青蒿最佳采收期和采收部位的研究△

李鵬英，李進(jìn)瞳，陳彥琳，曾燕，熊啟相，林暉才，王繼永，*

1.中國(guó)中藥有限公司，北京 102600；2.國(guó)藥種業(yè)有限公司，北京 102600

青蒿為常用中藥材，基原是菊科植物黃花蒿ArtemisiaannuaL.，以全草入藥。青蒿藥用歷史悠久，最早藥用可追溯到約公元前168年的《五十二病方》中[1]。20世紀(jì)70年代，我國(guó)科學(xué)家首次從青蒿中分離出了倍半萜內(nèi)酯類(lèi)化合物青蒿素，該化合物因其高效的抗瘧活性被世界衛(wèi)生組織推薦為防治瘧疾的首選藥物[2]。青蒿素年需求量超過(guò)200 t，約90%的青蒿素從原植物中提取[3]。除抗瘧之外，青蒿還有良好的清虛熱，除骨蒸，解暑熱和退黃等作用[4]，廣泛應(yīng)用于發(fā)熱、術(shù)后感染、類(lèi)風(fēng)濕性疾病、腎炎、皮膚病、氣喘、腫瘤等疾病的治療[5]。鑒于青蒿在醫(yī)藥方面的重要價(jià)值，某年需求量還在不斷增加。

科學(xué)的采收期對(duì)保證藥材品質(zhì)、提高產(chǎn)量起著非常重要的作用，古人云“不依時(shí)采取，與朽木不殊，虛費(fèi)人工，卒無(wú)裨益”。目前，青蒿最佳采收期和品質(zhì)評(píng)價(jià)主要是依據(jù)青蒿素的含量來(lái)評(píng)價(jià)[6-8]，這對(duì)于反映青蒿抗瘧作用和作為青蒿素提取原料藥材的質(zhì)量控制是合理的，但對(duì)于用途多樣的青蒿藥材來(lái)說(shuō)評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)單一。黃花蒿為一年生草本，在其不同的生長(zhǎng)期其植株莖葉結(jié)構(gòu)不同，不同采收期、藥材組成部位的差異無(wú)疑會(huì)對(duì)藥材質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。本文采用藥材生物量、浸出物和揮發(fā)油含量等指標(biāo)，對(duì)青蒿不同采收時(shí)間和采收部位進(jìn)行了測(cè)定，為青蒿的最佳采收期和采收方式做補(bǔ)充。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 植株材料

青蒿，采自國(guó)藥種業(yè)有限公司云南昆明青蒿基地，經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)劉春生教授鑒定為菊科植物黃花蒿ArtemisiaannuaL.。

1.2 設(shè)備與試劑

烘箱、馬弗爐、無(wú)水乙醇(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，分析純)、95%乙醇(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，分析純)、超純水。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 采樣方法

分別在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期(2017-08-12)、花芽分化期(2017-08-31)、盛蕾期(2017-09-18)、盛花期(2017-10-16)四個(gè)物候期隨機(jī)采集青蒿樣品，每個(gè)物候期分別采集60株青蒿樣品，其中30株全株采集，另外30株分一級(jí)分枝、二級(jí)分枝、主干上部、主干下部四個(gè)部分采集，所有樣品稱(chēng)量鮮重后，陰干稱(chēng)量干重、同一部位樣品混合、粉碎，進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。隨著青蒿的生長(zhǎng)，主干靠近基部的葉片會(huì)逐漸脫落，主干下部是指該物候期從主干基部至葉片開(kāi)始脫落處之間的莖稈部分。主干上部是指除一級(jí)分枝、二級(jí)分枝和主干下部的其他部位。

2.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

用天平稱(chēng)量各青蒿樣品的鮮重和干重，計(jì)算折干率和各部位生物量占比。

(1)

(2)

(3)

參考《中華人民共和國(guó)藥典》2015版通則中水分(通則0832第二法)、灰分(通則2302)、浸出物(通則2201，無(wú)水乙醇作溶劑，冷浸)、揮發(fā)油(通則2204，甲法)測(cè)定。

根據(jù)各部位浸出物含量及各部位干重占比，計(jì)算各部位浸出物的貢獻(xiàn)率；

各部位浸出物貢獻(xiàn)率%=(該部位浸出物的含量×該部位該物候期的干重占比)/(同一物候期主干下部浸出物含量×主干下部干重占比+主干上部浸出物含量×主干上部干重占比+一級(jí)分枝浸出物含量×一級(jí)分枝干重占比+二級(jí)分枝浸出物含量×二級(jí)分枝干重占比)×100

(4)

3 測(cè)定結(jié)果

3.1 不同物候期全株采收青蒿的品質(zhì)比較

3.1.1 不同物候期全株青蒿的生物量比較 藥材最佳采收期通常從產(chǎn)量和質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行考察。根據(jù)田間觀察，青蒿在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期至開(kāi)花期期間植株不斷增長(zhǎng)。從圖1可以看出，隨著物候期的推延，青蒿生物量積累之勢(shì)顯著。青蒿在盛花期的鮮重最大，平均每株鮮重達(dá)423.17 g，顯著高于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期和花芽分化期(P<0.05)。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期的單株鮮重最低，平均鮮重為274.83 g，僅為盛花期的64.9%。

注：不同字母表示同一指標(biāo)不同物候期之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。圖1 青蒿不同物候期全株采收的生物量比較

從干重來(lái)看，花芽分化期的干重稍低于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期，但兩個(gè)物候期差異不顯著，花芽分化期之后青蒿干重不斷增加，盛花期干重顯著高于花芽分化期(P<0.05)。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期和盛花期的折干率稍高，但四個(gè)時(shí)期的折干率差異不顯著，基本穩(wěn)定在56%～63%之間。

3.1.2 不同物候期全株青蒿的浸出物及揮發(fā)油含量比較 從水分、灰分和浸出物含量看，各物候期的青蒿(全株)樣品均達(dá)到《中華人民共和國(guó)藥典》青蒿項(xiàng)下的質(zhì)量要求(水分不得高于14.0%，灰分不得高于8.0%，浸出物含量不得低于1.9%)。浸出物含量隨著青蒿的生長(zhǎng)顯著增加，每個(gè)物候期的浸出物含量均顯著高于前一物候期(P<0.05)，在盛花期的浸出物含量最高，從浸出物含量看在盛花期采收最佳(表1)，這與生物量的測(cè)定結(jié)果一致(圖1)。但揮發(fā)油測(cè)定結(jié)果表明，在四個(gè)物候期的揮發(fā)油含量先升高后降低，盛蕾期的揮發(fā)油含量最高，推測(cè)與揮發(fā)油類(lèi)成分在盛蕾期之前積累少，在開(kāi)花后散失較多有關(guān)。與青蒿其他器官相比，青蒿花含有的揮發(fā)油種類(lèi)最多。結(jié)合生物量、浸出物和揮發(fā)油三部分的結(jié)果來(lái)看，青蒿最佳采收期應(yīng)在盛蕾期或盛花期。

3.2 青蒿不同采收部位的品質(zhì)評(píng)價(jià)

3.2.1 青蒿不同采收部位的生物量比較 主干下部、主干上部、一級(jí)分枝、二級(jí)分枝四部分，隨青蒿生長(zhǎng)鮮重、干重不斷增加，四個(gè)采收部位的生物量均在盛花期達(dá)到最大(表2)。一級(jí)分枝和二級(jí)分枝在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期的鮮/干重占比高于其他物候期。主干上部干重占比隨生長(zhǎng)稍有增加，在盛花期占比最多，為27.46%。主干下部在花芽分化期之后鮮重和干重占比超過(guò)40%，尤其在盛花期，主干下部干重占整株重量的43.14%(表2)。

3.2.2 青蒿不同采收部位的浸出物比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同采收部位的青蒿浸出物含量差異顯著，浸出物含量在四個(gè)物候期中均表現(xiàn)為二級(jí)分枝>一級(jí)分枝>主干上部>主干下部的變化規(guī)律(圖2)。分部位來(lái)看，主干下部的浸出物含量隨著青蒿的生長(zhǎng)先升高后降低，花芽分化期和盛蕾期的含量較高，能夠滿(mǎn)足《中華人民共和國(guó)藥典》要求(不得低于1.9%)，但營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期和盛花期的主干下部浸出物含量分別為1.75%和1.61%，低于《中華人民共和國(guó)藥典》標(biāo)準(zhǔn)。主干上部、一級(jí)分枝和二級(jí)分枝在各物候期的浸出物含量均遠(yuǎn)高于《中華人民共和國(guó)藥典》要求。主干上部的浸出物含量隨青蒿的生長(zhǎng)累積量不斷增加，一級(jí)分枝和二級(jí)分枝在花芽分化期的浸出物含量相對(duì)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期有所降低，但隨后在盛蕾期和盛花期急劇增加，二級(jí)分枝在盛花期的浸出物含量高達(dá)9.44%，是同一物候期主干下部的5.86倍，是《中華人民共和國(guó)藥典》規(guī)定浸出物含量的4.97倍。

注：不同小寫(xiě)字母表示同一物候期不同采收部位的浸出物含量差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。圖2 不同物候期不同采收部位的青蒿浸出物含量比較

表1 不同物候期全株采收青蒿各指標(biāo)比較%

注：不同字母表示同一指標(biāo)不同物候期之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表2 不同物候期不同采收部位平均值及鮮/干重占比統(tǒng)計(jì)表(n=30) g

為結(jié)合生物量分析青蒿總浸出物在各部位的分布情況，我們計(jì)算了各部位浸出物貢獻(xiàn)率，即各部位浸出物總含量占整株浸出物總含量的百分比。如表2所示，主干下部鮮重占比為33.17%～43.90%，干重占比為38.87%～43.68%，但主干下部的浸出物貢獻(xiàn)率只有16.46%～34.49%，尤其在盛花期，主干下部干重占比為43.14%，但浸出物的貢獻(xiàn)率只有16.46%(圖3)，說(shuō)明次生代謝產(chǎn)物在該部位分布較少，次生代謝產(chǎn)物重點(diǎn)集中在主干上部、一級(jí)分枝和二級(jí)分枝等嫩枝、葉片之中。

4 討論與結(jié)論

青蒿的環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，我國(guó)北至黑龍江[6]，南至海南省，西到新疆[7]，東至天津[8]、山東[9]、福建[10]等地均有青蒿分布，尤以廣西、云南、廣東、四川、重慶等地質(zhì)量好[11]。我國(guó)幅員遼闊，跨緯度較廣，氣候復(fù)雜多樣，生長(zhǎng)在不同地區(qū)的青蒿物候期差異大。海南省栽培青蒿的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期是6月初至8月初，8月中旬為初花期，9月份達(dá)到盛花期；經(jīng)田間觀察，云南青蒿8月下旬處于花芽分化期，9月份盛蕾期，10月份為盛花，10月至11月結(jié)實(shí)期，葉片逐漸脫落枯萎，這與文獻(xiàn)報(bào)道一致[12]；西寧地區(qū)[13]青蒿花期為7月至8月，果期8月至9月，10月上旬種子開(kāi)始成熟，不同地區(qū)的物候期差異可見(jiàn)一斑。

古代本草對(duì)青蒿物候期也有記載，《本草圖經(jīng)》記載：“春生苗，葉極細(xì)嫩……至夏，高三五尺。秋后開(kāi)細(xì)淡黃花，花下便結(jié)子，如粟米大，八九月間採(cǎi)子?！碧K頌記載的青蒿在八九月便已結(jié)子，這與現(xiàn)在各地區(qū)的物候期相比均有所提前。且古代青蒿的“莖、根、子、葉并入藥”，但沒(méi)有記載莖葉的具體采收期。

本研究從物候期和采收部位出發(fā)評(píng)價(jià)青蒿品質(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，青蒿在盛花期的生物量、浸出物含量均最大，盛花期浸出物主要來(lái)源于二級(jí)分枝、一級(jí)分枝和主干上部，主干下部生物量占比大但浸出物含量不符合《中華人民共和國(guó)藥典》要求，這與其中規(guī)定的“秋季花盛開(kāi)時(shí)采割，除去老莖”的采收方式相一致。

注：A.營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期；B.花芽分化期；C.盛蕾期；D.盛花期。圖3 青蒿不同物候期不同部位的浸出物貢獻(xiàn)率

盛蕾期的揮發(fā)油含量最高，生物量和浸出物含量較大，且大量文獻(xiàn)表明青蒿素含量從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)末期至花蕾期不斷增加，在盛蕾期達(dá)到最大[14-15]，主干下部的浸出物含量也滿(mǎn)足藥典要求，盛蕾期可全株采收?；ㄑ糠只诤蜖I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期雖全株采收也可滿(mǎn)足《中華人民共和國(guó)藥典》規(guī)定，但這兩個(gè)時(shí)期的產(chǎn)量和質(zhì)量均不是最優(yōu)。因此，青蒿的最佳采收期和采收方式為盛蕾期全株采收，盛花期采收除去老莖以外部分。