黃精藥材及其飲片的紅外光譜研究*

張 丹 王 媚 史亞軍 李景麗 李曉堯 湯麗芝 王昌利

陜西中醫藥大學(咸陽 712046)

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黃精藥材及其飲片的紅外光譜研究*

張 丹 王 媚 史亞軍 李景麗 李曉堯 湯麗芝 王昌利△

陜西中醫藥大學(咸陽 712046)

目的：考察黃精藥材粉末及飲片(蒸黃精、酒黃精)的紅外光譜特征，評價炮制前后黃精化學成分的變化及不同炮制方法對其化學成分的影響。方法：利用紅外光譜法測定黃精藥材及其不同炮制品的紅外圖譜，獲取紅外圖譜指紋區，進行光譜特征解析。結果：黃精藥材紅外圖譜指紋特征明顯,譜圖中位于1050.69cm-1的四氫吡喃環上C-O-C伸縮振動峰可作為葡萄糖在黃精藥材及不同炮制品中含量高低的主要判定依據。結論：紅外光譜法簡便、可靠、快速、準確，可作為黃精藥材及其炮制品質量評價的有效方法。

黃精為百合科多年生草本植物黃精、滇黃精或多花黃精的根莖。具有滋陰潤肺、補脾益氣功效，生品刺激咽喉，故臨床多用其炮制品。因此，黃精炮制品質量對于臨床用藥安全性及有效性非常重要。目前，多采用醇溶性浸出物測定法，紫外分光光度法測定多糖含量等來評價其質量[1]。基于紅外光譜法快速、精準、靈敏、專屬性強的特點，且藥材粉碎后即可直接制樣，避免繁瑣的前處理操作，同時可獲得藥材更加完備的光譜信息。本研究采用紅外光譜法對黃精藥材及其飲片進行質量評價研究，通過對黃精藥材進行快速紅外光譜掃描，以薯蕷皂苷元作為對照品與黃精對照藥材粉末紅外譜圖對比，可快速鑒別其真偽及評價質量的優劣。

1 儀器與試藥

1.1 儀 器 TENSOR-27型傅里葉變換紅外光譜儀(德國布魯克公司)；769YP-15A型粉末壓片機(上海新諾儀器設備有限公司)；瑪瑙研缽；AT2家用10型天平(華鷹衡器有限公司)；FA2104型電子天平(精密度：萬分之一，上海舜宇恒平科學儀器有限公司)；電爐；蒸鍋；QE-300g萬能粉碎機(浙江屹立工貿有限公司)；101型-2電熱鼓風干燥箱(北京中興偉業儀器有限公司)。

1.2 試 藥 黃精藥材購于西安市萬壽路藥材市場；不同產地酒黃精購于西安，咸陽各大藥店；黃精對照藥材(批號：121553-201202)、無水葡萄糖對照品(純度≥99%，批號：09T15)、薯蕷皂苷元對照品(純度≥98%，批號：111539-200001)均購于中國藥品生物制品研究院；溴化鉀(光譜純，批號：20160112，天津市科密歐化學試劑有限公司)。黃精藥材經陜西中醫藥大學藥學院胡本祥教授鑒定為百合科多年生草本植物黃精Polygonatum sibiricum Red.的根莖,習稱“雞頭黃精”。

2 方法與結果

2.1 實驗方法 生黃精：取黃精藥材適量，搶水洗(中藥炮制過程中一種洗藥法，即將藥材投入清水中，快速洗滌，以防藥物浸久，走失氣味，影響功效)凈，采用潤法軟化至藥材內無硬心時，切成2～4mm的厚片，置烘箱內于60℃條件下烘干，取出，粉碎成300目細粉，備用。蒸黃精：取黃精藥材適量，搶水洗凈，置蒸鍋內，文火蒸48h后，再悶12h，至內外呈滋潤黑色[3-5]，切成2～4mm的厚片，置烘箱內于60℃條件下烘干，取出，粉碎成300目細粉，備用。酒黃精：取黃精藥材適量，搶水洗凈，加紹興黃酒(取用量為藥材量的20%)拌勻，置不銹鋼盆內加蓋悶30min后，置蒸鍋內，文火蒸48h后，再悶12h，至酒被吸盡，色澤黑潤，切成2～4mm的厚片，置烘箱內于60℃條件下烘干[3-5]，取出，粉碎成300目細粉，備用。

2.1.1 紅外檢測樣品制備：空白片制備：稱取約200mg干燥至恒重的KBr粉末置瑪瑙研缽中，快速研磨成細粉，壓制成透明片狀，備用。樣品片制備：精密稱取干燥至恒重的黃精對照藥材粉末、無水葡萄糖對照品、薯蕷皂苷元對照品、生黃精粉末各2mg，分別與200mgKBr混合后快速研磨均勻；精密稱取干燥至恒重的蒸黃精粉末、酒黃精粉末及市售不同產地酒黃精粉末各1.4mg，分別與140mgKBr混合后快速研磨均勻(使其最強吸收峰透射率在10%以下)，置壓片機模具內，作用2～3min，壓強為9.8×108Pa，取出，得直徑為約13mm，厚度約為0.5mm的供試片，迅速放入紅外光譜儀中進行測定[6]。

2.1.2 樣品測定及譜圖處理：采用TENSOR-27型傅里葉變換紅外色譜儀，設定掃描累加次數16次，分辨率為4cm-1，將所有供試片在4000～400cm-1光譜范圍內進行掃描測定，并實時扣除H2O和CO2的干擾，將所得各樣品紅外光譜圖分別進行基線校正，氣氛補償等處理，并保存，計算紅外光譜圖之間的相關系數[6]。

2.1.3 方法學考察：空白樣品測定：將KBr空白片置紅外色譜儀中進行掃描測定，得到其紅外譜圖為一條直線，即可認為對樣品測定各波段譜圖均無影響。精密度考察：將同一樣品供試片置紅外光譜儀中，平行測定6次，所得譜圖完全一致。相關系數分別為：1.0000，1.0000，1.0000，0.9999，0.9997，0.9999，RSD值為0.0117%。表明儀器精密度良好。重復性考察：將由同一樣品制成的6個供試品片，分別置紅外光譜儀中，依次測定，所得譜圖基本一致。相關系數分別為：0.9989，0.9992，0.9975，0.9924，0.9960，0.9959，RSD值為0.2511%。表明方法重復性較好。穩定性考察：將同一樣品片存放于干燥器中，間隔1h測定1次，結果6h內所得圖譜基本一致，相關系數分別為1.0000,1.0000，0.9999，0.9998，0.9996，0.9995，RSD值為0.021%。表明樣品至少在6h內穩定。

2.2 實驗結果

2.2.1 黃精對照藥材和薯蕷皂苷元的紅外譜圖對比分析：甾體皂苷為黃精中特征性成分，薯蕷皂苷元為其中的主要成分。實驗結果表明：黃精對照藥材圖譜在1452.48、1382.77、1088.38、1049.99、816.63、779.71、439.86cm-1處的特征峰表現出了薯蕷皂苷元的1456.27、1376.86、1096.11、1052.71、808.92、784.25、434.50cm-1指紋特征峰。因此，結合紅外光譜結構，以上述波數作為黃精藥材的特征相關峰。

2.2.2 黃精對照藥材和無水葡萄糖的紅外譜圖對比分析：黃精多糖為黃精中的重要活性成分，由半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖和葡萄糖組成。《中國藥典》2015年版一部也以無水葡萄糖為指標測定黃精中多糖含量。實驗結果表明：黃精對照藥材圖譜在1382.77、1336.89、1049.99、779.71cm-1處的特征峰表現出了無水葡萄糖的1379.19、1341.09、1050.69、776.05cm-1指紋特征峰。因此，結合紅外光譜結構，以上述波數亦可作為黃精藥材的特征相關峰，其中無水葡萄糖在1050.69cm-1處的峰高作為其含量高低的主要判定依據。

2.2.3 生黃精、蒸黃精、酒黃精的紅外譜圖對比分析：通過對生黃精、蒸黃精、酒黃精的紅外光譜進行測定，結果顯示，三者的紅外光譜圖基本一致，通過對比整個譜圖吸收峰強度，提示生黃精吸收峰強度大于酒黃精大于蒸黃精[7]，這表明生黃精中葡萄糖含量明顯高于蒸黃精和酒黃精，原因在于無水葡萄糖1050.69cm-1處的四氫吡喃環上C-O-C伸縮振動峰吸收強度越大，峰越高，則飲片中葡萄糖含量越高，而此結果與紫外分光光度法所測得的結果基本一致(表1、表2)。此外，譜圖中生黃精、蒸黃精、酒黃精在1414、1059cm-1處有共同吸收峰，而蒸黃精、酒黃精在1414、1059、921、868、818、779、622、521cm-1處均有共同吸收峰，說明黃精炮制前后化學成分變化較大，采用清蒸或酒蒸法對黃精化學成分影響不大。

2.2.4 紫外-可見分光光度法測定生黃精、蒸黃精、酒黃精中多糖含量[1]：對照品溶液的制備 ，取經105℃干燥至恒重的無水葡萄糖對照品33mg，精密稱定，置100ml量瓶中，加水溶解并稀釋至刻度，搖勻，即得(每1ml中含無水葡萄糖0.33mg)。標準曲線的制備：精密量取對照品溶液0.1ml、0.2ml、0.3ml、0.4ml、0.5ml、0.6ml,分別置10ml具塞刻度試管中，各加水至2.0ml，搖勻，在冰水浴中緩緩滴加0.2%蒽酮-硫酸溶液至刻度，混勻，放冷后置水浴中保溫10min，取出，立即置冰水浴中冷卻10min，取出，以相應試劑為空白。照紫外-可見分光光度法(通則0401)，在582nm波長處測定吸光度。以吸光度為縱坐標，濃度為橫坐標，繪制標準曲線。測定法：稱取60℃干燥至恒重的生黃精、蒸黃精、酒黃精細分各約0.25g，精密稱定，分別置圓底燒瓶中，各加80%乙醇150ml，置水浴中加熱回流1h，趁熱濾過，殘渣用80%熱乙醇洗滌3次，每次10ml，將殘渣及濾紙置燒瓶中，加水150ml，置沸水浴中加熱回流1h，趁熱濾過，殘渣及燒瓶用熱水洗滌4次，每次10ml,合并濾液與洗液，放冷，轉移至250ml量瓶中，加水至刻度，搖勻，各精密量取1ml，分別置10ml具塞干燥試管中，照標準曲線的制備項下的方法，自加水至2.0ml起，依法測定吸光度，見表1。從標準曲線上分別讀出3種供試品溶液中含無水葡萄糖的重量(mg)，計算，即得，見表2。多糖含量測定所得回歸方程：y=0.0185x+0.0007，r=0.9996.結果表明葡萄糖在 0.33～1.98 mg/ml范圍內線性關系良好。

表1 不同黃精炮制品中多糖的紅外吸收強度及紫外吸光度變化對比

表2 紫外-可見分光光度法測定不同黃精炮制品中多糖含量(%)

2.2.5 不同產地酒黃精的紅外譜圖對比分析：實驗研究結果表明：不同產地(貴州、四川、湖南、河北、陜西)黃精酒制后的紅外光譜圖基本一致，在2374、1629、1419、1341、1245、1050、921、868、818、779、618、520cm-1處均有共同吸收峰，說明紅外光譜法用于黃精藥材鑒別具有良好的適用性。

3 討 論

研究結果表明，黃精對照藥材的特征峰基本能分別與薯蕷皂苷元對照品、無水葡萄糖的特征峰構成一一對應關系，雖然個別峰稍有位移，但波動較小。整個圖譜中相關的峰數較多，表明黃精藥材中薯蕷皂苷元及總多糖含量均較高，其中總多糖在炮制品中含量達18.34%，生黃精中含量高達34.92%。說明采用紅外光譜法控制黃精質量是可行的。蒸制后，黃精中總糖含量減少，多糖下降，還原糖增加。本次研究結果表明，生黃精、蒸黃精、酒黃精中多糖含量分別為34.92%、18.34%和19.78%。多糖下降原因是炮制過程中的高溫、水蒸氣影響使其部分水解為葡萄糖等還原糖，黃精炮制品較生品具甜味可初步證明這一點。但炮制品中葡萄糖的含量低于生品(紫外分光光度法原理是將多糖水解為葡萄糖等還原糖來測定其含量。因此，多糖含量的高低也反映了葡萄糖含量的變化)，可能的原因在于葡萄糖分子與游離氨基酸反應生成5-羥基糠醛，黃精炮制品較生品色澤變黑可能就是這一原因[8]。推測總糖下降的原因：多糖分解為包括葡萄糖在內的還原糖，而葡萄糖則轉化為5-羥基糠醛，但具體機制還需進一步探討。以無水葡萄糖作為對照品再與黃精不同炮制品粉末紅外譜圖對比，可快速對比不同飲片中葡萄糖含量的高低，進而推測總糖及5-羥基糠醛含量的變化。這為黃精炮制工藝的優選提供了方向性參考。實驗中，不同產地黃精飲片的紅外光譜圖既有相關性，又有一定的區別。相應的共有特征峰均已在圖譜上得到明顯的體現，而且指紋特征的相關性良好；提示紅外光譜法用于不同產地黃精鑒別準確。

本實驗表明，利用紅外光譜法對黃精及其飲片進行質量控制具有可行性，所建立的測定黃精藥材粉末及其炮制品的紅外光譜分析新方法，簡單、易行、快速、靈敏。

[1] 國家藥典委員會.中國藥典2015年版[M].一部.北京：中國醫藥科技出版社：2015:306-307.

[2] 龔千鋒.中藥炮制學[M].北京：中國醫藥科技出版社：347-349.

[3] 吳建華，崔 於.酒黃精飲片炮制工藝研究[J].陜西中醫,2011,32(11):1542-1543.

[4] 吳建華.酒黃精飲片高壓蒸制薄層層析研究[J].陜西中醫,2011,32(10):1410-1411.

[5] 劉 玲，鮑家科，劉建軍，等.酒黃精的不同炮制方法比較[J].中國實驗方劑學雜志,2015,21(10):26-29.

[6] 王 媚，史亞軍，年娟娟，等.黃連藥材的紅外光譜研究[J].光譜實驗室,2014,31(3):360-364.

[7] 王 媚，史亞軍，年娟娟，等.不同工藝制備延胡索提取物的FTIR圖譜特征分析[J].西北藥學雜志,2015,30(4):340-344.

[8] 曾林燕，宋志前，魏 征，等.黃精炮制過程中新產生成分分離及含量變化[J].中草藥,2013,44(12):1584-1588.

(收稿2016-08-15；修回2016-09-06)

Study on infrared spectrum of polygonati rhizoma and its decoction pieces

Shaanxi University of Chinese Medicine(Xianyang 712046)

Zhang Dan Wang Mei Shi Yajun et al

Objective: To examine the infrared spectral characteristics of polygonati rhizoma medicinal herbs and tablets(steamed polygonati rhizoma, polygonati rhizoma extracted with alcohol), evaluate the changes of the chemical composition and the effect of different processing methods on the chemical composition of the polygonati rhizoma. Methods: Infrared spectrum was used to measure the infrared spectrum of the powder and different processed products of polygonati rhizoma. Got the infrared spectrum fingerprint area, carried on the spectrum characteristic analysis. Results: The infared spectrum fingerprint of polygonati rhizoma was obvious, the spectral graph ring located in the 1050.69cm-1tetrahydropyran C-O-C stretching vibration peak could be the main criterion of polysaccharide content level in polygonatum medicinal herbs and its different processed products. Conclusions: Infrared spectrometry is simple, reliable, rapid and accurate. It can be used as an effective method for the quality estimation of the polygonati rhizoma medicinal herbs and its processed products.

Polygonatum kingianum Spectrum analysis

*國家中醫藥管理局中醫藥行業科研專項(201507002)

陜西省教育廳項目(15JS024)

△通訊作者

黃精 光譜分析

R282

A

10.3969/j.issn.1000-7369.2016.12.050