不同產(chǎn)地加工方式對(duì)天麻質(zhì)量的影響

關(guān)鍵詞： 天麻；有效成分；產(chǎn)地加工；亞硫酸鹽添加劑

中圖分類號(hào)： S567.239.092 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 1004–390X （2024） 06?0113?08

中藥材天麻是蘭科（Orchidaceae） 植物天麻（Gastrodia elata Bl.） 的干燥塊莖。現(xiàn)代研究認(rèn)為：天麻具有增強(qiáng)記憶、改善睡眠質(zhì)量、防治糖尿病等藥理作用[14-19]。隨著栽培技術(shù)的成熟，天麻已廣泛種植于中國(guó)湖北、云南、陜西等地[20]，目前市場(chǎng)中的商品天麻流通幾乎全部依靠人工栽培供應(yīng)。已有研究主要探討了天麻加工過(guò)程中干燥、斷生、硫熏等工藝對(duì)天麻有效藥用成分的影響。劉彥鐸等[21]以天麻素為質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)不同的干燥方法進(jìn)行了比較。MA 等[22]利用電離質(zhì)譜成像技術(shù)，跟蹤調(diào)查蒸制過(guò)程中天麻酚類成分的空間分布變化，并認(rèn)為水解酶的及時(shí)滅活是保證巴利森苷類化合物含量的關(guān)鍵。對(duì)天麻硫黃熏蒸的研究發(fā)現(xiàn)：二氧化硫在1～2 h 內(nèi)即與天麻中的酚酸類化合物發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致天麻素含量降低30.94%，對(duì)羥基苯甲醛含量降低50.00%[23]；此外，硫熏過(guò)程中，苯酚類成分易發(fā)生酯化反應(yīng)，而較高的含水量也為天麻有效成分的轉(zhuǎn)化提供了適宜的反應(yīng)環(huán)境[24]。以上研究結(jié)果表明：不同的加工方式可對(duì)天麻的品質(zhì)產(chǎn)生巨大影響。但關(guān)于天麻的加工研究通常聚焦于部分加工環(huán)節(jié)或單一有效成分，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際產(chǎn)地加工情況較為脫節(jié)，不利于直接指導(dǎo)生產(chǎn)。

由于天麻塊莖中含有大量多糖類成分而不易干燥，因此，在目前的產(chǎn)地加工過(guò)程中，經(jīng)常使用含硫添加劑[ 焦亞硫酸鈉溶液（sodium metabisulfitesolution，SMS）] 浸泡的方法處理天麻。通過(guò)近年來(lái)在天麻主產(chǎn)區(qū)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)：使用SMS浸泡新鮮天麻基本完全替代了傳統(tǒng)硫熏的加工方式，但目前關(guān)于其對(duì)天麻質(zhì)量的影響還知之甚少。為了明確不同產(chǎn)地加工方式和含硫添加劑對(duì)天麻藥材質(zhì)量的影響，本研究結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，采用超高效液相色譜—飛行時(shí)間質(zhì)譜（ultra high performanceliquid chromatography time-of-flight massspectrometry，UPLC-Q-TOF-MS/MS） 解析不同處理方式對(duì)天麻化學(xué)成分的影響，并在此基礎(chǔ)上對(duì)天麻主要差異成分進(jìn)行定量分析，旨在為不同產(chǎn)地加工方式的天麻質(zhì)量評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試劑

色譜級(jí)甲醇和乙腈，德國(guó)默克公司；天麻素（gastrodin，GA，批號(hào)：62499-27-8）、對(duì)羥基苯甲醇（p-hydroxybenzyl alcohol，HA，批號(hào)：623-05-2）、巴利森苷E （parishin E，PE，批號(hào)：952068-57-4）、巴利森苷B （parishin B，PB，批號(hào)：174972-79-3）和巴利森苷C （parishin C，PC，批號(hào)：174972-80-6），成都瑞芬思生物科技有限公司；巴利森苷A （parishin A，PA，批號(hào)：15082302），成都博普菲植物化學(xué)制品有限公司；亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，廣州檢測(cè)科技有限公司；焦亞硫酸鈉，上海皓鴻生物醫(yī)藥科技有限公司；硫黃，洛陽(yáng)天之道新材料科技有限公司。

新鮮天麻樣品為單個(gè)質(zhì)量約為150g 的紅天麻，購(gòu)自湖北省羅田縣九資河鎮(zhèn)，經(jīng)湖北中醫(yī)藥大學(xué)劉大會(huì)教授鑒定為蘭科植物天麻，憑證標(biāo)本存放于湖北中醫(yī)藥大學(xué)。

1.2 主要儀器與設(shè)備

ACQUITY UPLC I-Class 型超高效液相色譜系統(tǒng)和Xevo-G2-S Q-TOF-MS 質(zhì)譜系統(tǒng)（含Mass-Lynx 4.1 軟件），美國(guó)Waters 公司；LC-2030C 3D 型高效液相色譜儀，日本島津公司；ZORBAX EclipseXDB-C18 色譜柱（4.6 mm×250.0 mm，5.0 μm），安捷倫科技（中國(guó)） 有限公司；TRACE1300-ISQQD 型氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)，賽默飛世爾科技（中國(guó)） 有限公司；KQ2200DB 型數(shù)控超聲波清洗器， 昆山市超聲儀器有限公司； 奧豪斯EX125DZH 天平，美國(guó)奧豪斯儀器（上海） 有限公司。

1.3 樣品制備

將采購(gòu)的新鮮天麻樣品洗凈后晾干表面水分，每組挑選大小一致的天麻約600 g。按照產(chǎn)地加工方式，設(shè)置5 種天麻處理方式（表1）：J 組天麻樣品先在SMS 中浸泡2 h，后隔水蒸至斷面無(wú)白心；K 組天麻樣品先在SMS 中浸泡2 h，后水煮至斷面無(wú)白心；L 組天麻樣品先在水中浸泡2 h，后使用SMS 煮至斷面無(wú)白心；M 組天麻樣品先用水煮至斷面無(wú)白心，后置于SMS 中浸泡2 h；N 組天麻樣品先水煮至斷面無(wú)白心，后置于干燥器上層，下層點(diǎn)燃硫黃粉末（m_天麻∶m_硫黃=20∶1） 進(jìn)行硫熏。

在J、K、L 和M 組中，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)使用情況，設(shè)置5 個(gè)SMS 梯度處理，分別為：0 （空白對(duì)照組）、3、6、9 和12g/L；在N 組中，設(shè)置3個(gè)硫熏時(shí)間，分別為：0 （空白對(duì)照組）、1 和2 h。為了分析不同加工方式對(duì)天麻有效成分和二氧化硫殘留量變化的影響，選取常用的煮制斷生（K、L 和M 組） 方式，并采用6g/L SMS 處理樣品，進(jìn)一步分析其成分的變化規(guī)律。天麻處理后統(tǒng)一55 ℃ 烘干，打粉過(guò)60目篩備用。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)品溶液制備

精密稱取適量GA、HA、PA、PB、PC 和PE對(duì)照品，于10 mL 容量瓶中加入50% 甲醇溶液定容，分別制成質(zhì)量濃度為0.416、0.306、0.602、0.318、0.808 和0.318 mg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)品溶液。

1.5 供試品溶液制備

精密稱取天麻藥材粉末0.5 g，加入50% 甲醇溶液20 mL，室溫下超聲提?。üβ?20 W，頻率40 kHz） 30 min，補(bǔ)足失重，取上清液1 mL過(guò)0.22 μm 濾膜，供高效液相色譜與Q-TOF-MS質(zhì)譜分析。在供試樣品制備完成后，間隔挑選15 個(gè)樣品，各取100 μL 制成混合對(duì)照樣品。

1.6 高效液相色譜條件

流動(dòng)相：A 相為色譜純乙腈，B 相為加入0.1% 磷酸的超純水溶液；柱溫30 ℃；進(jìn)樣體積10 μL；流速0.8 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)220 nm；梯度洗脫程序?yàn)椋?～10 min，3%～10% A；10～15 min，10%～12% A； 15～25 min， 12%～18% A； 25～40 min，18% A；40～42 min，18%～95% A。

1.7 質(zhì)譜條件

電噴霧離子源（ESI），離子化模式為負(fù)離子，離子源溫度100 ℃，氮?dú)饬魉?00 L/h。毛細(xì)管電壓2 000 V，錐孔電壓40 V，掃描范圍m/z 50～1500。以Leucineenk Ephalin 為校正液。

1.8 二氧化硫殘留量檢測(cè)方法

天麻樣品的二氧化硫殘留量按照《中華人民共和國(guó)藥典》[25]中的氣相色譜法測(cè)定。

1.9 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)重復(fù)3 次，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。采用SPSS 26 進(jìn)行ANOVA 顯著性分析；采用GraphPad Prism 8.3.0 作圖；采用MassLynxTM4.1 （Waters，美國(guó)） 處理原始質(zhì)譜數(shù)據(jù)，再采用Progenesis QI 和EZinfo 分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要差異化合物

經(jīng)與二級(jí)裂解碎片和標(biāo)準(zhǔn)品（圖1a） 對(duì)比后，確認(rèn)天麻混合樣品（圖1b） 中的6 個(gè)主要有效成分離子峰為2種天麻素類與4 種巴利森苷類化合物。由樣品整體的主成分分析可知：混合對(duì)照樣品的化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)分布穩(wěn)定；5 種不同處理的統(tǒng)計(jì)結(jié)果大致可分為2 大類，其中J、K 組樣品聚為一類，M、N 組樣品聚為另一類，而L 組由于組內(nèi)樣品有效成分含量差異較大導(dǎo)致離散程度較大（圖2a）。從不同處理組的組間數(shù)據(jù)離散程度來(lái)看，K 組和M 組的數(shù)據(jù)完全分離，表明經(jīng)過(guò)這2 種不同處理方式后，天麻成分變化差異明顯，由于煮制斷生法目前在產(chǎn)地加工中被廣泛使用，為了更好地代表不同加工方式對(duì)天麻品質(zhì)的影響差異，選取K 組和M 組樣品進(jìn)行進(jìn)一步的主要差異成分分析。

K 組和M 組間的正交偏最小二乘判別分析結(jié)果（圖2b） 顯示：2 種處理的樣品完全分離。在左側(cè)M 組樣品數(shù)據(jù)的區(qū)間內(nèi)，樣品按不同質(zhì)量濃度處理各自聚集，且組內(nèi)整體離散程度較大，其中，9 g/L 處理的化學(xué)成分含量與空白組相距最遠(yuǎn)，表明該處理下的樣品化學(xué)成分含量變化較大。而在K 組樣品中，各質(zhì)量濃度處理的數(shù)據(jù)離散程度較小，即不同質(zhì)量濃度處理的天麻成分含量變化不明顯。根據(jù)S-plot 分析結(jié)果（圖2c），篩選得到了6 種具有明顯差異的成分，經(jīng)鑒定后確認(rèn)其分別為PE （1，t_R 13.24，m/z 459.115 0）、PA（2，t_R 16.66，m/z 995.305 2）、HA （3，t_R 9.19，m/z124.137 0）、GA （4，t_R 6.06，m/z 285.096 5）、PB（5，t_R 14.14，m/z 727.211 1）、PC （6，t_R 15.63，m/z727.207 4）。根據(jù)其裂解碎片大小和裂解規(guī)律最終確定其化學(xué)結(jié)構(gòu)，分別為2種酚酸類成分（GA、HA） 和4 種糖苷類成分（PA、PB、PC、PE），這些糖苷類化合物在含硫的加工環(huán)境中可能發(fā)生磺化或亞磺化反應(yīng)，從而導(dǎo)致有效成分流失。

2.2 不同加工方式對(duì)天麻有效成分及二氧化硫殘留量的影響

由表2 可知：同一SMS 質(zhì)量濃度下，不同加工方式處理的天麻，其有效成分含量具有顯著差異（Plt;0.05）。L 組樣品的GA 和HA 含量顯著低于其他組，但其PA、PC 和PE 含量顯著高于其他組；從總含量來(lái)看，K 組的6 種有效成分總量最低，M 組的總含量最高。在所有樣品中，酚酸類與巴利森苷類成分總含量呈此消彼長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)，即隨著天麻素類化合物含量的增加，巴利森苷類總含量逐漸下降，且在巴利森苷類含量最低的K 組樣品中，其二氧化硫殘留量最高。

2.3 不同加工方式對(duì)天麻有效成分總含量的影響

由圖3可知：在各組處理中，GA 與HA 含量之和的最小值為2.88 mg/g，達(dá)到二者含量之和不小于2.5 mg/g 的標(biāo)準(zhǔn)[25]。從整體來(lái)看，各處理組中天麻有效成分總量的變化較大，說(shuō)明添加劑的質(zhì)量濃度能顯著影響天麻的品質(zhì)，其中，J 組處理的SMS 質(zhì)量濃度達(dá)到16 g/L 時(shí)，天麻的有效成分總量最低。另外，樣品中各有效成分的占比較為穩(wěn)定，表明這些特征差異化合物在加工過(guò)程中都受到了影響，造成了有效成分的流失并最終影響天麻的品質(zhì)。從有效成分的變化趨勢(shì)來(lái)看，N 組硫熏天麻的有效成分隨著硫熏時(shí)長(zhǎng)的增加而降低；其他使用添加劑溶液浸泡加工的天麻樣品，其有效成分含量均隨著SMS 質(zhì)量濃度的升高呈先升高后降低的趨勢(shì)。在J 組處理中，1 g/L SMS 浸泡處理的天麻總有效成分含量最高，為42.76 mg/g；而在產(chǎn)地加工中常用的煮制斷生（K、L、M 組） 處理下， 均以6 g/L SMS浸泡處理的總有效成分含量最高，分別為35.52、39.77 和39.84 mg/g。以上結(jié)果表明：斷生過(guò)程中，適當(dāng)?shù)厥褂肧MS 可以提高其有效成分總含量，但煮制處理的添加劑溶液超過(guò)6 g/L 后，天麻的有效成分含量降低，過(guò)量使用添加劑會(huì)顯著破壞天麻的品質(zhì)；蒸制斷生的加工方式可以在低質(zhì)量濃度添加劑的條件下（1 g/L） 最大程度地減少有效成分流失。

3討論

中藥原材料的品質(zhì)直接影響著中藥的安全與療效，而藥材的產(chǎn)地加工則是直接影響中藥材的品質(zhì)、賦予其獨(dú)特藥性的過(guò)程，因此，科學(xué)規(guī)范的產(chǎn)地加工方式是中藥質(zhì)量和安全的關(guān)鍵。產(chǎn)地加工的作用包括在藥材收獲后篩分其藥用部位、延長(zhǎng)保質(zhì)期限以利于儲(chǔ)存運(yùn)輸、催生有效成分以提高藥材品質(zhì)、降低藥材毒性、改變藥性等[1， 26-27]。中藥材的鮮加工有效避免了其在自然緩慢干燥過(guò)程中活性成分的流失，在一定程度上保證了成品藥材的質(zhì)量[28]。張薇等[29]研究表明：微波干燥后，丹參表皮較傳統(tǒng)烘干更為鮮亮，其丹參酮類成分的含量也有所提升；而與黑豆共蒸加工后，何首烏中的二苯乙烯苷含量降低了約一半[30]。這說(shuō)明中藥材加工具有減毒增效、提升藥材品質(zhì)的作用。

本研究采用實(shí)際生產(chǎn)的加工方式，通過(guò)比較不同加工方式后天麻的主要差異成分、不同組別天麻藥材有效成分含量以及二氧化硫殘留量的變化規(guī)律，探討5 種加工方式對(duì)天麻品質(zhì)的影響。通過(guò)差異性分析和S-plot 分析，確定了不同處理組間的6 種主要差異成分，并對(duì)其進(jìn)行定量分析；在J、K、L、M 組的空白對(duì)照樣品中，M 組樣品的總有效成分含量最高，達(dá)到39.84 mg/g，該結(jié)果與前期研究結(jié)果[22]一致，即先進(jìn)行斷生處理可以有效減少天麻藥用成分的流失。在所有樣品中，酚酸類與巴利森苷類成分總含量呈此消彼長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)，這可能是由于巴利森苷類化合物由若干個(gè)天麻素分子與檸檬酸在不同位點(diǎn)結(jié)合而成，在含有二氧化硫的酸性環(huán)境下，巴利森苷類成分易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變化，使得天麻素分子與檸檬酸的結(jié)合部位出現(xiàn)裂解與重構(gòu)現(xiàn)象，導(dǎo)致巴利森苷類化合物的相互轉(zhuǎn)化。此外，隨著SMS 質(zhì)量濃度的升高，J、K、L、M 組樣品的有效成分總含量均呈先升高后降低的趨勢(shì)，分析認(rèn)為：在添加劑存在的情況下，外部溶液的滲透壓增高，在一定程度上抑制了天麻中化學(xué)成分向水中的溶解，但試驗(yàn)測(cè)定的6 種有效成分均為水溶性，而這4 組在處理過(guò)程中均長(zhǎng)時(shí)間浸泡于水溶液中，導(dǎo)致天麻的有效成分損失。這說(shuō)明一定程度的產(chǎn)地加工預(yù)處理確實(shí)可以保證中藥材的品質(zhì)（如：經(jīng)九蒸九曬加工的何首烏樣品，其二苯乙烯苷含量呈梯度下降，而游離蒽醌類含量上升[31]），但需要適合的處理時(shí)間和添加劑濃度。

天麻中的有效成分多為水溶性，楊飛等[32]研究認(rèn)為：蒸制處理方式不僅便于天麻的后續(xù)切片加工，而且在斷生過(guò)程中破壞了β-糖苷鍵酶的活性，一定程度上降低了天麻苷的分解。這一結(jié)果與本研究相同。在蒸制處理的J 組樣品中，天麻的有效成分含量最高（42.76 mg/g），添加劑用量（1 g/L） 也低于其他處理組。分析認(rèn)為：在蒸制條件下，天麻不直接與水分接觸，較煮制斷生而言會(huì)減弱成分向外滲透的作用，故保留的有效成分含量較高。在安全性方面，當(dāng)煮制斷生且SMS的質(zhì)量濃度大于6 g/L 后，天麻的有效成分含量呈降低趨勢(shì)，且二氧化硫殘留量可能超過(guò)最大限值（400 mg/kg[25]），因此，在生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格注意SMS 的使用劑量。天麻作為藥食同源產(chǎn)品，應(yīng)多方面綜合評(píng)估其在產(chǎn)地加工過(guò)程中添加劑的種類、用量和用法問(wèn)題，針對(duì)其藥材和食品的雙重屬性制定加工管理規(guī)范。此外，亞硫酸鹽作為化學(xué)合成制劑，會(huì)造成不同程度的二氧化硫殘留，具有潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，不應(yīng)作為長(zhǎng)期使用的加工原料。后續(xù)研究應(yīng)積極尋找綠色的替代加工方案，根據(jù)天麻主要有效成分的化合物類型開發(fā)適宜的產(chǎn)地加工方案，如：杏仁和黃芩中主要為苷類成分，通常通過(guò)熱處理“殺酶保苷”[33-34]；對(duì)于薄荷等揮發(fā)油類成分較高的中藥材，通常避免加熱和處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等[35]。

4 結(jié)論

產(chǎn)地加工時(shí)，及時(shí)的斷生處理可以降低天麻有效成分的損失，一定質(zhì)量濃度的SMS 溶液浸泡也可以減少天麻有效成分的流失；但隨著添加劑質(zhì)量濃度的上升（gt;6g/L），其有效成分含量顯著降低，且二氧化硫殘留量可能超出限值標(biāo)準(zhǔn)。此外，蒸制斷生的效果優(yōu)于煮制斷生。在本研究中，蒸制斷生且添加1 g/L SMS 的加工方式處理下，天麻6 種有效成分的總含量最高，且添加劑的用量最少，增加了天麻產(chǎn)品的安全性。建議在產(chǎn)地加工過(guò)程中應(yīng)盡量減少亞硫酸鈉鹽類添加劑的使用，避免天麻與水分直接接觸，并采用快速蒸制斷生的處理方法，以保證天麻的品質(zhì)。

責(zé)任編輯：何謦成