基于AHP-CRITIC 法探討英山茅蒼術(shù)最佳采收期

歐陽麗敏王新宏朱思敏尤麗莎安 叡邵建華崔 波

（上海中醫(yī)藥大學(xué)，上海201203）

蒼術(shù)是菊科植物茅蒼術(shù)Atractylodes lancea（Thunb.）DC.或北蒼術(shù)Atractylodes chinensis（DC.）Koidz.的干燥根莖［1］。蒼術(shù)最早以“術(shù)”記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，被列為上品，具有燥濕健脾、祛風(fēng)散寒、明目的功效，味辛、苦、性溫［2］。蒼術(shù)化學(xué)成分主要類型為倍半萜類、聚炔類、芳香苷類等；現(xiàn)代藥理活性研究表明，蒼術(shù)具有促進(jìn)胃腸道蠕動、抗?jié)?、抑制胃酸分泌等作用?-5］。

由于近年來生態(tài)環(huán)境的改變，使得茅山地區(qū)茅蒼術(shù)資源破壞嚴(yán)重，已無商品收購［6］，野生瀕臨滅絕，目前多為人工種植。湖北地處亞熱帶，有明顯的季節(jié)變化，溫度對茅蒼術(shù)中主要成分揮發(fā)油的影響較大，確定合適的采收期，對茅蒼術(shù)基地種植規(guī)范化以及提高藥材質(zhì)量有著重要意義。陳佳等［7］通過對蒼術(shù)素、β-桉葉醇的含有量測定，初步確定湖北英山茅蒼術(shù)的最佳采收期為11 月。但由于茅蒼術(shù)中化學(xué)成分極為復(fù)雜，其中多種成分都有明確的藥理活性報道，因此采用多指標(biāo)綜合評價的方法更能體現(xiàn)藥材的內(nèi)在質(zhì)量。本研究結(jié)合湖北英山基地環(huán)境條件，對茅蒼術(shù)樣品中揮發(fā)油、β-桉葉醇、蒼術(shù)素、（4E，6E，12E）-十四癸三烯-8，10-二炔-1，3-二乙酸酯、蒼術(shù)酮、白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ多個指標(biāo)進(jìn)行測定，并結(jié)合AHP 層次分析法、CRITIC 客觀權(quán)重賦值法以及AHP-CRITIC復(fù)合加權(quán)法對定量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，以期優(yōu)選湖北英山茅蒼術(shù)最佳采收期。

1 材料

Agilent 1260 型高效液相色譜儀、Agilent 7890B 氣相色譜儀（美國Agilent 公司）；ME204／02 梅特勒電子分析天平（瑞士梅特勒公司）；SB-5200D-250 型超聲清洗機(jī)（寧波新芝生物科技股份有限公司）；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵（購于鄭州長城科工貿(mào)有限公司）；5424R 型Eppendorf 冷凍離心機(jī)（德國艾本德公司）；粉碎機(jī)（上海廣沙工貿(mào)有限公司）。

對照品β-桉葉醇（批號P27A7F20168）、蒼術(shù)素（批號 Z27M7S15379）、蒼術(shù)酮（批號P06A8F33355）、白術(shù)內(nèi)酯 Ⅰ（批號Z20J7B16421）、白術(shù)內(nèi)酯 Ⅲ（批號ZM0311BD13），純度均≥98%，均購自上海源葉生物科技有限公司；（4E，6E，12E）-十四碳三烯-8，10-二炔-1，3-二乙酸酯（DT）對照品（純度≥98%，批號17-2003）購自上海中藥標(biāo)準(zhǔn)化研究中心。1-十六醇、色譜純甲醇，購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

收集5 至12 月份茅蒼術(shù)樣品，每份3 批，共24 批，均來自于湖北英山茅蒼術(shù)生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范種植基地，經(jīng)九州天潤（武漢）中藥研究院藥材研發(fā)工程師楊群鑒定為正品。

2 含有量測定

2.1 揮發(fā)油含有量 參考2015 年版《中國藥典》四部通則2204 揮發(fā)油測定法甲法測定各月茅蒼術(shù)藥材的揮發(fā)油含有量，結(jié)果見表2。

2.2 β-桉葉醇含有量

2.2.1 對照品貯備液及內(nèi)標(biāo)溶液制備 取β-桉葉醇對照品適量，精密稱定，置于10 mL 量瓶中，加甲醇溶解、定容，搖勻，配制成1.017 mg／mL 對照品溶液。取1-十六醇適量，精密稱定，置于25 mL 量瓶中，加甲醇溶解、定容，搖勻，配制成0.400 0 mg／mL 內(nèi)標(biāo)溶液。

2.2.2 供試品溶液制備 取蒼術(shù)藥材粉末（過3號篩）約0.4 g，精密稱定，置50 mL 錐形瓶中，精密加入25 mL 甲醇，密塞，稱定質(zhì)量，超聲處理（功率250 W，頻率40 kHz）30 min，放冷，再次稱定質(zhì)量，用甲醇補(bǔ)足減失質(zhì)量，搖勻，濾過。精密量取續(xù)濾液5 mL 置10 mL 量瓶中，精密加入內(nèi)標(biāo)溶液1 mL，加甲醇稀釋至刻度，搖勻，即得。

2.2.3 色譜條件 HP-INNOWAX 毛細(xì)管柱（30 m×320 mm，0.25 μm）；升溫程序初始溫度130 ℃，保持1 min，以10 ℃／min 速率升至150 ℃，保持5.5 min，再以3 ℃ ／min 速率升至165 ℃；FID 檢測器溫度270 ℃；進(jìn)樣口溫度270 ℃；載氣壓力299.41 kPa；尾吹氣N2（99.999%）；載氣比例空氣∶H2∶N2＝380∶40∶25；進(jìn)樣量1 μL，分流比1∶1。對照品及供試品氣相色譜圖見圖1。

2.2.4 方法學(xué)考察

2.2.4.1 線性關(guān)系考察 精密量取“2.2.1”項(xiàng)下對照品貯備液0.2、0.4、1.0、2.0、4.0、6.0 mL，置于10 mL 量瓶中，加入1 mL 內(nèi)標(biāo)溶液，用甲醇稀釋至刻度，搖勻備用。精密吸取1 μL，在“2.2.3”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣。以對照品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（X），對照品與內(nèi)標(biāo)峰面積之比為縱坐標(biāo)（Y），進(jìn)行回歸，得回歸方程為Y＝24.388X＋0.118 7（r＞0.999 9）。表明β-桉葉醇在0.020 3～0.610 2 mg／mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

2.2.4.2 精密度試驗(yàn) 取β-桉葉醇對照品溶液，在“2.2.3”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣6 次，測定峰面積，得相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD 為0.96%。表明儀器精密度良好。

圖1 各成分GC 色譜圖Fig.1 GC chromatograms of various constituents

2.2.4.3 重復(fù)性試驗(yàn) 精密稱定已知含有量茅蒼術(shù)樣品0.4 g，按“2.2.2”項(xiàng)下方法平行制備6 份樣品，在“2.2.3”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣1 μL，測定其峰面積比值，得β-桉葉醇含有量平均值RSD 為1.4%。表明該方法重復(fù)性良好。

2.2.4.4 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取同一份茅蒼術(shù)供試品溶液，置室溫條件下，在“2.2.3”項(xiàng)色譜條件下，分別于0、2、4、8、12、24 h 進(jìn)樣1 μL，測定其峰面積比值，得其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD 為3.6%，表明供試品溶液在24 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.2.4.5 加樣回收率試驗(yàn) 精密稱取已知含有量茅蒼術(shù)樣品0.2 g，共9 份，其中每3 份分別按照已知含有量的1.5∶1、1∶1、0.5∶1 加入對應(yīng)β-桉葉醇對照品溶液，按“2.2.2”項(xiàng)下方法平行制備9 份樣品，在“2.2.3”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣1 μL，測定其峰面積比值，計算回收率，結(jié)果見表1。

表1 各成分加樣回收率試驗(yàn)結(jié)果Tab.1 Results of recovery tests for various constituents

2.2.5 樣品含有量測定 分別取5 至12 月茅蒼術(shù)樣品，分別按“2.2.2”項(xiàng)下方法制備供試品溶液，在“2.2.3”項(xiàng)色譜條件下進(jìn)樣。按內(nèi)標(biāo)法計算樣品中β-桉葉醇的含有量（以干燥品計），結(jié)果見表2。

2.3 各成分含有量 參考課題組前期實(shí)驗(yàn)方法，HPLC 法結(jié)合多元統(tǒng)計分析用于蒼術(shù)藥材的質(zhì)量評價［8］，測定5 至12 月茅蒼術(shù)藥材中蒼術(shù)素、DT、蒼術(shù)酮、白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ的含有量，其結(jié)果見表2。

表2 各成分含有量測定結(jié)果（%， n＝3）Tab.2 Results of content determination of various constituents（%， n＝3）

2.4 結(jié)果及分析

2.4.1 AHP 法計算權(quán)重系數(shù) AHP 法是基于層次分析的評估方法，使用數(shù)學(xué)邏輯思維對多個目標(biāo)信息進(jìn)行分析，在處理信息的過程中將同層次的信息進(jìn)行配對比較，并以上一層次中某個信息為對比準(zhǔn)則，計算出各信息間相對重要性的比例，構(gòu)建成對比較判別矩陣，計算出各信息相對于上一層次信息的權(quán)重比例［9］。茅蒼術(shù)主要成分為倍半萜類及聚炔類，藥理活性研究表明這些成分具有保肝、抗菌、中樞抑制和促進(jìn)胃腸道蠕動作用［10］。不同成分的藥理作用強(qiáng)弱存在差別，將各指標(biāo)及揮發(fā)油含有量予以量化，將7 項(xiàng)指標(biāo)分成4 個層次，并確定各指標(biāo)的優(yōu)先順序?yàn)椋〒]發(fā)油、β-桉葉醇、蒼術(shù)素）優(yōu)于DT 優(yōu)于蒼術(shù)酮優(yōu)于（白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ），依次構(gòu)建成對比較的判斷優(yōu)先矩陣，并賦予各項(xiàng)指標(biāo)相對評分。茅蒼術(shù)中揮發(fā)油成分占10.14%，β-桉葉醇為揮發(fā)油中主要成分，蒼術(shù)素為2015 年版《中國藥典》 指標(biāo)性成分，因此β-桉葉醇和蒼術(shù)素較揮發(fā)油相同重要，記1 分；根據(jù)含有量結(jié)果比較，相對于揮發(fā)油，DT 記2 分，蒼術(shù)酮記3 分，白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、Ⅲ記5 分；相反比較，則以相應(yīng)分值的倒數(shù)來表示。結(jié)果見表3。

表3 指標(biāo)成對比較判斷優(yōu)先矩陣Tab.3 Priority matrix for comparison on index pairs

采用和法求解揮發(fā)油、β-桉葉醇、蒼術(shù)素、DT、蒼術(shù)酮、白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ的權(quán)重系數(shù)分別為0.234 1、0.234 1、0.234 1、0.129 0、0.079 5、0.044 6、0.044 6、。由公式，n＝7 查表得隨機(jī)一致性指標(biāo)RI＝1.32 得出最大特征根（λ）為7.016 7，一致性指標(biāo)（CI）為0.002 8，一致性比率（CR）為0.002 1＜0.1，即指標(biāo)優(yōu)先比較矩陣通過一致性檢驗(yàn)，權(quán)重系數(shù)有效。故將加權(quán)得分公式設(shè)定為，計算權(quán)重，結(jié)果見表4。

2.4.2 CRITIC 法計算權(quán)重系數(shù) CRITIC 法是一種以評價指標(biāo)間的對比強(qiáng)度及沖突性作為基礎(chǔ)綜合衡量的客觀權(quán)重計算方法，對比強(qiáng)度以標(biāo)準(zhǔn)差σj來體現(xiàn)，沖突性以指標(biāo)間相關(guān)性為基礎(chǔ)，以Rj＝的形式來體現(xiàn)，其中rij為評價指標(biāo)i和j之間的相關(guān)系數(shù)。設(shè)Cj表示第j個指標(biāo)所包含的信息量，則Cj可表示為Cj＝，j＝1，2，3，4，…，Cj越大則第j個指標(biāo)所包含的信息量越大，則該指標(biāo)的相對重要性也就越大，所以第j個指標(biāo)的客觀權(quán)重Wj應(yīng)為Wj＝。將表中的數(shù)據(jù)經(jīng)線性插值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，指標(biāo)成分＝（實(shí)測值-最小值）／（最大值-最小值）［11-13］，根據(jù)SPSS 22.0 軟件處理數(shù)據(jù)得到相關(guān)矩陣（A）為

表明兩兩成分比較呈正相關(guān)，由Cj、Wj公式得到揮發(fā)油、β-桉葉醇、蒼術(shù)素、DT、蒼術(shù)酮、白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ的權(quán)重系數(shù)分別為0.127 7、0.097 6、0.153 5、0.170 3、0.158 4、0.096 7、0.195 8，將加權(quán)得分公式設(shè)定為X＝，計算權(quán)重，結(jié)果見表4。σj為標(biāo)準(zhǔn)化后列向量的標(biāo)準(zhǔn)差。

2.4.3 AHP-CRITIC 復(fù)合加權(quán)法計算權(quán)重系數(shù)AHP 法量化了評價指標(biāo)兩兩比較判斷的優(yōu)先信息，主觀評價了各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，基本體現(xiàn)了各成分對總體效果貢獻(xiàn)的主次順序，又采用CRITIC 法客觀評價了相應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，不僅考慮各樣本數(shù)據(jù)的變異性對賦權(quán)的影響，還考慮了各指標(biāo)性間的沖突性，使得賦權(quán)更加客觀。本研究將AHP 法和CRITIC 法結(jié)合起來計算權(quán)重，即注重客觀，又不失主觀，以期評價結(jié)果更加科學(xué)、合理［14-15］。定義綜合權(quán)重為W綜合-ij＝，計算得揮發(fā)油、β-桉葉醇、蒼術(shù)素、DT、蒼術(shù)酮、白術(shù)內(nèi)酯Ⅰ、白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ的權(quán)重系數(shù)分別為0.219 3、0.167 6、0.263 8、0.161 2、0.092 4、0.031 6、0.064 0，將加權(quán)得分公式設(shè)定為X＝，計算權(quán)重，結(jié)果見表4。

表4 3 種賦權(quán)法評分結(jié)果Tab.4 Scores of three weighting coefficient analysis methods

2.4.4 綜合評價結(jié)果比較 分別用AHP 法、CRITIC 法及AHP-CRITIC 混合加權(quán)法計算得到的權(quán)重系數(shù)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合評分比較，結(jié)果見圖2。通過相關(guān)系數(shù)分析，AHP 法和CRITIC 法的相關(guān)系數(shù)為0.918，AHP 法和復(fù)合加權(quán)法的相關(guān)系數(shù)為0.993，CRITIC 和復(fù)合加權(quán)法的相關(guān)系數(shù)為0.943，三者相關(guān)性有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），表明3 種方法的評分結(jié)果具有一致性；就權(quán)重系數(shù)而言，AHP 法和CRITIC 法的相關(guān)系數(shù)為0.327，兩者相關(guān)性無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），表明AHP 法和CRITIC 法所反映的信息不具有疊加性［16-17］，相比而言，AHP-CRITIC 復(fù)合加權(quán)法從主、客觀兩方面考慮，所體現(xiàn)的信息更為全面，較單一的方法更合理，更符合實(shí)際。

圖2 3 種權(quán)重分析法計算得分圖Fig.2 Line chart of three weight coefficient analysis methods scores

3 討論

藥材的品質(zhì)與其采收期密切相關(guān)，各成分含有量的積累處在一個動態(tài)變化過程中，在了解和掌握藥材生物量和活性成分動態(tài)變化的基礎(chǔ)上，確定藥材的適宜采收期非常必要［17］。根據(jù) AHP、CRITIC、AHP-CRITIC 復(fù)合加權(quán)法計算得到的權(quán)重，進(jìn)而計算5 至12 月各月份得分，結(jié)果呈現(xiàn)先變小再變大，7 月得分最低，11 月得分最高，且揮發(fā)油和β-桉葉醇含有量與5 至12 月得分變化趨勢一致，因此從茅蒼術(shù)揮發(fā)油、β-桉葉醇含有量以及3 種計算權(quán)重方法得到的各月份的權(quán)重得分確定湖北英山茅蒼術(shù)的最佳采收期為11 月。

清代《本草易讀》 中記載蒼術(shù)“處處山中有之，茅山者良。其葉抱莖而生，梢間葉似棠梨，其腳下葉有三、五，皆有鋸齒，秋月采者佳，春產(chǎn)者虛軟”。后人歸納的《中藥炮制》 中記載，蒼術(shù)采收季節(jié)為秋季。2015 年版《中國藥典》 規(guī)定蒼術(shù)采收期為春、秋兩季，本研究結(jié)果11 月采收與古人記載相契合。

茅蒼術(shù)含有倍半萜類、聚炔類等成分，藥理作用較為廣泛，因此研究茅蒼術(shù)多指標(biāo)成分時往往需要確定各指標(biāo)成分的權(quán)重系數(shù)。AHP 層次分析法，人為的確定各指標(biāo)的判斷優(yōu)先矩陣，將各指標(biāo)的重要性轉(zhuǎn)化為可量化的權(quán)重系數(shù)，能結(jié)合實(shí)際因素考慮試驗(yàn)中各指標(biāo)的優(yōu)先順序，但AHP 法的主觀性較強(qiáng)，易受不同人的知識、經(jīng)驗(yàn)、生活等諸多因素影響，容易片面性的忽視樣本客觀數(shù)據(jù)信息；CRITIC 賦權(quán)法是一種基于數(shù)據(jù)本身的標(biāo)準(zhǔn)偏差及相關(guān)系數(shù)來確定權(quán)重的客觀賦值方法，但容易忽視指標(biāo)間的重要性；而CRITIC-AHP 復(fù)合加權(quán)法結(jié)合2 種賦權(quán)方法的優(yōu)點(diǎn)，在保持權(quán)重系數(shù)穩(wěn)定的同時，更好地區(qū)分各成分的重要性。

較多研究以單一成分或單一類成分作為考察指標(biāo)研究蒼術(shù)采收期，不能準(zhǔn)確反映其內(nèi)在質(zhì)量，本研究首次以蒼術(shù)中6 種有效成分以及總揮發(fā)油含有量作為考察指標(biāo)，采用 AHP、CRITIC、AHPCRITIC 復(fù)合加權(quán)法計算各指標(biāo)權(quán)重、對不同采收期蒼術(shù)有效成分含有量進(jìn)行綜合評價，優(yōu)選湖北英山茅蒼術(shù)最佳采收期，結(jié)果更具有科學(xué)合理性，以期為蒼術(shù)最佳采收時間提供數(shù)據(jù)支持，同時也為蒼術(shù)內(nèi)在質(zhì)量綜合評價體系的建立提供參考。