濕度對黨參藥材化學(xué)質(zhì)量穩(wěn)定性的影響△

高石曼，劉久石，王敏，曹婷婷，齊耀東，張本剛，劉海濤，孫曉波，肖培根

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193

黨參為桔梗科植物黨參Codonopsispilosula(Franch.) Nannf.、素花黨參CodonopsispilosulaNannf. var.modesta(Nannf.) L. T. Shen或川黨參CodonopsistangshenOliv.的干燥根，性味甘平，具有健脾益肺、養(yǎng)血生津的功效[1]。黨參的化學(xué)成分主要有多炔多烯類、糖類、黃酮類、木脂素類、生物堿類、萜類、甾類等多種成分，具有調(diào)節(jié)免疫，促進(jìn)造血，保護(hù)心血管，保護(hù)神經(jīng)中樞，調(diào)節(jié)腸胃及調(diào)節(jié)內(nèi)分泌等功能[2]。其中，黨參炔苷是保護(hù)胃黏膜的活性成分之一[3]。多糖具有增強(qiáng)免疫力及增強(qiáng)造血功能等作用[4]。此外，蔗糖、葡萄糖和果糖等游離態(tài)糖類成分與多糖的結(jié)構(gòu)和功能有密切聯(lián)系[5-7]，并具有一定的藥理活性[8-10]。

濕度與中藥材的質(zhì)量密切相關(guān)[11]，儲藏過程中空氣的相對濕度過高時，中藥材會吸收大量水分而受潮，出現(xiàn)霉變、蟲蛀等現(xiàn)象，其中，含淀粉類、糖類、黏液質(zhì)的中藥材更容易吸潮變質(zhì)[12]。此外，隨著儲藏時間的推移，藥材的各項指標(biāo)均會發(fā)生不同程度的變化。前期的研究表明，黨參中各個化學(xué)成分隨儲藏時間的延長，會發(fā)生不同程度的變化。然而，有關(guān)黨參中藥效物質(zhì)基礎(chǔ)在不同條件下隨時間的變化規(guī)律的相關(guān)研究幾乎沒有。因此，明確濕度對黨參藥材化學(xué)質(zhì)量穩(wěn)定性的影響，對確保黨參臨床用藥安全可靠具有重要意義。

本研究以甘肅省岷縣黨參藥材規(guī)范化種植基地種植的黨參藥材為材料，設(shè)置常濕、20%、5% 3種不同的濕度，以黨參炔苷、多糖、葡萄糖、果糖和蔗糖為指標(biāo)，自采收加工完畢起，每隔1個月檢測1次各成分的含量，持續(xù)跟蹤6個月。分析在此時間內(nèi)黨參藥材中各化學(xué)成分的變化規(guī)律，比較不同濕度對黨參藥材化學(xué)質(zhì)量穩(wěn)定性的影響。

1 材料

1.1 儀器

Waters 2695-2996高效液相色譜系統(tǒng)、Empower 2工作站(美國waters公司)，Agilent 1260高效液相色譜儀、Agilent Technologies 380-ELSD蒸發(fā)光散射檢測器、ChemStation工作站(美國安捷倫科技有限公司)，AL204電子分析天平(METTLER TOLEDO)，KQ-300DE型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)，UV2550紫外分光光度儀(SHIMADZU，JAPAN)，XMTD-6000水浴鍋(北京市長風(fēng)儀器儀表公司)，低濕儲存柜(明日百傲北京科技有限公司)。

1.2 試藥

乙腈為色譜純(Honeywell，美國)，超純水(Milli-Q System，美國)，甲醇、乙醇、硫酸為分析純(北京化工廠)，苯酚為分析純(天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所)。黨參炔苷(天津馬克生物技術(shù)有限公司，純度>98%，批號：20151202)，蔗糖(中國食品藥品檢定研究院，純度>99%，批號：111507-201303)，D-無水葡萄糖(中國食品藥品檢定研究院，純度>99%，批號：110833-201506)，果糖(中國食品藥品檢定研究院，純度>99%，批號：100231-201606)。

黨參藥材樣品于2017年12月收集于甘肅省定西市岷縣十里鎮(zhèn)十里村黨參藥材規(guī)范化種植基地(34°29′N，103°57′E，2340 m)，經(jīng)中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所張本剛研究員鑒定為桔?？浦参稂h參Codonopsispilosula(Franch.) Nannf.的干燥根，憑證標(biāo)本保存于中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所藥用植物資源研究中心。黨參藥材樣品共計9份(S1～9)，S1～S3放置在常濕條件下(35%～55%)，S4～6放置在20%濕度下，S7～S9放置在5%濕度下。其中，濕度采用低濕儲存柜控制，各黨參藥材樣品在放置前后的水分均符合《中華人民共和國藥典》(2015年版)的要求。溫度均為室溫，各黨參藥材樣品之間的放置溫度無差異。

2 材料

2.1 黨參炔苷的測定

黨參炔苷的測定方法基于前期發(fā)表的論文[13]。取黨參樣品細(xì)粉約1 g，精密稱定，加70%甲醇30 mL，稱質(zhì)量，超聲2次，每次30 min，取出，放冷，稱質(zhì)量，并用70%甲醇補(bǔ)足失去質(zhì)量，濾過，取續(xù)濾液過0.22 μm濾膜即得。色譜柱為Waters XBridge C18(250 mm×4.6 mm，5 μm)，進(jìn)樣量10 μL，檢測波長267 nm，流動相洗脫為水(A)-乙腈(B)，梯度洗脫(0～8 min，5%B；8～10 min，5%～8%B；10～25 min，8%～15% B；25～26 min，15%～20%B；26～36 min，20%B；36～48 min，20%～37%B；48～55 min，37%～60%B；55～70 min，60%B；70～80 min，60%～90%B；80～90 min，90%B)，柱溫30 ℃，流速0.8 mL·min-1，進(jìn)樣量10 μL。

2.2 多糖的測定

多糖的測定方法基于前期發(fā)表的論文[13]。取黨參藥材樣品細(xì)粉約0.25 g，精密稱定，置圓底燒瓶中，加80%乙醇150 mL，置水浴中加熱回流1 h，趁熱濾過，殘渣用80%熱乙醇洗滌3次，每次10 mL，將殘渣及濾紙置燒瓶中，加水150 mL，置沸水浴中加熱回流1 h，趁熱濾過，殘渣及燒瓶用熱水洗滌4次，每次10 mL，合并濾液與洗液，放冷，轉(zhuǎn)移至250 mL量瓶中，加水至刻度，搖勻，精密量取2 mL，定容至10 mL容量瓶中，精密量取1 mL，置10 mL具塞干燥試管中，精密加入5%苯酚溶液1 mL，搖勻，再精密加硫酸5 mL，搖勻，置沸水浴中加熱20 min，取出，置冰浴中冷卻5 min，以相應(yīng)試劑為空白，照紫外-可見分光光度法(通則0401)，在490 nm的波長處測定吸光度。

2.3 蔗糖、葡萄糖和果糖的測定

蔗糖、葡萄糖和果糖的測定方法基于前期發(fā)表的論文[14]。取黨參藥材樣品粉末約1 g，精密稱定，置于100 mL具塞三角瓶中，精密加入水50 mL，稱定質(zhì)量，加熱回流提取1 h，放冷，再稱定質(zhì)量，用水補(bǔ)足減失的質(zhì)量，放冷，搖勻后，經(jīng)0.22 μm微孔濾膜濾過即得。色譜柱為Agilent Hi-Plex Ca(300 mm×7.7 mm)，流動相為超純水，流速0.5 mL·min-1，柱溫80 ℃。ELSD漂移管溫度30 ℃，蒸發(fā)管溫度60 ℃，載氣流速1.4 L·min-1，增益1。

2.4 統(tǒng)計分析

采用SPSS軟件(21.0版)對各化學(xué)成分的含量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。組與組之間的比較采用單因素方差分析法(ANOVA)，并用紐曼-科伊爾斯檢驗法(S-N-K)進(jìn)行兩兩比較。所有的數(shù)據(jù)均為3個重復(fù)實驗的平均結(jié)果。P<0.05差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 結(jié)果

3.1 黨參炔苷的變化規(guī)律

9批黨參藥材樣品中黨參炔苷的含量變化情況見表1和圖1。在不同濕度下，黨參炔苷的含量隨時間的延長均表現(xiàn)出下降的趨勢。其中，在常濕條件下，黨參炔苷的含量下降較快，6個月內(nèi)由0.225%下降至0.101%。1個月時，黨參炔苷的含量與最初相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。在20%濕度下，黨參炔苷的含量在6個月內(nèi)整體下降幅度為0.097%，2個月時，其含量與最初相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。在5%濕度下，黨參炔苷的含量在6個月內(nèi)整體下降幅度為0.098%，3個月時，其含量與最初相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

圖1 不同濕度下黨參炔苷隨時間的變化規(guī)律

不同濕度下黨參炔苷的起始含量差異不具統(tǒng)計學(xué)意義，1個月后，黨參炔苷的含量差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。由整體趨勢可知，6個月內(nèi)，黨參炔苷的含量在5%濕度下整體較高，其次為20%濕度、常濕下黨參炔苷的含量整體較低。

3.2 多糖的變化規(guī)律

9批黨參藥材樣品中多糖的含量變化情況見表2和圖2。在不同濕度下，多糖的含量隨時間的延長均表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，且均在3個月時達(dá)到最高。其中，在常濕條件下，多糖含量的變化幅度較大。在3個月時，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)由15.74%上升至31.34%，高于其他溫度下的多糖含量。3個月后，多糖含量迅速下降，至6個月時，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降

表1 不同濕度下黨參藥材中黨參炔苷的含量變化情況(n=3) %

表2 不同濕度下黨參藥材中多糖的含量變化情況(n=3) %

圖2 不同濕度下多糖隨時間的變化規(guī)律

至10.31%，高于其他溫度下的多糖含量。在20%濕度下，多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3個月時由最初的15.34%上升至29.05%，至6個月，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降至10.85%。在5%濕度下，多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3個月時由最初的15.93%上升至27.24%，至6個月，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降至11.20%。不同濕度下的多糖含量在1個月時與最初相比均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

在不同濕度下，多糖最初的含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義，1個月時，多糖的含量即差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。由整體趨勢可知，6個月內(nèi)，多糖的含量在5%濕度下較為穩(wěn)定，其次為20%濕度，常濕下多糖的含量變化幅度較大，穩(wěn)定性較差。

3.3 蔗糖的變化規(guī)律

9批黨參藥材樣品中蔗糖的含量變化情況見表3和圖3。在不同濕度下，蔗糖的含量隨時間的延長均表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，且均在3個月時達(dá)到最高。其中，常濕下蔗糖含量的變化相對較大，3個月時，蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)由13.39%上升至21.95%，至6個月，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降至7.18%。在5%和20%濕度下，蔗糖含量的變化趨勢較為相似，3個月時，蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)由13.25%上升至20.33%，或由13.53%上升至21.73%，至6個月，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別下降至8.82%和8.61%。不同濕度下蔗糖含量在1個月后與最初相比差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

在不同濕度下，蔗糖的初始含量差異無統(tǒng)計意義，至3個月時，其含量差異具有統(tǒng)計意義(P<0.05)。由整體趨勢可知，在6個月內(nèi)，蔗糖的含量在5%和20%下較為穩(wěn)定，而常濕下蔗糖含量變化幅度較大，穩(wěn)定性較差。

表3 不同濕度下黨參藥材中蔗糖的含量變化情況(n=3) %

圖3 不同濕度下蔗糖隨時間的變化規(guī)律

3.4 葡萄糖的變化規(guī)律

9批黨參藥材樣品中葡萄糖的含量變化情況見圖4和表4。在不同濕度下，葡萄糖的含量隨時間的延長均呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，且均在3個月時達(dá)到最高。其中，常濕下葡萄糖含量的變化趨勢較快，3個月時，葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)由3.94%上升至6.19%，其含量高于其他溫度下的含量。而3個月后，葡萄糖含量迅速下降，至6個月，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降至3.10%，低于其他溫度下的含量。在5%濕度下，葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3個月時由3.89%上升至5.56%，至6個月，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降至3.85%。在20%濕度下，葡萄糖含量在3個月時由4.00%上升至5.66%，至6個月，其含量下降至3.495%。不同濕度下葡糖糖的含量在1個月時與最初相比差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

在不同濕度下，葡萄糖的初始含量差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，至2個月時，不同濕度下葡萄糖的含量差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。由整體趨勢可知，在5%濕度下，葡萄糖的含量在6個月內(nèi)最為穩(wěn)定，其次為20%濕度，而常濕下葡萄糖的含量最不穩(wěn)定。

圖4 不同濕度下葡萄糖隨時間的變化規(guī)律

3.5 果糖的變化規(guī)律

9批黨參藥材樣品中果糖的含量變化情況見表5和圖5。在不同濕度下，果糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時間的延長均表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，且均在3個月時達(dá)到最高。其中，在常濕條件下，果糖的含量變化幅度相對較大。3個月時，果糖含量由14.64%上升至23.63%，3個月后，其含量迅速下降，至6個月時，果糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降至5.85%。在5%和20%濕度下，果糖含量的變化趨勢較為相似。3個月時，果糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)由14.22%上升至24.08%，或由14.61%上升至24.26%，至6個月，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別下降至6.63%和6.47%。不同濕度下的果糖含量在1個月后與最初相比差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

不同濕度下，果糖的起初含量差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，1個月后，各濕度下果糖的含量差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，隨后，其含量又趨于一致，差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，至4個月時，各濕度下蔗糖的含量差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。由整體趨勢可知，在5%和20%濕度下，果糖的含量在6個月內(nèi)較為穩(wěn)定，而常濕下果糖的含量最不穩(wěn)定。

表4 不同濕度下黨參藥材中葡萄糖的含量變化情況(n=3) %

表5 不同濕度下黨參藥材中果糖的含量變化情況(n=3) %

圖5 不同濕度下果糖隨時間的變化規(guī)律

4 討論

黨參炔苷為一個苷類成分[15]，隨著時間的延長，黨參炔苷不斷破壞并分解，導(dǎo)致其含量不斷下降，這與枸杞子中蘆丁的變化趨勢相似[16]。另外，黨參藥材中的糖類成分在不斷發(fā)生變化。一方面，非糖物質(zhì)不斷轉(zhuǎn)化為糖類物質(zhì)；另一方面，多糖隨著時間的延長，可以部分轉(zhuǎn)化為低聚糖，進(jìn)一步水解為二糖和單糖[17]。其中，蔗糖是二糖，可進(jìn)一步水解生成葡萄糖和果糖。而單糖的含量也會隨時間的延長而消耗。多糖含量的變化規(guī)律可能是由于前期非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為多糖的速度快于多糖的水解速度，因而多糖含量不斷上升，而在后期，非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化逐漸減少，多糖的分解占據(jù)主導(dǎo)，導(dǎo)致多糖含量下降。蔗糖含量的變化可能是由于前期多糖的水解及其他途徑合成蔗糖的速度快于蔗糖自身的水解速度，因而其含量不斷上升。在后期，蔗糖自身水解的速度加快，導(dǎo)致其含量下降。葡萄糖和果糖含量的變化可能是由于前期蔗糖的水解及其他途徑合成葡萄糖和果糖的速度快于其消耗速度，導(dǎo)致葡萄糖和果糖的含量上升。在后期，葡萄糖和果糖以消耗為主，導(dǎo)致其含量下降。本研究蔗糖、葡萄糖和果糖的變化趨勢與文獻(xiàn)[18]中洋蔥的報道一致。實際上，黨參藥材中各化學(xué)成分的變化及糖類成分之間的轉(zhuǎn)化存在著復(fù)雜的過程，其機(jī)制需要進(jìn)一步探討。

不同濕度下黨參藥材中各化學(xué)成分的變化規(guī)律不同，這可能是由于常濕下各化學(xué)成分的代謝速度較快，因而呈現(xiàn)快速上升或下降的現(xiàn)象，而降低濕度可以有效地控制各化學(xué)成分的代謝處于較低的水平，因此，其變化趨勢比較緩慢。因此，低濕條件下，黨參藥材中各化學(xué)成分的含量較為穩(wěn)定。該結(jié)論與文獻(xiàn)[19]中灰氈毛忍冬的研究結(jié)果一致。

5 結(jié)論

本研究以黨參炔苷、多糖、葡萄糖、果糖和蔗糖為指標(biāo)，研究了黨參藥材在常濕、20%、5% 3種不同的濕度下6個月內(nèi)各化學(xué)成分的變化規(guī)律。結(jié)果顯示，濕度對黨參藥材中的化學(xué)成分有較大的影響，進(jìn)而影響到黨參藥材的化學(xué)質(zhì)量穩(wěn)定性?；诒狙芯康慕Y(jié)果，在6個月內(nèi)，黨參藥材中黨參炔苷的含量在不同濕度下呈現(xiàn)出不同程度的下降趨勢，而多糖、蔗糖、葡萄糖和果糖的含量在不同濕度下均呈現(xiàn)出不同程度的先升高再降低的趨勢。其中，常濕下黨參炔苷的下降幅度最快，5%濕度下黨參炔苷的穩(wěn)定性最好。另一方面，多糖、蔗糖、葡萄糖和果糖的變化規(guī)律相似，各糖類的含量在3個月時達(dá)到峰值，之后不同程度地下降。常濕下各糖類成分的上升和下降幅度均最大，5%濕度下各糖類的穩(wěn)定性最好。因此，低濕條件較利于黨參藥材的化學(xué)質(zhì)量穩(wěn)定性。

該研究提示濕度對黨參藥材的化學(xué)質(zhì)量穩(wěn)定性具有較大影響，在實際生產(chǎn)實踐過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制黨參藥材的儲藏濕度，以期保證黨參藥材質(zhì)量的穩(wěn)定可靠，為臨床用藥的有效性奠定基礎(chǔ)。在進(jìn)一步研究中，可應(yīng)用組織化學(xué)的方法對有效成分進(jìn)行定位，探討結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，應(yīng)用分子生物學(xué)手段，研究有關(guān)酶的作用方式和調(diào)控通路，及有關(guān)基因的直接調(diào)控作用，將生理、生化及分子生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，闡明變化機(jī)理。