不同生长年限与采收期对金荞麦药材产量与质量的影响△

张晶，魏胜利，2*，李娇，付昌奎

1.北京中医药大学 中药学院，北京 102488；2.中药材规范化生产教育部工程研究中心，北京 102488；3.重庆太极中药材种植开发有限公司，重庆 408000

金荞麦为蓼科植物金荞麦Fagopyrumdibotrys(D.Don)Hara.的干燥根茎，具有清热解毒、排脓祛瘀之功效[1]，多用于治疗肺脓疡、关节酸痛、多发性脓肿、跌打损伤等[2]，是我国民间传统中药。现代药理研究表明，金荞麦具有预防癌化学及抗肿瘤活性[3-5]。目前，已有金荞麦片、威麦宁胶囊、复方金荞麦颗粒等多个中成药上市。金荞麦具有较强的抗氧化作用，对1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、2，2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)自由基、羟自由基具有一定的清除能力[6]，以表儿茶素(epicatechin)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate)为代表的单体酚类化合物是其抗氧化作用的物质基础[7]。

适时采收对药材生产至关重要。合理的采收期不仅能在时间成本与药材产量的权衡上提供指导，也可有效保证药材质量的稳定性。王安虎等[8]研究发现，不同生长期的金荞麦中双聚原矢车菊苷元含量不同，呈动态变化。还有研究表明，金荞麦的最佳采收时期是地上部分枯萎时，此时金荞麦根茎中表儿茶素、醇溶性浸出物含量均较高[9-10]。但现有文献研究中，金荞麦采收多集中于下半年(7—11月)，时间段过短且缺乏产量数据，并未从种植户经济利益角度考虑适宜采收期。金荞麦传统采收期为2年生冬季(11月)，故本研究以金荞麦主要产区重庆市涪陵区的金荞麦种植基地作为依托，测定2～4年生金荞麦在3—11月采收的样品中表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯的含量，并对不同采收期的药材产量及经济效益进行了系统考察，以期获得金荞麦适宜采收期，为金荞麦的栽培及生产提供参考。

1 材料

1260 Infinity型高效液相色谱仪系统(包括G1311B 1260 Quat Pump型四元泵、G1314F 1260 VWD型紫外检测器、G1329B 1260 ALS型自动进样器、G1316A 1260 TCC型柱温箱，美国安捷伦公司)；ME104型电子天平(瑞士梅特勒-托利多公司)；BT25S型万电子天平(德国赛多利斯科学仪器有限公司)；KQ5200D型超声清洗器(江苏省昆山市超声仪器有限公司)；FW100型高速万能粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司)。

表儿茶素(纯度：98%，批号110878-201703)、表儿茶素没食子酸酯(纯度：98%，批号111987-201501)均购自中国食品药品检定研究院；乙腈为色谱纯(美国赛默飞世尔科技公司)；磷酸、甲醇为分析纯(北京化工厂有限责任公司)，水为娃哈哈纯净水。

金荞麦样品采自重庆太极中药材种植开发有限公司(以下简称太极种植公司)的金荞麦基地。2019年3月，分别选择种源、栽培环境和管理条件相对一致的2～4年生金荞麦栽培地采集。该栽培地种植株行距为30 cm×30 cm。在不同栽培年限地块采用样方法采挖样品并于2019年3—11月，采集2～4年生金荞麦样品，每批3份，共取样729株。样品信息见表1。样品经北京中医药大学魏胜利教授鉴定为蓼科植物金荞麦Fagopyrumdibotrys(D.Don)Hara.。

表1 金荞麦样品信息

2 方法

2.1 金荞麦产量测定

单株采挖后洗净，除去泥沙及非药用部位，留下药用部位根茎，称定单株根茎总质量，即为单株鲜质量。将单株药用部位根茎置45 ℃鼓风干燥箱中烘干至质量恒定，再次称定单株根茎总质量，即为单株干质量。在各批次中随机抽取20株金荞麦样品，测定其单株鲜质量和单株干质量，计算不同批次样品产量。根据栽培地种植行距推算1亩(1亩≈666.67 m2)约种植金荞麦6000株，故产量为单株干质量×6000。

2.2 药用活性成分含量测定方法

2.2.1供试品溶液 精密称取金荞麦药材粉末(过四号筛)2.0 g，置具塞锥形瓶中，精密加入50%甲醇25 mL，密塞，称定质量，加热回流提取1 h，放冷后再次称定，补足减失质量，0.45 μm滤膜滤过，即得。

2.2.2混合对照品溶液 精密称取各对照品适量，加甲醇配制成含表儿茶素0.410 2 mg·mL-1、表儿茶素没食子酸酯0.120 1 mg·mL-1的混合对照品溶液。

2.2.3色谱条件 色谱柱为Agilent ZORBAX Extend-C18(120 mm×4.6 mm，5 μm)；流动相为乙腈(A)-0.4%磷酸水溶液(B)，梯度洗脱(0～5 min，12%～13%A；5～12 min，13%～15%A；12～17 min，15%～17%A；17～45 min，17%～18%A；45～50 min，18%A)；流速为0.8 mL·min-1；柱温为30 ℃；检测波长为280 nm；进样体积为4 μL。在此条件下，对照品及金荞麦样品溶液色谱图见图1。

注：A.混合对照品；B.供试品；1.表儿茶素；2.表儿茶素没食子酸酯。

2.2.4方法学考察

2.2.4.1线性关系考察 分别精密吸取2.2.2项下混合对照品溶液0.2、1.0、2.0、4.0、6.0 mL于10 mL 量瓶中，加入甲醇，摇匀，制成系列混合对照品溶液。按2.2.3项下色谱条件进样分析，记录色谱图。以对照品的质量浓度为横坐标(X)、峰面积积分值为纵坐标(Y)进行线性回归，绘制标准曲线，求得回归方程及相关系数(r)，结果见表2。结果显示，2种化合物线性关系良好，符合测定要求。

表2 2种成分的线性方程、r及线性范围

2.2.4.2精密度试验 精密吸取2.2.1项下的供试品溶液，按2.2.3项下色谱条件连续进样6次，表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯峰面积RSD分别为0.18%、0.19%，表明本试验仪器精密度良好。

2.2.4.3重复性试验 按2.2.1项下方法，平行制备6份供试品溶液，按2.2.3项下色谱条件进行测定，金荞麦中表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯的平均质量分数分别为0.398 0、0.057 0 mg·g-1，RSD分别为2.0%、2.2%，结果表明该方法重复性良好。

2.2.4.4稳定性试验 按2.2.1项下方法制备同一批样品的供试品溶液，按2.2.3项下色谱条件分别于2、4、6、8、10 h进样，表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯峰面积RSD分别为2.5%、1.1%。结果表明，供试品溶液在制备后的10 h内稳定性良好。

2.2.4.5加样回收率试验 取同一批次已知含量的金荞麦粉末约1 g，平行6份，分别加入适量对照品，按2.2.1项下方法制备供试品溶液，按2.2.3项下色谱条件进行测定，计算2种成分的平均回收率及RSD，结果见表3。表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯的平均回收率分别为96.7%、101.6%，RSD均小于2%。

表3 金荞麦中2种成分的加样回收率试验结果

2.3 统计分析

运用SPSS 19.0、GraphPad Prism 7.0软件对金荞麦药用活性成分含量、产量测定结果进行数据处理及统计分析。

3 结果

3.1 不同生长年限对金荞麦产量、产值及效益的影响

同一采收年限不同采收月份之间金荞麦的产量(图2)差异有统计学意义(P<0.01)，2～4年生金荞麦的产量在3—6月增长缓慢，甚至出现产量下降的趋势，在6—11月呈快速增长趋势，11月达到产量最高值。随着生长年限增加，金荞麦产量呈波动上升趋势，2～4年生金荞麦的最高产量间差异有统计学意义(P<0.01)。2年生的金荞麦最高亩产量为(494.917±9.528)kg、3年生的金荞麦最高亩产量为(600.080±20.518)kg、4年生金荞麦最高亩产量为(674.494±12.739)kg，3年生产量较2年生增加21.2%，4年生产量较3年生增加12.4%，逐年增产率呈下降趋势。

图2 不同生长年限和采收期金荞麦产量

对太极种植公司的金荞麦种植基地进行调研发现，种植金荞麦累积投入费用由种根费用、土地租赁费用、化肥费用、农药费用及人工费用5部分组成(表4)。按2019年太极种植公司金荞麦干品统货平均价格12元/kg计算，得到不同生长年限金荞麦的产值、年产值及投产比(表5)。研究发现，金荞麦的年产值及投产比随着生长年限的增大而减少，4年生金荞麦的年产值最低为976.0元/亩，2年生金荞麦的年产值及投产比均最高，分别为1 884.4元/亩、1∶2.74。因此，为了使药农种植金荞麦获得较高的经济效益，金荞麦的适宜生长年限为2年。

表4 不同生长年限的金荞麦种植费用 元/亩

表5 不同生长年限的金荞麦产值及效益

3.2 不同生长年限及采收月份对金荞麦质量的影响

同一生长年限不同采收月份的金荞麦，其表儿茶素含量差异有统计学意义(P<0.01，图3)。2年生金荞麦表儿茶素质量分数为0.012 3%～0.124 4%，在3—6月呈下降趋势，6月含量最低，不适宜采收；6—11月含量明显增长，11月达到最大值，质量分数为(0.124 4±0.009 3)%，远高于《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)2020年版规定的0.03%。3年生金荞麦表儿茶素含量在3—5月呈下降趋势，4—5月，表儿茶素质量分数为(0.025 4±0.003 4)%、(0.020 7±0.000 4)%，低于《中国药典》2020年版规定的0.03%，此时不适宜采收；5—10月表儿茶素含量呈上升趋势；10—11月表儿茶素含量呈下降趋势，10月达到最大值，质量分数为(0.093 4±0.000 1)%。4年生金荞麦表儿茶素含量为0.038 0%～0.086 3%，在3—6月呈下降趋势；6—9月呈上升趋势；9—11月呈下降趋势，9月达到最大值，为(0.086 3±0.001 5)%，4年生金荞麦各个月的表儿茶素含量均高于0.03%标准。由此可知，2～4年生金荞麦在9—11月表儿茶素含量均较高。从采收年限看，2年生金荞麦9—11月表儿茶素含量高于其他采收期，最高值出现在11月。

图3 不同生长年限和采收期金荞麦表儿茶素质量分数

同一生长年限不同采收月份之间，金荞麦中表儿茶素没食子酸酯含量差异有统计学意义(P<0.01，图4)。表儿茶素没食子酸酯含量随着采收时间变化，呈现先上升后下降的趋势，2年生7月、3年生7月、4年生8月达到对应年限含量的最高值。其中，3年生7月表儿茶素没食子酸酯质量分数最高，为(0.066 5±0.004 2)%。

图4 不同生长年限和采收期金荞麦表儿茶素没食子酸酯质量分数

4 结论与讨论

4.1 金荞麦生长年限与采收期研究的必要性

金荞麦作为急支糖浆、威麦宁胶囊的主要原料，一直依赖野生资源。随着各地对金荞麦资源的开发利用，其野生资源已日渐减少。金荞麦对土壤要求不严格，繁殖容易，越来越多的贫困地区关注并进行了金荞麦的人工种植[11-12]。在金荞麦人工种植的过程中，采收期是决定金荞麦药材产量和品质的一个重要因素。采收过早使得金荞麦产量过低、药用活性成分的含量较低；采收过迟会导致劳动成本及时间成本的增加。

4.2 金荞麦适宜生长年限与采收期

2～4年生金荞麦产量在春季增长缓慢，甚至出现下降的趋势，推测是由于春季金荞麦地上部分开始生长，消耗根茎中贮存的营养物质，使根茎质地疏松，质量减轻；产量在11月达到最高值，推测是进入冬季后，植株生长停止或已进入休眠期，根茎中储存大量营养物质，使得根茎质地坚实，质量增加。《中国药典》2020年版对金荞麦质量控制的评价指标为表儿茶素。本研究发现，2年生11月采收的金荞麦表儿茶素含量最高。2～4年生金荞麦产量增长率及投产比呈下降趋势，故从产量及经济效益的角度综合分析，建议金荞麦生长年限为2年，以11月采收为佳。由于本研究仅通过药用活性成分含量评价金荞麦质量，接下来将结合药效学评价对金荞麦适宜采收期研究结论进行验证。