基于生物热力学角度阐释“紫油”厚朴产地初加工发汗机理研究

Magnolia in the "sweating" process, herbal medicine and the external environment between the occurrence of uninterrupted material, energy and information exchange and transmission, and heat is an important form of energy process. In the process of "sweating", the change of heat causes the change of water and temperature inside the medicinal materials, and triggers a series of enzymatic reactions, which leads to the change of the traits of Magnolia officinalis and the mutual transformation between homologues and the change of content Wait. In addition, Magnolia stacked "sweating" process, a large number of microbial breeding, the body's metabolism of substances in the microbial secretion of extracellular enzyme enzymatic action, microbial respiration and heat generated by the internal moisture and herbs in the synergistic effect of moisture Magnolia herbal medicine alone the quality and effectiveness of the protection provided. Therefore, this study intends to select the "sweat" process in the process of Magnolia officinalis as the object of study, the use of thermodynamic principles of Magnolia "sweating" processing process of water content and temperature changes, master Magnolia officinalis water adsorption and desorption mechanism, through To explore the mechanism of enzymatic reaction and microbial community dynamics and diversity, scientifically clarify the color change characteristics of Magnolia officinalis and the chemical mechanism of typical discoloration composition, and provide the scientific basis for the formation of medicinal materials.

厚朴在“发汗”过程中，药材内部及外界环境之间发生着不间断的物质、能量与信息的交换和传递，而热是能量过程的重要表现形式。在“发汗”过程中，热量的变化引起药材内部水分和温度变化的同时，促发一系列酶促反应，导致厚朴药材性状的改变及同系物成分之间的相互转化及其含量的消长变化等。另外，厚朴堆置“发汗”过程中，微生物大量繁殖，体内的物质代谢旺盛，在微生物分泌的胞外酶酶促作用、微生物呼吸代谢产生的热量和药材内部水分的湿热作用协同下，为厚朴药材独道的品质与功效提供了保障。因此，本研究拟通过选取“发汗”过程中厚朴药材为研究对象，基于生物热力学原理分析厚朴“发汗”加工过程中含水率和温度变化规律，掌握厚朴药材水分吸附与解吸附机制，通过探索酶促反应机制及微生物群落动态变化和多样性，科学阐明厚朴“发汗”过程中颜色变化特征及典型变色成分结构的化学机理，为“紫油”厚朴“发汗”工艺对药材品质形成提供科学依据。

产地加工是中药材生产过程中的重要环节，直接影响药材品质的形成。“发汗”这一传统加工方法亦是皮类、根及根茎类、菌核类等中药材在干燥加工过程中采取的独特处理方式，既有利于药材内部水分往外扩散易于干燥，又可以调节和促进药材组织内部酶系统和微生物群落活力，启动或加速次生或初生代谢产物的生物转化和化学转化过程，从而影响药材品质的形成；且同一药材因产地、加工方法等差异，导致药材品质存在差异。 . 本研究以厚朴为代表的“发汗”类中药材为例，根据厚朴常见的“发汗”方法并结合生产中大规模加工的实际情况，确定5种“发汗”方法，以不同“发汗”方法引起药材质量差异为切入点，提出“药材内部的酶促反应和微生物群落变化，是厚朴道地药材形成和品质保证的内在驱动力”假说。本研究选取厚朴中4种主要活性成分进行含量测定，采用ELlSA法测定部分关键酶的酶活性，通过Illumina Miseq高通量测序平台获取厚朴不同“发汗”方法中微生物群落结构信息。探讨厚朴不同“发汗”方法中酶活性、微生物群落多样性与主要活性成分之间的相关性，旨在进一步明确厚朴“发汗”的重要性。. 研究结果初步验证了厚朴“发汗”前后代谢产物发生了明显的改变，基于对厚朴不同“发汗”方法中酶活性、微生物群落中显著性差异菌种及差异代谢物进行相关性分析，结果表明酶活性和微生物群落结构的变化与活性成分密切联系，且不同“发汗”方法和时间亦是影响药材品质的重要因素。本研究进一步明确了“发汗”的重要性，并得到煮制“发汗”对厚朴酚与和厚朴酚含量的提高最为显著，其次为直接堆置“发汗”，因其操作简便，提示可以在实际生产中进行推广。最后模拟实际生产的烘箱堆置“发汗”也具有一定的可行性，为厚朴“发汗”方法的优化及生产中大规模加工规范性提供理论依据。同时，也从内部因子（酶活性、微生物群落结构）角度为厚朴“发汗”的科学内涵提供理论依据。