葛屬植物資源的研究進展

李袁杰，明鐘鐿，李風琴，葛 菲，吳 波

（江西中醫(yī)藥大學 藥學院，江西 南昌 330004）

葛屬植物是豆科蝶形花亞科的粗壯型纏繞藤本或草本植物，最早由De Candolle于1825年提出并建立。截止目前，全球有葛屬植物15～20種，主要分布在亞洲東南地區(qū)，如中國、印度、韓國、泰國和日本等國家，我國有10個種和2個變種，為分布最廣國家之一[1-5]。葛屬植物的根部作為中藥材使用治療疾病已有悠久的歷史，目前有兩個種收錄于2020年版《中國藥典》中，分別為豆科植物野葛（Pueraria montana（Willd.）Ohwi）的干燥根稱葛根，豆科植物甘葛藤（Pueraria thomsoniiBenth.）的干燥根稱粉葛，兩者均有解肌退熱，生津止渴，透疹，升陽止瀉，通經(jīng)活絡，解酒毒的功效[6]。本文從來源、分類、繁育、藥理活性成分、綜合開發(fā)利用等方面對葛屬植物資源作一綜述，以期為葛屬植物的研究及開發(fā)利用提供參考。

1 來源及分布

葛根是多年生藤本植物，為豆科葛屬，多為野生，少量栽培，生于山坡、路邊草叢中及較陰濕的地方。資源分布廣泛，主產于陜西、湖北、四川等地，受地理環(huán)境條件限制在青海、西藏及新疆等地鮮有[7]。粉葛與葛根為同科同屬植物，多為栽培品，少量野生，主產于廣西、廣東，江西、海南、安徽、四川等地也有栽培[8]。近些年來粉葛在分類上更具規(guī)范化和地域特色化，例如廣東省依據(jù)地理特征將粉葛分為活道粉葛、竹山粉葛、廟南粉葛和火山粉葛等，并獲有國家地理標志。

2 我國葛屬原植物的種類及使用研究

我國是葛屬植物分布最廣國家，據(jù)統(tǒng)計有10種和2變種。分別是：葛（原變種）P. montana、粉葛（甘葛藤）（野葛變種）P. montanavar.thomsonii、須彌葛P. wallichii、三裂葉野葛P. phaseoloides、密花葛P.alopecuroides、食用葛P. edulis、苦葛P. peduncularis、葛麻姆（野葛變種）P. montanavar.lobata、黃毛萼葛P. calycina、小花野葛P. stricta、大花葛P. grandiflora和峨眉葛藤P. omeiensis。《中國植物志》中只對前10種葛屬植物有記錄[9]，峨眉葛藤因其抗逆性強等特點在近幾年也開始陸續(xù)被研究，但是僅為存疑種，在《中國植物志》中暫無記載[10-11]，大花葛為2015年在野外新發(fā)現(xiàn)的葛屬植物，與其他葛屬植物在植物形態(tài)上有顯著差異[12]。葛屬種質資源分布與形態(tài)特征見表1。

表1 葛屬種質資源分布與形態(tài)特征

我國葛屬植物種類較多，2020年版《中國藥典》已明確規(guī)定葛根、粉葛2個種作為正品供以藥用，是相關中藥中的真正藥用來源，其他品種因研究過少和有效成分含量不高，具有一定植物毒性未在藥典上記錄。但在民間并不局限于此，比如有些地方的藥用植物也為同屬其他種，但因葛種質資源分類困難，在鑒定上有很大的局限性，葛根在外觀上并不能直觀地判斷出屬于哪個種，混用亂用現(xiàn)象嚴重。在云南玉溪和大理地區(qū)，混用現(xiàn)象嚴重，食用葛根、越南葛根與傳統(tǒng)中藥葛根混用，導致藥材質量參差不齊。貴州和四川地區(qū)以前就會將峨眉葛根和食用葛根作為中藥葛根或粉葛。在浙江南部有些地區(qū)有時會把三裂葉野葛混作中藥葛根入藥[13-14]，其纖維多，粉性差，質量較次?？喔鹱陨砗械闹参锒拘裕拗屏怂倪m用范圍，入藥具有較大危險性，一般只用于病蟲害防治和制作農藥，但在西藏部分地區(qū)，會將其誤用為中藥葛根，導致藥材難以分辨其真?zhèn)?，影響食用安全性[15]。在廣西地區(qū)，很早就有粉葛栽培相關的記載，其中就有兩個品種分別為甘葛藤和麻葛藤，甘葛藤根為常用粉葛根，因其淀粉含量豐富也經(jīng)常被作相關食品制作，而麻葛藤塊根含有較多纖維且葉形較大，在古代就用于葛衣的制作，歷史十分悠久[10]。

3 栽培技術研究

葛屬植物生長周期較長，喜溫耐旱不耐澇，其塊根是主要收獲產物，塊根中淀粉含量豐富，可高達40%，生長時需要充足的光照，使之能積累更多養(yǎng)分用于塊莖的形成與膨大；除適宜的外部條件之外，還需要有合適且高效的種植技術予以支持，保證栽培中各個環(huán)節(jié)的質量。種植產量與質量的提高，對推動葛種質資源產業(yè)、促進產業(yè)結構調整、實現(xiàn)種植戶增收具有重要意義。

3.1 繁殖培育

繁殖技術：無性繁殖與有性繁殖均可作為繁育葛屬植物的方法。有性繁殖方式為種子繁殖，但葛屬植物雖花多卻不易結果，收集種子較為困難，因而此方法在實際種植中使用價值不高。無性繁殖方式有扦插繁殖、壓條繁殖、根頭繁殖和組織培養(yǎng)快速繁殖4種，其中，粉葛最適用的是扦插繁殖，野葛運用壓條繁殖效果最好，如水平壓條法、波狀壓條法、普通壓條法等[16]。組織培養(yǎng)技術是近幾十年發(fā)展起來的一項無性繁殖的新型技術手段，已廣泛應用于農業(yè)和生物、醫(yī)藥的研究，利用組織培養(yǎng)技術進行葛屬植物生產與品種改良也取得了一定的進展，用組織培養(yǎng)的方法進行快速繁殖是未來葛屬植物生產繁育種苗的最具潛力的方法，它不僅不受季節(jié)、溫度等條件的限制，而且生長周期短、速度快、繁殖率高且種苗成活率高[17]。定植移栽：于2月底至4月中旬，選擇晴天進行移栽，在移栽前濕潤育苗的土壤，以便帶土移栽，定植時一定要呈30°斜角栽種，以利生長快、易挖省工，然后在根部淋水，保證其生長效果[18]。

3.2 田間管理

追肥：施肥原則是“不上桿不施肥”，種植一個月后，植株長到35 cm左右的高度，追肥第一次，結合肥沃的土壤給植株周圍的穴位施優(yōu)質復合肥。每個月追肥一次，共追肥3次。追肥時不要讓肥料顆粒接觸到植株根部和幼苗枝葉。搭架引蔓：當葛藤長到55 cm左右時，需對其進行搭架引蔓，此措施可使葛根產量增加，利用“人”字形搭架且使支架達到2 m左右的高度是最適宜的搭架引蔓方式[19]。中耕除草：在葛屬植物栽種之后需對其進行3次中耕除草，分別為4月中旬移栽后苗出齊時、7月初生長繁茂時期、11月底落葉后[20]。修剪整蔓：對于每株植物，留下兩根左右的主藤并將其架起，使其纏繞支架向上生長，對于蘆頭1 m以上的其余枝干需每兩周去除一次，直到此株植物不再長出側藤為止[21]。

3.3 病蟲害防治

葛屬植物在栽培階段較容易受病蟲害的影響，需及時進行防治以提高生產質量。銹病、葉枯病及金龜子、蚜蟲等蟲類啃咬是葉部主要受到的病蟲害影響類型，種植時須保持各株間通風透氣，降低濕度，及時清理落葉以消滅病源，視情況噴灑各類病蟲害適宜的藥液。根部較易發(fā)生的病害類型為空心、根腐病，此類疾病多因土地環(huán)境問題導致，在種植前進行深翻晾土，施加氮磷鉀肥，種植時合理規(guī)劃密度，種植后及時灌溉與雨后排水[22]。Abbas等[23]經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)Myrothecium verrucaria（疣孢菌）是對抗溫室和田間生長的葛的有效病原體，可利用疣孢菌作為生物防治葛根和其他有害雜草的手段之一。

我國對葛屬植物的栽培研究較多，關于葛根栽培相關標準截止目前已有23項發(fā)布，地方標準、行業(yè)標準和團體標準分別為21項、1項和1項，標準的制定不僅便于葛根生產的管理，也為標準化葛根生產提供了保障。雖然我國發(fā)布了多項葛根栽培標準，但缺乏正確的栽培管理和病蟲害防治、監(jiān)測等問題仍未解決。標準規(guī)定了葛根栽培病蟲害防治的化學防治劑量和方法，但未注明施用次數(shù)、施用時間和安全間隔，難以保證食用的安全性，而且目前國內對于葛屬植物的農藥殘留分析方法以及病蟲害監(jiān)測技術的研究也較少。

4 活性成分研究

葛屬植物的化學活性成分極其復雜，黃酮類化合物是葛根中含量最豐富的化合物，除此之外，還含有三萜類、香豆素類、甾體類、葛酚苷類以及少量其他類化合物，且不同產地的葛屬植物，各化學成分的差異較大[24]。目前研究發(fā)現(xiàn)，已有240余種化合物從葛屬植物中鑒定分離出[25]。

4.1 黃酮類化合物

從葛根中，可以分離出較多的黃酮類化合物，從葛屬植物的花或葉中也可以分離到少量的黃酮類化合物，黃酮類化合物是葛根的主要活性成分，含量最豐富。目前為止從葛屬植物中，已有57種黃酮類化合物被分離出來，2-苯基色原酮（2-phenyl-chromone）一般為它的基本母核，其中葛根素、大豆苷元是主要成分，葛根素可由鳶尾黃素、染料木素和黃豆苷元為基礎衍生而來[27]。而葛屬植物中的異黃酮類化合物基本由大豆苷元衍生而來，可與糖類結合形成苷[26]，羥基或甲氧基也可取代在異黃酮骨架的C-5、C-6處。季鵬等[29]通過大孔樹脂等制備方法對葛根進行結構鑒定，分離出了新的黃酮類化合物毛蕊異黃酮苷。目前對葛根的藥用成分研究較多，葛根素作為黃酮類化合物中的主要成分，對葛根的藥理活性起到關鍵作用，其可以調節(jié)心腦血管功能，調節(jié)血脂，解酒化熱。常用于治療一些慢性疾病，如體循環(huán)動脈血壓增高、動脈粥樣硬化等[28]。Xue等[30]用葛中的黃酮類化合物可適當代替抗生素作為補充劑通過改善腸道細菌多樣性和益生菌來提高飼料效率并有益于胃腸道健康。Eom等[31]研究發(fā)現(xiàn)葛葉及其主要成分羅賓素（山柰酚-3-robinoside-7-鼠李糖苷）具有抗炎活性。

4.2 三萜類化合物

萜類化合物是甲戊二羥酸（mevalonic，MVA）的衍生物，萜類化合物在結構上是分子骨架以異戊二烯為單元的化合物。Sharkey等[32]研究表明葛根中的異戊二烯是由異戊二烯合酶經(jīng)過甲基赤蘚糖醇4-磷酸(MEP)途徑衍生的二甲基烯丙基二磷酸酯轉化而來。三萜類化合物在豆科植物中廣泛存在，三萜類化合物是除黃酮類化合物以外葛屬植物的另一主要化學成分。截至目前，共分離得到了30個三萜類化合物及三萜皂苷，都以一個五環(huán)結構作為其基本骨架，其中大多數(shù)以齊墩果烷型骨架為基礎的齊墩果烷型三萜，糖類可與其骨架的羥基發(fā)生取代，主要有以葛根皂醇A、B、C為苷元的齊墩果烷型皂角精醇[33-35]。

4.3 香豆素類、甾體類、葛酚苷類化合物

香豆素類化合物：是鄰羥基桂皮酸內酯類化合物的總稱，苯駢α-吡喃酮母核是其主要骨架，而7 -羥基香豆素也被認為是香豆素的母核，原因是含氧官能團也可以連接其7號位。至今，從葛根中分離得到7個香豆素類化合物。Tanaka等[36]研究表明葛根素有助于PVEE介導的OVX小鼠葡萄糖代謝的改善。甾體類化合物：葛根中含有3種主要甾體類成分，分別為α-菠甾醇、β-谷甾醇、β-谷甾醇棕櫚酸酯，其中前兩種可用于調節(jié)血脂、抗腫瘤等。Wan等[37]利用模型對照小鼠探究了葛中的甾體類化合物能否促進前列腺細胞凋亡的問題。葛酚苷類化合物由二氫查耳酮衍生而來，是葛屬植物中的一類特征化合物。目前為止，已從葛根中分離出苦丁烯內酯A等7種葛酚苷類化合物，在1985年，Kinjo等[38]首次在草莓根中分離得到葛酚苷 A和葛酚苷 B 2個新型芳香苷類化合物。

4.4 其他類化合物

淀粉：黃酮類化合物是葛根中的主要活性成分，也是主要的營養(yǎng)成分。葛根中含有大量的淀粉，約占鮮質量的30%～40%。如今，葛根主要用于提取淀粉。氨基酸：人體中需要大量微量元素和氨基酸，葛根中富含人體所需氨基酸，野葛與粉葛含有的氨基酸種類大致相同，野葛的谷氨酸與酪氨酸含量較高[39]。微量元素：人體內的微量元素極少，一般低于0.01%，但其對人體機能運作來說是必需的，微量元素在葛根中的含量相當可觀。

5 綜合開發(fā)利用研究

5.1 藥用與保健

我國已開發(fā)出葛根素注射劑、葛根素片劑、葛根素膠囊劑、愈風寧心片、葛根岑連片等多種含有葛根成分的中成藥。各種葛根素制劑已經(jīng)成為臨床治療心腦血管疾病的首選藥物之一[40]。葛花具有解酒醒脾的功效，已開發(fā)出多種醒酒藥物，李慶德等[41，42]對醒酒護肝口服液進行了安全性評價，郭志芳等[43]研究出了醒酒類咀嚼片的配方及工藝。葛根黃酮是世界公認的營養(yǎng)保健品，其對于保健、美容及塑身有一定的功效，具有調節(jié)身體機能、延緩衰老的作用，研究表明對于中年女性特別是處于絕經(jīng)期的女性有較為顯著的效果。目前葛根已逐漸用于保健品制劑和護膚品，如參七葛根顆粒、骨天王膠囊、葛根軟膠囊等[44]。

5.2 食用

葛根在食用方面有多種加工方式：（1）炒菜、煮粥或煲湯。如炒葛片、葛片炒肉、葛根粥、葛根燉菜等；（2）去皮后切制，陰干后得葛根丁或片。做中藥茶飲食用；（3）提取制成葛根粉。取葛根原材料去皮，粉碎磨漿并沉淀過濾后得到葛根淀粉，而葛根全粉則是在去皮打碎后加入精米粉等其他添加劑配制而成。對于葛根粉的加工工藝和流程國家出臺了相應的標準，大大提高了葛根粉和質量和安全性。（4）加工成即食食品、即熱食品等，如葛根粉絲、酸奶、餅干。

5.3 高產飼料

葛的根部、莖葉部均含有豐富的營養(yǎng)成分，如粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、氨基酸、鈣、磷等[45]，根部在生產應用中會產生大量葛渣，而莖葉部目前均為參與其他生產應用，為合理利用資源，葛屬植物是雞、鴨、牛、魚等畜禽魚類飼料的極佳選擇。可將禽類動物直接放養(yǎng)至葛地，也可將葛渣、葛莖葉磨碎后與其他輔料按一定比例配比發(fā)酵后制成葛飼料進行喂食，飼養(yǎng)后的畜禽魚類食用安全、營養(yǎng)豐富[44]。

5.4 其他

葛根部生長迅速，容易生出不定根，具有良好的保持土壤和儲存水分的作用，可用于園林綠化；葛花中富含豐富的黃酮化合物，可將其曬干或烘干制成葛花茶，對人體有一定的養(yǎng)生保健功能；同時，葛根渣可用于土壤改良，將其用于食用真菌的有機栽培，并已取得良好效果。

6 展 望

葛根和粉葛屬于藥食同源作物，具有較好的食用及藥用價值，其種質資源的開發(fā)利用，需要以歷史研究成果作為基礎，參考古代醫(yī)學典籍記載和現(xiàn)代醫(yī)學研究報道，能夠深入了解葛根和粉葛的性狀特點及其功效。為了獲得高品質的葛根和粉葛品種，需要對其不斷改良，充分發(fā)揮它們在臨床用藥、食品保健、牲畜喂飼以及生態(tài)建設等方面的功能作用，提高其利用價值，更好地為醫(yī)療保健和社會生活服務，發(fā)揮重要的意義和價值。