大黄干燥历史沿革及现代研究进展

沈 娜，陈 垣*，郭凤霞，魏 牧，崔玉磊，郝文华，明群茂

（1.甘肃农业大学农学院，甘肃省干旱生境作物重点实验室，甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室，甘肃 兰州 730070； 2.甘肃农业大学生命科学技术学院，甘肃 兰州 730070； 3.礼县大黄科技有限公司，甘肃 陇南 742500； 4.临沂大学药学院，山东 临沂 276000）

大黄为蓼科大黄属植物掌叶大黄RheumpalmatumL.、唐古特大黄RheumtanguticumMaxim.ex Balf.或药用大黄RheumofficinaleBaill.的干燥根和根茎，具有泻下攻积、清热泻火、凉血解毒、逐瘀通经、利湿退黄等功效［1］。大黄道地产区为甘肃、青海、四川和西藏等省［2］，含有蒽醌、酚类、鞣质、萘苷和有机酸等多种化学成分，蒽醌是该药材的泻下作用的主要活性成分［3］。近期有研究表明蒽醌还具有抗变形虫［4］、抗肿瘤［5-6］、抑菌、杀虫［7］等多种活性。新鲜药材少数鲜用，大部分药材均需经产地加工和干燥才可用于药材饮片炮制通过。干燥是药材采收后的关键加工步骤，合适的干燥方法不仅可以防止药材霉烂、变质，延长储藏期，更有助于保持药品有效成分、保证药材质量符合临床用药的有效性和安全性［8-9］。

《千金翼方》［10］记载： “夫药采取，不以阴干曝干，虽有药名，终无药实”，意为不合理的干燥方法会导致药材药效降低。不同的干燥方法对大黄活性成分差异影响较大，加之分散的产地及较为粗放的加工方式，影响了大黄规范化和标准化发展，本文系统查阅、整理关于大黄干燥的历史沿革相关文献及现代干燥方式对大黄质量与品质影响的相关资料，探索大黄合理的干燥方法，并进一步提出干燥方法对大黄活性成分转化的影响，旨在为大黄的规模化和规范化生产提供理论指导与技术支撑。

1 古代大黄干燥产地及干燥

大黄始载于《神农本草经》［11］，书中仅有“生山谷”的生长环境记载。魏晋时期的草本典籍中具有“生蜀郡北部或陇西” “八月采根” “阴干” 等相关大黄产地、采收期及干燥的记载［12］。南北朝增加了“二月” 采收的记载，干燥方法由“阴干” 变为“火干”，唐、宋朝一直沿用南北朝的采收产地及干燥方法［13-16］。“火干” 即把药材放置在火上烘烤至干。中药炮制中有“火干者温” 的药性理论，由于生大黄的药性竣烈，因此“火干” 后大黄药性相对缓和。《本草图经》 中对大黄采收后加工有“去黑皮” 的描述，是对于大黄不同药用部位认知的一个重要提升。自宋代至明代，对于大黄分布的探索范围更为广泛，记载“火干” “日干” “切片阴干” 等多元化并存的干燥方法［17-20］。《本草乘雅半偈》［19］中对大黄的处理更为细致。清代对于大黄采收后加工及干燥多沿用明代方法，此外，对大黄产地及生长环境的记载更为详细，且有了大量关于优质大黄产地的记载［21-25］。大黄的生长环境、分布区域及干燥方法的探索和记载逐步丰富和完善，其经不同方式干燥后的性状、药材品质和药性的相关性，体现了近现代质优效佳的道地药材这一概念的形成过程和意义，具体见表1。

表1 古代本草典籍中大黄产地、采收时间、干燥方法

2 现代大黄产地初加工、干燥

2.1 《中国药典》 大黄干燥历史沿革 1953 年版《中国药典》 首次记载大黄，但是无相关采收、加工、干燥记录，对其性状评价为味苦，微带收敛性，入口咀嚼，能发砂鸣。1963 年版《中国药典》 新增野生、栽培大黄的分布地区、采收时间记载，同时新增干燥方式，通过大黄性状评价的扩充及分类，将其分为质优、质次、不可入药三大类。1977 年版至2020 年版《中国药典》［1］记载，大黄的采收加工方式扩充为“秋末茎叶枯萎或次春发芽前采挖”，其干燥方法由“切片风干或烘干” 改为“切瓣或段，绳穿成串干燥或直接干燥”。自1977 年版《中国药典》 起，对于大黄的性状评价进行缩减，仅保留质优大黄的记载，具体见表2。

表2 各版本《中国药典》 中大黄干燥方法

2.2 现代典籍记载大黄产地初加工及干燥概况 与古代典籍记载相比，现代本草典籍中关于大黄的记载更为丰富，增加北大黄（唐古特大黄RheumtanguticumMaxim.Ex Balf.、掌叶大黄RheumpalmatumL.） 和南大黄（药用大黄Rheum officinaleBaill.） 的生长环境及分布地分类［26-39］，具体见表3。相比古代本草典籍的记载，现代本草学著作对于大黄采收年限及栽培品有了“选择生长3 年以上的植株进行采挖”及“栽培2～3 年后、与野生品一样” 的相关记载，对于大黄采收后处理方式进一步细化为挖取根茎，切除茎叶、枝根，刮去粗皮及顶芽，或切瓣或段，或绳穿成串［26-32］。干燥方式呈现多元化，《中华本草》［34］对于大黄干燥方式增加“熏干” 法，此法为甘肃道地产区掌叶大黄主根的干燥方式。此外，现代本草典籍中有冷冻干燥和生用的记载［36-37］。

表3 现代典籍中大黄产地、初加工及干燥方法

3 大黄不同干燥方法和质量评价总结与探索

3.1 大黄传统干燥方法及其对药材品质的影响 目前大黄干燥环节缺乏严格的规程，管理粗放，糠黄现象较为普遍。使用薪柴熏干的加工方式，导致大黄被燃烟污染，产生不利影响［38］。传统干燥方式在早期药材干燥过程中扮演不可或缺的角色，但是也存在诸多缺点。

3.1.1 阴干法 阴干法即将大黄置于阴凉、通风处使其缓慢干燥的方法。通过自然风及空气的流动，从而达到药材干燥的目的。该法常用于阴雨天气，或用于含有挥发油的药材以及易走油、变色的药材。唐文文等［39］以大黄外观色泽、干燥耗时、折干率、有效成分含量为指标，考察对于大黄适宜的干燥方式，结果表明，大黄通过阴干法干燥后色泽良好，断面呈黄棕色，且折干率及蒽醌含量较高，所需时长约4 个月。虽然阴干能够有效保留大黄的有效成分，但是阴干法耗时较长（4～5 个月），大黄易发霉变质，增加安全性风险，影响临床药效［40］。

3.1.2 晒干法 晒干是大部分中药材常用的干燥方法，通常将药材以适当地厚度铺在苇席、地上或串挂在屋檐下，通过日光充分照射而使其干燥。研究表明［41］，相比于鲜切片、阴干、烘干法，经晒干所得大黄饮片外观性状较好，不易产生翘片，且有效成分含量较高。该方法简便易行，成本低、效果好。然而，大黄晒干需80 d 左右，耗时长、占用空间大、易受季节气候影响以及干燥品卫生程度较差等缺点也是该方法面临的现实问题［40］。

3.1.3 烘干法 将大黄放置于烘箱、干燥室（烘房）、干燥机中，通过强制对流循环的方式，通过热气流为介质对大黄加热从而实现干燥。烘干法简便、经济且适用于大型加工企业及药材种植基地使用，具有温度可控、效率高、成本低、处理量大、不受天气影响等优势［42］，但是也存在诸多弊端，如烘干占用面积过大，且烘干过程中会产生湿热应力，热敏物质易损失，损伤植物的组织结构，导致植物有效成分损失，进而影响性状、味道及药用价值等［43］。胡会娟等［44］和李芸等［45］比较掌叶大黄通过阴干、晒干、熏干及烘干法对蒽醌类成分的含量，结果表明，高温烘干法得到的大黄药材质量最差，提示蒽醌类物质受温度影响十分明显，因此在大黄烘干过程中，要把干燥温度作为首要控制因素。

3.1.4 熏干法 熏干法即将大黄置于棚上，用木材、树枝、秸秆或半干大黄水根等薪柴燃烟熏，通过燃烟的热能对大黄进行干燥，该法需2～3 个月时间、费工、污染环境且干燥过程中需半夜添薪、常翻动药材，劳动强度大，干燥后的大黄易出现糠心、发霉、变质、变色等问题。通过探究熏干法与其他干燥方法对大黄活性成分含量的影响，结果表明，熏干法获得大黄蒽醌类活性成分含量最高，香味较为浓郁，色泽也较好，且此法已经成为掌叶大黄道地产区的主要的干燥方式； 但熏干法耗时较长，由于操作环境、操作者的不同，质量参差不齐，且熏干过程对环境造成严重污染［44-46］。

3.2 大黄现代干燥方法及其对质量的影响 现代中药材干燥技术在保持中药材药性及有效成分方面具有极大优势，中药材在常压或减压条件下通过传导、对流、辐射等方式进行加热，促进水分蒸发，达到药材含水量的要求。现代干燥方式能够保持药材品质且缩短干燥时间，从而实现药材的高效干燥。

3.2.1 鼓风干燥法 鼓风干燥法通过风机使工作室内冷热空气交替循环，保证工作室内温度的均匀性，在一定程度上缩短干燥时间，提高干燥效率，然而，该方法不能对大黄的含水量及有效成分的含量进行有效控制［47］。董瑞珍［48］探究不同干燥方法对掌叶大黄的影响，结果表明，通过45 ℃电热恒温鼓风直接干燥的大黄的游离蒽醌含量最高。房庆伟等［49］通过电热鼓风干燥法对药用大黄进行干燥，最佳条件为干燥温度60 ℃，烘干15 h，发汗18 h，在此条件下大黄总蒽醌含量较高，为药用大黄干燥过程中的方法选择提供理论性指导。

3.2.2 热泵干燥法 即热泵和干燥器的有机结合，是一种高效制热装置，是新一代超节能环保科技的应用。热泵将干燥器排出的废气先降温除湿，再加热升温后进入干燥器循环通过［50］，废气不再排入环境。高效节能、封闭循环、环境友好和干燥条件可调节是热泵干燥的典型特点。近年来，组合、混合和多级热泵干燥模式联用，是热泵干燥法的发展趋势［51］。董瑞珍［48］通过热泵干燥法对掌叶大黄的含量进行探究，35 ℃低温热泵干燥至表皮有明显纹路后润湿切6 mm 薄片，于45 ℃下烘干所得游离蒽醌含量较高，该方法获得蒽醌含量明显高于真空冷冻干燥法、晒干法、阴干法所得含量。

3.2.3 微波干燥法 微波干燥的原理是电场能转化为势能再转化为热能，通过介质损耗原理，其热传导方向与水分扩散的方向相同，热量自大黄内部产生，受热均匀，致使大黄内部水分迅速产生蒸汽，实现药材干燥［52-53］。代婉莹等［54］通过研究铨水大黄的干燥方法，结果发现，微波干燥耗时短、大黄成分损耗较小，可用于产地规模化生产。然而，刘何春等［55］对唐古特大黄通过晾干、阴干、烘干、微波干燥、真空冷冻干燥等比较探究，微波干燥所需时间短，能源消耗高，且通过微波干燥的大黄总蒽醌、番泻苷A 和番泻苷B 的含量均最低，不宜规模化应用。这2 项研究结果相悖，可能与药材基原有关，还需要进一步深入研究。

3.2.4 真空冷冻干燥 真空冷冻干燥法是通过将物料冻结到共晶点温度以下，在低温状态下，通过升华除去物料中水分的干燥方法［56］。真空冷冻干燥法所得干燥大黄断面色泽鲜亮，颜色最接近新鲜大黄根和根茎的原始状态，中间有凹陷，且以真空冷冻干燥所得大黄的总蒽醌含量最高，鞣质含量也相对较高且吸湿性较小［55］。然而，相比其他干燥方法，大黄经真空冷冻干燥耗时相对较长，设备昂贵，成本及能耗较高。

3.2.5 远红外干燥法 远红外干燥系指通过红外线辐射直接作用到物料表面，被物料吸收，以热传导实现水分迁移从而达到干燥的目的，具有一定的穿透力，干燥效率较高，加热均匀，能耗少，热吸收率高［57］。研究表明，通过远红外干燥法所得药材中结合型蒽醌含量较高［58］。远红外干燥法干燥速度快，干燥效果较为理想，设备成本低廉，节能环保，适用于原药材及饮片的干燥。但是由于物料内部存在温度的非线性变化，会导致水分迁移的过程受到影响，在干燥均匀性以及实现物料内部温度控制精准性上仍存在局限。

3.3 趁鲜干燥方式 按照2020 年版《中国药典》 规定，大黄干燥需耗时2～4 个月，所得饮片需进行二次“闷润”，程序繁琐而冗长。大黄趁鲜切制可以缩短干燥时间的过程，减少二次加工过程中有效成分的损失，保证药材质量。经大黄产地加工方法研究，对鲜大黄直接趁鲜切制成3 mm 的厚片，晾晒并对活性成分及水分进行检测，晾晒第10 天水分达到2020 年版《中国药典》 干燥的要求且总蒽醌和游离蒽醌的含量与水分含量呈现正相关，实验结果表明，趁鲜切制晾晒的干燥方法科学合理，可为大黄产地趁鲜切制加工提供理论依据［59］。丁一明等［60］探究药用大黄切段厚度及烘干温度对其有效成分含量的影响，结果表明，主要影响药用大黄根和根茎品质和药效的因素为切段、烘干温度、饮片厚度。辛二旦等［61］研究发现，大黄趁鲜切制后，随着含水量的降低，横断面颜色逐渐变浅，粉末颜色则逐渐加深，蒽醌类化合物含量呈升高趋势。

付绍智等［62］对药用大黄进行10 种初加工方法探究，通过主成分分析法测得鲜大黄直接切片后干燥法得到的大黄主成分含量低于普通处理法。此研究结果与马冬妮研究结果［59］等结论相悖。因此，大黄趁鲜切片的加工方式是否能保证大黄饮片质量，仍需大量的实验数据进行支撑。如果大黄趁鲜切制能保证饮片质量的均一性，更有利于药剂人员抓药过程中的准确调剂［63］，且方便对药材质量溯源，符合产区实际和中医药的传统，对中药材行业的发展十分有利［64］。

4 结语与展望

本文通过对古代、近现代草本典籍及现代科学研究论文进行总结，对大黄从秦汉至清代的火干、日干、阴干发展到现代的熏干、烘干及其他多种先进的干燥方法进行概述。通过对大黄干燥方式、生长环境、分布地、采收时节、性状等的归纳，发现其干燥方法随时代发展不断创新，这不仅体现出大黄在我国具有悠久的药用历史沿革，更体现出干燥对大黄的品质及临床应用的重要意义。通过文献总结发现，目前大黄干燥仍然存在诸多问题，①过于追求各种先进干燥技术而忽略了实际应用性； ②目前生产加工常用干燥技术研究不够深入，没有找到最佳干燥条件； ③基于干燥胁迫所引起的化学成分转化机制尚不清楚，无法实现有效成分含量的大幅度提升。

针对上述问题，应首先明确干燥是大黄储存与保证药效的关键技术。先进的干燥技术可以小范围通过于大黄干燥，如果和实际大生产紧密相连，需要通过技术改进做到先进干燥技术与低廉成本的紧密结合； 企业对大黄干燥技术的关注重点为通过干燥工艺优化手段，找到最佳干燥条件。课题组已探究大黄阴干和熏干的最佳干燥条件，但是这2 种干燥方法耗时较长，并不能够很好的服务于实际生产过程。目前，烘干法广泛应用于大黄的实际生产，寻找大黄最佳的烘干工艺，必须要以其活性成分的转化机制为基础，探明大黄干燥过程中活性成分的转化机制是优化大黄干燥工艺的最根本问题。此外，大黄干燥方式的评价指标均为大黄活性成分的含量高低，忽视干燥作为环境胁迫因素导致的大黄次级代谢产物的转化影响，因此，在后续的干燥工艺评价以及质量标准制定中，应考虑增加活性成分转化的评价指标，从而能够从多角度去评价不同干燥方式对大黄品质和药效的综合影响。应充分运用现代科学技术和方法对大黄干燥技术开展研究，探索大黄干燥过程中化学成分变化规律，实现高效干燥方式对大黄质量的进一步规范、开发和应用，以期加速大黄干燥方法的现代化、标准化、国际化进程。