麩炒北蒼術飲片粉末的色度值與質量指標的相關性分析及其炮制時間研究

魯云　洪婉敏　姚曉璇　紀玉華　梁麗金　鐘文峰　劉燎原

中圖分類號 R283.1 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2021）21-2605-08

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2021.21.08

摘 要 目的：分析麩炒北蒼術飲片粉末的色度值與質量指標的相關性，并對其炮制時間進行確定。方法：制備16批麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品（S0～S15，S0為北蒼術生品），并測定所有樣品粉末的色度值[明度值（L*）、黃藍色值（b*）、紅綠色值（a*）];分析樣品的超高效液相色譜（UPLC）指紋圖譜，并測定其浸出物、揮發油含量。對樣品粉末色度值與質量指標（UPLC指紋圖譜中各色譜峰的相對峰面積以及水溶性浸出物、醇溶性浸出物、揮發油含量）進行Pearson相關性分析，并以色度值和質量指標進行多元統計分析（主成分分析、聚類分析、偏最小二乘法判別分析），進一步結合灰色關聯度法對麩炒北蒼術飲片的炮制時間進行確定。結果：北蒼術飲片在麩炒過程中，隨著炮制時間的延長，飲片粉末的L*、b*呈下降趨勢，a*呈先升高后下降的趨勢;峰1、峰2的相對峰面積先增加后減少，峰3（5-羥甲基糠醛）的相對峰面積增加，其余色譜峰的相對峰面積均減少;浸出物含量變化不明顯，揮發油含量呈一定的下降趨勢。相關性分析結果顯示，峰2～27的相對峰面積、醇溶性浸出物含量以及揮發油含量與色度值呈一定相關性，峰1的相對峰面積和水溶性浸出物含量與色度值無線性相關關系。多元統計分析結果顯示，樣品可聚為炮制輕度（S0～S5）、過度（S12～S15）、適度（S6～S11，即炮制時間為18～33 min）3類;灰色關聯度法結果顯示，麩炒北蒼術飲片的炮制時間應控制在18～24 min范圍內，且最優炮制時間為18 min。結論：麩炒北蒼術飲片粉末的色度值與27個色譜峰的相對峰面積以及浸出物、揮發油的含量具有一定相關性。建議盡量控制炮制時間為18 min。

關鍵詞 麩炒北蒼術飲片;指紋圖譜;色度值;浸出物;揮發油;相關性;炮制

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To analysis the correlation between chromaticity value and quality index of Atractylodis chinensis decoction piece powder stir-fired with bran， and to determine its processing time. METHODS： The processed samples of 16 batches of A. chinensis decoction piece stir-fired with bran （S0-S15， S0 is the raw product of A. chinensis） were prepared， and chromaticity values of all samples were determined， such as lightness value （L*）， yellow blue value （b*）， red green value （a*）. UPLC fingerprint of sample were analyzed， and the contents of extract and volatile oil were also determined. Pearson correlation was used to analyze the correlation between the chromaticity value and quality index （relative peak area of each chromatographic peak in UPLC fingerprint， water-soluble extract content， alcohol-soluble extract content and volatile oil content）. Multivariate statistical analysis （principal component analysis， cluster analysis， partial least squares discriminant analysis） was carried out with chromaticity value and quality index， and the processing time of A. chinensis decoction piece stir-fired with bran was determined by grey correlation method. RESULTS： In the process of bran frying， with the extension of processing time， L* and b* of decoction pieces powder decreased， and a* increased first and then decreased; relative areas of peak 1 and peak 2 increased first and then decreased， while relative areas of peak 3 （5-hydroxymethyl furfural） increased， and the areas of the other peaks decreased. The content of the extract did not change significantly with time， and the content of the volatile oil decreased.? The results of correlation analysis showed that the relative peak area of peak 2-27， alcohol-soluble extract content and volatile oil content had a certain correlation with the chromaticity value， while the relative peak area of peak 1 and water-soluble extract content had no linear correlation with the chromaticity value. Results of multivariate statistical analysis showed that the samples were divided into? ? ? mild （S0-S5）， excessive （S12-S15）， moderate （S6-S11， processing time of 18-33 min）. The results of grey correlation method showed that the processing time of A. chinensis decoction piece stir-fired with bran should be controlled in the range of 18-24 min， and the optimal processing time was 18 min. CONCLUSIONS： There is a correlation between chromaticity value of A. chinensis decoction piece powder stir-fired with bran and the relative peak area of 27 chromatographic peaks， and content of extract and volatile oil. It is suggested that the processing time should be 18 min.

KEYWORDS? ?Atractylodis chinensis decoction piece stir-fired with bran; Fingerprint; Chromaticity value; Extract; Volatile oil; Correlation; Processing

蒼術為菊科植物茅蒼術Atractylodes lancea （Thunb.）DC.或北蒼術Atractylodes chinensis （DC.） Koidz.的干燥根莖[1]。蒼術的炮制方法較多，常用的有麩炒法、土炒法、酒制法、醋炒法、姜汁法等[2]。目前在2020年版《中國藥典》中主要收載麩炒蒼術這一種炮制品[1]。蒼術生品辛溫，具有燥濕、祛風散寒的作用，用于治療濕阻中焦、脘腹脹滿、泄瀉、水腫等癥[2]。經麩炒后，蒼術性味和化學成分均發生了相應的變化，且其健脾養胃以及保肝作用均增強、燥濕作用減弱，可用于治療脾胃不和、腹痞滿等癥[3]。

蒼術的化學成分復雜，在麩炒過程中，其表觀顏色與內在質量均發生了一定程度的變化，而蒼術內在質量的變化可在一定程度上影響其臨床治療效果[4]。隨著現代科學技術的不斷發展，色差分析儀在傳統中藥研究中的應用越來越廣泛，可實現對中藥飲片及其粉末顏色的客觀量化[5-7]，為中藥飲片的炮制程度量化分析及質量控制提供技術支持[8]。基于此，本研究以北蒼術為研究對象（由于蒼術產地差異以及基原不同等原因[9-10]，蒼術中所含的成分也存在一定差異，故本研究明確所用蒼術藥材基原為北蒼術），對其炮制過程樣品粉末的色度值與質量指標[指紋圖譜（前期研究已建立[11]）中各色譜峰的相對峰面積、水溶性浸出物含量、醇溶性浸出物含量、揮發油含量]的相關性進行研究，以期為北蒼術飲片麩炒過程的質量控制及炮制時間的確定提供參考。

1 材料

1.1 主要儀器

本研究所用主要儀器有H-class型超高效液相色譜（UPLC）儀（美國Waters公司）、KQ-700DE型數控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）、Milli-Q Direct型超純水系統（美國Merck公司）、ME204E型萬分之一天平（瑞士Mettler-Toledo公司）、DHG-9147A型電熱恒溫干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）、ARB52B+型紅外測溫儀（東莞萬創電子制品有限公司）、HP-C220型精密色差儀（深圳漢譜光彩科技有限公司）、HK-168型中藥切片機（廣州賽豪機械設備有限公司）、CZ40型超導電加熱炒藥機（北京霍氏機械制造有限公司）。

1.2 主要藥品與試劑

本研究所用5-羥甲基糠醛（5-HMF，批號111626- 201912，純度99.2%）、綠原酸（批號110753-201817，純度96.8%）、咖啡酸（批號110885-201703，純度99.9%）、阿魏酸（批號110771-201915，純度97.7%）、蒼術素（批號111924-201605，純度99.8%）的對照品均購自中國食品藥品檢定研究院;甲醇為分析純，甲酸為色譜純，其余試劑為實驗室常用規格，水為純凈水。

北蒼術藥材均購自哈爾濱福順堂藥材有限公司，經廣東一方制藥有限公司魏梅主任藥師鑒定為菊科植物北蒼術A. chinensis（DC.）Koidz.的干燥根莖。

2 方法與結果

2.1 麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品的制備

參考2020年版《中國藥典》[1]北蒼術【炮制】項下的規定制備北蒼術飲片，再按麩炒法制備不同炮制時間的麩炒北蒼術飲片。具體麩炒方法如下：設置炒藥機加熱溫度為250 ℃，待鍋內溫度穩定在200 ℃時，投入麥麩1.5 kg，炒至冒白煙時，投入北蒼術飲片10 kg進行翻炒;從投入北蒼術飲片后開始計時，每隔3 min取樣1次，共炮制45 min，并采用紅外測溫儀測定出鍋時該飲片表面的溫度。本研究在炒制過程中共取樣16次，各時間點樣品記為S0～S15（其中S0為北蒼術生品）。具體取樣信息見表1。

2.2 麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品的表觀性狀及顏色變化

2.2.1 表觀性狀觀察 取麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品（S0～S15）進行表觀性狀觀察，結果見表2、圖1。

由表2和圖1可知，隨著炮制時間的延長，麩炒北蒼術飲片斷面的整體顏色逐漸加深，由黃棕色變為深黃色再變為棕褐色;飲片斷面的油室顏色逐漸加深，由黃棕色變為棕褐色，且斷面上焦斑的顏色也越來越深。

2.2.2 色度值測定 取麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品（S0～S15）的粉末（過三號篩，下同）適量，壓制成厚度約1 mm的薄片（表觀變化見圖2），采用國際照明委員會認可的D65光源進行照射，經白板校正后，平行拍照3次。觀察并記錄各樣品粉末的色度值[包括明度值（L*）、紅綠色值（a*）、黃藍色值（b*），其數值由大到小分別表示粉末顏色由明變暗、由紅變綠、由黃變藍]，計算總色值（E*ab）、總色差值（ΔE*a）[E*ab=（L*2+a*2+b*2）1/2，ΔE*ab=（ΔL*2+Δa*2+Δb*2）1/2，式中ΔL*=炮制品的L*-生品的L*，Δa*=炮制品的a*-生品的a*，Δb*=炮制品的b*-生品的b*]，結果見表3。由表3可知，隨著炮制時間的延長，麩炒北蒼術飲片粉末的L*、b*呈下降趨勢，a*呈先升高后下降的趨勢;? ? ?ΔE*ab逐漸增大，當ΔE*ab>6時（即炮制9 min后），可與生品明顯區分[6]，詳見表3。

分別以色度值L*、a*、b*為縱坐標（y），以炮制時間為橫坐標（x，min）進行回歸分析，結果見圖3。由圖3可知，L*、b*與炮制時間呈線性關系，a*與炮制時間呈二元回歸關系。

2.3 麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品的UPLC指紋圖譜分析

本課題組前期研究采用UPLC法建立了麩炒北蒼術飲片炮制前后的指紋圖譜[11]，詳見圖4。其中S0樣品（即北蒼術生品）檢測到26個色譜峰（峰2～峰27），S1～S15樣品共檢測到27個色譜峰（峰1～峰27，其中峰2、峰3僅部分樣品中檢測到）。基于此，本研究不再對方法學考察等內容進行贅述，而主要對麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品間的相似度進行評價，并分析27個色譜峰的相對峰面積在炮制過程中的動態變化情況（未檢測到的色譜峰的相對峰面積以0計算）。

2.3.1 相似度評價 以S0樣品的色譜圖為參照圖譜，采用《中藥色譜指紋圖譜相似度評價系統（2012A版）》進行相似度評價。結果顯示，S0～S15樣品的相似度分別為1.000、0.999、0.993、0.990、0.973、0.925、0.887、0.872、0.762、0.612、0.530、0.461、0.444、0.284、0.214、0.088。由此可知，麩炒北蒼術飲片隨著炮制時間的延長，其樣品相似度呈逐漸降低的趨勢，這表明北蒼術飲片經炮制后化學成分發生了明顯變化。

2.3.2 色譜峰的相對峰面積測定 結合本課題組前期研究可知，峰1為北蒼術麩炒后所產生的新成分[11]，基于此，峰1以S1樣品的色譜峰峰面積作為基準“1”，其余色譜峰均以S0樣品的各色譜峰峰面積作為基準“1”，采用相對峰面積進行相對定量，測定麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品的27個色譜峰的相對峰面積，結果見表4。

由表4可知，隨著炮制時間的延長，麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品的色譜峰相對峰面積呈一定動態變化規律：峰1、峰2的相對峰面積先增加后減少;峰3（5-HMF）的相對峰面積增加;峰4～峰27的相對峰面積均減少，且炮制45 min后，峰15已無法檢出。

2.4 麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品的浸出物、揮發油含量的測定

2.4.1 水溶性浸出物和醇溶性浸出物的含量測定 （1）水溶性浸出物：取麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品（S0～S15）粉末約2 g，精密稱定，置于150 mL的錐形瓶中，加水50 mL，參考2020年版《中國藥典》（四部）通則“2201浸出物測定法”項下的水溶性浸出物測定法中的熱浸法進行測定[12]，結果見表5。（2）醇溶性浸出物：取麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品（S0～S15）粉末約2 g，精密稱定，置于150 mL的錐形瓶中，加乙醇50 mL，參考2020年版《中國藥典》（四部）通則“2201浸出物測定法”項下的醇溶性浸出物測定法進行測定[12]，結果見表5。

2.4.2 揮發油的含量測定 取麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品（S0～S15）粉末約60 g，精密稱定，置于1 000 mL的圓底燒瓶中，加水360 mL，參考2020年版《中國藥典》（四部）通則“2204揮發油測定法”項下的甲法進行測定[12]，結果見表5。

由表5可知，隨著炮制時間的延長，麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品的浸出物含量變化不明顯，揮發油含量呈一定的下降趨勢;當炮制至45 min時，揮發油含量相較于炮制0 min時下降約52%。

2.5 麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品粉末的色度值與質量指標的相關性分析

將麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品粉末的色度值、UPLC指紋圖譜中27個色譜峰的相對峰面積（未檢出的色譜峰相對峰面積以0計算）以及水溶性浸出物、醇溶性浸出物、揮發油的含量，分別采用SPSS 25.0軟件進行Pearson相關性分析，結果見表6。

由表6可知，峰4～峰6、峰11～峰13、峰15～峰27的相對峰面積以及揮發油含量與L*、b*均呈正相關，表明隨著L*、b*的減少，上述19個色譜峰的相對峰面積以及揮發油含量均隨之減少。峰2、峰7～10的相對峰面積以及醇溶性浸出物含量與L*、a*、b*均呈一定的相關性：當L*、b*與質量指標均呈正相關時，a*與質量指標則呈負相關（例如峰7～峰10的相對峰面積隨著L*、b*的減少而減少，隨著a*的減少而增加）;當L*、b*與質量指標呈負相關時，a*與質量指標則呈正相關（例如峰2的相對峰面積以及醇溶性浸出物含量隨著L*、b*的減少而增加，隨著a*的減少而減少）。峰14的相對峰面積與b*呈正相關，即隨著b*的減少，峰14的相對峰面積也隨之減少。峰1的相對峰面積以及水溶性浸出物含量與L*、a*、b*均無線性相關關系。

2.6 麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品的多元統計分析

本研究以麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品的色度值以及質量指標等33個變量為指標，采用Simca 14.1軟件進行多元統計分析[主成分分析（PCA）、聚類分析（HCA）、偏最小二乘法判別分析（PLS-DA）][13]。

2.6.1 PCA和HCA 對麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品進行PCA時，共提取了4個特征值>1的主成分因子，其特征值和方差貢獻率見表7，PCA得分圖見圖5。由表7和圖5可知，這4個主成分的作用顯著，可用于反映麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品90%以上的特征信息。

以平方歐氏距離為測度，進行HCA，結果見圖6。由圖6可知，麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品可聚為3類：S0～S5樣品聚為一類，S6～S11樣品聚為一類，S12～S15樣品聚為一類。基于此，筆者將與生品（S0）接近的樣品擬定為炮制輕度樣品（S0～S5），與S15樣品（該樣品中峰15丟失，其原因可能為炮制過度）接近的樣品擬定為炮制過度樣品（S12～S15），其余為炮制適度樣品（S6～S11，炮制時間為18～33 min）。

2.6.2 PLS-DA 對麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品進行PLS-DA后，其模型得分圖見圖7。由圖7可知，麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品可聚為3類，聚類結果與HCA結果一致。PLS-DA模型中R2Y=0.86，Q2=0.69，表明該模型擬合程度好、預測能力強[14]。進一步對該模型中33個指標的變量投影重要性（VIP）進行分析，結果見圖8。選擇VIP值大于1的指標作為麩炒北蒼術飲片炮制過程中的重要質量指標[15]，得到a*和峰2、19、9、7、8、10、13、1、4、21的相對峰面積是該飲片炮制過程中的重要質量指標。

2.7 麩炒北蒼術飲片的炮制時間研究

結合“2.6”項下結果可知，麩炒北蒼術飲片炮制適度的時間為18～33 min，但該時間范圍較寬，無法較好地確定麩炒北蒼術飲片的炮制時間。基于此，本研究參考灰色關聯度法[15]，將“2.6”項下的重要質量指標a*和峰2、19、9、7、8、10、13、1、4、21的相對峰面積以及峰3（5-HMF，其具有一定毒性[16]）的相對峰面積作為評價指標，進行麩炒北蒼術飲片炮制過程樣品的綜合質量評價，以確定其炮制時間，具體步驟如下。

第一，確定分析序列。將麩炒北蒼術飲片炮制過程的16批樣品組成16個評價單元序列xi（k）（i=1，2，3……m;k=1，2，3……n。本研究中m=16，n=12），并以炮制18 min的S6樣品作為最優參考序列xs（k）。

第二，變量的無量綱化。由于評價指標之間的量綱不一致，故須對評價指標進行原始數據的均值化處理，即得無量綱化后的單元序列x′i′（k），見公式（1）。其中，i=0，1，2，3……m;k=0，1，2，3……n。

3 討論

3.1 麩炒北蒼術飲片炮制輔料用量的考察

本課題組前期對麩炒北蒼術飲片炮制輔料（麥麩）的用量（0、15%、30%）進行了考察，結果發現，輔料的用量對麩炒北蒼術飲片粉末的L*、a*、b*并無明顯影響。另外，隨著輔料用量的增加，一方面可以抑制峰1的相對峰面積增加，且當麥麩用量為30%時，峰1的相對峰面積增加不明顯;另一方面可以促進峰2、峰3的相對峰面積的增加，且當麥麩用量為30%時，這2個峰的相對峰面積均增加不明顯。因此，本研究在炮制北蒼術飲片時，麥麩的用量選擇15%。

3.2 麩炒北蒼術飲片粉末的色度值與質量指標的相關性

本研究前期對麩炒北蒼術飲片進行色度值測定時發現，該飲片由于存在油室、外皮及焦斑的性狀，導致所測色度值偏差較大。后續本課題組參考文獻[17]方法，選擇顏色特征更為均一的飲片粉末色度值與質量指標進行相關性分析。本研究結果顯示，隨著炮制時間的延長，麩炒北蒼術飲片粉末的L*、b*呈現下降趨勢，a*呈現先升高后下降的趨勢，表明樣品表觀亮度由明變暗、顏色逐漸變深。進一步將麩炒北蒼術飲片粉末的色度值與指紋圖譜中27個色譜峰的相對峰面積以及水溶性浸出物、醇溶性浸出物、揮發油的含量進行相關性分析發現，隨著L*、b*的降低，峰4～6、峰11～13、峰15～27的相對峰面積以及揮發油含量也隨之減少，峰7、8（咖啡酸）、9、10（阿魏酸）的相對峰面積也隨之減少，而峰2的相對峰面積、醇溶性浸出物含量卻隨之增加;隨著a*的降低，峰2的相對峰面積、醇溶性浸出物含量隨之減少，而峰7～10的相對峰面積卻隨之增加;隨著b*的降低，峰14的相對峰面積以及醇溶性浸出物含量也隨之減少;峰1的相對峰面積及水溶性浸出物含量與L*、a*、b*均無線性相關關系。由此表明，隨著麩炒北蒼術飲片色度值的變化，色譜峰（峰2～27）的相對峰面積、醇溶性浸出物含量以及揮發油含量也隨之呈規律性變化，實際炮制工藝中可結合該飲片炮制品粉末的色度值對其質量指標的變化進行監測。

3.3 麩炒北蒼術飲片炮制時間評價指標的確定

經HCA、PLS-DA發現，麩炒北蒼術飲片可聚為炮制輕度（S0～S5）、適度（S6～S11）、過度（S12～S15）3類;再根據VIP值大于1，篩選出重要質量指標為a*和峰2、19、9、7、8、10、13、1、4、21的相對峰面積。相關研究發現，北蒼術飲片中含有大量的果糖和葡萄糖[18]，在炮制過程中可能發生降解，生成5-HMF（峰3），而該成分具有一定的副作用（如刺激性、腎毒性等）[19]。基于此，本研究將峰3和上述重要質量指標共同作為麩炒北蒼術飲片炮制時間的評價指標，進一步經灰色關聯度分析后發現，麩炒北蒼術飲片的炮制時間應控制在18～24 min范圍內。

綜上所述，麩炒北蒼術飲片粉末的色度值與27個色譜峰的相對峰面積以及浸出物、揮發油的含量具有一定相關性。建議麩炒北蒼術飲片的炮制時間范圍為18～24 min，且可盡量控制在18 min。由于藥材在生產炮制過程中，存在炮制規范、取樣量、炮制儀器等差異，因此在實際炮制過程中仍需結合具體的炮制參數來控制飲片質量。

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（收稿日期：2021-06-29 修回日期：2021-08-30）

（編輯：唐曉蓮）