基于正交設計的白術產地加工工藝研究*

吳蜀瑤 諶瑞林 吳志瑰 李 洋 謝 斌

白術為常用補益類中藥，來源于菊科植物白術AtractylodesmacrocephalaKoidz.的干燥根莖，其性溫，味苦、甘，歸脾、胃經；具有健脾益氣、燥濕利水、止汗、安胎等功效[1]。現代醫學中常用白術治療慢性胃腸炎、肝炎、貧血等疾病[2]。白術作為臨床大宗藥材之一，在我國具有悠久的生產、栽培和應用歷史。傳統的白術產地加工方法分為曬干和烘干2種。烘干，稱烘術；曬干，稱生曬術[3]。而由于曬干受天氣影響較大，農戶更青睞烘干的加工方法，故而目前在市場上以烘術占據主導地位。因烘干法較曬干法更易量化，故本研究對影響烘干的因素采用正交設計，建立HPLC測定白術內酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的含量測定方法，并對其含量進行測定，同時測定白術中揮發油及浸出物的含量，初步優選白術產地加工工藝。

1 儀器與試藥

1.1 儀器 安捷倫1260高效液相色譜儀(G1311B四元泵、G1329B進樣器、G1316A柱溫箱、G1315D檢測器，安捷倫科技有限公司)、色譜柱(安捷倫ZORBAX SB-C18，5 μm，150 mm×4.6 mm)、揮發油測定器、MS204分析天平(梅特勒-托利多國際貿易(上海)有限公司)、101-2AB型電熱鼓風干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司)、CPA225D分析天平(賽多利斯(上海)貿易有限公司)、KCD-1006型超聲儀(南昌科昌達超聲波設備廠)、HH-4型水浴鍋(江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司)。

1.2 試藥 白術藥材(采于江西永修，經筆者鑒定為菊科植物白術AtractylodesmacrocephalaKoidz.的新鮮根莖)、白術內酯Ⅰ對照品(中國食品藥品檢定研究院，批號111975-201501)、白術內酯Ⅱ對照品(中國食品藥品檢定研究院，批號111978-201501)、白術內酯Ⅲ對照品(中國食品藥品檢定研究院，批號111976-201501)。水為純凈水，甲醇為色譜純，甲酸、乙醇為分析純。

2 方法與結果

2.1 白術烘干試驗的正交設計 根據產地的考察情況，結合文獻資料[4～7]，目前白術產地加工常采用的烘干工藝是將白術烘至全干，待表面須毛及泥土脫落后，在炮制飲片時再軟化切片；也有將白術烘至8成干后切片，繼續烘至完全干燥。筆者比較了2種烘干方法，綜合考慮，選取了烘干溫度、堆放層數、切片厚度作為考察因素進行實驗，以浸出物、揮發油、白術內酯Ⅰ、白術內酯Ⅱ、白術內酯Ⅲ含量組成的綜合評分為指標做正交設計(白術內酯Ⅰ含量的權重系數為0.3、白術內酯Ⅱ含量的權重系數為0.15、白術內酯Ⅲ含量的權重系數為0.15，浸出物權重系數為0.2、揮發油權重系數為0.2)，初步篩選最優產地加工工藝。因素與水平見表1。

表1 白術干燥正交試驗的因素水平

2.2 白術內酯Ⅰ、白術內酯Ⅱ、白術內酯Ⅲ的含量測定

2.2.1 色譜條件與系統適用性試驗 以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充柱；以甲醇：0.1%甲酸溶液(65∶35)為流動相，流速為0.6 ml·min-1；柱溫25 ℃；白術內酯Ⅱ檢測波長為280 nm，白術內酯Ⅰ、白術內酯Ⅲ檢測波長為220 nm；白術內酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的理論塔板數均不低于7000。

2.2.2 對照品溶液的制備 取白術內酯Ⅰ、白術內酯Ⅱ、白術內酯Ⅲ對照品適量，加甲醇制成每1 ml含白術內酯Ⅰ11 μg、白術內酯Ⅱ14.8 μg、白術內酯Ⅲ 9.8 μg的混合溶液，即得。

2.2.3 供試品溶液制備 取白術藥材粉末(過100目篩)約0.5 g，精密稱定，置50 ml具塞錐形瓶中，精密加入甲醇15 ml，精密稱定，超聲(功率250 W，頻率33 kHz)45 min，冷卻至室溫，用甲醇補足重量，用0.45 μm微孔濾膜濾過，取續濾液作為供試品溶液。

2.2.4 線性關系考察 取上述對照品溶液，精密吸取此混合溶液0.5、1.6、2.4、3.2、4.0、10 ml分別置于10 ml的容量瓶中，加甲醇稀釋至刻度，搖勻。按上述色譜條件進樣，以峰面積(Y)為縱座標，濃度(X)為橫座標，進行回歸。得回歸方程：白術內酯ⅠY=93.721X+0.3971(r=0.9996)，線性范圍0.55～11 μg/ml；白術內酯ⅡY=85.896X-7.0404(r=0.9998)，線性范圍0.74～14.8 μg/ml；白術內酯ⅢY=90.893X+1.7781(r=0.9999)，線性范圍0.49～9.8 μg/ml。

2.2.5 精密度試驗 精密吸取對照品溶液10 μl，注入液相色譜儀，連續進樣5次，記錄色譜峰面積，計算白術內酯Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ峰面積。RSD分別為1.1%、0.8%、1.2%，表明該方法精密度較好。

2.2.6 重復性試驗 取同一白術樣品粉末，共6份，依法制備供試品溶液，按照上述色譜條件進樣，測得白術內酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量的RSD分別為0.8%、1.2%、1.0%，表明該方法的重復性良好。

2.2.7 穩定性試驗 取白術藥材粉末，依法制備供試品溶液，按照上述色譜條件分別于0、2、4、8、12 h進樣10 μl，記錄各成分的峰面積，考察供試品溶液放置穩定性。測得白術內酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ峰面積的RSD分別為1.1%、1.2%、0.9%，表明供試品溶液在12 h內穩定。

2.2.8 加樣回收試驗 取已知含量的白術樣品粉末，共6份，每份約0.5 g，精密稱定，分別加入相當于藥材中白術內酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對照品溶液，按照已確定的方法制備供試品溶液并依法測定，記錄色譜圖，計算回收率。白術內酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平均加樣回收率分別為101.75%(RSD=1.4%)、100.59%(RSD=2.2%)、100.34%(RSD=2.3%)，結果表明回收率試驗符合要求，方法的精密度良好。見表2。

表2 加樣回收試驗結果

2.2.9 含量測定 分別精密吸取對照品溶液及供試品溶液各10 μl，注入液相色譜儀中測定。結果見表3。

2.3 浸出物含量測定 分別取9個烘術供試品2 g，精密稱定，照《中華人民共和國藥典》2015年版一部附錄XA項下的熱浸法測定，用60%乙醇作溶劑進行測定。

2.4 揮發油含量測定 分別稱取9個烘術供試品20～30 g(過2號至3號篩，并混合均勻)，照揮發油測定法《中華人民共和國藥典》2015版一部(附錄XD)項下的乙法測定。

2.5 白術烘干工藝優化正交試驗結果 在3個主要因素中，由極差可以看出A>C>B，即烘干溫度的影響最大，切片厚度次之，而堆放層數的影響最小。由表4的顯著性分析，可得出因素A的P<0.05，可知烘干溫度相對于其他因素對白術的烘干質量具有顯著影響，應取最好水平。根據結果分析，白術烘干的最佳工藝為A2B2C2，即將白術平鋪堆放2層，在50 ℃下進行烘烤，至八成干，將藥材切成厚度約0.4 cm，再繼續烘至完全干燥。白術烘干工藝優化4因素3水平正交試驗結果與分析見表3、表4。

表3 L9(34)正交試驗結果

表4 方差與顯著性分析

2.6 驗證實驗 參照優選出的烘干條件分別加工3批烘術，測定其白術內酯Ⅰ、白術內酯Ⅱ、白術內酯Ⅲ、浸出物、揮發油的含量，計算RSD值。采用最優烘干工藝即A2B2C2實驗組合所得三批烘術藥材其白術內酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及揮發油和浸出物含量均高于正交試驗中綜合評分得分最高的A2B1C2試驗組合，表明所優選的烘干工藝較為優良，條件穩定可行，可作為烘術加工的參考工藝。結果見表5。

表5 白術最佳烘干工藝驗證表

3 討論

本研究通過選取烘干溫度、堆放層數、切片厚度作為考察因素進行實驗，以浸出物、揮發油、白術內酯Ⅰ、白術內酯Ⅱ、白術內酯Ⅲ含量組成的綜合評分為指標完成正交試驗，初步的篩選出了最優產地烘干法的加工工藝。由于白術內酯為白術的有效成分，尤以白術內酯Ⅰ藥理作用明顯，具有較強的增強唾液淀粉酶活性、促進腸管吸收、調節腸道功能的作用[8]，其活性與白術健脾運脾的作用相符合，因此在綜合評分時，白術內酯Ⅰ含量的權重系數設為0.3、白術內酯Ⅱ和白術內酯Ⅲ含量的權重系數分別為0.15。

實驗篩選了白術產地加工工藝的最優方案，即將白術平鋪堆放2層，在50 ℃下進行烘烤，至八成干，將藥材切成厚度約0.4 cm，再繼續烘至完全干燥。并按最佳工藝進行驗證試驗，驗證結果表明所優選的烘干工藝較為優良，穩定性好，從而證明了該工藝的科學性、合理性。另外，根據實驗結果可知，堆放層數對白術的烘干質量影響最小，P=0.1173>0.05，差異無統計學意義，所以在實際的生產過程中，如果需干燥的藥材較多，為了提高效率，也可以采取將白術平鋪堆放3層，再依法進行干燥。

綜上，通過正交試驗，初步優選了白術的烘干加工工藝，為規范白術產地加工操作規程提供了翔實的實驗數據和參考，也為指導藥農生產、保證藥材質量的穩定可控、確保臨床療效奠定了基礎。下一步將結合農戶的生產實際，對烘術的加工方法進行更深入和細致的研究，優選出既簡單易行、成本低，又能最大程度保證藥材質量的產地加工方法，以期指導農戶生產加工。