豆蔻属Amomum药用植物资源的初步研究*
2020-11-20李国栋张洪武钱子刚杨耀文
李国栋,张洪武,钱子刚,杨耀文△
(1.云南中医药大学中药学院,云南 昆明 650500;2.姚安县种子管理站,云南 姚安 675300)
豆蔻属Amomum是姜科的第二大属[1];药用资源丰富,其中,砂仁、豆蔻、草果都是该属的代表性中药材。豆蔻属物种数量大,缺乏全面的采集,加之形态特征复杂,该属的分类研究存在很多争议[2]。在中药材方面,该属药材也因为难于鉴别而较为混乱,例如,砂仁就有多个地方习用品、混淆品[3]。夏永梅等[2]的分子系统学研究提出:主要结合果实的形态特征,试验性地将本属分为草果群、砂仁群和九翅豆蔻群。而该属药材的药用部位多为果实或种子,所以,通过对现有植物学研究成果的总结,结合传统中药材的知识,可以丰富豆蔻属药材的鉴定方法,为正确鉴别豆蔻属药材、保障药材质量提供科学依据。此外,对豆蔻属药用资源进行系统研究,一方面可以为现有药用资源的有效利用奠定基础,另外一方面可以为开发新的药用资源提供科学依据。
1 方法
对云南西双版纳、德宏、文山、红河等药材产地进行调查、标本采集,标本查证、文献资料查阅、整理,分析豆蔻属药用植物的资源状况。
2 结果
2.1 姜科分类概述 姜科Zingiberaceae分为2个亚科,姜亚科Zingiberoideae K.Schum.又分3个族,见表 1、表 2[1,4]。
表1 姜科2个亚科的主要特征
表2 姜亚科3个族的主要特征
中国的姜花族植物有姜花属Hedychium Koen.、大苞姜属Caulokaempferia K.Larsen、长果姜属Siliquamomum Baill.、山奈属 Kaempferia L.、土田七属 Stahlianthus O.Ktze.、凹唇姜属 Boesenbergia O.Ktze.、象牙参属Roscoea Smith、距药姜属Cautleya Royle、姜黄属Curcuma L.等[4]。中国的姜族植物包括山姜属 Alpinia Roxb.、直唇姜属 Pommereschea Wittm.、喙花姜属Rhynchanthus Hook.f.、偏穗姜属Plagiostachys Ridl.、豆蔻属 Amomum Roxb.、大豆蔻属Hornstedtia Retz.、茴香砂仁属Achasma Griff.、姜属Zingiber Boehm.等[4]。姜属 Zingiber Boehm.的侧生退化雄蕊与唇瓣相联合,后来的研究将其归入姜花族,改族名为山姜族Alpinieae,并把艳花姜属Etlingera Giscke也归入山姜族[1]。
《中国植物志》记载姜科约49属,1 500种,分布于全世界热带、亚热带地区,主产地为热带亚洲。我国有19属,150余种,5变种,产东南部至西南部各省区[4]。《云南植物志》记载姜科50余属,约1 600种;我国有21属,200余种,5变种;云南有18属,139种,其中13个栽培种,11变种[1]。
《Flora of China》将姜科的2个亚科提升成2个科:姜科Zingiberaceae、闭鞘姜科Costaceae;姜科大约50属,1 300种;其多样性中心在泛热带的南亚和东南亚,有一些种在美洲和亚热带、暖温带的亚洲;中国有20属,216种(其中141个特有种,4个引进种)[5]。
2.2 豆蔻属的主要特征和分类 豆蔻属植物的主要特征为:花序从根茎上抽出,通常圆锥状,没有明显的总苞,花后花序有延长的趋势;小花单生,小苞片管状;唇瓣宽阔、凹陷,仅稍长于花冠裂片;发育良好的药隔附属体两裂、三裂或全缘;侧面的不育雄蕊在唇瓣基部形成小齿或缺失;花柱延长,正好超过能育的花药;冠状顶饰(如果有)与花药相连,但不包裹花柱[5]。
该属被认为起源于喜马拉雅,通过东南亚到北部的澳大利亚,再扩展到太平洋中部[6-7]。蔡希陶等[4]将豆蔻属分成2个亚属,草果亚属 subgen.Lobulatae(K.Schum.)H.T.Tsai&P.S.Chen和豆蔻亚属 subgen.Amomum。前者的药隔附属体2~3裂,后者的药隔附属体全缘;并认为本属约150余种,分布于亚洲、大洋洲的热带地区;我国有24种,2变种,产福建、广东、广西、贵州、云南、西藏等省区。童绍全[4]认为草果A.tasoko药隔附属体近全缘,实属豆蔻亚属,故将草果亚属改为砂仁亚属subgen.Lobulatae,并将草果归入豆蔻亚属subgen.Amomum emend.S.Q.Tong;认为本属约150~180种,我国约35种,2变种。吴征镒等[5]认为本属大约150种,分布于热带亚洲和澳大利亚;中国有39种,其中29个特有种,1个引进种,即爪哇白豆蔻A.compactum Solander ex Maton(A.kepulaga Sprague&Burkill.),原产印度尼西亚,引种栽培于海南和云南南部。
表3 豆蔻属的药用植物
夏永梅等[2]采用ITS和matK DNA序列对豆蔻属的系统学研究表明:豆蔻属是多系群;药隔附属体具有明显的非同源相似性。基于该分子研究的种间亲缘关系与现行的属下分类不一致,主要结合果实的形态特征,试验性地将本属分为3个类群:草果群,砂仁群和九翅豆蔻群。草果群的药隔附属体两裂或三裂,果实表面光滑,形似草果;砂仁群的药隔附属体两裂或三裂,唇瓣形态多样,果实成熟时果序明显伸长,果实表面有棘刺,形似砂仁;九翅豆蔻群药隔附属体全缘,果实成熟时果序稍微伸长,果实表面具7~9翅,或果实有浅脊(棱)。
2.3 豆蔻属的药用植物 我国有记载的豆蔻属药用植物共20种和变种,其中,砂仁、豆蔻、草果是被《中国药典》收载的3味主流药材,其他多为民族、民间用药,或者是砂仁的地方习用品或混淆品[5,8-13],见表3。
续表3
续表3
2.4 药材识别特征 豆蔻属药用植物的药用部位主要是果实或种子,因此,果实或种子的形态特征在药材鉴别中有着重要的作用。豆蔻属果实种子类药材、及其混淆品或伪品之间,在果实、种子形态特征,以及气味上存在一定的差异[1,3-5]。再结合夏永梅等的该属系统学研究成果,也可为本属果实种子类药材的鉴别提供一定的依据[2],见表4。
表4 豆蔻属果实种子类药材的主要特征
续表4
2.5 药材炮制和质量标准 在药材炮制方面,砂仁、豆蔻不需炮制,除去杂质,用时捣碎即可。草果既可以生用,也有炮制过的饮片,即草果仁、姜汁草果两种饮片。药材质量控制方面,传统上都以“个大饱满、香气浓郁”为佳[3]。《中国药典》对三种药材都有挥发油含量测定的要求,豆蔻的挥发油含量要求最高,其次是砂仁,最后是草果[8],见表5。
表5 中药材砂仁、豆蔻、草果的质量指标
2.6 药用功效 依据《中国药典》(2015)记载,源于豆蔻属的药材主要有砂仁、豆蔻、草果,它们都属于芳香化湿药[8,14],其中砂仁使用最为广泛,用于51个药典方剂,其次是豆蔻,用于21个药典方剂,草果用于5个药典方剂;3味中药材同时用于“调胃消滞丸”,见表6。
3 讨论
我国豆蔻属药用植物多达20种及变种,但是,主流药材仅砂仁、豆蔻、草果3味,其中砂仁的应用最广泛。豆蔻属药材多以果实或种子入药,主要属于芳香化湿药,其果实或种子的个大饱满、以及其中的挥发油含量直接关系到药材品质和药材疗效。
以往豆蔻属的属下分类研究主要采用药隔附属体的形态特征,极少采用果实的形态特征。研究表明,药隔附属体具有明显的非同源相似性[2],所以,药隔附属体作为豆蔻属的属下分类形态指标是值得怀疑的。朔果形态特征是豆蔻属的一个重要特征形状,在分类中使用较少主要是因为多数物种的果实没有描述记录[2]。夏永梅等[2]依据果实的形态特征,试验性地将豆蔻属分为草果群、砂仁群和九翅豆蔻群3个类群。草果群果实表面光滑,形似草果;砂仁群果实表面有棘刺,形似砂仁;九翅豆蔻群果实形似九翅豆蔻,表面具窄翅或浅脊,当果实碾碎时才有微弱的气味。豆蔻属的药材主要源于其果实或种子,所以,本属中药材的鉴定,在原有的形态、性味鉴别的基础上结合属下3个类群的划分,对药材的正确鉴定有重要的实用价值。草果群是一个单系群,而砂仁群和九翅豆蔻群均不是单系群[2]。草果、拟草果、荽味砂仁的果实均光滑,但是,三者的果实气味有明显区别,荽味砂仁有芫荽气味、且种子具规则的疣状突起,拟草果并无草果的辛香味、且果实顶端稍平截。砂仁群的野草果,果皮光滑,但是,表面有很多点状花纹而别于草果。砂仁果皮被软刺,尝之有辛凉感;阳春砂仁近球形,绿壳砂仁较瘦长。其地方习用品和混淆品疣果豆蔻(牛牯缩砂)、红壳砂仁、海南土砂仁,果皮均被柔刺,但种子尝之均无辛凉感。香豆蔻(印度土砂仁)果皮无柔刺,具有10个波浪形的翅而别于砂仁。山姜和艳山姜果皮均无柔刺,山姜种子有类似樟脑的气味,艳山姜果皮有棱纹,且种子尝之也无辛凉感,这些特征也有别于砂仁而易鉴别出来。白豆蔻和爪哇白豆蔻均属于砂仁组,但是果皮均无柔刺,白豆蔻蒴果近球形,略具钝三棱,爪哇白豆蔻形体较小,在药材市场流通较少。
表6 中药材砂仁、豆蔻、草果的药用信息
豆蔻属植物分布相对狭窄,对其资源的保护尤为重要。砂仁是本属中应用最为广泛的药材,草果是本属应用最广泛的香料,它们都是《中国药典》收载的正品药材,建议构建砂仁、草果的核心种质,建立种质资源圃,保护其遗传资源,为优良药材的生产奠定坚实的基础。
豆蔻属的药材主要属于芳香化湿药,挥发油的含量关系到药材品质和疗效。砂仁、豆蔻、草果等药材栽培过程中,以及药材加工、炮制过程中,如何有利于挥发油在药用部位中的积累,提高药材质量,保障疗效都是值得深入研究的问题。另外,结合化学、药理学的研究,探索针对某类症候的活性成分和药理机制的研究是非常有意义的工作,砂仁、豆蔻、草果这3味药的药用功效有很大的相似性,是开展这类研究的一个很好的材料,相关研究有待进一步的深入。
豆蔻属药用植物资源丰富,值得深入研究,特别是结合谱系地理学、中药资源学、现代生物技术等学科的理论和方法,探索本属的系统演化关系、资源现状,为合理开发该属药用资源提供科学依据。一方面,可为砂仁、豆蔻、草果等本属重要中药材优良品种的培育提供有价值的遗传资源;另一方面,属内不同植物之间的进化关系提供的植物扩散和发展的信息,一定程度上反应了植物与环境的关系,为砂仁、豆蔻、草果等豆蔻属优质药材的繁育和栽培提供科学指导。另外,豆蔻属植物的药用部位主要为果实或种子,药材的鉴定存在一定难度,以砂仁最为典型,源于3个不同的物种,地方习用品和混淆品较多。对本属物种系统演化关系的探索可以为其药材分子鉴别奠定坚实的基础,从根本上保证药材质量和用药安全。最后,也可以为豆蔻属新的药用资源开发利用提高科学依据和指导。