何首乌栽培、化学成分及炮制加工研究进展
2019-03-18援2黄晓旭周茂嫦
柳 敏,曾 援2,黄晓旭,周茂嫦
(1.毕节市中药研究所,贵州 毕节 551700;2. 毕节市公安司法鉴定中心,贵州 毕节 551700)
何首乌(Polygonum multiflori)是一种蓼科蓼族多年生缠绕草本植物,藤茎叶和块根均可入药,嫩茎作保健型蔬菜,可炒食或凉拌。藤茎入药为夜交藤,对神经衰弱和失眠等很有成效[1]。《中国药典》收载了何首乌及炮制品制何首乌,二者性味归经与功能主治有所不同,何首乌具有解毒、截疟、润肠通便等功效;而炮制品制何首乌有补肝肾、强筋骨、化浊降脂等功效[2]。目前,集中研究的何首乌中有效化学成分主要有二苯乙烯苷类、蒽醌类、磷酯与苯丙素类及黄酮类等物质。何首乌药用价值的不断开发与利用,使其需求量不断增大,野生何首乌因产量极低而无法满足市场需求,人工栽培的何首乌已成为现今的主要供给方式。本文从何首乌的栽培技术、化学成分及炮制方法等3个方面进行综述,为深入研究何首乌提供依据和参考。
1 栽培技术
1.1 繁殖技术
1.1.1种子繁殖
何首乌种子繁殖系数大,方法简单,生长健壮,对环境适应性强,但整个生长周期长,且变异性大,不能保持原有的优良性状。3~4月份将何首乌种子条行撒播于施粪水后的田地中,撒后覆土约3 cm厚,浇水保持湿润并及时除草,出苗长至5 cm高时,趁阴雨天间苗,浇施稀释的粪水以促进生长,苗高约15 cm时按株距30 cm、行距45 cm进行穴栽,浇水确保成活率。
1.1.2扦插育苗
何首乌扦插育苗对整株何首乌损伤大,比较浪费材料,扦插苗根系较浅、较弱,但是繁殖容易且材料充足,成苗快,能保持原品种的优良特性。选早春老茎或夏季嫩枝[3],早春老茎扦插应挑选2~3年生2 mm以上的老茎在抽芽前进行,插条应有3个以上的芽眼,泥浆处理晾干后再种,苗床施有机肥后整平整细,按行距株距均30 cm、穴深约15 cm,每穴2~3条插入土壤,留有芽眼露出地面,插后盖地膜来保湿增温,提高成活率;夏季嫩枝扦插应选生长旺盛、健壮无病的茎藤,扦插方法与早春老茎扦插相同,插后不盖地膜,可搭棚遮阴保湿。王浩等[4]选用硬枝插条并用黄泥浆处理,竖向扦插育苗,提高种苗的成活率,保证成苗质量稳定。王华磊等[5]用正交设计实验得出何首乌最佳扦插生长条件为选用三节黄色枝条或三节褐色老枝,在40 mg/L的萘乙酸溶液中浸泡2 h后,间隔1 cm扦插。前人扦插试验总结出选用木质化有3个芽眼以上的何首乌茎,再用生根粉浸泡可提高扦插苗的成活率。
1.1.3组织培养育苗
组织培养繁殖系数大,繁殖速度快,适合大规模培育,能保持母本的优良特性,但组织培养成本高、操作管理复杂、对技术及环境要求较高。王凌晖[6]、赵云峰[7]等都考察了6-苄氨基嘌呤(6-BA)、吲哚乙酸(IBA)、2,4-D和萘乙酸(NAA)诱导何首乌茎段产生愈伤组织的最适宜增殖培养基和生根培养基。曾文丹等[8]选用幼嫩单芽茎段作外植体,用0.1%HgCl2消毒灭菌,浸没间歇式培养增殖系统作为培养方式,筛选出了适宜何首乌的不定芽诱导初代培养基、继代增殖培养基和生根培养基,从而建立了何首乌的离体快繁技术体系,为大批量生产何首乌种苗提供新依据。
1.1.4块根繁殖
何首乌块根繁殖用量多,成本高,但能保持原品种的优良特性。4月左右挑选带芽眼的小块根,按株行距15 cm×15 cm栽于稀松肥沃地块中,每穴栽1个小块根,深约8 cm,覆盖5 cm厚的土,适度浇水保湿,雨季及时排水以防块根腐烂[9]。
1.1.5水培繁殖
水培繁殖属于无性繁殖,具有操作简便、成本低,室内操作不受外部环境影响的特点。用何首乌嫩枝作原材料,清洗后减去多余叶片,浸泡在生根粉中,再放入清水中培养生根。高洁等[10]以何首乌嫩枝为材料,进行2号生根粉(ABT 2)不同浓度的对比实验,研究水培繁殖及生根过程中内源激素含量及氧化酶活性的动态变化。
1.2 栽培技术对药材品质、产量的影响
何首乌人工种植没有统一的规范标准,导致市场上何首乌品质参差不齐,为提高人工种植何首乌的品质和产量,近年来对何首乌种植技术从土壤、施肥、栽培密度等方面开展了许多研究。如刘晗等[11]探寻了都匀市4个不同种植基地的土壤养分对何首乌品质和产量的影响,认为有效磷不利于何首乌块根的生长,有机质和全氮含量高的土壤种出的何首乌产量更高。周明等[12]采用三因素四水平九处理的“3414”田间肥效不完全试验,发现适合十堰山区何首乌高产量、品质好的最佳施肥方案为氮肥10 kg/667 m2、磷肥7.5 kg/667 m2、钾肥6 kg/667 m2。王华磊等[13]在贵州都匀进行的不同栽培密度对何首乌块根及品质影响的研究中,发现不同种植密度下何首乌块根个数、根长和根粗无显著差异,而块根鲜重则差异显著,适宜的种植密度能显著提高何首乌产量,也提高了何首乌中二苯乙烯苷和结合蒽醌含量。蔡丽芬[14]、李帅锋[15]等都用HPLC测定了不同采收期何首乌中二苯乙烯苷和蒽醌类成分的含量,何首乌生长到第3年时二苯乙烯苷含量最高,11月中旬为何首乌的最佳采收期,在9、10月为较适宜的采收期。蔡中齐等[16]从不同采收期何首乌中磷脂类成分变化和总量变化的研究中得出11、12月为何首乌适宜的采收期。虽然对何首乌药材品质和产量的影响因素已有一些相关研究,但仍存在对产量或含量的检测指标不够完善,肥料品种研究不全面,采收时间研究年限短或采收期研究月份少、缺乏对整个生长过程成分积累规律的分析,导致某些研究结果不全面或相差甚远。可见,还需更精细全面的对何首乌的种植技术进行研究。
1.3 栽培模式对经济效益的影响
为提高何首乌种植的经济效益,对何首乌的栽种模式进行了大量的研究。邵建明等[17,18]对何首乌搭架栽培下的单一栽种、套种丝瓜、萝卜、豇豆、菜心等6种不同栽种模式产生的经济效益进行了试验,试验结果为套种模式的经济效益比单一栽种模式的效益更高,其中以何首乌-豇豆-菜心的三维立体套种模式所获收益最高。赵宇[19]报道了何首乌套种甜玉米的高效栽培模式,该模式利用玉米生长期短,何首乌生长期长的特点,将何首乌藤茎引上玉米茎秆,节约了何首乌的搭架成本,提高了栽培的经济效益。陈艳琼[20]、吴庆华[21]等就何首乌搭架栽培、无藤和少藤栽种模式的产量和经济效益进行了试验分析,发现何首乌无架栽培经济效益更高,何首乌少藤栽培时留藤50 cm长的经济效益更高。栽培模式的研究仅探讨了经济效益,缺乏对活性成分含量的检测分析。
2 化学成分
随着对何首乌的开发与利用,国内外对何首乌的化学成分研究逐渐增多。主要集中在对二苯乙烯苷类和蒽醌类的研究、少部分针对磷脂与苯丙素类、黄酮类等化学成分及其功能的研究。二苯乙烯苷类化合物是一类具有多种生理活性的天然成分,已发现的二苯乙烯苷(2,3,5,4’-四羟基二苯乙烯-2-O-β-D-葡萄糖苷)含量高,具有抗氧化、抗动脉粥样硬化等功能[22],已成为药典对何首乌进行质量控制的指标性成分之一,其含量不得低于干药材中的1.0%[2]。王浩等[23]报道目前从何首乌中分离出的二苯乙烯苷类达37种,其中二苯乙烯苷类单体报道了24种,二苯乙烯苷类二聚体13种。蒽醌类化合物是何首乌另一质量控制指标,结合蒽醌以大黄素和大黄素甲醚的总量计,不得低于干药材的0.05%,制何首乌游离蒽醌以大黄素和大黄素甲醚的总量计,不得少于0.1%。目前已分离出的蒽醌类衍生物有大黄素、大黄素甲醚、大黄酚、大黄酸、二蒽酮及其苷类化合物共37种[23]。此外,何首乌中还含有卵磷脂、肌醇磷脂、乙醇胺磷脂、磷脂酸、心磷脂[24]、磷脂酰甘油、磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇等磷酯类化合物具有降血脂、保护心血管等作用。王浩等[23]报道何首乌中含儿茶素、3-O-没食子酰表儿茶素、3-O-没食子酰儿茶素等26种黄酮类化合物和对苯二酚、β-谷甾醇、何首乌丁素等23种其他化合物。除上述几类主要化合物外,何首乌还含淀粉、粗脂肪、游离氨基酸及少量的锰、铁、锌等微量元素[25]。
3 炮制加工
不同的炮制加工对中药材的药效也会有不同的影响。《中国药典》何首乌炮制法为黑豆汁炖法、蒸法、黑豆汁蒸法[2]。九蒸九晒炮制法是《本草纲目》中记载的炮制方法:用何首乌一斤,切片,黑豆三斗浸泡一夜,用砂锅蒸之,豆熟后,去豆晒干何首乌,再以豆蒸,如此反复九蒸九晒。李卫先等[25]采用同一种炮制方法不同蒸制次数炮制何首乌,比较了各炮制品中的蒽醌类成分、总糖、卵磷脂、二苯乙烯苷、水溶性浸出物的含量,得出七蒸七晒炮制品较好,表明蒸制次数和时间会对何首乌化学成分含量有影响。刘兴朵等[26]分析高压炮制法对何首乌中大黄素、大黄素甲醚及二苯乙烯苷含量的影响,结果表明随着高压炮制时间的延长,何首乌中结合蒽醌、二苯乙烯的含量逐渐下降;游离蒽醌含量逐渐上升,为了增加其药效、减少其毒性,将炮制时间定为4 h较佳。在保证质量和药效的前提下,高压蒸制法的时间明显比传统蒸制法短。杜晨晖等[27]建立了一种以降低蒽醌类成分而不破坏二苯乙烯苷的发酵炮制何首乌的新方法,筛选发现米根霉、菌株YMS-006具有专一降解蒽醌类成分而不破坏二苯乙烯苷的能力。郭海霞[28]开展了挤压膨化炮制何首乌的新方法探索,通过对比膨化前后游离蒽醌、结合蒽醌、二苯乙烯苷、水溶性多糖等主要成分的含量分析结果表明,膨化后蒽醌类成分存在化学转变,含量降低;二苯乙烯苷的含量基本无变化;水溶性多糖的含量增加。研究表明,不同的炮制方法对何首乌有效成分含量存在一定的影响。发酵和膨化炮制法针对二苯乙烯苷没影响,但是对蒽醌类成分的含量影响较大,2015年版《中国药典》对蒽醌类成分的含量有明确的规定。在选用制首乌时,为更好的发挥疗效,可选择不同的炮制品。
4 展 望
何首乌生长范围广且品种多,来源主要依靠人工种植,导致了市面上何首乌品质参差不齐。为了医药、保健、化工等方面能得到高品质的何首乌,要继续利用现代生物工程技术大量繁殖优质种苗,加快对种植何首乌品种的鉴定、分类及质量分析,加强对何首乌抗病虫基因的转入、生物防治的研究。何首乌化学成分研究中,除蒽醌类和二苯乙烯苷类的分离及药用活性相关研究较多外,其他化合物的相关研究较少。因此,建议更深入、更全面的研究何首乌的活性成分,进一步开发利用好何首乌养生和药用价值,带动何首乌资源的发展。何首乌生用和炮制后作用有所不同,且炮制后能减轻部分毒性,为改变操作繁琐的传统炮制方法及深入开发何首乌的药用功能,对炮制方法及工艺需要进行更深入的研究。