焦栀子炒制过程炮制动力学及颜色褐变机理研究

作     者：刘德鹏 

作者单位：安徽中医药大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王成永;张村

授予年度：2020年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

主      题：焦栀子 炮制动力学 红外光谱 美拉德反应 表观颜色 

摘      要：栀子为茜草科植物栀子Gardenia jasminoides Ellis的干燥果实,具有泻火除烦,清热利湿,凉血解毒的功效。生栀子性味苦寒,易伤脾胃,炒焦后栀子的苦寒之性减弱,凉血止血作用增强,临床应用广泛。目的:利用热分析技术和化学动力学原理,探明栀子的热解特性,初步揭示焦栀子炮制过程温度-时间-化学物质的动力学变化规律;应用中红外光谱技术,分析焦栀子炮制过程样品的宏观和指纹信息;基于“表里关联从美拉德反应角度初步揭示焦栀子的炮制过程机理。方法:通过热重实验模拟焦栀子的炮制过程,确定栀子热解主要温度范围,制备不同温度下的焦栀子炮制过程饮片,采用HPLC法分析不同炮制温度-时间下焦栀子过程饮片9个主要成分含量变化,根据含量变化规律与化学动力学原理,建立炮制动力学方程。以中红外光谱技术对生栀子和西红花Ⅰ的一维红外光谱进行分析,以西红花苷Ⅰ为对照,对生栀子中的主体成分进行归属分析,进一步对焦栀子炮制过程样品进行一维红外光谱分析与二阶导数图谱分析。利用视觉分析仪分析焦栀子炮制过程样品表观颜色(色度空间参数)的变化规律;以多成分、多指标对焦栀子炮制过程与美拉德反应相关的内在成分变化进行研究,利用紫外分光光度计测定总还原糖含量、总氨基酸含量、A(420 nm处吸光度)变化,利用p H计对焦栀子炮制过程酸碱度进行测定,采用HPLC测定5-HMF(5-羟甲基糠醛)含量变化,多糖变化以苯酚-硫酸法测定,并以高效凝胶色谱测定多糖分子量分布,采用HPLC-ELSD分析多糖组成;通过SPSS24.0软件,对色度空间参数L*(明度值)、a*(红绿色值)、b*(黄蓝色值)、E*ab(总色值)与总氨基酸含量、总还原糖含量、总多糖含量、A、p H值、5-HMF含量作Pearson相关性分析与线性回归分析。结果:栀子主要热解温度范围为:229.7～329.4℃,所得京尼平苷动力学方程为:ln K=9.5938-6968.3·T,西红花苷Ⅰ动力学方程为:ln K=5.4161-4.72.7·T,多成分动力学方程为:ln K=7.703-5801.2·T,r=0.9943。一维红外光谱分析结果表明,焦栀子随着炮制时间的延长,1628 cm处的吸收峰,逐渐向低频移动,出现在1623 cm处,可能是由栀子中所含成分的酯基在炒制过程中发生了变化;二阶导数分析结果表明,焦栀子随着炮制时间的延长,1228 cm逐渐减弱,至1239 cm逐渐增强,1050 cm、1033 cm逐渐增强,这可能是与焦栀子在炮制过程中多糖类成分发生变化有关。焦栀子炮制过程样品颜色客观、数字化分析与焦栀子传统主观颜色判断基本相符。焦栀子炒制过程饮片的颜色褐变推测与美拉德反应有关,随着炮制时间的延长,总还原糖含量、总氨基酸含量降低,总多糖含量无明显变化,p H值介于酸性范围,美拉德最终产物类黑色素A、中间产物5-HMF含量升高(p H0.05),其中色度空间参数L*、a*、b*、E*ab值与总还原糖含量和总氨基酸含量呈极显著正相关,与A、5-HMF含量呈极显著负相关。线性回归分析结果也表明,二者相关性较大。研究结果证明焦栀子在炮制过程中发生了美拉德反应。结论:京尼平苷、西红花苷Ⅰ及多成分动力学方程的建立,可以为焦栀子炮制终点的确立提供依据;利用中红外光谱技术对焦栀子炮制过程饮片进行分析,不仅可以为栀子不同饮片的鉴别提供依据,也可为阐释焦栀子炮制机理提供参考;通过焦栀子炮制过程色泽变化与美拉德反应的相关性研究,不仅证明了焦栀子在炮制过程中发生了美拉德反应,还可以为焦栀子主观颜色的客观数字化分析提供依据,为从新的角度阐释焦栀子炮制机理提供参考。