浙江道地药材的质量影响因素和品质评价技术的现状与展望

杨殷凯，王琪瑞，孙思雅，来梦茹，邱晓华，程汝滨

(浙江中医药大学 药学院，浙江 杭州 310053)

道地药材是指一定的药用生物品种在特定气候和环境下所形成的具有优良品质、突出临床疗效和较高经济价值的带有地域性特点的药材。道地药材是优质药材的代表，其特定的地域、优良的品质和确切的疗效使之成为中医药的精髓。自古以来，医家十分注重药材产地来源，以及道地药材的使用[1]。浙江因其得天独厚的地理位置和气候条件，具有悠久的栽培历史和丰富的生产经验。浙江的道地药材众多，其中以“浙八味”最为出名，而近年来公布的“新浙八味”以及种植面积较广的黄精、厚朴、山茱萸等药材也渐渐进入人们的视线，引起广泛关注。基于此背景下，本文就影响浙江道地药材的质量因素及品质评价技术展开讨论，总结了品种、土壤环境、气候因素、微生物、采收时期、加工方式这些因素对浙产药材道地性形成的影响，并从传统生药学评价技术、指纹图谱、近红外光谱技术、基因组学技术等四个方面对药材品质评价做出相关系统综述，以期为提高道地药材质量，保证市场流通药材品质优良，扩大经济效益提供理论支持，进一步推动浙江道地药材产业科技创新体系的形成和浙江中药产业的传承发展。

1 质量影响因素

随着中药材市场的扩大及临床应用的增多，中药材质量受到越来越多人们的重视。影响浙江道地药材质量的因素有很多，优质道地药材的形成与优良种质、特定的自然环境及采收加工密不可分。为此，笔者对影响浙江道地药材质量的几个关键性因素进行探讨和说明。

1.1 品种

药材品种繁多，一药多源、同名异物、同物异名的状况也普遍存在。目前市场上代用品、近似品种层出不穷，严重影响中药材的质量和临床效果。因此，优良正确品种的选育是保证浙江道地药材质量的前提和基础。宋红坤等[2]对铁皮石斛及其他7种石斛进行HPLC特征图谱比较发现，8个品种石斛中化学成分差异较大，且只有紫皮石斛、苞鞘石斛与铁皮石斛的相似度较高。浙麦冬与川麦冬的基因型差异显著[3]，吴发明等[4]发现，浙麦冬中麦冬甲基黄烷酮A和麦冬甲基黄烷酮B高于川麦冬，而川麦冬的有效峰多于浙麦冬。针对浙产白术品种混杂、品质不稳定的情况，沈晓霞等[5]培育出生产指标与质量指标均高于普通对照的新品种浙术1号，有利于浙产白术在主产区的推广种植。此外，新品种的选育在浙贝、元胡、温郁金等道地药材上同样应用广泛，利于充分发挥浙产药材的品种优势。

1.2 土壤环境

土壤是支持中药材生长的营养基础，土壤对药材的生长发育和生理代谢起着重要调控作用，是影响药材道地性形成的关键因素之一[6]。

土壤pH、微量及大量元素与道地药材的品质和疗效相互联系、促进、制约[7]。吴志刚等[8]建立典型变量模型证明了土壤中的有效磷、速效钾与温郁金的质量及道地性形成存在一定的相关性。袁小凤等[9]通过研究土壤及浙贝鳞茎中的无机元素对道地性形成的作用，得出产区环境对浙贝元素特征影响极大，且土壤元素与浙贝鳞茎中的B、Cu、Cd等元素密切相关的结论。刘洪[10]开展不同质地土壤对玄参生长发育的适应性研究，确定了最适宜玄参生长的土质类型为石灰岩类重壤酸性(pH 5.29)砂粉质土壤。浙江省地形地貌复杂，成土母质类型具有多样性、复杂性和过渡性，各种母质在低丘、山地、平原发育成相应的土壤类型，多具有一定的特性[11]，为浙江多种道地药材的形成提供了有利的营养条件。

1.3 气候

药用植物的生长、光合作用及有效成分积累对CO2浓度升高、增温、干旱等气候条件都会产生不同的响应[12]。现今世界气候变化多样，必然导致道地药材的产地迁移[13]。李青苗[14]发现，郁金中姜黄素和总姜黄素含量与相对湿度呈显著负相关，而与生育期均温呈显著正相关。由此可见，相对湿度与生育期均温是影响郁金质量的两个关键气象因子。谭喆天等[15]通过测定白术内酯类成分，筛选出最适宜白术生长的气候因子，最终发现，最湿月降水量220～230 mm、最暖季平均温度25 ℃以下、最干季平均温度10 ℃以上时白术内酯类含量最高，这与白术传统道地产区浙江於潜气候条件相吻合。浙江省为亚热带季风气候，雨热同期、气温适中，其独特及优越的气候条件造就了浙产道地药材拥有特定的秉性，因而具有极高的药用价值。

1.4 微生物

植物的根际微生物对物质循环和能量转换至关重要，根际微生物能改善土壤矿物营养和保护植物免受胁迫[16]，同时促进植物根系吸收养分，并控制土壤传播病害，从而有效提高药材质量，形成道地药材[17]。仇有文[18]发现，白术根际土壤中的真菌、细菌等土壤微生物群落与白术生物学产量的变化规律呈正相关，这为浙产白术的道地性研究及四川白术引种提供科学依据。母茂君等[19]对四川太白贝母鳞茎及其根际土壤展开研究显示，根际土壤微生物多样性随太白贝母生长年限增加而降低，由此引发连作障碍而使贝母质量降低，这为浙江道地药材浙贝母生长过程中可能遇见的影响质量的因素提供参考和依据。

此外，药用植物内生菌也是影响药材道地性的关键因素，可能比气候及土壤因素的影响作用更为直接[20]。植物内生菌既从环境转移到植物，也从植物转移到土壤[21]。不同产地药用植物内生菌种类差异较大，最终导致植物性状、生长发育、抗逆性、有效成分积累呈现出道地药材与非道地药材的差异性[22-23]。俞婕[24]对从萧山、奉化、庆元三地铁皮石斛中分离到的134株内生细菌进行多态性和优势种群分析表明，因产地和组织不同，内生细菌存在多态性，这些内生菌对铁皮石斛的生长发育可能具有促进作用。连瑞丽等[25]从麦冬中筛选出具有抗菌活性的内生菌，利于麦冬的进一步开发利用，提高其药用价值。

1.5 采收时期

中药材的采收时期是影响有效成分含量的关键性因素，采收时期的确定必须遵循有效成分含量最高这一原则。要保证中药材的质量，就要了解其入药部位、生长习性、有效成分积累变化规律等，以选择最佳的采收时期[26]。孙淑芳[27]发现，胎菊期是杭白菊的最佳采收时期，此时期杭白菊外形完整且活性含量、产量均比花蕾期高。徐建中等[28]对浙麦冬块根产量和总皂苷含量情况进行综合考虑，得出最适宜浙麦冬采收的时期为5月中旬至6月上旬的结论。苏文田等[29]对浙江庆元六年生黄精进行相关含量测定发现，多花黄精二年生龄节多糖和浸出物含量连年值均达到峰值，且第三年积累总量最为丰富。同时作者发现，2015版《中国药典》规定的“春秋二季采挖”并非多花黄精多糖与浸出物含量最高时期。因此，在中药材栽培时要对其生长过程进行动态监测，严格掌握季节时令和物候变化，及时科学集中采药，以提高中药材利用率。

1.6 加工方式

产地加工是道地药材形成的一个重要环节，独特、优良的加工技术是道地药材道地性的保证，能直接影响到道地药材的产业发展和体系的完整性[30-31]。“发汗”是中药材加工过程中一种特有的工序，对中药材的质量影响突出。周莉江等[32]对川产药材厚朴、杜仲、续断进行“发汗”相关研究表明，药材在发汗前后性状、化学成分等都会发生改变，影响道地药材质量评价。作为“浙八味”之一的玄参在加工过程中也需要经过反复“发汗”的过程，使其具有独特的道地性品质。张丽宏等[33]将来自浙江东阳、磐安、缙云等产地的延胡索进行蒸、煮、微波法的加工，结果都表明，3种方法所得药材外形性状基本一致，但采用微波法加工有效成分流失最少，其次为蒸法，而煮法流失最多。龙全江等[34]也发现延胡索药材经煮法加工后生物碱含量低于蒸法加工。在此基础上，刘珍珍等[35]将延胡索经过4种初加工处理，结果表明，延胡索生物碱含量由高到低依次为水蒸>水煮>醋煮>盐煮，而蒸制5 min为最佳时长。药材合适的产地加工有利于保证药材质量，而不恰当的加工方式则会使栽培得到的优良药材有效成分流失而导致质量降低。

2 品质评价技术

面对中药质量参差不齐的现状，中药材品质评价技术则显得尤为重要。随着科学技术不断创新和发展，现代研究人员应用不同现代化技术与先进仪器设备，对浙江道地药材品质进行多角度深入研究，取得一定的成果，对浙产药材的市场标准化具有建设性意义。

2.1 传统生药学评价技术

生药学评价技术主要包括来源鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定这四种经典鉴定方法，是中药材鉴定的基础。传统的药材检测通常是根据《中国药典》所规定的标准，对药材进行来源、性状等鉴定，并运用色谱法对有效成分进行定性与定量分析，这种方法能对中药材品质进行初步研究，且适用范围广，一般的浙江道地药材均适用。例如浙贝母呈新月形；白芍具有“菊花心”；铁皮石斛显微结构含硅质块；西红花浸入水中可见橙黄色呈直线下降，且水染成金黄色等。这些都是比较直观的鉴定结果，且操作过程也较为简单，技术要求低。但生药学评价技术在现代药材应用上具有局限性，在近缘品种的区分及药材的道地性评价等方面，此方法显然已不适用。因此，现代化技术将会成为今后浙江道地药材品质评价的必要手段，传统的生药学评价技术则可作为辅助方法对品质进行探讨。

2.2 指纹图谱技术

中药指纹图谱是指将中药材经过特殊试剂处理，并采用一定的分析手段，得到能够标示其化学特征的色谱图或光谱图。中药指纹图谱具有整体、宏观和模糊分析等特点，因其能有效控制中药品质而日益受到人们的重视[36]。利用指纹图谱，可有效区分道地药材与非道地药材。例如王丹等[37]发现，道地和非道地黄芩指纹谱轮廓显著不同，化学成分存在差异，为浙江道地药材道地性研究提供了新视角。罗小泉等[38]建立了江西枳壳的HPLC指纹图谱，并对其进行相似度比较、特征分析和聚类分析，以期区别枳壳药材的不同产地。刘清茹等[39]则建立了枳壳挥发油的气相色谱-质谱指纹图谱，这为新“浙八味”之一衢枳壳指纹图谱的建立以及真伪优劣鉴别与品质评价提供了参考依据。林秀敏等[40]采用HPLC法分别为白芍未经炮制及炮制后的饮片建立了HPLC指纹图谱，并进行聚类分析，可有效用于白芍的质量控制。张娟等[41]则认为杭白芍和亳白芍指纹图谱之间差异较大，这有利于白芍不同产地的区分及道地性的认证。此外，在杭白菊[42]和石斛[43]上也有类似研究，并充分证实指纹图谱具有准确性好、重复性高的优势。指纹图谱为道地药材的品质评价拓宽了思路，使得中药材的质量控制走向创新化和现代化。但现在指纹图谱技术多用于药材不同产地间有效成分的相互比较，难以直观分辨药材品质的道地性，因此，在实际应用过程中，指纹图谱技术仍需结合其他数据分析模式等进行进一步完善。

2.3 近红外光谱技术

近红外光谱技术作为一种快速无损绿色的分析技术[44]，具有信息丰富、分析快速、样品无损等特点[45]，可用于中草药及其复方制剂中有效成分和挥发油含量的定性定量测定，有助于优化中药制剂、实时监控制药过程[46]。赖添悦等[47]将近红外光谱技术与核密度估计算法结合，能够100%识别未知新产地的三叶青并且鉴别精度高。战皓等[48]利用近红外光谱技术建立对白芷中欧前胡素等有效成分的快速检测方法。许灿新[49]建立了延胡索红外光谱平均图谱，并采用聚类分析，能成功区分延胡索正品和伪品的红外光谱。近红外定量模型对延胡索中生物碱的同步测定也已有相关研究[50-51]。杜伟峰等[52]将近红外光谱指纹图谱相与高效液相色谱结合，可快速准确鉴定乌药纺锤根、直根和老根三种不同形态的根。西红花是浙产道地名贵药材，刘江弟[53]建立近红外光谱定性定量模型用于西红花药材的质量评价，对现有的品质评价作了实质性的补充。但近红外光谱目前尚具有灵敏度和稳定性差等缺点，同时还存在易被环境干扰、采样不准确和操作人员技术有限等问题[54]，在今后应用过程中仍需不断完善，提高准确性。

2.4 基因组学技术

基因组学技术是一类系统生物学研究方法，可用于研究微生物与环境中其他物种的营养相互作用机制[55]及其基因组分别在正常和胁迫条件下促进植物生长的能力[56]。笔者在前文已经谈到，微生物是影响药材品质的一个关键因素。而宏基因组学可通过研究微生物的种群分布、遗传特征以及药材中基因的相互作用揭示道地药材的生物学形成机制[57]。管成林等[58]运用宏基因组测序系统，确定了浙江、广西、江苏3个种植基地的铁皮石斛具有的多种黑斑病病原菌及相对应的拮抗菌，利于道地药材生物防治的开展。对于云南道地药材三七，崔尹赡[59]利用宏基因组揭示其在连作过程中根际微生物群落的演替规律，确立三七连作障碍产生原因，利于疾病防控。陈倩倩等[60]提取福建金线莲根部内生菌宏基因组DNA，探索金线莲与内生菌的共生关系，挖掘内生菌资源。目前宏基因组学在浙产道地药材的品质研究较少，普及度不高，但其在微生态学及土壤生物学研究中应用较多，为药材从微生物角度开展品质检测提供新的方法和思路。

区别于研究对象是特定环境中的总DNA的宏基因组学，DNA条形码技术作为基因组学技术的另一分支，则是利用生物体内一个特定的、具有代表性的DNA片段序列来实现对物种的快速区别和鉴定。近年来DNA 条形码技术在中药溯源系统、道地药材鉴别、中药基原物种鉴定以及中药资源评价等方面有了极其重要的应用[61]。张家曾[62]利用psbA-trnH引物对不同产地的黄精与多花黄精进行遗传研究，扩增出单一且清晰的条带，以此对黄精进行品种鉴定和生物多样性分析。浙江省是黄精的原产地，通过DNA 条形码技术在黄精品种上进行把关，可在确保浙产黄精品质基础上将种植基地发展扩大。赵志浩[63]发现，ITS可作为不同产区的山茱萸植物群体条形码，且山茱萸种质遗传多样性较高，利于山茱萸的保护利用。同样，DNA条形码序列对前胡[64-65]、延胡索[40]及其混伪品亦能做出有效鉴定。道地药材的品种及真伪是保证药材品质的前提，然而DNA条形码存在对近缘种分辨率低等问题而限制其应用于道地药材的精细鉴别。随着测序技术不断改进及药用植物条形码标准数据库日渐完善，DNA条形码技术在道地性研究和品质评价中应用前景将更加广阔。

3 讨论

浙江经过长期的生产实践，形成了一批适合浙江本地条件的道地药材。而今中药行业形势严峻，中药材质量问题层出不穷。笔者通过总结品种、土壤环境、气候因素、微生物、采收时期、加工方式这几方面的道地药材质量影响因素，以期从种质、栽培和采收加工等角度控制药材质量，推进浙产道地药材产业链标准化生产。随着科技迅速发展，传统的生药学评价技术已经不能满足现代药材品质评价的需要，道地药材品质评价技术逐步提升、评价方法多样，但药材的道地性检测及质量标准数据库的建立仍有待完善。指纹图谱、红外光谱技术、基因组学技术等在道地药材评价中都有广阔的发展空间和应用前景，也可结合统计分析、聚类分析、生物信息学等对药材品质做出更为全面客观的评价。同时，浙江省应加大对道地药材品质评价的重视程度，构建质量标准体系，打造优质道地药材产业，才能使中药材产业在现代工业时代发展中脱颖而出，为实现药农增产增收及乡村产业振兴做出积极贡献。