不同生長年限與采收期對金蕎麥藥材產(chǎn)量與質(zhì)量的影響△

張晶，魏勝利，2*，李嬌，付昌奎

1.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，北京 102488；2.中藥材規(guī)范化生產(chǎn)教育部工程研究中心，北京 102488；3.重慶太極中藥材種植開發(fā)有限公司，重慶 408000

金蕎麥為蓼科植物金蕎麥Fagopyrumdibotrys(D.Don)Hara.的干燥根莖，具有清熱解毒、排膿祛瘀之功效[1]，多用于治療肺膿瘍、關(guān)節(jié)酸痛、多發(fā)性膿腫、跌打損傷等[2]，是我國民間傳統(tǒng)中藥?，F(xiàn)代藥理研究表明，金蕎麥具有預(yù)防癌化學(xué)及抗腫瘤活性[3-5]。目前，已有金蕎麥片、威麥寧膠囊、復(fù)方金蕎麥顆粒等多個中成藥上市。金蕎麥具有較強(qiáng)的抗氧化作用，對1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、2，2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)自由基、羥自由基具有一定的清除能力[6]，以表兒茶素(epicatechin)、表兒茶素沒食子酸酯(epicatechin gallate)為代表的單體酚類化合物是其抗氧化作用的物質(zhì)基礎(chǔ)[7]。

適時采收對藥材生產(chǎn)至關(guān)重要。合理的采收期不僅能在時間成本與藥材產(chǎn)量的權(quán)衡上提供指導(dǎo)，也可有效保證藥材質(zhì)量的穩(wěn)定性。王安虎等[8]研究發(fā)現(xiàn)，不同生長期的金蕎麥中雙聚原矢車菊苷元含量不同，呈動態(tài)變化。還有研究表明，金蕎麥的最佳采收時期是地上部分枯萎時，此時金蕎麥根莖中表兒茶素、醇溶性浸出物含量均較高[9-10]。但現(xiàn)有文獻(xiàn)研究中，金蕎麥采收多集中于下半年(7—11月)，時間段過短且缺乏產(chǎn)量數(shù)據(jù)，并未從種植戶經(jīng)濟(jì)利益角度考慮適宜采收期。金蕎麥傳統(tǒng)采收期為2年生冬季(11月)，故本研究以金蕎麥主要產(chǎn)區(qū)重慶市涪陵區(qū)的金蕎麥種植基地作為依托，測定2～4年生金蕎麥在3—11月采收的樣品中表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯的含量，并對不同采收期的藥材產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了系統(tǒng)考察，以期獲得金蕎麥適宜采收期，為金蕎麥的栽培及生產(chǎn)提供參考。

1 材料

1260 Infinity型高效液相色譜儀系統(tǒng)(包括G1311B 1260 Quat Pump型四元泵、G1314F 1260 VWD型紫外檢測器、G1329B 1260 ALS型自動進(jìn)樣器、G1316A 1260 TCC型柱溫箱，美國安捷倫公司)；ME104型電子天平(瑞士梅特勒-托利多公司)；BT25S型萬電子天平(德國賽多利斯科學(xué)儀器有限公司)；KQ5200D型超聲清洗器(江蘇省昆山市超聲儀器有限公司)；FW100型高速萬能粉碎機(jī)(天津市泰斯特儀器有限公司)。

表兒茶素(純度：98%，批號110878-201703)、表兒茶素沒食子酸酯(純度：98%，批號111987-201501)均購自中國食品藥品檢定研究院；乙腈為色譜純(美國賽默飛世爾科技公司)；磷酸、甲醇為分析純(北京化工廠有限責(zé)任公司)，水為娃哈哈純凈水。

金蕎麥樣品采自重慶太極中藥材種植開發(fā)有限公司(以下簡稱太極種植公司)的金蕎麥基地。2019年3月，分別選擇種源、栽培環(huán)境和管理條件相對一致的2～4年生金蕎麥栽培地采集。該栽培地種植株行距為30 cm×30 cm。在不同栽培年限地塊采用樣方法采挖樣品并于2019年3—11月，采集2～4年生金蕎麥樣品，每批3份，共取樣729株。樣品信息見表1。樣品經(jīng)北京中醫(yī)藥大學(xué)魏勝利教授鑒定為蓼科植物金蕎麥Fagopyrumdibotrys(D.Don)Hara.。

表1 金蕎麥樣品信息

2 方法

2.1 金蕎麥產(chǎn)量測定

單株采挖后洗凈，除去泥沙及非藥用部位，留下藥用部位根莖，稱定單株根莖總質(zhì)量，即為單株鮮質(zhì)量。將單株藥用部位根莖置45 ℃鼓風(fēng)干燥箱中烘干至質(zhì)量恒定，再次稱定單株根莖總質(zhì)量，即為單株干質(zhì)量。在各批次中隨機(jī)抽取20株金蕎麥樣品，測定其單株鮮質(zhì)量和單株干質(zhì)量，計算不同批次樣品產(chǎn)量。根據(jù)栽培地種植行距推算1畝(1畝≈666.67 m2)約種植金蕎麥6000株，故產(chǎn)量為單株干質(zhì)量×6000。

2.2 藥用活性成分含量測定方法

2.2.1供試品溶液 精密稱取金蕎麥藥材粉末(過四號篩)2.0 g，置具塞錐形瓶中，精密加入50%甲醇25 mL，密塞，稱定質(zhì)量，加熱回流提取1 h，放冷后再次稱定，補(bǔ)足減失質(zhì)量，0.45 μm濾膜濾過，即得。

2.2.2混合對照品溶液 精密稱取各對照品適量，加甲醇配制成含表兒茶素0.410 2 mg·mL-1、表兒茶素沒食子酸酯0.120 1 mg·mL-1的混合對照品溶液。

2.2.3色譜條件 色譜柱為Agilent ZORBAX Extend-C18(120 mm×4.6 mm，5 μm)；流動相為乙腈(A)-0.4%磷酸水溶液(B)，梯度洗脫(0～5 min，12%～13%A；5～12 min，13%～15%A；12～17 min，15%～17%A；17～45 min，17%～18%A；45～50 min，18%A)；流速為0.8 mL·min-1；柱溫為30 ℃；檢測波長為280 nm；進(jìn)樣體積為4 μL。在此條件下，對照品及金蕎麥樣品溶液色譜圖見圖1。

注：A.混合對照品；B.供試品；1.表兒茶素；2.表兒茶素沒食子酸酯。

2.2.4方法學(xué)考察

2.2.4.1線性關(guān)系考察 分別精密吸取2.2.2項下混合對照品溶液0.2、1.0、2.0、4.0、6.0 mL于10 mL 量瓶中，加入甲醇，搖勻，制成系列混合對照品溶液。按2.2.3項下色譜條件進(jìn)樣分析，記錄色譜圖。以對照品的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X)、峰面積積分值為縱坐標(biāo)(Y)進(jìn)行線性回歸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，求得回歸方程及相關(guān)系數(shù)(r)，結(jié)果見表2。結(jié)果顯示，2種化合物線性關(guān)系良好，符合測定要求。

表2 2種成分的線性方程、r及線性范圍

2.2.4.2精密度試驗 精密吸取2.2.1項下的供試品溶液，按2.2.3項下色譜條件連續(xù)進(jìn)樣6次，表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯峰面積RSD分別為0.18%、0.19%，表明本試驗儀器精密度良好。

2.2.4.3重復(fù)性試驗 按2.2.1項下方法，平行制備6份供試品溶液，按2.2.3項下色譜條件進(jìn)行測定，金蕎麥中表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.398 0、0.057 0 mg·g-1，RSD分別為2.0%、2.2%，結(jié)果表明該方法重復(fù)性良好。

2.2.4.4穩(wěn)定性試驗 按2.2.1項下方法制備同一批樣品的供試品溶液，按2.2.3項下色譜條件分別于2、4、6、8、10 h進(jìn)樣，表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯峰面積RSD分別為2.5%、1.1%。結(jié)果表明，供試品溶液在制備后的10 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.2.4.5加樣回收率試驗 取同一批次已知含量的金蕎麥粉末約1 g，平行6份，分別加入適量對照品，按2.2.1項下方法制備供試品溶液，按2.2.3項下色譜條件進(jìn)行測定，計算2種成分的平均回收率及RSD，結(jié)果見表3。表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯的平均回收率分別為96.7%、101.6%，RSD均小于2%。

表3 金蕎麥中2種成分的加樣回收率試驗結(jié)果

2.3 統(tǒng)計分析

運用SPSS 19.0、GraphPad Prism 7.0軟件對金蕎麥藥用活性成分含量、產(chǎn)量測定結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析。

3 結(jié)果

3.1 不同生長年限對金蕎麥產(chǎn)量、產(chǎn)值及效益的影響

同一采收年限不同采收月份之間金蕎麥的產(chǎn)量(圖2)差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，2～4年生金蕎麥的產(chǎn)量在3—6月增長緩慢，甚至出現(xiàn)產(chǎn)量下降的趨勢，在6—11月呈快速增長趨勢，11月達(dá)到產(chǎn)量最高值。隨著生長年限增加，金蕎麥產(chǎn)量呈波動上升趨勢，2～4年生金蕎麥的最高產(chǎn)量間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。2年生的金蕎麥最高畝產(chǎn)量為(494.917±9.528)kg、3年生的金蕎麥最高畝產(chǎn)量為(600.080±20.518)kg、4年生金蕎麥最高畝產(chǎn)量為(674.494±12.739)kg，3年生產(chǎn)量較2年生增加21.2%，4年生產(chǎn)量較3年生增加12.4%，逐年增產(chǎn)率呈下降趨勢。

圖2 不同生長年限和采收期金蕎麥產(chǎn)量

對太極種植公司的金蕎麥種植基地進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，種植金蕎麥累積投入費用由種根費用、土地租賃費用、化肥費用、農(nóng)藥費用及人工費用5部分組成(表4)。按2019年太極種植公司金蕎麥干品統(tǒng)貨平均價格12元/kg計算，得到不同生長年限金蕎麥的產(chǎn)值、年產(chǎn)值及投產(chǎn)比(表5)。研究發(fā)現(xiàn)，金蕎麥的年產(chǎn)值及投產(chǎn)比隨著生長年限的增大而減少，4年生金蕎麥的年產(chǎn)值最低為976.0元/畝，2年生金蕎麥的年產(chǎn)值及投產(chǎn)比均最高，分別為1 884.4元/畝、1∶2.74。因此，為了使藥農(nóng)種植金蕎麥獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，金蕎麥的適宜生長年限為2年。

表4 不同生長年限的金蕎麥種植費用 元/畝

表5 不同生長年限的金蕎麥產(chǎn)值及效益

3.2 不同生長年限及采收月份對金蕎麥質(zhì)量的影響

同一生長年限不同采收月份的金蕎麥，其表兒茶素含量差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01，圖3)。2年生金蕎麥表兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.012 3%～0.124 4%，在3—6月呈下降趨勢，6月含量最低，不適宜采收；6—11月含量明顯增長，11月達(dá)到最大值，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.124 4±0.009 3)%，遠(yuǎn)高于《中華人民共和國藥典》(以下簡稱《中國藥典》)2020年版規(guī)定的0.03%。3年生金蕎麥表兒茶素含量在3—5月呈下降趨勢，4—5月，表兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.025 4±0.003 4)%、(0.020 7±0.000 4)%，低于《中國藥典》2020年版規(guī)定的0.03%，此時不適宜采收；5—10月表兒茶素含量呈上升趨勢；10—11月表兒茶素含量呈下降趨勢，10月達(dá)到最大值，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(0.093 4±0.000 1)%。4年生金蕎麥表兒茶素含量為0.038 0%～0.086 3%，在3—6月呈下降趨勢；6—9月呈上升趨勢；9—11月呈下降趨勢，9月達(dá)到最大值，為(0.086 3±0.001 5)%，4年生金蕎麥各個月的表兒茶素含量均高于0.03%標(biāo)準(zhǔn)。由此可知，2～4年生金蕎麥在9—11月表兒茶素含量均較高。從采收年限看，2年生金蕎麥9—11月表兒茶素含量高于其他采收期，最高值出現(xiàn)在11月。

圖3 不同生長年限和采收期金蕎麥表兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)

同一生長年限不同采收月份之間，金蕎麥中表兒茶素沒食子酸酯含量差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01，圖4)。表兒茶素沒食子酸酯含量隨著采收時間變化，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，2年生7月、3年生7月、4年生8月達(dá)到對應(yīng)年限含量的最高值。其中，3年生7月表兒茶素沒食子酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為(0.066 5±0.004 2)%。

圖4 不同生長年限和采收期金蕎麥表兒茶素沒食子酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)

4 結(jié)論與討論

4.1 金蕎麥生長年限與采收期研究的必要性

金蕎麥作為急支糖漿、威麥寧膠囊的主要原料，一直依賴野生資源。隨著各地對金蕎麥資源的開發(fā)利用，其野生資源已日漸減少。金蕎麥對土壤要求不嚴(yán)格，繁殖容易，越來越多的貧困地區(qū)關(guān)注并進(jìn)行了金蕎麥的人工種植[11-12]。在金蕎麥人工種植的過程中，采收期是決定金蕎麥藥材產(chǎn)量和品質(zhì)的一個重要因素。采收過早使得金蕎麥產(chǎn)量過低、藥用活性成分的含量較低；采收過遲會導(dǎo)致勞動成本及時間成本的增加。

4.2 金蕎麥適宜生長年限與采收期

2～4年生金蕎麥產(chǎn)量在春季增長緩慢，甚至出現(xiàn)下降的趨勢，推測是由于春季金蕎麥地上部分開始生長，消耗根莖中貯存的營養(yǎng)物質(zhì)，使根莖質(zhì)地疏松，質(zhì)量減輕；產(chǎn)量在11月達(dá)到最高值，推測是進(jìn)入冬季后，植株生長停止或已進(jìn)入休眠期，根莖中儲存大量營養(yǎng)物質(zhì)，使得根莖質(zhì)地堅實，質(zhì)量增加?！吨袊幍洹?020年版對金蕎麥質(zhì)量控制的評價指標(biāo)為表兒茶素。本研究發(fā)現(xiàn)，2年生11月采收的金蕎麥表兒茶素含量最高。2～4年生金蕎麥產(chǎn)量增長率及投產(chǎn)比呈下降趨勢，故從產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的角度綜合分析，建議金蕎麥生長年限為2年，以11月采收為佳。由于本研究僅通過藥用活性成分含量評價金蕎麥質(zhì)量，接下來將結(jié)合藥效學(xué)評價對金蕎麥適宜采收期研究結(jié)論進(jìn)行驗證。