黔產(chǎn)林下多花黃精不同生長年限及采收期質(zhì)量差異研究

孫樂明，王華磊，李金玲，盧文婧，何勝兵，陳芝慧，李益益，羅春麗※

（1.貴州大學(xué)，貴州 貴陽 550025；2.貴州省藥用植物繁育與種植重點(diǎn)實驗室，貴州 貴陽 550025；3.貴州同德藥業(yè)有限公司，貴州 銅仁 554300；4.貴州信邦制藥股份有限公司，貴州 貴陽 550000）

多花黃精（Polygonatum cyrtonema Hua.）為百合科黃精屬的多年生草本植物，以干燥根莖入藥；為《中國藥典》2020版（一部）收錄藥用黃精（Polygonati rhizoma）的來源之一，因根莖外形如姜，故又稱“姜形黃精”，俗稱“老虎姜”，食藥兩用，含有多糖、黃酮、皂苷、蒽酮類和氨基酸等多種活性成分[1]，具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、健脾、潤肺和益腎的功效，可用于補(bǔ)脾氣、養(yǎng)脾陰、治療肺之氣陰兩傷、改善肝腎虧虛和經(jīng)血不足等癥[2,3]。多花黃精可有效抑制血壓、血糖和血脂的異常升高，具有延緩衰老、增強(qiáng)免疫力和記憶力、有效抑制病毒活性以及抗腫瘤、抗炎和抗菌等多種藥理作用，如今已廣泛應(yīng)用于臨床[4-6]。

黃精作為貴州中藥材產(chǎn)業(yè)大力支持和發(fā)展的7個單品之一，在不斷推廣黃精大面積種植的前提下，必須保證其產(chǎn)量與品質(zhì)。本文以貴州六盤水市六枝特區(qū)落別鄉(xiāng)多花黃精種植基地為例，綜合評價不同生長年限及采收時期對黔產(chǎn)多花黃精質(zhì)量的影響，優(yōu)選出多花黃精在此區(qū)域內(nèi)最適宜的生長年限及合理采收期，為進(jìn)一步擴(kuò)大區(qū)域研究多花黃精的合理采收年限及采收時期提供參考。

1 實驗材料

1.1 材料來源

樣品來源為貴州省六盤水市六枝特區(qū)落別鄉(xiāng)櫻桃林下人工種植多花黃精地下塊莖。六枝特區(qū)地處云貴高原東斜坡烏蒙山與苗嶺山脈的銜接地帶，基本形態(tài)是西北高東南低，河谷深，地表破碎，地形變化大。區(qū)內(nèi)最高的老王山海拔2 126.9 m，北盤江出境處海拔609.5 m，相對高差達(dá)1m517.4m，區(qū)內(nèi)平均海拔在1 200～1 400 m之間，六枝特區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)溫暖濕潤氣候，年均氣溫14.5℃，7月份月平均氣溫22℃，極端最高氣溫34.1℃；1月份平均氣溫5.2℃，極端最低氣溫5.6℃，氣候較為溫和，且常年雨量充足。

采用5點(diǎn)取樣法于2020年10月底至2021年1月初每隔半月采集同一種植地塊、相同生長條件下人工種植多花黃精鮮品；并分別采挖生長年限為1年、2年、3年、4年及5年的多花黃精鮮品。

1.2 實驗儀器

實驗儀器，見表1。

表1 實驗儀器Table 1 Experimental instruments

1.3 試劑與藥品

試劑與藥品，見表2。

表2 試劑與藥品Table 2 Reagents and drugs

2 實驗方法與結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)分析方法

利用Microsoft Office Excel 2016軟件對上述檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，利用DPS9.01數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析，利用隸屬函數(shù)法對黔產(chǎn)多花黃精的各質(zhì)量評價指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。

2.2 不同生長年限黔產(chǎn)林下多花黃精質(zhì)量差異研究

2.2.1 不同生長年限多花黃精藥材前處理 將采挖的多花黃精完整塊莖清除泥沙，剪去須根，流水沖刷洗凈，控干水分，置于煮沸蒸鍋中蒸制10～20 min至透心，取出，60℃烘至恒重，按不同生長年限分別粉碎，備用。

2.2.2 不同生長年限多花黃精水分及灰分含量測定

2.2.2.1 水分及灰分測定方法 將不同生長年限黃精反復(fù)清洗至無泥土及雜質(zhì)；水分照《中國藥典》2020年版（四部）中通則0832水分測定法第二法測定；灰分照《中國藥典》2020年版（四部）中通則2302灰分測定法測定。

2.2.2.2 檢測結(jié)果 水分測定：測定不同生長年限的黔產(chǎn)多花黃精的水分，同等條件下測定，1～5年生黔產(chǎn)多花黃精水分含量均低于18%，符合《中國藥典》2020版（一部）對黃精水分含量的要求。從1年生到5年生，水分含量分別為7.38%、9.34%、10.84%、10.89%和11.11%。黔產(chǎn)多花黃精水分含量在1～5年生呈上升趨勢?；曳譁y定：參照2.2.2.1實驗方法測定不同生長年限的黔產(chǎn)多花黃精灰分含量。生長年限為1～5年的黔產(chǎn)多花黃精灰分含量均低于4%，符合《中國藥典》2020版（一部）對灰分含量的要求。從1年生到5年生，多花黃精灰分含量分別為3.48%、3.19%、2.80%、2.63%和3.03%。黔產(chǎn)多花黃精灰分含量在1～4年生呈下降趨勢，4～5年生時含量出現(xiàn)上升。

2.2.3 不同生長年限多花黃精醇浸出物、多糖及總皂苷含量測定

2.2.3.1 檢測方法及標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 浸出物測定：按照2020版《中華人民共和國藥典》四部（通則2201）醇溶性浸出物測定法，用稀乙醇作溶劑，以干燥品計算。多糖含量測定：取經(jīng)105℃干燥至恒重的無水葡萄糖對照品33 mg，精密稱定，置于100 mL量瓶中，加水溶解并稀釋至刻度，搖勻，每1mL中含無水葡萄糖0.33mg。

精密量取對照品溶液0.1 mL、0.2 mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL和0.6 mL，分別置于10 mL具塞刻度試管中，各加水至2.0 mL，搖勻，在冰水浴中緩緩滴加0.2%蒽酮 硫酸溶液至刻度處，混勻，放冷后置于水浴中保溫10 min，取出，立即放冰水浴中冷卻10 min，取出，以相應(yīng)試劑為空白，提取的待測液及標(biāo)準(zhǔn)溶液用酶標(biāo)儀在582 nm波長處測定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，以吸光度對葡萄糖濃度回歸，得到回歸方程y=22.656x+0.082，r=0.999 7，結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)品濃度在0.003 3～0.019 8 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

總皂苷測定參照尤新軍[7]的方法優(yōu)化后測定。標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備：取人參皂苷Rb1對照品5 mg，精密稱定，置于5 mL容量瓶中，用甲醇定容至刻度，即得1.0 mg/mL人參皂苷Rb1對照品溶液。精密量取對照品溶液0.12 mL、0.24 mL、0.36 mL、0.48 mL、0.60 mL、0.72 mL和0.84 mL分別置于10 mL具塞試管中，進(jìn)行顯色反應(yīng)（揮干溶劑，加入5%新鮮香草醛 冰乙酸溶液0.2 mL，在冰水浴中加入高氯酸0.8 mL后搖勻，靜置5 min，60℃水浴加熱15 min后，冰浴2 min，加入5 mL冰醋酸，搖勻，靜置5 min，完成顯色），以對應(yīng)試劑為空白對照，用酶標(biāo)儀于543 nm波長處測定吸光度，以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

供試品測定：將多花黃精粉末于60℃烘箱中干燥至恒重后過80目篩，取0.1 g，精密稱定，置于250 mL錐形瓶中，加入40 mL 80%甲醇，加塞后放入超聲提取儀中提取90 min，過濾，濾液轉(zhuǎn)入50 mL容量瓶中，用80%甲醇定容至刻度，密塞搖勻，即得。用移液槍取0.5 mL待測液于10 mL具塞試管中，揮干溶劑，按標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制項下方法顯色，酶標(biāo)儀543 nm波長處測定吸光度值。計算黔產(chǎn)林下種植多花黃精供試品溶液中總皂苷含量。

繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，以吸光度對人參皂苷Rb1濃度回歸，得到回歸方程y=8.162 6x+0.007 8，r=0.996 1，結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)品溶液濃度在0.12～0.84 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

2.2.3.2 檢測結(jié)果 黔產(chǎn)多花黃精多糖醇溶性浸出物、多糖及總皂苷含量結(jié)果，見表3。

表3 不同生長年限的黔產(chǎn)多花黃精醇浸出物、多糖及總皂苷含量測定結(jié)果Table 3 Determination results of the alcohol extract,polysaccharide and total saponins of Polygonatum cyrtonema produced in Guizhou at different growth years

由表3可知，1～5年生多花黃精浸出物含量均高于45%，符合《中國藥典》2020版（一部）中對黃精醇浸出物含量的要求。其中，2年生醇浸出物含量最高，其值為75.14%，顯著高于1年生醇浸出物含量，分別比1、3、4、5年生高3.54%、1.66%、0.98%、1.14%。其次為4年生和5年生，含量分別為74.16%和74.00%。1年生醇浸出物含量最低。生長年限為2、3、4、5年的醇浸出物含量差異不顯著。

由表3可知，生長年限對黔產(chǎn)多花黃精多糖含量積累影響顯著。整體呈先上升后下降的趨勢，在1～2年間多糖含量漲幅最大，2～4年之間較為平穩(wěn)，4～5年多糖含量降低且降幅較大。除1年生多糖含量未達(dá)到7%以外，其余年限多糖含量均超過7%，符合《中國藥典》2020版（一部）中對黃精多糖含量的要求。1年生的多糖含量最低，其值為6.96%，極顯著低于3、4年生多糖含量，顯著低于2年生多糖含量，與5年生多糖含量差異不顯著。3年生的多糖含量最高，其值為14.37%，極顯著高于1年生多糖含量，顯著高于5年生多糖含量，多糖含量分別比1、2、4、5年高7.14%、3.17%、1.19%和4.64%，與4年生的差異最小。2、3、4年生多糖含量差異顯著，4年生和5年生多糖含量差異不顯著。

由表3可知，總皂苷含量整體隨著生長年限升高而升高，3～4年生之間有小幅下降，其中最大值為5年生13.70%，最小值為1年生12.46%，但各生長年限之間總皂苷含量差異不顯著。

2.3 黔產(chǎn)林下多花黃精不同采收期質(zhì)量差異研究

2.3.1 不同采收期多花黃精藥材前處理 每次采樣，選擇多花黃精的第1、2、3年齡節(jié)，除雜，洗凈，去除須根，控干水分，蒸至透心，60℃烘至恒重，粉碎，備用。

2.3.2 不同采收時期多花黃精折干率與水分測定 對不同采收時期多花黃精折干率進(jìn)行測定，折干率=干重/鮮重100%。折干率可以反映出其干物質(zhì)的儲存狀況，在一定程度上反映其產(chǎn)量的多少。水分測定照《中國藥典》2020年版（四部）中通則0832水分測定法第二法測定。

由圖1可知，采收時期的不同，黃精的水分含量存在差異，在11月15日采收的多花黃精水分含量最高，為7.18%。12月15日采收的黃精水分含量最低，為6.62%；12月15日采收的黃精折干率最高，為26.97%，次年1月3日采收的最低，為17.91%。從10月底到11月中旬，其水分含量升高，此時地上部分未完全枯萎，可能因為氣候的原因光合作用短時間內(nèi)增強(qiáng)，相關(guān)性分析表明，折干率與水分呈負(fù)相關(guān)，12月15日多花黃精水分含量降低，此時折干率高，到次年1月初，新芽萌發(fā)，代謝能力逐漸增強(qiáng)，水分含量再次升高，折干率降低。

圖1 不同采收時期多花黃精水分與折干率比較Fig.1 Comparison of water content and drying rate of Polygonatum cyrtonema at different harvest periods

2.3.3 不同采收時期多花黃精浸出物、總皂苷和多糖含量比較 按2.2.3.1項下方法，測定不同采收時期多花黃精浸出物、總皂苷和多糖含量。黃精浸出物與多糖含量均是降低 升高 降低趨勢，總皂苷與折干率的變化波動較明顯，同時呈現(xiàn)升高 降低 升高 降低的趨勢。整體來說，浸出物、多糖、總皂苷以及折干率的變化的共同點(diǎn)是從12月15到次年1月3日其含量均降低。

由表4可知，浸出物與多糖、總皂苷及折干率呈正相關(guān)，與水分沒有相關(guān)性，與灰分呈顯著負(fù)相關(guān)；多糖與灰分呈負(fù)相關(guān)，與總皂苷、水分及折干率呈正相關(guān)；灰分與總皂苷呈正相關(guān)，與水分和折干率呈負(fù)相關(guān)；總皂苷與水分呈負(fù)相關(guān)，與折干率呈正相關(guān)；水分與折干率呈負(fù)相關(guān)。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)灰分與浸出物、水分、多糖及折干率等指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān)，表明灰分會影響多花黃精藥用成分的積累。

表4 不同采收時期多花黃精的多糖、浸出物與總皂苷含量測定結(jié)果Table 4 Determination results of the polysaccharide,extract and total saponins of Polygonatum cyrtonema at different harvest periods

3 分析與討論

3.1 結(jié)果分析

3.1.1 不同生長年限黔產(chǎn)林下多花黃精各項指標(biāo)成分含量綜合分析 單個指標(biāo)的差異無法較為準(zhǔn)確的評價不同生長年限的黔產(chǎn)林下多花黃精質(zhì)量優(yōu)劣，因此選用隸屬函數(shù)法對黔產(chǎn)多花黃精的各質(zhì)量評價指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，分別以多糖、總皂苷和醇溶性浸出物等每項測定指標(biāo)的不同年限測定值與最小值之差為分子，以最大值與最小值之差為分母，比值為隸屬函數(shù)值，優(yōu)選出黔產(chǎn)多花黃精適宜的生長年限。結(jié)果見表5。

表5 隸屬函數(shù)值及綜合排名Table 5 Membership function value and comprehensive ranking

由表5可知，各指標(biāo)隸屬函數(shù)值均在[0-1]之間，符合隸屬函數(shù)法平均隸屬函數(shù)值的范圍。各指標(biāo)之間總皂苷含量隸屬函數(shù)平均值最高，為0.705，其次是醇浸出物及多糖，分別為0.586和0.557，排名由高到低順序為總皂苷＞醇浸出物＞多糖＞總灰分。在不同生長年限之間隸屬函數(shù)平均值最高為4年生，為0.852，其次為3年生和2年生，為0.811和0.670，排名由高到低為4年生＞3年生＞2年生＞5年生＞1年生，結(jié)果表明，4年生的質(zhì)量相對較好。

3.1.2 不同采收期黔產(chǎn)林下多花黃精各項指標(biāo)成分含量綜合分析 不同采收期黔產(chǎn)林下多花黃精浸出物、多糖、總皂苷以及折干率的變化的共同點(diǎn)是從12月15日到次年1月3日其含量均降低。

由表6可知，黃精浸出物與多糖含量均是先降低到12月15日升高后又降低，而總皂苷與折干率的變化波動較明顯，但同時呈現(xiàn)增高、降低、增高及降低的趨勢。整體來說，浸出物、多糖、總皂苷以及折干率的變化的共同點(diǎn)是從12月15日到次年1月3日其含量全部降低。故初步認(rèn)為1月初不適合進(jìn)行多花黃精的采收。綜合多花黃精各指標(biāo)來看，12月15日采收的多花黃精品質(zhì)最好，其次分別是11月15日、10月28日、12月1日、次年1月3日?？梢钥闯觯文?月3日所測的指標(biāo)整體明顯低于其他采收期，為保證多花黃精產(chǎn)量和質(zhì)量，故該地區(qū)多花黃精建議在12月中旬采收。

表6 不同采收時期隸屬函數(shù)分析Table 6 Membership function analysis of different harvest periods

黔產(chǎn)多花黃精采收期對比研究結(jié)果為10月28日采收的黃精多糖含量最高，為16.56%，隨后逐漸降低，到12月15日升高后降低；有研究表明黃精多糖含量在10月底地上部分完全枯萎時最高，隨后因地下部分新芽萌動導(dǎo)致多糖含量迅速下降[14]。本研究表明，多花黃精在10月底多糖含量達(dá)到最高，但是后期降低后又再次升高，12月中旬后降低，可見其地域不同，在相同時期黃精含量的變化也不相同。10月28日采收的灰分含量最低，為2.62%，10月28日采收的浸出物含量最高，為85.75%；11月15日總皂苷含量最高，為14.77%；12月15日采收的折干率最高，為26.97%，此時干物質(zhì)儲存最高。通過相關(guān)性分析，灰分與黃精多個指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān)，研究表明，灰分含量的高低會影響藥用成分的形成。

3.2 討論

周新華等[8]曾通過實驗研究了多花黃精在不同生長年限和林下生境2個因素影響下其成分的差異情況，結(jié)果表明對多花黃精藥用活性成分含量影響最大的因素是生長年限，在其實驗所測出的指標(biāo)結(jié)果變化趨勢中，多糖含量先隨著多花黃精的生長年限逐漸升高，在生長年限為6年時有下降，與本實驗中多糖含量在3年之前逐漸升高，3年至5年逐漸下降的趨勢相似。趙致等[9]在對貴州省鳳岡西山黃精GAP試驗示范基地黃精的研究中，得出該地區(qū)黃精在生長年限為4年時最適宜采收的結(jié)論，谷甫剛[10]在對中藥材黃精種植技術(shù)研究的結(jié)果表明，種子繁殖的黃精收獲最佳為4年，與本實驗中的結(jié)論最佳采收年限4年相符，不同生長年限對多花黃精質(zhì)量的影響在不同地區(qū)上的差異還有待進(jìn)一步研究。

黃俊學(xué)等[11]運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化不同年份黃精中總糖含量的測定，結(jié)果為4年生黃精多糖含量相對較高，黨康[12]對略陽縣野生黃精產(chǎn)量測定和多糖分析研究表明3年生根莖多糖含量最高，與本實驗的結(jié)果相似。姜武等[13]在浙產(chǎn)多花黃精最適采收期研究中結(jié)果為浙江地區(qū)根莖繁殖的多花黃精在生長年限為3年時最適合采收，與本實驗結(jié)論相近。

本實驗中多糖在生長年限為3年達(dá)到最大值后，4、5年生多糖含量出現(xiàn)下降趨勢，這可能是由于黔產(chǎn)多花黃精年限越長木質(zhì)化越嚴(yán)重，有效成分流失。灰分含量1～4年呈下降趨勢，5年生的灰分卻有小幅上升，通過查閱文獻(xiàn)，這可能是地上部分的莖葉逐漸老化、其光合作用能力下降的原因。

4 結(jié)論

綜合分析黔產(chǎn)林下多花黃精多糖、總皂苷、醇浸出物和灰分的含量，其結(jié)果顯示生長年限為4年時黔產(chǎn)多花黃精質(zhì)量最好，生長年限為2、3年的黔產(chǎn)多花黃精質(zhì)量較好，因此，優(yōu)選林下多花黃精在此區(qū)域適宜的生長年限以4年生為佳。在此基礎(chǔ)上，研究表明該區(qū)域的多花黃精在10月底到次年1月初均可采收，綜合考慮各有效成分在12月15日前后采收為佳，若只考慮其浸出物與多糖含量，建議在10月底采收最佳，若以總皂苷作為藥用成分，則以11月15日到12月15日內(nèi)采收為佳。

多花黃精林下種植，可將農(nóng)業(yè)、林業(yè)和旅游業(yè)進(jìn)行有機(jī)組合，為現(xiàn)代農(nóng)林業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興提供一個新方向；明確林下種植多花黃精合理采收年限為4年、采收時期以12月中下旬為宜，為保證穩(wěn)定的產(chǎn)量及質(zhì)量提供借鑒；可持續(xù)發(fā)揮對周邊地區(qū)的輻射作用，可促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效與鄉(xiāng)村振興建設(shè)、維護(hù)生物多樣性、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面具有積極的意義。