(zhì)等相關(guān)研究中應(yīng)用到的擬合模型可給予參考,例如,Logistic、Gauss 模型擬合盛花期芝麻漬水處理后的生長情況[9];Peal-Reed模型擬合大米由低溫到升溫復(fù)蘇過程中米袋溫度與濕度的關(guān)系[10];Gompertz 模型常用于擬合食品中微生物變化情況[11];Weibull 模型能很好的擬合青花椒真空脈動干燥過程,為青花椒干燥工藝提供參考依據(jù)[12]。
因此,本研究擬利用DPS7.05 軟件中的Logistic、Gompertz、Weibull、二次曲線、漸近回歸、Gauss、Peal-Reed 等模型,對不同炮制規(guī)格的苦杏仁樣品走油過程中苦杏仁苷含量、油脂含量、酸值和過氧化值的變化過程進(jìn)行模擬,以期建立苦杏仁走油變質(zhì)過程的擬合模型,為易走油類藥材的貯藏提供參考。
LHH-250SDP 型藥品穩(wěn)定性試驗箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);ZN-02 型粉碎機(jī)(北京興時利和科技發(fā)展有限公司);BSA124S 型電子分析天平(德國Sartoius 公司);BP-211D 型電子分析天平(德國Sartoius 公司);KQ-500DE 型數(shù)控超聲波清洗器(江蘇省昆山市超聲儀器有限公司);Waters 2695 型高效液相色譜儀(美國Waters 公司);RAINBOW-C18柱(4.6 mm × 250 mm,5 μm);SHB-3 型水循環(huán)真空泵(上海振榮科學(xué)儀器有限公司);HH-2 型電熱恒溫水浴鍋(北京科偉永興儀器有限公司);RE-52AA 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);SHB-3 型水循環(huán)真空泵(上海振榮儀器有限公司)。
于2018 年10 月收集燀品、炒品兩種炮制規(guī)格的苦杏仁樣品,經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)閆永紅教授鑒定為薔薇科植物山杏Prunus armeniacaL. var.ansuMaxim.的干燥成熟種子。樣品加速條件參考課題組前期研究[13],于40 ℃、濕度75% RH 的藥品穩(wěn)定性試驗箱內(nèi)進(jìn)行處理,加速至120 d;調(diào)整加速試驗條件,于40 ℃、濕度85% RH條件下加速至170 d (每10 d取一次樣);樣品加速后期顏色、氣味發(fā)生明顯改變,可觀察到明顯走油現(xiàn)象,所制備樣品能較為全面的代表不同走油程度的苦杏仁藥材。樣品信息及編號見表1。
表1 不同走油程度的苦杏仁樣品信息表Tab. 1 Sample information of ASA with different rancid degrees
苦杏仁苷對照品 (批號:ST02010120MG,純度≥98%) 購于上海詩丹德標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司,甲醇、去離子水、乙醇、石油醚、酚酞、三氯甲烷、冰醋酸、碘化鉀、氫氧化鈉滴定液(純度:0.1 mol/L)、硫代硫酸鈉滴定液(純度:0.01 mol/L)均購于上海源葉生物科技有限公司,試劑均為分析純。
2.1.1 供試品溶液的制備 取苦杏仁樣品粉末(過二號篩)0.25 g,精密稱定,置具塞錐形瓶中,精密加入甲醇25 mL,密塞,稱定重量,超聲處理(功率:250 W,頻率:50 kHz)30 min,放冷后再稱定重量,用甲醇補(bǔ)足失重,搖勻,0.22 μm 微孔濾膜過濾,精密量取續(xù)濾液5 mL,置于50 mL 容量瓶中,加50%甲醇稀釋至刻度,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得。
2.1.2 對照品溶液的制備 精密稱取苦杏仁苷對照品適量,于100 mL 容量瓶中加甲醇充分溶解,定容至刻度并搖勻,配制成濃度為60.4 μg/mL 的苦杏仁苷對照品儲備液備用。
2.1.3 色 譜 條 件 色 譜 柱:RAINBOW-C18柱(4.6 mm × 250 mm,5 μm);流動相:甲醇-水20 ∶80;流速為1 mL/min;檢測波長為207 nm;進(jìn)樣量為10 μL;理論板數(shù)按苦杏仁苷峰計算應(yīng)不低于7 000。
2.1.4 方法學(xué)考察 (1)精密量取對照品儲備液0.8、5.0、10.0、15.1、20.1 mL 至10 mL 容量瓶中,經(jīng)甲醇稀釋得到濃度分別為1.99、12.08、24.16、36.24、48.32、60.40 μg/mL 的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。同時,按“2.1.3”項下色譜條件每次進(jìn)樣10 μL,分別測定待測溶液的峰面積,在同一坐標(biāo)系下繪制以樣品溶液濃度為自變量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
(2)取苦杏仁苷對照品溶液,按“2.1.3”項下色譜條件每次進(jìn)樣10 μL,重復(fù)進(jìn)樣6 次,計算苦杏仁苷含量的RSD 值,進(jìn)行精密度考察。
(3)取苦杏仁供試品溶液,按“2.1.3”項下色譜條件每次進(jìn)樣10 μL,考察0、4、8、12、24、48 h 內(nèi)樣品的穩(wěn)定性,計算苦杏仁苷含量的RSD 值,進(jìn)行穩(wěn)定性考察。
(4)取一批苦杏仁供試品溶液,按“2.1.3”項下色譜條件每次進(jìn)樣10 μL,重復(fù)測定6 次,計算苦杏仁苷含量的RSD 值,進(jìn)行重復(fù)性考察。
(5)取同一批苦杏仁樣品6 份,每份0.12 g,分別加入苦杏仁苷對照品2 mL,按“2.1.3”項下色譜條件每次進(jìn)樣10 μL,計算苦杏仁苷的含量,考察其加樣回收率。
取苦杏仁樣品30 g,粉碎成粗粉,過2 號藥典篩,用濾紙包好后,置索氏提取器中,加200 mL 石油醚,置水浴鍋上加熱回流3 h,冷卻,用3 號垂熔玻璃漏斗濾過,濾液置水浴上減壓回收溶劑至盡,所得殘留物即為油脂;稱重,計算油脂含量,每個樣品均重復(fù)上述操作三次,取平均值。
參照2020 年版《中國藥典》(四部)通則0713進(jìn)行測定[14]。
參照2020 年版《中國藥典》(四部)通則2303進(jìn)行測定[14]。
DPS 軟件包含豐富的數(shù)據(jù)處理分析模型,在農(nóng)學(xué)等方面應(yīng)用廣泛,為試驗設(shè)計、結(jié)果分析、數(shù)據(jù)預(yù)測等提供參考[15]。本研究根據(jù)不同走油程度苦杏仁樣品的苦杏仁苷含量、油脂含量、酸值、過氧化值,運(yùn)用DPS 7.05 軟件中的模型進(jìn)行擬合,并通過擬合度R2值評價擬合效果,建立苦杏仁“走油”過程的擬合模型。
在“2.1.3”項下方法得到的色譜峰對稱性、拖尾因子、分離度等指標(biāo)良好,見圖1。對其進(jìn)行方法學(xué)考察,線性關(guān)系考察結(jié)果顯示苦杏仁苷含量在1.99 ~60.40 μg/mL 范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系,見圖2;精密度考察結(jié)果得RSD 為0.26%(n= 6),表明儀器的精密度良好;穩(wěn)定性考察結(jié)果得RSD 為1.43%,表明樣品在48 h 內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性;重復(fù)性考察結(jié)果得RSD 為1.37%,表明該方法具有良好的重復(fù)性;加樣回收率結(jié)果得平均回收率為100.62%,RSD 為1.59%。綜上所述,苦杏仁苷含量測定方法準(zhǔn)確可靠。
不同走油程度及炮制方法的苦杏仁樣品中苦杏仁苷含量、油脂含量、酸值、過氧化值測定結(jié)果,見表2。由表2 可知,隨著加速時間的推移,不同炮制規(guī)格的苦杏仁樣品苦杏仁苷含量、油脂含量總體均呈下降趨勢,酸值和過氧化值總體均呈上升趨勢。不同炮制規(guī)格的苦杏仁樣品過氧化值均低于2020 年版《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn)(不得過0.11 g/100g),苦杏仁樣品加速至140 d 時,燀品、炒品苦杏仁苷含量仍符合2020 年版《中國藥典》要求(不得少于2.4%)。加速至150 d時燀品、炒品苦杏仁苷的含量均已低于2020 年版《中國藥典》要求,樣品已經(jīng)不合格,不能再繼續(xù)藥用。
表2 不同走油程度苦杏仁樣品苦杏仁苷含量、油脂含量、酸值、過氧化值Tab. 2 Amygdalin content, oil content, acid value and peroxide value of ASA samples with different rancid degrees
3.3.1 苦杏仁苷擬合 苦杏仁苷擬合曲線與決定系數(shù)分析結(jié)果見表3。由表3 可以看出,燀品苦杏仁苷含量Weibull 模型的擬合度最好,Logistic 模型次之,其R2值分別達(dá)到0.975 7 和0.966 5。炒品苦杏仁苷Peal-Reed 模型的擬合度最好,Logistic 模型的擬合度次之,其R2值分別達(dá)到0.970 7 和0.970 0。
表3 苦杏仁苷含量變化模擬模型Tab. 3 Simulation model of amygdalin content variation
3.3.2 油脂擬合 油脂擬合曲線與決定系數(shù)分析結(jié)果見表4。由表4 可以看出,燀品油脂含量漸進(jìn)回歸模型的擬合度最好,二次曲線模型次之,其R2值分別達(dá)到0.930 3 和0.930 1。炒品油脂含量Logistic 和Peal-Reed 模型的擬合度較好,其R2值分別達(dá)到0.942 6和0.942 5。
表4 油脂含量變化模擬模型Tab. 4 Simulation model of oil content variation
3.3.3 酸值擬合 酸值擬合曲線與決定系數(shù)分析結(jié)果見表5。由表5 可以看出,燀品酸值漸進(jìn)回歸模型的擬合度最好,二次曲線模型次之,其R2值分別達(dá)到0.951 0 和0.912 2。炒品酸值漸近回歸模型的擬合度最好,二次曲線的擬合度次之,其R2值分別達(dá)到0.967 9 和0.956 4。
表5 酸值變化模擬模型Tab. 5 Simulation model of acid value variation
3.3.4 過氧化值擬合 過氧化值擬合曲線與決定系數(shù)分析結(jié)果見表6。由表6 可以看出,燀品過氧化值Weibull 模型的擬合度最好,Gompertz 模型次之,其R2值分別達(dá)到0.951 6 和0.951 4。炒品過氧化值Weibull 模型的擬合度最好,Logistics 模型的擬合度次之,其R2值分別達(dá)到0.970 3 和0.969 3。
表6 過氧化值變化模擬模型Tab. 6 Simulation model of peroxide value variation
本研究通過綜合考察,確定將苦杏仁苷、油脂含量、酸值、過氧化值四個指標(biāo)作為表征苦杏仁“走油”過程的內(nèi)在指標(biāo)成分。通過對不同炮制品規(guī)格、不同走油程度的樣品苦杏仁苷含量、油脂含量、酸值、過氧化值的測定發(fā)現(xiàn),雖然過氧化值仍符合2020 年版《中國藥典》要求,但是苦杏仁苷含量可能已下降到2020 年版《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn)以下,因而不能再繼續(xù)藥用,說明苦杏仁隨著加速試驗時間的延長,苦杏仁質(zhì)量下降并發(fā)生明顯的走油變質(zhì)現(xiàn)象。
理想的藥材走油擬合模型不僅可以用于藥材有效期的預(yù)測,還可以依據(jù)走油模型指導(dǎo)藥材的貯藏與管理。Logistic、Gompertz、Weibull 模型均屬于S 形模型,Gauss 模型量化的數(shù)據(jù)符合經(jīng)歷增長-平衡-下降變化的正態(tài)分布,而二次曲線擬合成的模型形似拋物線,形成先增長后下降或先下降后增長的變化趨勢,此外也有利用擬合模型得到的相關(guān)研究結(jié)果,例如用Peal-Reed 模型能夠很好的擬合昆蟲捕食量先快后慢的增長趨勢[16]。結(jié)合苦杏仁自身的特性、中藥材的適用性以及各模型的原理挑選合適的模型,擬合結(jié)果顯示W(wǎng)eibull 模型在燀品的苦杏仁苷含量、過氧化值和炒品的過氧化值變化模擬時擬合度最高,漸近回歸模型在燀品的油脂含量、酸值和炒品的酸值變化模擬時擬合度最高,Peal-Reed 模型在炒品的苦杏仁苷含量變化模擬時擬合度最高,Logistic 模型在炒品的油脂含量變化模擬時擬合度最高。擬合結(jié)果表明,同一指標(biāo)成分不同炮制品規(guī)格的擬合模型不完全一致,同一炮制品規(guī)格不同指標(biāo)成分的擬合模型不完全一致,這說明炮制也會對走油過程成分的變化產(chǎn)生影響。綜上所述,除目前食品變質(zhì)規(guī)律擬合中常用的曲線Logistic、Gompertz 2 種模型[17-18]以外,Weibull 模型、Peal-Reed 模型、漸進(jìn)回歸模型也可實現(xiàn)在藥材走油變質(zhì)過程中的應(yīng)用,可為同類型藥材建模提供參考。
本研究可以實現(xiàn)基于數(shù)學(xué)模型開展的走油變質(zhì)過程擬合,通過苦杏仁走油變質(zhì)模型的建立,了解苦杏仁的變質(zhì)過程,可為易走油類藥材的貯藏提供理論依據(jù)。后續(xù)將依據(jù)實際貯藏情況對樣品進(jìn)行自然留樣,并結(jié)合含量測定、藥理實驗等其它科學(xué)技術(shù)對建立的走油變質(zhì)模型進(jìn)行驗證,以期為不同苦杏仁樣品貯藏條件提供精準(zhǔn)指導(dǎo)。