不同干燥方法對桂枝藥材中苯丙素類成分的影響及評價△

卞曉坤，趙秋龍，卜凡淑，張婷，錢大瑋*，朱振華，郭盛，嚴輝，趙建軍，段金廒

1.南京中醫藥大學 江蘇省中藥資源產業化過程協同創新中心/江蘇省方劑高技術研究重點實驗室/ 中藥資源產業化與方劑創新藥物國家地方聯合工程研究中心，江蘇 南京 210023； 2.寧夏醫科大學 藥學院，寧夏 銀川 750004

桂枝為樟科植物肉桂CinnamomumcassiaPresl的干燥嫩枝，具有發汗解肌、溫通經脈、助陽化氣、平沖降氣的功效[1]，臨床上多用于風寒感冒、脘腹冷痛、血寒經閉、關節痹痛、痰飲、水腫、心悸、奔豚[2]。傳統加工方法為春、夏二季采收，除去葉，曬干或切片曬干。

中藥材的干燥是儲存、保管非常重要的環節，直接影響到中藥材的品質要求。因此，逐步研究各種中藥材干燥加工技術，選擇適宜的工藝參數是保證中藥材質量的前提[3-5]。拋開干燥前的預處理，純粹的干燥過程是一個降低水分的過程，在該過程中需注意的是保持中藥材的藥用成分，是中藥材加工中必不可少的工藝過程[6-7]。傳統干燥主要包括陰干、曬干等，比較經濟，但此種干燥方法亦存在一些缺點[8-9]，比如耗時長、勞動強度大、易污染、易受天氣影響、干制品質量相差大等。隨著現代科技的進步，中藥材的干燥也正在逐步實現機械化和自動化，除了普通的熱風干燥外，人們正在將新的技術原理引入干燥領域，如紅外干燥、微波干燥等，由于現代干燥加工技術具有干燥時間短、干燥溫度可控、干燥產品質量均一等優點，許多現代干燥加工技術逐漸應用于產地加工過程中[10-12]。目前，現代藥品生產對藥材的品質要求也越來越高，揮發性成分為桂枝藥材中的主要成分，穩定性較差，不同的干燥方法、干燥溫度對其影響較大。因此，基于現代干燥加工技術，探究現代化干燥方法對桂枝藥材的影響很有必要。

本研究分析了傳統曬干、陰干及3種現代中藥材干燥加工技術對桂枝藥材的影響，探究不同干燥方法及干燥溫度對桂枝藥材中桂皮醛、肉桂酸等成分的影響，為桂枝藥材適宜的產地干燥提供參考。

1 材料

電熱鼓風干燥機(上海一恒科學儀器有限公司)；中短波紅外干燥機(江蘇泰州圣泰科紅外科技有限公司)；隧道式微波干燥機(南京研正微波設備廠)；ACQUITY UPLC系統(包括四元泵溶劑系統，在線脫氣機和自動進樣器，Waters公司)；快速水分測定儀(德國Adam公司)；Sartorius BT125D電子分析天平(德國塞多利斯公司)；超純水系統(南京易普達易科技發展有限公司)。

對照品桂皮醛(批號：110710-201821)、肉桂酸(批號：110786-201604)購自中國食品藥品檢定研究院；桂皮醇(批號：Y04N7C23850)、香豆素(批號：Y24O7C23495)、鄰甲氧基肉桂醛(批號：T15F8T29343)購自上海源葉生物科技有限公司，以上對照品純度均>95%。乙腈(Merck)及甲酸(美國ACS公司)均為色譜純，超純水(實驗室自制)。

桂枝新鮮藥材(批號：20181027) 采于廣東肇慶德慶縣悅城鎮種植基地，經南京中醫藥大學嚴輝副教授鑒定為樟科植物肉桂Cinnamomumcassiapresl的干燥嫩枝。

2 方法與結果

2.1 干燥加工方法

取桂枝新鮮藥材，除去葉等雜質，切段混合均勻，分成14份，每份約1 kg，按照表1所示方法干燥。干燥前測定其初始含水率，干燥過程中實時測定含水量，當含水率低于12%時立刻停止干燥。

表1 桂枝干燥加工方法

2.2 含量測定

2.2.1色譜條件 色譜柱：ACQUITY UPLC BEH C18(100 mm×2.1 mm，1.7 μm)，流動相：0.1%甲酸水(A)-乙腈(B)，梯度洗脫程序(0～1 min，95%～81%A；1～2 min，81%～74%A；2～6.5 min，74%～60%A；6.5～7 min，60%～20%A；7～7.5 min，20%～95%A)；流速：0.4 mL·min-1；檢測波長：254 nm；柱溫：25 ℃，進樣量1 μL。UPLC圖譜見圖1。

注：1.香豆素；2.肉桂醇；3.肉桂酸；4.桂皮醛；5.鄰甲氧基肉桂醛；A.對照品；B.樣品。圖1 對照品及桂枝樣品UPLC圖

2.2.2供試品溶液的制備 取桂枝粉末(過4號篩)約0.3 g，精密稱定，置50 mL圓底燒瓶中，精密加入70%的甲醇溶液25 mL，稱定質量，加熱回流45 min，放冷，加70%甲醇補足減失質量，搖勻，取上清液，過0.22 μm 微孔濾膜，取續濾液。

2.2.3線性關系的考察 分別取香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、鄰甲氧基肉桂醛對照品適量，精密稱定，加甲醇制成含香豆素73.92 mg·L-1、肉桂醇23.54 mg·L-1、肉桂酸56.42 mg ·L-1、桂皮醛793.7 mg·L-1、鄰甲氧基肉桂醛237.0 mg·L-1的混合對照品溶液。精密吸取上述混合對照品溶液適量，加甲醇配成系列濃度的混合對照品溶液。以各對照品濃度為X，相應峰面積為Y，進行線性關系的考察，見表2。

表2 各對照品及線性范圍

2.2.4精密度試驗 取2.2.3項下制備的混合對照品溶液 1 份，按2.2.1項下色譜條件連續進樣6次，測定峰面積，結果香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、鄰甲氧基肉桂醛的RSD分別為0.3%、0.7%、0.3%、0.1%、0.2%，表明儀器精密度良好。

2.2.5重復性試驗 精密稱取同一樣品6份，每份約0.3 g，精密稱定，按2.2.2項下平行制備供試品溶液，按上述條件進樣，結果香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、鄰甲氧基肉桂醛的峰面積RSD分別為0.4%、0.3%、0.3%、0.1%、0.2%，說明本方法重復性良好。

2.2.6穩定性試驗 取重復性試驗所得供試品溶液1份，在室溫分別放置0、2、6、8、12、24 h后，按上述條件進樣，測定峰面積，結果香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、鄰甲氧基肉桂醛的RSD分別為0.4%、1.2%、0.2%、0.2%、0.2%，說明供試品溶液在24 h內穩定性良好。

2.2.7加樣回收率試驗 取已測定的桂枝樣品粉末(編號：12)9份，每份約0.15 g，精密稱定，分別加入樣品中所測成分含量80%、100%、120%的對照品溶液，同法制備供試品溶液，并按上述條件測定，計算回收率，平均加樣回收率為97%～102%，RSD均小于4.0%。

2.2.8樣品測定 按上述條件制備各干燥樣品的供試品溶液并進樣測定，記算供試品中各成分的含量。每個樣品平行3次，以均值作為測定結果，見表3。

表3 不同干燥方法桂枝藥材中5種化學成分質量分數(n=3) mg·g-1

結果顯示，5種化學成分中，以桂皮醛質量分數變化最為顯著，最低者為26.15 mg·g-1，最高者可達64.87 mg·g-1，兩者相差2倍以上，對應干燥方式分別為微波干燥70 ℃及熱風干燥40 ℃。同一干燥方式下，肉桂醇、桂皮醛質量分數隨著溫度的升高呈現逐漸降低的趨勢；不同干燥方式下，含量變化趨勢為：熱風干燥含量最高，其次為紅外干燥，微波干燥含量最低；除微波干燥外，肉桂酸、鄰甲氧基肉桂醛含量隨著溫度的升高呈現逐漸降低的趨勢?？梢姼稍餃囟?、干燥方式對桂枝藥材的影響較大。

隨著溫度的升高，桂枝所測成分總含量呈現逐漸降低的趨勢，這與桂枝所含化學成分多為揮發性類成分有關，總體趨勢為陰干>曬干>熱風干燥>中短波紅外干燥>微波干燥。

2.3 適宜干燥方法的確定

藥材干燥過程中，由于受熱和失水，中藥材的物理和化學特性發生較大變化，對這些變化的把握是選擇適當干燥方法和貯存條件的基礎。目前，對于中藥材干燥的評價和選擇主要以水分、或外形、色澤為主，然而利用有效成分綜合評定干燥品質的很少，因此，以化學成分含量變化為指標，評價其適宜的干燥方法很有必要。由于不同干燥方法、不同干燥溫度下所測桂枝中的5種化學成分的變化規律不盡相同，無法判斷何種干燥方式為其較適宜的干燥方法。故利用SPSS綜合評價法以確定桂枝藥材適宜的干燥方法[13]。以桂枝中所測5種化學成分的含量與對應的組別組成矩陣，進行主成分分析，結果前2個主成分的特征值均大于1，累計貢獻率達81.05%，結果見表 4。

表4 不同主成分的特征值和貢獻率

經旋轉變換后的因子得分矩陣見表5，從表中可以看到主成分1和香豆素、肉桂醇、桂皮醛呈高度正相關，與肉桂酸呈高度負相關；主成分2與鄰甲氧基肉桂醛呈高度正相關。因為前2個主成分的累計貢獻率達81.05%，基本包含了桂枝大部分成分的信息，能夠比較客觀地反映不同干燥方式下桂枝藥材的質量。因此選用前2個主成分對不同干燥方法下的桂枝進行綜合評價。

表5 不同化合物旋轉變換后的因子載荷矩陣

以各主成分因子得分與方差貢獻率乘積之和相加[14]，則總因子得分值F=0.561 61F1+0.248 93F2，并對其進行降序排序，結果見表6。

表6 桂枝不同干燥方法的主成分因子及其綜合評價

綜合評價法結果顯示，前6種由優至劣順次排序的干燥方法為：陰干、曬干、熱風干燥50 ℃、熱風干燥40 ℃、中短波紅外干燥40 ℃、熱風干燥60 ℃，提示傳統陰干、曬干具有一定的合理性，但亦存在一些弊端，如勞動強度大，易受天氣影響，易污染，耗時長，干制品藥材品質不均一等。另一方面，熱風干燥樣品的質地脆，香氣濃，中短波紅外干燥法加工所得樣品氣味稍弱，而微波干燥法加工樣品色澤較暗、內心稍有焦黑，香氣較弱，其原因可能是微波干燥穿透力強，能夠深入物料的內部，鮮樣失水過快，局部受熱溫度高，易產生碳化[15]，因此揮發性成分流失較多，從而導致香氣不足。經比較發現，隨著干燥溫度的升高，桂枝有效成分流失增多，這與桂枝所含化學成分多為揮發性類成分有關，其中微波干燥對桂枝揮發性成分流失影響最大。因此，綜合考慮桂枝藥材干燥過程的耗時、所測5種化學成分的含量、外觀性狀、氣味等因素，認為熱風干燥50 ℃為桂枝藥材較為適宜的現代干燥加工方法。

3 討論

3.1 提取方法的確定

本研究考察了不同提取溶劑對所測成分的影響，結果70%甲醇提取效率較高且干擾成分最少；對超聲、回流2種不同提取方法進行考察，結果回流提取更充分；對提取時間、料液比進行考察，確定最終提取方法為：25 mL 70%甲醇回流提取45 min即可。

3.2 色譜條件的選擇

根據5種化學成分的理化性質和色譜行為，本實驗以乙腈、不同酸度的水為流動相進行了考察，結果發現，以乙腈-純水為流動相時，色譜峰有明顯的拖尾現象，加酸后可明顯改善峰形。因此，綜合比較色譜峰形及其分離效果，確定最終的流動相為乙腈-0.1%甲酸水。

3.3 檢測波長的選擇

使用 Waters 的PDA檢測器對波長190～410 nm進行了掃描，發現各成分在波長254 nm下響應較好，且色譜峰信息較完全，基線平穩，噪音較低，故確定本實驗的檢測波長為254 nm。

3.4 結果分析

用干燥設備對中藥材進行干燥，大都需要加熱和通風，桂枝含有大量的功能性成分，桂枝的價值也就體現在這些有效成分上，但這些成分都是熱敏性的且易氧化，因此選擇中藥材干燥設備要以最大限度地保留中藥材藥用價值為出發點。本研究首次探究了不同干燥方法對桂枝藥材的質量影響，采用UPLC對桂枝中有效成分香豆素、肉桂醇、肉桂酸、桂皮醛、鄰甲氧基肉桂醛5種苯丙素類成分進行測定，以期為桂枝藥材產地干燥加工適宜方法的確定提供依據。

由于桂枝各指標成分含量在不同干燥方法下變化趨勢不同，無法判斷何種干燥方法為其較適宜的干燥方法，因此本研究采用了較為合理的綜合評價方法，以全面評價5種活性成分在各干燥方法下的權重。研究發現，桂枝中苯丙素類化合物對溫度較為敏感，在受熱時易于揮發，干燥溫度較低時，有利于苯丙素類成分的保存。但采用直接陰干、曬干的干燥方法，耗時長、勞動強度大、受氣候的影響較大，已不能滿足現代化生產的需要。人們在追求中藥材質量品質的同時，對于干燥環境、生產效率、機械化生產等都有了更高的需求。因此，結合藥材本身的性質，選擇較為適宜的先進干燥設備及干燥工藝是目前中藥材發展的技術方向[16]。因此，本研究探究了不同現代化干燥方法、不同干燥溫度對桂枝藥材的影響，經實驗研究發現，桂枝采用微波干燥時，雖其水分揮發較快，但其有效成分損失也較多，香氣也較弱；紅外干燥相比于熱風干燥來說，含量稍低。因此綜合考慮桂枝干燥過程中各化學成分的含量、干燥效率等因素[17-18]，認為熱風干燥50 ℃為桂枝藥材較為適宜的現代干燥加工方法。但其制成桂枝飲片還需進一步考察其切斷長度，規范其切制技術，因此，還需進一步深入研究，為其規范化的生產提供理論依據。