白芍（Paeoniae Radix Alba）为毛茛科植物芍药Paeonia lactiflora Pall.的根经过水煮后除去外皮或去皮后再煮，晒干所得的加工品，其味苦、酸，性微寒，具有养血调经、敛阴止汗、柔肝止痛、平抑肝阳之功效，多用以治疗胸腹胁肋疼痛、阴虚发热、自汗盗汗、月经不调等疾病。白芍药材品质的形成不仅受其初加工过程中加工方法的影响，还与其药材生长过程中植物酶系统对其化学成分动态积累的影响密切相关。白芍初加工过程中有少量芍药苷和水溶性成分流失到煮后废水中，如若处理不当，不仅对环境有一定的影响，还不能达到资源化的充分利用，并且这些废水的再利用尚未见报道。本文通过对白芍药材形成过程中的生物化学转化及其品质进行研究，为白芍的科学采收、加工提供一定的技术与理论依据。建立科学合理的药材加工技术规范、保障药材品质。通过对白芍加工过程中产生的废弃物的生物转化研究，对提高资源利用效率具有重要意义。主要研究内容和结论如下:　　1.芍药不同生长期根部植物酶类对其资源性物质积累的影响　　(1)芍药根部β-葡萄糖苷酶和酯酶活力测定条件的优化　　为建立分别以pNPG和α-乙酸萘酯为底物芍药根部β-葡萄糖苷酶和酯酶活力测定条件。采用正交设计法考察反应时间、反应温度、反应底物浓度及缓冲溶液pH对芍药根部β-葡萄糖苷酶活力测定的影响;采用单因素试验法考察反应时间、反应温度、反应底物浓度及缓冲溶液pH对芍药根部酯酶活力测定的影响。芍药根部β-葡萄糖苷酶活力测定的最佳条件为:底物（4-硝基苯基-β-D-葡萄糖苷）浓度为10mmol/L，缓冲溶液pH=5.6，反应温度为60℃，反应时间为12 min;酯酶活力测定的最佳条件为:底物（α-乙酸萘酯）浓度为0.002 mol/L，缓冲溶液pH=7.6，反应温度为40℃，反应时间为6min。　　(2)植物酶系对不同生长期芍药根中资源性化学成分积累的影响　　为探索芍药生长过程中不同生长期根中2个植物酶（β-葡萄糖苷酶、酯酶）活力与4个单萜苷类化合物（芍药苷、芍药内酯苷、氧化芍药苷、苯甲酰芍药苷）及3个酚酸类化合物（儿茶素、没食子酸、苯甲酸）、9个核苷类化合物、18个氨基酸类化合物、多糖（中性多糖、酸性多糖）含量的变化规律及相互关系，确立适宜的芍药根产地采收时间。采集12个月芍药根新鲜样品，经UV、HPLC-PDA和UPLC-TQ/MS法对样品中2个植物酶（β-葡萄糖苷酶、酯酶）活力和36个指标性成分进行定量测定。对12个样品中的4个单萜苷类化合物及3个酚酸类化合物、9个氨基酸类化合物、18个核苷类化合物、多糖（中性多糖、酸性多糖）这四类组分分别经主成分分析进行综合评分，再将12个不同生长期芍药根样品中这4类组分的综合评分结果标准化处理后，组成12行4列矩阵，再次进行主成分分析。对12个不同生长期芍药根样品中2个植物酶活力及36个指标性成分的含量进行拟合，进行神经网络拟合相关性分析。经主成分分析，12个不同生长期芍药根样品中4、5月份样品综合得分最高，此时正值芍药开花期;6、7月份综合得分较低;8、9月份芍药地上部分基本枯萎，综合得分有所升高且趋于平稳，波动较小;10～12月份综合得分虽有升高，但药材纤维化明显，粉性不足。经神经网络拟合相关性分析，芍药不同生长期根中β-葡萄糖苷酶活力与芍药苷、氧化芍药苷含量呈正相关关系;酯酶活力与没食子酸、儿茶素、芍药苷、苯甲酰芍药苷含量呈负相关关系;酯酶活力与β-葡萄糖苷酶活力呈负相关关系。不同生长期芍药根品质不同，这可能与芍药生长过程中根部植物酶活力变化相关。建议选择在8、9月份进行采收，此时芍药根中成分较为稳定，粉性足，经济附加值也高，可以作为最佳采收期。　　2.不同干燥加工方法对白芍药材品质形成的影响　　(1)白芍初加工过程中单萜苷类及酚酸类化学成分的变化分析　　为探索药材初加工过程中不同加工干燥方法对白芍中单萜苷类化学成分（芍药苷、芍药内酯苷、氧化芍药苷、苯甲酰芍药苷）及酚酸类化学成分（儿茶素、没食子酸、苯甲酸）的影响及其变化规律，以优化和建立适宜的加工干燥方法。将新鲜白芍洗净，除去头尾及细根，晾干，分别经去皮切片(A)、带皮切片(B)、去皮水煮至透心切片(C)、带皮水煮至透心切片(D)、带皮水煮至透心后去皮切片(E)、去皮隔水蒸至透心切片(F)、带皮隔水蒸至透心切片(G)、带皮隔水蒸至透心后去皮切片(H)处理后，每组均分成8份，分别经35℃、45℃、60℃、80℃、100℃、120℃恒温鼓风烘干、晒干及阴干至含水量符合药典标准，粉碎（带皮样品粉碎前去皮），过60目筛，得待测样品64个。HPLC-PDA法同时测定其中7个指标性成分含量。将64个不同加工干燥方法处理后的样品中7个指标性成分的定量结果标准化处理，组成64行7列矩阵，进行主成分分析(PCA)。经主成分分析，不同加工干燥品中7种成分含量综合评分依次为:D60℃＞D100℃＞D阴干＞D45℃＞D35℃＞H阴干＞G阴干＞D晒干＞E120℃＞E45℃＞ E35℃＞ D120℃＞F阴干＞F45℃＞ F120℃＞ E60℃＞ E100℃＞ F35℃＞E阴干＞ D80℃＞E晒干＞G35℃＞ F80℃＞ H45℃＞ H120℃＞ G60℃＞ F60℃＞H60℃＞E80℃＞G45℃＞H晒干＞G80℃＞G120℃＞F晒干＞H80℃＞F100℃＞G晒干＞H100℃＞H35℃＞G100℃＞C阴干＞C晒干＞C100℃＞B120℃＞A60℃＞B晒干＞B100℃＞C80℃＞C120℃＞C45℃＞C60℃＞C35℃＞ A120℃＞A45℃＞ B35℃＞ B60℃＞B45℃＞ B80℃＞B阴干＞A35℃＞A80℃＞A阴干＞A100℃＞A晒干。鲜白芍带皮处理比去皮处理综合评分高;鲜白芍经蒸制或水煮后切片干燥处理，单萜苷类化合物及儿茶素、没食子酸含量增加，苯甲酸含量降低;鲜白芍经蒸制和水煮高温处理后，其后的干燥温度变化对其成分含量变化影响不大。不同加工干燥方法对白芍效应成分有一定的影响。采用水煮处理后切片干燥再去皮或去皮切片再干燥的加工方法均可得到较好品质的白芍加工品，但加工过程中干燥后再去皮，操作困难，费时费力，因此建议在产地加工过程中采用白芍水煮处理后去皮切片再干燥的方法。　　(2)白芍药材中资源性物质在植物酶作用下的转化　　为考察白芍效应成分在β-葡萄糖苷酶、酯酶水解作用下的相互作用，寻找有活性的酶水解产物。取炒白芍饮片，粉碎，过筛，按1∶10(g/mL)比例加稀乙醇，超声提取30 min，取出离心，过滤，减压浓缩至无醇味，冻干得炒白芍粗提物;取炒白芍粗提物适量，按1∶10(g/g)上样比上样已经预处理过的D101型大孔吸附树脂，以3 BV（柱体积）水洗脱得水部位后，依次以20％、40％、60％、80％、95％乙醇洗脱，每个梯度洗脱2 BV，流速控制在2 BV/h，收集洗脱液。采用3种体外抗氧化测定实验:DPPH清除率测定、FRAP法测定、ABTS清除率测定，同时评价炒白芍粗提物、苷类化合物部位、非苷类化合物部位及各部位分别与β-葡萄糖苷酶、酯酶及混合酶水解后水解产物的抗氧化活性。结果显示，40％、60％乙醇洗脱部位中芍药苷含量较高，合并得炒白芍苷类化合物部位;水部位、20％、80％、95％乙醇洗脱部位中基本不含芍药苷，合并即得炒白芍非苷类化合物部位。炒白芍中抗氧化活性物质主要存在于苷类化合物部位，非苷类化合物部位的存在对其抗氧化活性有一定的影响;且各部位酶水解产物抗氧化活性均有所减弱，酶水解产物活性筛选仍在进行中。　　3.采用源于芍药植物各部位混合内生菌对白芍产地加工废弃物的转化研究　　(1)内生菌对白芍产地加工废水的生物转化研究　　为寻找和开发新型高效低毒的化合物，提高资源利用效率。利用芍药植物各部位（根、茎、叶、果实）中的混合内生菌分别对白芍产地加工废水进行生物转化，联合运用UPLC-Q-TOF-MS技术对混合内生菌与白芍产地加工废水共培养液中的转化产物进行分析鉴定，并采用3种体外抗氧化测定实验:DPPH清除率测定、FRAP法测定、ABTS清除率测定，同时评价其抗氧化活性。从各部位混合内生菌与白芍产地加工废水的共培养液中共检测到15个化合物，其中原型化合物2个，代谢物13个。与产地加工废水相比，产地加工废水与源于芍药叶的混合内生菌共培养转化产物抗氧化活性有所提高，与源于根、茎、果实的混合内生菌共培养转化产物抗氧化活性有所降低。共培养转化产物活性筛选仍在进行中。　　(2)芍药植物各部位内生菌的分离与形态学鉴定　　为后期进一步考察到底是哪一种或几种内生菌在白芍产地加工废水生物转化利用过程中起到作用，采用插片法和显微鉴定法对芍药植物不同组织部位中分离得到的9个菌株进行菌落形态及菌丝体显微结构鉴定。结果显示，其中7个为真菌，鉴定到属，1个为非真菌，1个未知。