金铁锁最佳采收期研究

杨丽云，苏泽春，程远辉，和琼姬，陈 翠*，周国华

(1.云南省农业科学院高山经济植物研究所，云南 丽江 674199；2.云南白药集团中药资源有限公司，云南 昆明 650500)

【研究意义】金铁锁(PsammosilenetunicoidesW. C. Wu et C. Y.Wu)为石竹科金铁锁属多年生草本植物，是中国西南地区特有的单属种和稀有种，又名独钉子、金丝矮坨坨、昆明沙参、土人参、独定子、蜈蚣七、对叶七、小霸王、独鹿角姜等[1-3]。金铁锁以根入药，有祛风除湿，散瘀止痛，解毒消肿等功能。用于风湿痹痛，胃脘冷痛，跌打损伤，外伤出血；外治疮疖，蛇虫咬伤[4]。【前人研究进展】现代化学成分和生物活性研究表明，金铁锁根中含有多种化学成分，主要为三萜及其皂苷类、环肽类、咔伯啉生物碱类、麦芽酚苷类、木脂素类、挥发油、糖类及甾醇类等。据研究金铁锁具有较好的镇痛、抗炎、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抗凝等药理作用，临床上对治疗风湿痛及类风湿关节炎疗效确切[5-6]。国内药用历史悠久，始载于明代兰茂《滇南本草》，谓：金铁锁，味辛、辣，性大温，有小毒，吃之令人多吐。专治面寒疼，胃气心气疼。攻疮痈排脓[7]。在西南地区民间用药广泛，是云南省著名的民间药用植物，在多种中成药如云南白药、百宝丹搽剂、百宝丹胶囊、金红止痛消肿酊、肿痛搽剂、肿痛凝胶等中是其重要植物成分之一，具有良好的临床使用价值和巨大市场开发价值。【本研究切入点】自然界金铁锁主要分布于云南、贵州、四川、西藏，分布区域相对狭窄，自然资源储量较小，为国家二级保护植物[8]。随着开发利用的深入研究，使用需求量日益增大，价格逐年攀升，导致人为过度采挖，野生资源储量急剧减少，供需矛盾日益突出。为实现金铁锁野生资源的可持续开发利用，云南省农业科学院高山经济植物研究所近20年来开展了金铁锁的人工引种驯化及规范化种植研究，并已初步掌握了金铁锁的规范化人工栽培技术[9-16]。中药材的人工栽培不同于其他作物，首先必须保证药材的质量以确保其具使用价值，中药材生产中质量是亟待解决的关键问题[17-18]。【拟解决的关键问题】不同环境条件下生长的金铁锁质量有差别[19]。栽培年限和采收时间也可直接影响中药材有效成分的积累和变化，进而影响中药材的质量。为此笔者在云南丽江设计进行不同栽培年限和不同采收时间对金铁锁根水分、总灰分及醇浸出物含量影响的研究，以期为提高人工栽培金铁锁药材的质量，确定最佳栽培年限和最佳采收时间提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

研究材料金铁锁(PsammosilenetunicoidesW. C. Wu et C. Y.Wu)的干燥根来源于云南省农业科学院高山经济植物研究所科研试验基地，种植的金铁锁按不同栽培年限和不同采收时间采收。

实验主要仪器为旗箭500 g多功能中药材粉碎机(上海兆申科技有限公司)、德安特ES-E120B型电子分析天平(天津市德安特传感技术有限公司)，佳美JM881-TG22-23-14 型电热恒温干燥箱(江苏吴江佳美电热设备有限公司)，摇床水浴锅(上海赫田科学仪器有限公司)，HDM3000智能马弗炉(湖南华德电子有限公司)，玻璃干燥器、扁形称量瓶、坩埚、移液管、三角烧瓶、漏斗、蒸发皿等。所用试剂乙醇为分析纯。

1.2 试验方法

1.2.1 不同生长年限和不同采收时间样品的采集 不同生长年限分别采集了相同种植条件的1年生、2年生、3年生、4年生的样品4份(每年5月采集)。不同采收时间分别采集了相同种植条件下2～3年生样品12份(从5月开始至翌年4月止每月采集1份)。

1.2.2 样品水分测定 对不同生长年限和不同采收时间各样品经中药粉粹机粉碎，过24目筛，搅拌混合均匀，精密称取各样品5 g，平铺于干燥至恒重的60 mm×30 mm的扁形称量瓶中，样品平铺厚度不超过5 mm，带样称量瓶用电子天平精密称重后，打开瓶盖置于电热恒温干燥箱内100～105 ℃干燥5 h，将瓶盖盖好，移置于玻璃干燥器中冷却30 min，用电子天平精密称重，在100～105 ℃下干燥1 h，于玻璃干燥器中冷却30 min后再称重，直至连续两次称重的差异不超过5 mg 为止。根据供试样品干燥后失去的重量，计算供试样品中含水百分量。按规定不得超过12.0 %[4]。

1.2.3 样品总灰分测定 对不同生长年限和不同采收时间各样品经中药粉粹机粉碎，过24目筛，搅拌混合均匀，称取供试样品2～3 g，放置于干燥至恒重的坩埚中，称重(精确至0.01 g)，置于马弗炉中缓缓炽热，炽热过程中注意避免供试样品燃烧，直至供试样品完全炭化时，逐渐升高马弗炉温度至500～600 ℃，使供试样品完全灰化并至恒重。根据供试样品残渣重量，计算供试样品中总灰分的百分含量。按规定不得超过6.0 %[4]。

1.2.4 样品浸出物测定 对不同生长年限和不同采收时间各样品经中药粉粹机粉碎，过24目筛，搅拌混合均匀，精密称取各供试样品4 g，放置于300 mL 的三角瓶中，用移液管精密加入45 % 乙醇100 mL，密塞，冷浸，前6 h 内振摇，再静置18 h， 用干燥漏斗迅速过滤，用移液管精密量取滤液20 mL，放置于已干燥至恒重的蒸发皿中，水浴蒸干后，置于电热恒温干燥箱内105 ℃干燥3 h，移置于玻璃干燥器中冷却30 min后迅速用电子分析天平精密称重。以各供试样品醇溶性浸出物干燥品计算各供试样品中醇溶性浸出物的百分含量，按规定不得少于40.0 %[20]。

测定的数据均采用DPSv7.0软件进行统计分析，并用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同栽培年限样品水分测定

从表1可看出，处理间P值为0小于0.01，说明不同栽培年限样品水分含量差异达极显著水平。差异显著性比较结果见表2。不同栽培年限金铁锁根各样品水分含量均未超过2015版国家药典规定的不得超过12.0 % 的标准。3年生的水分含量最高为9.72 %，1年生的水分含量最低为7.60 %，不同栽培年限各样品间水分含量在P<0.05和P<0.01 水平均达显著性差异，但不同样品水分含量随栽培年限没有规律性的变化。

2.2 不同采收时间样品水分测定

从表3可看出，处理间P值为0小于0.01，说明不同采收时间样品水分含量差异达极显著水平。差异显著性比较结果见表4。不同采收时间各样品水分含量均未超过2015版国家药典规定的不得超过12.0 % 的标准。9月采收的金铁锁样品水分含量最高，为11.75 %，处于P<0.05和P<0.01 水平，与其他月份采收的样品差异显著。1月采收的样品水分含量最低，为8.15 %，处于P<0.05和P<0.01 水平，与其他月份采收的样品水分含量达到显著性差异。8和11月采收的样品水分含量无显著性差异。2、10和12月采收的样品水分含量无显著性差异。不同样品的水分含量随采收时间没有规律性变化。

表1 不同栽培年限金铁锁根水分含量方差分析

表2 不同栽培年限金铁锁根水分含量及差异显著性比较

表3 不同采收时间金铁锁根水分含量方差分析

表4 不同采收时间金铁锁根水分含量差异显著性比较

表5 不同栽培年限金铁锁根总灰分含量方差分析

表6 不同栽培年限金铁锁根总灰分含量差异显著性比较

2.3 不同栽培年限样品总灰分测定

从表5可看出，处理间P值为0(<0.01)，说明不同栽培年限样品总灰分含量差异达极显著水平。差异显著性比较结果见表6。不同采收时间各样品总灰分含量均未超过2015版国家药典规定的不得超过6.0 %的标准。1年生的总灰分含量最高为4.63 %，4年生的总灰分含量最低为4.47 %，不同栽培年限各样品间总灰分含量为P<0.05和P<0.01水平均达显著性差异，不同样品总灰分含量随栽培年限的增加有逐渐减小的趋势。

2.4 不同采收时间样品总灰分测定

从表7可看出，处理间P值为0小于0.01，说明不同采收时间样品总灰分含量差异达极显著水平。差异显著性比较结果见表8。各样品总灰分含量均未超过2015版国家药典规定的不得超过6.0 %的标准。8月采收的总灰分含量最高为4.64 %，与其他月份样品间P<0.05均达显著性差异，P<0.01除与7月份采收的无显著性差异外均达显著差异。12月采收的总灰分含量最低为4.34 %，与其他月份采收的样品之间P<0.05和P<0.01 均达显著差异。4、5和9月采收的样品P<0.05无显著差异。3、5和9月采收的样品P<0.01 无显著差异。1、2和11月采收的样品P<0.05和P<0.01 均无显著差异。不同采收时间各样品总灰分含量随采收时间没有规律性的变化。

表7 不同采收时间金铁锁根总灰分含量方差分析

表8 不同采收时间金铁锁根总灰分含量差异显著性比较

续表5 Continued table 5

2.5 不同栽培年限样品醇浸出物测定

从图1可看出，栽培第1年到第2年醇浸出物含量呈下降趋势，第2年到第4年醇浸出物含量呈上升趋势，其中第2年到第3年醇浸出物含量上升最快，第3年到第4年上升趋势较平缓。方差分析结果见表9。处理间P值为0小于0.01，说明不同栽培年限样品醇浸出物含量差异达极显著水平。差异显著性比较结果见表10。1～4年不同栽培年限的样品醇浸出物含量均超过云南省药材标准规定的不得少于40.0 %的标准。第1和2年及第3和4年之间醇浸出物含量差异不显著，但第1、2年跟第3、4年比较差异显著。表明金铁锁栽培第2年到第3年醇浸出物含量上升最快达较高水平，第3年到第4年醇浸出物含量虽有上升但差异不显著。

2.6 不同采收时间样品醇浸出物含量测定

从图2可看出，栽培第2年5月起至翌年4月每月采收的根醇浸出物含量有差别,4-7月醇浸出物含量有逐步下降的趋势，7月达最低，从7月开始醇浸出物含量又有逐步上升的趋势，10月达最高，从10月到翌年4月浸出物含量又有下降的趋势，但下降幅度不大。方差分析结果见表11。处理间P值为0小于0.01，说明不同采收时间样品醇浸出物含量差异达极显著水平。差异显著性比较结果见表12。10月采收的金铁锁根醇浸出物含量最高，与其他月份采收的相比差异显著，其次为11和12月份采收的，与其他月份相比差异也显著。因此，从金铁锁根醇浸出物含量角度，云南丽江栽培的金铁锁最适宜的采收时间为10-12月，其中最佳采收时间为10月。

3 讨 论

金铁锁主要分布于云南、贵州、四川、西藏，分布区域相对狭窄，野生资源储量较小，随着开发利用研究的深入，以及需求量日益增大，供需矛盾日益突出。为确保金铁锁野生资源的可持续开发利用，只有实现规范化的人工种植提供可供利用的药材原料才能解决供需矛盾。中药材人工栽培必须保证其质量，而质量的好坏，又取决于有效成分含量的多少。研究表明，中药材有效成分含量与产地、种质、栽培措施等密切关系[21-23]；采收的年限、季节、时间、方法对祁艾、连翘、远志、金银花有效成分含量都有明确的影响[24]。目前，不同栽培年限和不同采收时间对金铁锁药材质量的影响未见报道。本试验中不同栽培年限金铁锁样品醇浸出物测定结果显示，云南丽江栽培1～4年的金铁锁，从栽培第2年开始，根醇浸出物含量有逐渐升高的趋势，第2年到第3年升高最快，第3年到第4年醇浸出物含量虽有上升但差异不显著。生产中金铁锁栽培3年后根腐病等病害发生较为严重直接影响产量，因此云南丽江栽培金铁锁以种植3年为最好。从不同采收时间样品醇浸出物测定结果表明，云南丽江栽培的金铁锁随着采样时间的变化根醇浸出物含量表现为先下降后增长又下降再增长的趋势。从4月开始金铁锁根醇浸出物含量逐步下降，至7月为最低，7月后醇浸出物含量又逐步升高，10月达到最高，10月后又小幅下降至翌年2月最低，3月后又小幅上升至4月。这种变化表现出与金铁锁生长周期密切相关。3-4月金铁锁开始萌发，植株体内代谢增强，代谢产物增加，导致根醇浸出物含量增加；4-7月金铁锁进入抽枝展叶开花结果的生长旺盛期，需消耗大量贮存在根中的营养物质，导致根醇浸出物含量下降，7月后长成的植株光合效能增加，代谢产物不断积累，导致根醇浸出物含量不断升高，10月达到最高；10月后，随着气温下降，金铁锁逐步进入枯萎倒苗期，生长减慢，消耗增加，导致根醇浸出物含量下降。这种动态变化为确定金铁锁最佳采收期提供了依据，也可为后续开展金铁锁相关生理性研究提供依据。

表9 不同栽培年限金铁锁根醇浸出物含量方差分析

表10 不同栽培年限金铁锁根醇浸出物含量差异显著性比较

图1 不同栽培年限根醇浸出物含量变化Fig.1 Changes of alcohol extract content in root with different cultivation years

图2 不同采收时间根醇浸出物含量变化Fig.2 Changes of alcohol extract content in root with different harvesting time

表11 不同采收时间金铁锁根醇浸出物含量方差分析

表12 不同采收时间金铁锁根醇浸出物含量差异显著性比较

4 结 论

实验中金铁锁不同栽培年限和不同采收时间样品的水分、总灰分、醇浸出物含量均符合相关标准的规定，但不同样品各指标测定结果存有差异。从不同采收时间样品醇浸出物测定结果表明，云南丽江栽培的金铁锁10-12月采收的浸出物含量较高，与其他月份有显著差异，其中10月为最高。因此，若以金铁锁根醇浸出物含量为指标，云南丽江栽培金铁锁最适宜的采收时间为10-12月，又以10月最佳。不同栽培年限样品醇浸出物测定结果表明，从栽培第2年开始，金铁锁根醇浸出物含量有逐渐升高的趋势，第2年到第3年升高最快，第3年到第4年醇浸出物含量虽有上升但差异不显著。生产中金铁锁栽培3年后根腐病等病害发生较为严重直接影响产量，因此云南丽江栽培金铁锁以种植3年为最好，10 月采收为最佳。