姜宇,欒雅格,黃蓉,何秀娟,王璇,譚鵬,2*
1.北京中醫(yī)藥大學 中藥學院,北京 102488;
2.北京市科委 中藥生產(chǎn)過程控制與質(zhì)量評價北京市重點實驗室,北京 102400
地黃為玄參科植物地黃Rehmannia glutinosaLibosch.的新鮮或干燥塊根,是“生熟異治”的代表中藥,炮制后其藥性由寒轉(zhuǎn)溫,味由苦轉(zhuǎn)甜,功效由清轉(zhuǎn)補[1]。熟地黃質(zhì)厚味濃、滋膩礙脾,但酒制后主補陰血,并可借酒力行散,起到行藥勢、通血脈的作用[2]。經(jīng)不同炮制工藝制備的地黃炮制品具有不同的藥性及臨床作用[3-4]。
中藥炮制前后藥效變化的內(nèi)在基礎是化學成分的改變,外在體現(xiàn)是中藥性狀的改變。色、氣、味等性狀指標在一定程度上能夠客觀反映中藥飲片整體質(zhì)量,但口嘗、眼看和鼻聞等傳統(tǒng)感官評價方法主觀性較強且未有標準參照品,無法真正指導熟地黃炮制生產(chǎn)和質(zhì)量檢驗。近年來,新興的色差儀、電子舌和電子鼻等仿生技術(shù)在中藥炮制火候判別[5]、貯藏年份鑒別[6]、基原品種比較[7]等方面得到廣泛應用。鐘戀[8]利用視覺技術(shù)、電子鼻、電子舌分析地黃炮制過程中的色、氣、味的變化規(guī)律,并通過主成分分析(PCA)、統(tǒng)計質(zhì)量控制分析(SQC)和聚類分析等方法評價地黃蒸曬5 次為火候標準的“拐點”。解楊等[9]發(fā)現(xiàn),炆地黃的明度值(L*)、紅綠值(a*)、黃藍值(b*)與梓醇、5-羥甲基糠醛和還原糖具有極顯著相關(guān)性。以上研究說明熟地黃的外觀性狀與內(nèi)在成分具有一定關(guān)聯(lián),通過仿生技術(shù)對熟地黃的整體質(zhì)量進行評價具有可行性。目前,多聚焦于單一炮制工藝熟地黃的質(zhì)量研究,缺乏對不同炮制工藝的熟地黃炮制品的整體對比研究。因此,本研究擬利用現(xiàn)代分析技術(shù)測定酒燉和清蒸2 種炮制工藝下不同炮制程度酒燉品和清蒸品中浸出物、多糖、地黃苷D 的含量,利用電子舌、測色計量化樣品的滋味和顏色并建立PCA 模型,對2 種炮制工藝下不同炮制程度的酒燉品和清蒸品進行整體性評價,以期為熟地黃炮制工藝的完善提供參考。
DZ25Y 型智能電燉盅(浙江蘇泊爾股份有限公司);SKG-1601 型電磁爐(佛山艾詩凱奇電氣有限公司);DHG-9123A 型電熱鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司);KQ-800KDE 型數(shù)控超聲波清洗器(濟南歐萊博科學儀器有限公司);TG16KR 型高速離心機(上海繼譜電子科技有限公司);1260型高效液相色譜儀(Agilent Technologies Inc 公司);RE-52A 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);Epoch 型多功能微孔板酶標儀(Bio Tek Instruments Inc 公司);ASTREE 型電子舌(Alpha MOS 公司);CM-5型分光測色計(柯尼卡美能達有限公司)。
黃酒(紹興吳越釀酒有限公司,干型,總糖≤15.0 g·L-1);對照品地黃苷D(批號:B20293)、標準品D-葡萄糖(批號:B21882)均購于上海源葉生物科技有限公司;三氯甲烷(批號:20200721)、正丁醇(批號:20220915)、苯酚(批號:20190516)、濃硫酸(批號:20220208)均為分析純,均購于北京試劑有限公司;0.01 mol·L-1鹽酸(ASTREE 型電子舌專屬試劑,Alpha MOS 公司,批號:25.1900703);甲醇、磷酸均為色譜純;無水乙醇為分析純。
生地黃購買于北京市雙橋燕京中藥飲片廠(批號:1803057,產(chǎn)地:河南,執(zhí)行標準:《中華人民共和國藥典》(以下簡稱《中國藥典》)2015 年版,經(jīng)北京中醫(yī)藥大學中藥學院劉勇教授鑒定為玄參科植物地黃Rehmannia glutinosaLibosch.的干燥塊根。
根據(jù)《中國藥典》2020 年版熟地黃的炮制要求,參考文獻[10]確定炮制工藝:1)酒燉地黃(JD):取生地黃適量,按2∶1加入黃酒,浸潤12 h,放入燉制容器內(nèi),密閉燉至一定時間(4、8、16、24、32、40、56 h)后取出,晾曬22 h,切厚片,60 ℃干燥12 h,即得;2)清蒸地黃(QZ):取生地黃適量,按2∶1 加水浸潤12 h,放入蒸制容器內(nèi),蒸至一定時間(4、8、16、24、32、40、56 h)后取出,晾曬22 h,切厚片,60 ℃干燥12 h,即得。取樣品適量,打粉后過三號篩。樣品及其粗粉性狀見圖1、圖2,炮制收率見表1。
表1 不同炮制時間酒燉和清蒸熟地黃炮制收率%
圖1 不同炮制程度清蒸熟地黃成品及粉末
圖2 不同炮制程度酒燉熟地黃成品及粉末
根據(jù)《中國藥典》2020 年版熟地黃項下規(guī)定,采用冷浸法測定樣品中水溶性浸出物的含量,測定結(jié)果見表2。
表2 不同炮制時間酒燉和清蒸熟地黃浸出物質(zhì)量分數(shù)%
參照《中國藥典》2020年版熟地黃項下地黃苷D測定方法,測定不同炮制程度的酒燉品和清蒸品中地黃苷D的含量,結(jié)果見表3。
表3 不同炮制程度酒燉和清蒸熟地黃中地黃苷D質(zhì)量分數(shù)%
參照文獻[11],分別取樣品適量,切成小塊,精密稱定,加10 倍量水回流提取2 次,每次1.5 h,合并水煎液,減壓濃縮后加無水乙醇至含醇量為80%,靜置24 h,濾過。濾渣溶解于適量蒸餾水中,采用Sevage 試劑(三氯甲烷-正丁醇=4∶1)按粗多糖溶液-Sevage 試劑=4∶1 的比例混合,置于搖床充分振搖20 min,在4 ℃下6000 r·min-1(離心半徑為14.3 cm)離心5 min,取水層繼續(xù)加入Sevage試劑,重復4 次以除去多糖蛋白。合并水層于250 mL 量瓶,加水稀釋至刻度,得到多糖母液,備用。
2.4.1 對照品溶液的制備 精密稱取干燥至恒重的無水葡萄糖標準品10.04 mg,于100 mL量瓶中,用水稀釋至刻度,制成質(zhì)量濃度為100.4 μg·mL-1的對照品溶液。
2.4.2 供試品溶液的制備 取樣品多糖母液0.1 mL于100 mL量瓶,加水稀釋至刻度,制備供試品溶液。
2.4.3 標準曲線的繪制 分別精密吸取對照品溶液0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、0.9 mL置于10 mL離心管中,分別加水至2.0 mL,再分別加入6%苯酚溶液1.0 mL,搖勻后迅速加入濃硫酸5.0 mL,迅速搖勻,于沸水中加熱15 min,取出冷卻至室溫。另取蒸餾水2.0 mL,同法操作制備空白對照品。利用酶標儀測得490 nm處的吸光度(A)。以A為縱坐標(Y),以葡萄糖質(zhì)量濃度為橫坐標(X),繪制標準曲線。得到回歸方程:Y=0.034 450X+0.007 851(r=0.999 2)。結(jié)果表明葡萄糖在1.255~11.295 μg·mL-1與A有良好的線性關(guān)系。
2.4.4 方法學考察
2.4.4.1 精密度試驗 精密吸取對照品溶液0.5 mL,加水至2 mL,按2.4.3 項下方法連續(xù)測定6 次,多糖含量的RSD為0.82%,表明儀器精密度良好。
2.4.4.2 重復性試驗 精密移取酒燉40 h多糖母液0.1 mL 于100 mL 量瓶中,共6 份,加水稀釋至刻度,按2.4.3 項下方法進行測定,多糖含量的RSD為1.03%,表明該方法重復性良好。
2.4.4.3 穩(wěn)定性試驗 精密移取酒燉32 h供試品溶液1 mL,按2.4.3 項下方法每隔30 min 測定A,至150 min,多糖含量的RSD 為1.83%,表明該樣品在150 min內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.4.4.4 加樣回收率試驗 精密移取酒燉32 h樣品多糖母液0.1 mL 于100 mL 量瓶,用水稀釋至刻度,平行制備6份,分別移取0.4 mL于10 mL離心管中,加入100.4 μg·mL-1的葡萄糖標準溶液0.2 mL,加水補至2 mL,按2.4.3 項下方法測定A,并計算回收率,見表4。
表4 多糖加樣回收率試驗結(jié)果分析
2.4.5 樣品測定 精密吸取供試品溶液1 mL,分別置于10 mL 離心管中,按2.4.3 項下方法操作,在490 nm 處測定A,利用標準曲線計算各樣品中的多糖含量。不同炮制程度的酒燉品和清蒸品中多糖含量見表5。
表5 不同炮制時間酒燉和清蒸熟地黃中多糖質(zhì)量分數(shù)(n=3)mg·g-1
2.5.1 顏色測定 待儀器穩(wěn)定,進行零校正、白板校正后開始測定。參數(shù)設置:光源D65;照明系統(tǒng)為specular componetent excluded(SCE)反射;目標罩30 mm。取地黃粉末3.0 g,置于測色計專用培養(yǎng)皿中進行測定,利用Spectra Magic NX 軟件分別記錄樣品粉末顏色的L*、a*、b*值,并按公式(1)計算各樣品的總色度值(E*)。每份樣品粉末重復測定3次,取平均值。
2.5.2 測定結(jié)果 如圖3 所示,在炮制過程中清蒸品的顏色變化趨勢與酒燉品有明顯差異,酒燉熟地黃樣品顏色L*、a*和b*下降趨勢平緩,E*相差較小,隨炮制時間的延長,清蒸品的L*、a*、b*和E*值呈明顯下降而后平緩趨勢。利用SMICA 14.1 軟件以L*、a*、b*值為變量對酒燉品和清蒸品進行PCA,載荷結(jié)果見表6。前2 個主成分的累積方差貢獻率為99.295%,可以解釋樣品顏色的大部分原始信息。因主成分數(shù)量較少,所以選取前2 個主成分建模,圖4 顯示樣品之間的離散程度。所有炮制品未有重疊,說明在2 種炮制工藝炮制過程中熟地黃的顏色均發(fā)生一定變化。除酒燉4 h,其他酒燉品聚集在一起,說明在酒燉4~8 h熟地黃顏色發(fā)生明顯變化,之后炮制的酒燉品顏色相近;相較于酒燉品,清蒸品之間的離散程度較大,其中清蒸4~32 h 主要沿PC1軸明顯分開,清蒸32~56 h 主要沿PC2 軸明顯變化,由于主成分2 的方差貢獻率僅有2.385%,說明L*、a*、b*對炮制32 h后的清蒸品顏色影響較小,炮制過程的顏色變化主要集中在清蒸4~32 h階段。
表6 不同炮制時間酒燉和清蒸熟地黃顏色的載荷分析
圖3 酒燉和清蒸炮制過程中地黃顏色變化
圖4 不同炮制時間酒燉和清蒸熟地黃顏色的主成分得分
2.6.1 滋味測定 精密稱取地黃粉末0.5 g 于錐形瓶,加入水25 mL 靜置30 min,30 ℃超聲波輔助提取30 min,4 ℃5000 r·min-1(離心半徑為14.3 cm)離心10 min,取上清液,濾渣加水25 mL 按上述步驟重復1 次,合并上清液,轉(zhuǎn)移至50 mL 量瓶,用水稀釋至刻度,待測。每個樣品制備3 個平行。以0.01 mol·L-1鹽酸對電子舌進行預平衡,將待測溶液倒入電子舌專用小燒杯中至刻度線進行測定。每份樣品重復測定9 次,記錄后3 次測定傳感器響應值。
2.6.2 測定結(jié)果 圖5可直觀顯示,酒燉和清蒸2種炮制工藝炮制過程中滋味的變化趨勢。不同炮制程度的酒燉品的甜味響應值均大于清蒸品;苦味響應值均小于清蒸品;酸味響應值清蒸品呈先上升后下降再上升趨勢,但波動范圍小,酒燉品呈先下降后上升趨勢,波動范圍大。
圖5 酒燉和清蒸炮制過程中地黃滋味變化
將SCS、ANS(甜)、AHS、NMS 和CTS 進行PCA,載荷結(jié)果見表7,主成分1 方差貢獻率為58.041%,主成分2 方差貢獻率為35.239%,累積方差貢獻率93.280%,可解釋樣品滋味的大部分原始信息。根據(jù)特征值>1 原則,選取前2 個主成分建模,得分結(jié)果見圖6。不同炮制程度的清蒸品和酒燉品能較好分離,說明清蒸和酒燉2 種炮制工藝熟地黃的滋味具有明顯差異。
表7 不同炮制程度酒燉和清蒸熟地黃滋味的載荷分析
圖6 不同炮制程度酒燉和清蒸熟地黃滋味的PC1得分
將顏色(L*、a*、b*、E*)、滋味(SCS、ANS、AHS、CTS、NMS)做PCA,由圖7 可知,酒燉品和清蒸品可明顯區(qū)分,不同炮制程度酒燉品聚集一處,離散程度較小,清蒸品中除清蒸4 h、清蒸8 h,其他樣品聚集一處。圖8 顯示,樣本與變量之間的相關(guān)性。越靠近變量的樣品在該變量中含量或響應值越高,而在相對的變量中較低。相較于清蒸4 h與清蒸8 h,其他清蒸品及所有酒燉品的顏色值均處于較低水平,酒燉品的甜味、鮮味和酸味響應值較高,苦味和咸味的響應值較低,清蒸品則相反。
圖7 不同炮制程度酒燉和清蒸熟地黃滋味與顏色的協(xié)同分析
圖8 不同炮制程度酒燉和清蒸熟地黃滋味與顏色主成分Biplot圖
采用雙變量相關(guān)性分析方法,運用IBM SPSS Statistics 20 軟件中Person 系數(shù)分別對酒燉和清蒸過程中的樣品的顏 色(L*、a*、b*)、滋 味(SCS、ANS、AHS、CTS、NMS)與內(nèi)在質(zhì)量(多糖、浸出物、地黃苷D 含量)之間的相關(guān)性進行分析,結(jié)果見表8、表9。如圖8 所示,酒燉過程中地黃苷D含量與a*、b*、E*顯著正相關(guān)(P<0.05),多糖含量與b*呈顯著正相關(guān)(P<0.05),浸出物含量與滋味、顏色變量相關(guān)性不明顯。如表9 所示,清蒸過程中多糖含量與CTS、ANS、a*、b*和E*呈顯著正相關(guān)(P<0.05),浸出物含量與CTS、ANS、a*和b*呈顯著正相關(guān)(P<0.05),地黃苷D 與CTS、ANS、L*、a*、b*和E*呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。顏色指數(shù)變化可以解釋JD 中有效成分的變化,滋味和顏色指數(shù)變化能夠較好解釋QZ中有效成分的變化。
表8 酒燉過程內(nèi)在質(zhì)量變化與性狀變化的相關(guān)性分析
表9 清蒸過程內(nèi)在質(zhì)量變化與性狀變化的相關(guān)性分析
清蒸工藝中隨炮制時間的延長炮制收率不斷下降,可能由于在蒸制過程中受水蒸氣影響,地黃細胞吸水膨脹過度而導致細胞壁破裂[12],水分及成分嚴重流失。酒燉工藝的炮制收率呈先增加后減少趨勢,可能是由于在密閉環(huán)境下炮制,避免了與水蒸氣的直接接觸,減輕細胞壁受損程度,減少了水分與成分的損失。
地黃苷D含量在酒燉和清蒸過程中隨炮制時間的延長均呈下降趨勢,且同一炮制程度酒燉品的地黃苷D含量低于清蒸品,這可能是由于地黃水提液的pH呈弱酸性[13],地黃苷D結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差,在高溫和酸性環(huán)境下易發(fā)生水解[14],酒燉品的酸味響應值高于清蒸品,酒燉品的地黃苷D分解速率大于清蒸品。
酒燉和清蒸炮制過程酸味響應值整體上均呈現(xiàn)先下降后上升趨勢,可能因為地黃在炮制過程中發(fā)生美拉德反應,地黃中氨基酸和蛋白質(zhì)中氨基(-NH2)與碳水化合物中羰基(-CO-)可形成氨基酸糖反應物,而羧基(-COOH)則游離在表面[15]。
研究結(jié)果表明,酒燉工藝和清蒸工藝下地黃性狀和內(nèi)在成分變化趨勢具有一定差異,電子舌、測色計與統(tǒng)計學分析方法可以實現(xiàn)地黃酒燉和清蒸炮制過程中的質(zhì)量檢測。