南京中医药大学药学院：黄芪药材不同干燥方式对其饮片的提取动力学影响

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

药材干燥属于产地加工过程，是药材质量控制的源头[1]。药材、饮片、中间体到制剂的全过程中各个环节、过程是紧密联系和相互影响的，源头药材的质量决定了后续饮片以及制剂的质量，工艺决定了有效物质能否稳定传递[2]。由于中药成分的复杂性，产地初加工引起中药成分的变化趋势并不清楚，因此，有必要研究不同干燥方式对中药整体提取过程的影响。

黄芪为豆科植物蒙古黄芪Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge. var. mongholicus (Bge.) Hsiao或膜荚黄芪A. membranaceus (Fisch.) Bge.的干燥根[3]。作为常用传统中药之一，黄芪味甘、性平，具有补气固表、利尿托毒、排脓、敛疮生肌等功效。目前，研究认为黄芪的主要化学成分为黄酮类、皂苷类、多糖类，具有调节免疫、保护心血管与神经系统、抗氧化、抗肿瘤、抗感染等作用[4-6]。黄芪内在成分种类较多，黄酮类成分是其主要的功能性化学成分[7]。黄芪皂苷类成分有抗炎的作用，黄芪甲苷可通过缓解炎症损害而发挥抗炎作用[8]。黄芪多糖是一种重要的生物活性物质，具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖、抑制人肝癌细胞增殖、调节免疫等作用[9-12]。浸出物能够反映药材除蛋白质、盐类等成分外能溶于水的浸出性物质含量。因此，本实验基于黄芪药材干燥过程中品相及质地差异，以浸出物、毛蕊异黄酮葡萄糖苷（calycosin-7-glucoside，CG）、黄芪甲苷、黄芪多糖4个评价指标，研究黄芪评价指标变化情况。同时，对黄芪饮片提取过程中评价指标提取规律进行动力学模型拟合，进一步研究黄芪药材在自然干燥、热风干燥、减压真空干燥后，再制成饮片的提取动力学。探究药材初加工的干燥工艺对药材-饮片-制剂的品质传递产生的影响，为中药品质传递的保障提供参考。

1仪器与材料

1.1仪器

e2695型高效液相色谱仪，包括四元泵、柱温箱、自动进样器和Empower工作站，美国Waters公司；2000ES型蒸发光散射检测器，美国奥泰公司；XWK-III型空气发生器，天津市津分分析仪器制造有限公司；HWS-24型电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；BSA-124S型分析天平，赛多利斯科学仪器有限公司；FA1104N型万分之一型分析天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；PT-124/ 85S型十万分之一型分析天平，华志（福建）电子科技有限公司；DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；DZF-6090型真空干燥箱，上海鳌珍仪器制造有限公司；X-30R型高速冷冻离心机，美国贝克曼库尔特公司；UV-1700型紫外分光光度计，上海美析仪器有限公司；DL-I-15型高级台式封闭电炉，天津市泰斯特仪器有限公司。

1.2试药

对照品黄芪甲苷（批号110781-201717）、CG（批号111920-201606），质量分数均≥98%，均购自中国食品药品检定研究院；对照品无水葡萄糖，批号YG8510，质量分数≥98%，翼飞雪生物科技有限公司；苯酚，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；浓硫酸，分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司；氨水，分析纯，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；乙腈，色谱纯，德国Merck公司；甲醇，色谱纯，安徽天地高纯溶剂有限公司；纯水为实验室自制。

新鲜黄芪药材采于甘肃省岷县梅川镇梅川村黄芪药材基地同一块地，经南京中医药大学中药鉴定学教研室周婧副教授鉴定为豆科黄芪属植物蒙古黄芪A. membranaceus (Fisch.) Bge. var. mongholicus (Bge.) Hsiao的干燥根。

2方法

2.1样品干燥及提取

2.1.1黄芪药材的初加工（干燥） 将外观不一的新鲜黄芪主根，按长短粗细进行归类，各类选取适量后，均匀分为3组，分别以自然干燥、热风干燥、减压真空干燥方式进行。其中自然干燥方式为15～25 ℃晒干，根据实验室前期对于黄芪药材热风干燥、减压真空干燥方式的干燥温度单因素考察结果，干燥温度采取60 ℃进行干燥，待水分低于10%后完成干燥，得黄芪药材，备用。

2.1.2黄芪饮片的制备 取3种干燥方式下的黄芪药材，分别润制、切片、45 ℃干燥4 h，得到黄芪饮片，备用。

2.1.3黄芪饮片提取 取不同干燥方式黄芪饮片20.0 g于圆底烧瓶，精密称定，加水1000 mL，浸泡30 min，开始加热，待药液开始沸腾时起，加热回流5、15、25、40、55、85、115、160、220 min，各时间点取出50 mL后，向圆底烧瓶中补加等体积的热的蒸馏水，取出后依各评价指标测定方法进行处理、测定。

2.2浸出物测定

精密量取黄芪汤剂20 mL，置已干燥至恒定质量的蒸发皿中，在水浴上蒸干后，于105 ℃干燥3 h，置干燥器中冷却30 min，迅速精密称定质量，计算样品中水溶性浸出物的含量。

2.3CG的测定

2.3.1供试品溶液的制备 取适量黄芪汤剂，滤过，取续滤液，即得供试品溶液。

2.3.2对照品溶液的制备 取CG对照品适量，精密称定，加甲醇制成含CG 50 μg/mL的对照品溶液，即得。

2.3.3色谱条件 Hedera C18色谱柱（200 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相为乙腈-0.2%冰乙酸水溶液，梯度洗脱：0～16 min，15%～23%乙腈；16～30 min，23%～95%乙腈；检测波长260 nm；柱温30 ℃；进样体积10 μL；色谱图见图1。

2.3.4线性关系考察 取不同质量浓度混合对照品溶液，按照“2.3.3”项下色谱条件进样测定，测定峰面积。以CG的质量浓度为横坐标（X），峰面积为纵坐标（Y），进行线性回归，得线性回归方程为Y＝51 306 X＋196.11，R2＝0.999 8。

2.3.5精密度考察 取同一供试品溶液（自然干燥，220 min），按“2.3.3”项下色谱条件连续进样6次，记录谱图，计算供试品溶液中CG的保留时间和峰面积的RSD分别为1.3%、1.4%，表明仪器精密度良好。

2.3.6重复性考察 平行制备6份供试品溶液（自然干燥，220 min），按“2.3.3”项下色谱条件进样测定，结果样品中CG质量分数的RSD为0.7%，表明该方法的重复性良好。

2.3.7稳定性考察 取同一供试品溶液（自然干燥，220 min），分别于供试品溶液制备后0、2、4、6、8、12、16、20、24 h按“2.3.3”项下色谱条件测定，计算供试品溶液中CG的保留时间和峰面积的RSD，分别为1.1%、1.4%，表明供试品溶液在制备后24 h内稳定性良好。

2.3.8加样回收率考察 取已测定CG含量的样品（自然干燥，220 min），根据样品中CG的含量，按1∶0.8、1∶1.0、1∶1.2的比例添加各对照品，各比例平行制备3份供试品溶液，共计9份，按“2.3.3”项下色谱条件下进样测定，计算得样品中CG的平均加样回收率为102.0%，RSD为1.3%，表明方法的准确度较好。

2.4黄芪甲苷的测定

2.4.1供试品溶液的制备 精密量取黄芪汤剂20 mL，用水饱和的正丁醇振摇提取4次，每次40 mL，合并正丁醇液，用氨试液洗涤2次，每次40 mL，弃去水液，正丁醇液蒸干，残渣加80%甲醇溶解，转移至5 mL量瓶中，加80%甲醇至刻度，摇匀，即得供试品溶液。

2.4.2对照品溶液的制备 取黄芪甲苷对照品适量，精密称定，加80%甲醇制成含黄芪甲苷0.5 mg/mL的对照品溶液，即得。

2.4.3色谱条件 Hedera C18色谱柱（200 mm×4.6 mm，5 μm）；以乙腈-0.2%冰乙酸水溶液（40∶60）为流动相，蒸发光散射检测器检测，漂移管温度102 ℃，载气体积流量2.7 L/min，色谱图见图2。

2.4.4线性关系考察 取不同质量浓度混合对照品溶液，按照“2.4.3”项下色谱条件进样，进样体积分别为10 μL，测定峰面积。分别以黄芪甲苷的进样量对数为横坐标（X），以峰面积对数为纵坐标（Y），进行线性回归，得线性回归方程Y＝1.744 9 X＋5.923，R2＝0.997。

2.4.5精密度考察 取同一供试品溶液（自然干燥，220 min），按“2.4.3”项下色谱条件连续进样6次，记录谱图，计算供试品溶液中黄芪甲苷的保留时间与峰面积的RSD，结果分别为0.42%、0.46%，表明仪器精密度良好。

2.4.6重复性考察 平行制备6份供试品溶液（自然干燥，220 min），按“2.4.3”项下色谱条件进样测定，计算黄芪甲苷的保留时间与质量分数的RSD，结果分别为0.82%、0.87%，表明该方法的重复性良好。

2.4.7稳定性考察 取供试品溶液（自然干燥，220 min），分别于供试品溶液制备后0、2、4、6、8、12、16、20、24 h按“2.4.3”项下色谱条件测定，计算黄芪甲苷的保留时间与峰面积的RSD分别为1.2%、1.1%，表明供试品溶液在制备后24 h内稳定性良好。

2.4.8加样回收率考察 取已测定黄芪甲苷含量的样品（自然干燥，220 min），根据样品中黄芪甲苷的含量，按1∶0.8、1∶1.0、1∶1.2的比例添加黄芪甲苷对照品，各比例平行制备3份供试品溶液，共计9份，按“2.4.3”项下色谱条件进行测定，计算得样品中黄芪甲苷的平均加样回收率为100.0%，RSD为1.8%，表明方法的准确度较好。

2.5黄芪多糖的测定

2.5.1供试品溶液的制备 取适量黄芪汤剂，滤过，取续滤液，即得供试品溶液。

2.5.2对照品溶液的制备 取105 ℃干燥至恒定质量的无水葡萄糖对照品适量，精密称定，加纯水制成含无水葡萄糖200 μg/mL的对照品溶液，即得。

2.5.3线性关系考察 精密量取无水葡萄糖对照品溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mL于10 mL具塞试管中，分别加水至2.0 mL，加入5%苯酚溶液0.8 mL，再加入5 mL浓硫酸，振荡混匀，静置10 min后，于50 ℃水浴加热20 min，取出，冷却至室温后，于489 nm下测定吸光度（A）值。以无水葡萄糖质量浓度为横坐标（X），A值为纵坐标（Y），绘制标准回归曲线，进行线性回归，得回归方程Y＝12.549 X－0.033 7，r＝0.999 6，结果表明无水葡萄糖在20.56～123.40 μg/mL呈良好的线性关系。

2.5.4精密度考察 精密量取无水葡萄糖对照品溶液0.6 mL，置10 mL具塞刻度试管中，加水补充至2.0 mL，加入5%苯酚溶液0.8 mL，再加入5.0 mL浓硫酸，振荡混匀，静置10 min后，于50 ℃水浴加热20 min，取出，冷却至室温后，于489 nm下测定A值。重复以上操作6次。测定A值的RSD为1.78%，结果表明该仪器精密度良好。

2.5.5重复性考察 平行制备6份黄芪汤剂（自然干燥，220 min），各取500 μL，于10 mL具塞试管，加水至2 mL，加入5%苯酚溶液0.8 mL，再加入5.0 mL浓硫酸，振荡混匀，静置10 min后，于50 ℃水浴加热20 min，取出，冷却至室温后，于489 nm下测定A值。测定A值的RSD为1.92%，结果表明该方法重复性良好。

2.5.6加样回收率考察 取已测定黄芪多糖含量的样品（自然干燥，220 min），根据样品中黄芪多糖的含量，按1∶0.8、1∶1.0、1∶1.2的比例添加无水葡萄糖对照品，各比例平行制备3份供试品溶液，共计9份，各取500 μL于10 mL具塞试管，加水至2 mL，加入5%苯酚溶液0.8 mL，再加入5.0 mL浓硫酸，振荡混匀，静置10 min后，于50 ℃水浴加热20 min，取出，冷却至室温后，于489 nm下测定A值。计算得样品中黄芪多糖的平均加样回收率为101.2%，RSD为2.4%，表明该方法的准确度较好。

2.5.7稳定性考察 取黄芪汤剂（自然干燥，220 min）500 μL，于10 mL具塞试管，加水至2 mL，加入5%苯酚溶液0.8 mL，再加入5.0 mL浓硫酸，振荡混匀，静置10 min后，于50 ℃水浴加热20 min，取出，冷却至室温后，分别在0、5、10、20、30 min测定A值，于489 nm下测定A值。测定A值的RSD为2.17%，表明供试品溶液显色后30 min内稳定。

2.5.8样品测定 精密量取黄芪汤剂500 μL于10 mL具塞试管，加水至2 mL，加入5%苯酚溶液0.8 mL，再加入5 mL浓硫酸，振荡混匀，静置10 min后，于50 ℃水浴加热20 min，取出，冷却至室温后，于489 nm下测定A值。以纯水为空白对照。

3结果与分析

3.1饮片外观性状考察

品相是中药材质量最直观的体现，好的品相从侧面证实了药材的优质[13]。不同干燥方法所得黄芪药材切面结果，见图3。自然干燥处理样品切面皮部较浅，木质部颜色稍深；热风干燥处理样品皮部浅白、木质部黄色加深，皮部与木质部对比明显且木质部皱缩，药材内部结构较为紧实；减压干燥处理样品皮部及木质部颜色较浅，接近白色。黄芪药材为根茎类药材，因根茎类药材结构复杂，药材内部水分难以排出。自然干燥处理后药材品相较好，但由于药材表皮水分蒸发速率较低，故黄芪药材内部水分扩散速率随之降低，干燥过程耗时较长，药材内部产生大量孔洞，从而使药材内部结构疏松。热风干燥能够提供稳定且持续的高温环境，使得药材干燥速率加快，药材内部产生的孔洞大幅度减少，内部结构紧致。减压真空干燥能够提供较高温度的外部环境，加快药材表皮水分蒸发，然而由于减压真空干燥机内环境中水分排出较慢，导致药材内部水分扩散速率较低，药材内部结构疏松。

3.2数据处理

3.2.1累积提取率 浸出物、黄芪多糖、CG、黄芪甲苷含量［各点指标成分含量计算公式为Xi累积＝ Xi＋(X1＋X2＋…＋Xi－1)V2/V1，其中，Xi为各点所测含量，V1为溶出介质总体积，V2为每次取样后所补充的体积数］测定结果见表1。3种干燥方式下浸出物、黄芪多糖含量随时间逐渐增加，160 min与220 min下含量无明显差异。CG含量随时间增加，各点差异显著。自然干燥与热风干燥方式下黄芪甲苷含量随时间增加，160 min与220 min下含量无明显差异，减压真空干燥方式下黄芪甲苷含量随时间增加，呈现先增后减的趋势，在115 min达到最大。

对不同提取时间各成分进行药材-饮片转移率计算，得到浸出物、黄芪多糖、CG、黄芪甲苷的药材-饮片转移率，结果见图4。浸出物及黄芪多糖转移率随时间递增，提取后期趋于平缓，表明提取时间大于160 min时，黄芪药材总物质成分提取达到饱和，220 min时自然干燥及减压干燥转移率均大于90%，热风干燥增加较为缓慢，转移率较低。CG转移率随时间增加，可能由于煎煮过程中其他相似结构成分转化而来，自然干燥转移率增加速度大于减压干燥，热风干燥最慢；黄芪甲苷转移率随时间增加后先增后降并趋于平稳，由于黄芪甲苷水溶性差，3种干燥方式的整体转移率均低于60%，热风干燥转移率最低，减压干燥转移率在115 min达到最大。

由于中药为多成分复杂体系，其功效并非由一个或多个成分决定[14]。根据表1及图4结果可知，黄芪药材在煎煮过程中4个评价指标转移率变化趋势并不一致，仅测定某个成分不能充分揭示不同干燥方式黄芪药材-饮片转移率规律。故进一步综合各评价指标测定结果，根据4个评价指标特性，赋予指标权重系数分别为浸出物40%、黄芪多糖30%、CG 15%、黄芪甲苷15%，得到3种干燥方式下不同时间点的累积提取率变化曲线，结果见图5。减压真空干燥与自然干燥方式下有效成分提取速率较为接近，热风干燥下有效成分提取速率较慢。结合药材干燥过程中品相差异，减压真空干燥与自然干燥方式下黄芪药材的质地疏松，而热风干燥方式的质地紧实，导致饮片有效成分提取速率缓慢。各时间点累积提取率＝Σ(xi/xmax)×权重分配系数，式中，xi是各指标结果，xmax是各指标的最大值。

3.2.2不同干燥方式的提取动力学模型拟合 为更好地考察3种干燥方式下药材的饮片有效成分提取情况，利用已知数学模型对该提取过程进行拟合。目前的模型主要有零级模型、一级模型、Weibull模型等。其中零级模型考察是否恒速释药，一级模型考察是否非恒速释药，Weibull模型应用广泛，几乎适用于所有溶出曲线[15]。本实验选用零级模型、一级模型及Weibull模型进行拟合，结果见表2。有效成分的累积提取率与时间有很好的相关性，且与上述模型具有较好的拟合度，其中最佳拟合模型均为一级模型，说明3种干燥方式下药材的饮片4个评价指标提取动力学有一定的一致性，不同干燥方式下药材的饮片中4个评价指标释放较同步。通过比较3者提取动力学一级模型，结果显示减压干燥方式的斜率最大，表明减压干燥方式下饮片提取效率最高。

4讨论

提取是中药制药的重要步骤，中药制剂的质量和疗效很大程度上取决于中药提取过程，尤其是对于细胞结构良好的中药材来说更是如此[16-17]。中药提取需要经过溶剂的浸润、溶剂向药材细胞内部渗透、目标成分的解吸附、目标成分的溶解、向外扩散等过程[18]。本实验通过计算不同时间点自然干燥、热风干燥、减压真空干燥方式下黄芪药材对饮片的有效成分累积提取率，用零级动力学模型、一级动力学模型和Weibull模型对提取动力学曲线进行拟合，实现对提取特征的定量描述。同时，计算黄芪中不同成分的药材-饮片转移率，作出转移率随提取时间的变化曲线，能够直观反映不同干燥方式下黄芪药材的饮片提取动力学变化。

不同干燥方式对药材成分含量具有影响[19]，从古至今沿袭的黄芪药材干燥方式为自然干燥法，也即晒干，但自然干燥法需要天时且耗时长，人工成本较高，不能满足产地加工规模化、标准化的需求，急需研究并开发新的、能保证黄芪药材品质的干燥及加工工艺。减压干燥方式能够缩短药材干燥时间，提高干燥效率，干燥后的药材内部结构疏松，经炮制为饮片后，累积提取率结果显示其有效成分提取效率更快，4个评价指标的药材-饮片转移率较高。同时，自然干燥方式干燥后的部分药材会面临虫蛀、霉变的危害，导致微生物检验不合格，不利于药材制备成饮片，损失率高。而减压干燥方式干燥效率高，能够规避虫蛀等危害，利于药材制备成饮片，保障有效成分传递，可作为黄芪药材产地加工过程中药材干燥的替代方式。

不同干燥方式不仅对黄芪药材品相有影响，同时对药材制成饮片后的评价指标提取效率也有影响。在包含黄芪药材的复方制剂煎煮中，应考虑其成分特性，设置合理的煎煮时间，提高制剂效率，有利于中药制剂的生产。

中药制剂质量受种子种苗、采收加工、饮片炮制、制剂生产等影响，作为药材质量控制的源头，产地初加工过程中的药材干燥方式对药材-饮片-制剂的品质传递具有较大影响[20]。中药质量研究涉及影响因素多，应重视源头和全过程质量控制，通过对药材、饮片、制剂生产等全过程的控制，提高中药质量控制水平，从而保障中药材品质传递。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献（略）

来 源：余亦婷，王沁雪，戴婧雅，范海贞，曹丽娟，陆兔林，严国俊．黄芪药材不同干燥方式对其饮片的提取动力学影响 [J]. 中草药, 2022, 53(11): 3306-3313 .

特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.