2 种类型滇黄精生药学指标和化学成分动态分析

李 玲杨玉玲黄玉玲王朝梁杨志连田迎秋 *

（1.文山州农业科学院药物生物技术研究所，云南 文山 663000；2.文山学院三七医药学院，云南 文山 663000；3.文山阳禾旭中药材种植有限公司，云南 文山 663000）

黄精为百合科植物滇黄精 Polygonatum kingianum Coll.et Hernsl.、黄精 Polygonatum sibiricum Red.或多花黄精Polygonatum cyrtonema Hua 的干燥根茎［1]，味甘、平，归脾、肺、肾经，具有补气养阴、健脾、润肺、益肾之功，用于滋补强身和治疗肾虚精亏、肺虚燥咳以及脾胃虚弱之症［2-3]。现代药理研究表明，黄精多糖是黄精的重要活性成分，具有抗肿瘤、抗氧化、抗炎抗菌、调节血糖血脂、调节免疫、改善记忆力等功能［4-5]；皂苷是黄精属植物的主要活性成分之一［6]，具有调节血糖、提高免疫、抗肿瘤等作用；黄酮类是一种重要的天然产物，也是黄精主要化学成分之一［7]，具有降血糖、抗肿瘤等作用；多酚作为植物体内重要的代谢物质，药理作用丰富，已经成为评价药材质量的重要指标之一［8]。

滇黄精是云南省范围内广泛种植的黄精品种，由于其变异性较大，有很多种表型，主要为2 种，其明显特征是1 种芽头更多，约是另1 种数量的2 倍以上（成熟期时），出芽时间和花期也较早（约2 月份），盛花期和果实成熟期分别为4 月中旬和8 月中旬，适于较高海拔种植（1 300 m 以上），叶片窄而细长，花型相对较小，抗病性、抗旱性较强，因而易于管理，受种植户喜好，民间俗称“中红花黄精”或“多芽黄精”，本研究简称为“M 型滇黄精”；另1 种芽头较少，但芽头大，出芽和开花时间、盛花期、果实成熟期均相对晚约1 个半月至2 个月，花型相对较大，民间俗称“大红花黄精”或“少芽黄精”，适于较低海拔种植（1 300 m 以下），本研究简称为“L 型滇黄精”。除此之外，这2 种滇黄精在果实内层颜色、花序或果柄长短与分支数量、茎杆及块根质地等方面也都有明显差异。

本研究结合农艺学性状、生药学指标和化学成分等多个指标，以折干率、灰分、浸出物、黄精多糖、皂苷、黄酮、酚类等7 个指标考察这2 种类型滇黄精，通过综合分析评价，旨在比较两者品质差异，以期为种植户选种及精细化管理提供参考，亦为以两者作为亲本来选育优良新品种及与其他黄精品种杂交选育奠定基础。

1 材料

1.1 仪器 T6 新世纪型紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；SX2-4-10A 型箱式电阻炉（绍兴市上虞道墟科析仪器厂）；Advanced-I-12 型超纯水机（成都艾柯水处理设备有限公司）；HHS 型电热恒温水浴锅（上海博讯实业有限公司医疗设备厂）；FA2004 型电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；C10002 型电子天平（杭州万特衡器有限公司）；SB-5200D 型超声波清洗机（宁波新芝生物科技股份有限公司）。

1.2 试剂与药物 人参皂苷Re 对照品（成都格莱特生物科技有限公司，批号DST180226-014）；芦丁对照品（四川省维克奇生物科技有限公司，批号wkq19010203）；没食子酸对照品（成都格莱特生物科技有限公司，批号DST190715-008）；葡萄糖对照品（成都格莱特生物科技有限公司，批号DST190624-005）。蒽酮、浓硫酸、无水乙醇、高氯酸、NaNO2、Al（NO3）3、NaOH、福林酚、Na2CO3、香草醛、冰醋酸等试剂均为国产分析纯。

滇黄精为文山阳禾旭中药材种植有限公司黄精基地的滇黄精根茎，来源于云南省文山州文山市簿竹镇木期黑村，海拔1 679.0 m，北纬23°43′43′，东经103°99′42′，经专家鉴定为正品。

2 方法和结果

2.1 2 种类型滇黄精性状

2.1.1 原植物形态特征 滇黄精Polygonatum kingianum Coll.et Hemsl 为百合科黄精属草本植物，根状茎近圆柱形或近连珠状，结节有时作不规则菱状，肥厚；茎顶端作攀援状；叶轮生，每轮3～10 枚，条形、条状披针形或披针形，先端拳卷；花序具花，总花梗下垂，花梗苞片膜质，微小，通常位于花梗下部；花被粉红色，裂片长3～5 mm；花丝长3～5 mm，丝状或两侧扁，花药长4～6 mm；子房长4～6 mm；浆果红色，直径1～1.5 cm，具7～12颗种子；花期3～6 月，果期6～10 月。

2.1.2 不同生育期形态特征 在云南省种植的滇黄精主要有2 种表现类型，本实验暂时分别命名为M 型、L 型，其形态特征差异见表1。

表1 2 种类型滇黄精形态差异Tab.1 Morphological differences between two types of P.kingianum

2.2 样品采集 通过随机抽样法，于2018 年6 月在黄精基地选取无病虫害、生长年限一致的2 种类型的滇黄精分别进行挂牌，于2018 年7 月至2019年6 月每月下旬在基地对挂牌的植株进行取样。取样前30 min 将温湿度计放置于预取样品附近，取样时记录温湿度。每种类型每次取样3 株，每株取2～3 年生龄节的根茎，具体信息见表2。

表2 样品信息Tab.2 Information of samples

2.3 折干率测定 将滇黄精根茎洗净晾干，称鲜重后切片，60 ℃烘干后称量干重，根据公式（干重/鲜重）×100%计算折干率，结果见表2。

由此可知，2 种类型滇黄精样品折干率变化差异较大，其中M 型样品的折干率在8.03%～52.22%之间，在不同采收月份的变化较大，但总体相对较高，在5 月、7 月出现了2 个高值，分别为 52.22%、43.63%；L型样品的折干率 在9.23%～25.11%之间，不同采收月份变化相对较小，在 4、5 月相对较高，分别 为 25.11%、24.41%，见图1。

图1 不同采收月份滇黄精折干率变化Fig.1 Changes in content of drying rate of P.kingianum in different months

2.4 总灰分测定 按2020 年版《中国药典》 四部中通则2302 法进行测定，结果见表3～4、图2。

图2 不同采收月份滇黄精总灰分含量变化Fig.2 Changes in content of total ash of P.kingianum in different months

表3 M 型滇黄精不同采收月份成分含量测定结果（，n=3）Tab.3 Results of content determination of constituents in different growth months of M-type P.kingianum（，n=3）

表3 M 型滇黄精不同采收月份成分含量测定结果（，n=3）Tab.3 Results of content determination of constituents in different growth months of M-type P.kingianum（，n=3）

注：同列中不同大写字母表示差异有统计学意义（P＜0.01），同列中不同小写字母表示差异有统计学意义（P＜0.05）。

表4 L 型滇黄精不同采收月份的成分含量测定结果（，n=3）Tab.4 Results of content determination of constituents in different growth months of L-type P.kingianum（，n=3）

表4 L 型滇黄精不同采收月份的成分含量测定结果（，n=3）Tab.4 Results of content determination of constituents in different growth months of L-type P.kingianum（，n=3）

注：同列中不同大写字母表示差异有统计学意义（P＜0.01），同列中不同小写字母表示差异有统计学意义（P＜0.05）。

由此可知，M 型、L 型不同月份采收样品总灰分含量均具有统计学差异，2 种类型滇黄精在不同月份采收的样品总灰分含量变化趋势一致，其中M型样品的总灰分含量在2.56%～7.10%之间，有7个在4%以内，达到2020 年版《中国药典》 标准（不得超过4%），以11 月份（M11）最低，仅为2.56%；L 型样品总灰分含量在1.57%～6.72%之间，其中有8 个在4%以内，达到2020 年版《中国药典》 标准（不得超过4%），以11 月份（L11）最低，仅为1.57%。

2.5 浸出物测定 参照2020 年版《中国药典》四部通则2201 项下“醇溶性浸出物测定法”中的热浸法测定，结果见表3～4、图3。

图3 不同采收月份滇黄精浸出物变化Fig.3 Changes in contents of extractives of P.kingianum in different months

由此可知，2 种类型样品除9、10 月变化趋势有差异外，其他月份一致，浸出物含量均高于45%，达到2020 年版《中国药典》 标准（不得少于45%），其中M 型样品在62.81%～82.52%之间，1 月（M1）、4 月（M4）、6 月（M6）、8 月（M8）、9 月（M9）、11 月（M11）较高，在80%以上，并且无显著性差异，以11 月（M11）最高，达82.52%；L 型样品在55.56%～81.77% 之间，而且有显著性差异，1 月（L1）、4 月（L4）均较高，但无显著性差异，以4 月（L4）最高，达81.77%。

2.6 多糖含量测定 参照2020 年版《中国药典》一部黄精项下“含量测定”方法。以吸光度为纵坐标（A），质量浓度为横坐标（X）进行回归，得方程为A=4.584 6X+0.025 4（R2=0.996 8）。结果见表3～4、图4。

图4 不同月份滇黄精黄精多糖含量变化Fig.4 Changes in contents of polysaccharides of P.kingianum in different months

由此可知，2 种类型滇黄精的黄精多糖含量在不同采收月份变化趋势在6、9 月有差异，在其他月份变化趋势一致，2 种类型在不同月份的黄精多糖含量均达到了2020 年版《中国药典》 标准（不得少于7.0%），其中M 型样品在12.20%～28.90%之间，具有显著性差异，1 月（M1）、4 月（M4）、9 月（M9）、11 月（M11）较高，分别为28.90%、27.70%、26.90%、25.93%；L 型样品在7.97%～29.30% 之间，具有显著性差异，4 月（L4）、11 月（L11）、5 月（L5）较高，分别为29.30%、28.41%、26.77%。

2.7 总皂苷含量测定 参照文献［9]，采用香草醛-冰醋酸-高氯酸比色法，在586 nm 波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标（A），人参皂苷Re 含量为横坐标（X）进行回归，得方程为A=2.5X-0.008 4（R2=0.997 8）。结果见表3～4、图5。

图5 不同月份滇黄精总皂苷含量变化Fig.5 Changes in content of total saponins of P.kingianum in different months

由此可知，2 种类型滇黄精样品在不同采收月份皂苷含量变化趋势有差异，其中M 型滇黄精不同采收月份总皂苷含量在0.89%～1.68%之间，有显著性差异，除12 月（M12）低于1.0%以外，其余月份均高于1.0%，以11 月（M11）最高，达1.68%；L 型滇黄精在0.98%～1.61% 之间，除7 月（L7）低于1.0%以外，其余月份均高于1.0%，以11 月（L11）最高，达1.61%。

2.8 总黄酮含量测定 参照文献［10]，采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH 比色法，在510 nm 波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标（A），芦丁对照品含量为横坐标（X）进行回归，得方程为A=0.014X-0.020 6（R2=0.994 7）。结果见表3～4、图6。

图6 不同月份滇黄精总黄酮含量变化Fig.6 Changes in content of total flavonids of P.kingianum in different months

由此可知，2 种类型滇黄精在不同采收月份总黄酮含量变化趋势有一定差异，但都出现了一次高峰值，其中M 型滇黄精在0.10～0.86 mg/g 之间，7 月（M7）出现较大增幅，8 月（M8）达到峰值，分别为0.68%、0.86%，之后大幅降低，而其他10 批样品之间的差异较小；L 型滇黄精在0.11～0.61 mg/g 之间，7 月（L7）出现较大增幅，达到峰值，为0.61%，之后大幅降低，而其他11 个样品之间的差异较小。

2.9 酚类含量测定 参照文献［10]，采用福林酚显色法，在765 nm 波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标（A），没食子酸对照品含量为横坐标（X）进行回归，得方程为A=0.111 5X+0.018 4（R2=0.998 1）。结果见表3～4、图7。

图7 不同月份滇黄精酚类含量变化Fig.7 Changes in content of phenols of P.kingianum in different months

由此可知，2 种类型滇黄精酚类含量变化均在3 月份达到最高，出现峰值，之后大幅降低，其中M 型滇黄精在0.04～1.58 mg/g 之间，有显著性差异，以3 月（M3）、12 月（M12）较高，分别为1.58、1.05 mg/g，其他样品均在1%以内；L 型滇黄精在0.09～1.17 mg/g 之间，有显著性差异，以3 月（L3）较高，为1.17 mg/g，其他样品均在1%以内。

2.10 主成分分析

2.10.1 指标间相关性检验、KMO 和Bartlett 球形度检验 表5～6 显示，2 个类型滇黄精7 个指标之间存在不同程度的相关性，KMO 值＞0.5，Bartlett球形度检验的相伴概率P＜0.05，表明各成分之间存在相关性，适合采用主成分分析方法进行评价。

表5 M 型滇黄精相关系数矩阵Tab.5 Correlation matrices of M-type of P.kingianum

表6 L 型滇黄精相关系数矩阵Tab.6 Correlation matrices of L-type of P.kingianum

2.10.2 滇黄精品质指标 参考文献［11-12]，采用SPSS17.0 软件对不同采收月份滇黄精样品的测定结果进行主成分分析，计算相关矩阵特征值和特征向量，见表7～8。

表7 M 型滇黄精初始特征值与贡献率Tab.7 Initial eigenvalues and contribution rates of M-type of P.kingianum

表8 L 型滇黄精初始特征值与贡献率Tab.8 Initial eigenvalues and contribution rates of L-type of P.kingianum

由此可知，M 型滇黄精前4 个成分的特征值大于0.8，4 个因子的累积方差贡献率为94.842% ＞80%，即可解释原变量的94.842% 的信息，因此，选取前4 个因子进行分析；L 型滇黄精前3 个成分的特征值大于0.8，3 个因子的累积方差贡献率为85.053%＞80%，即可解释原变量的85.053%的信息，因此，选取前3 个因子进行分析。M 型滇黄精每个样品的综合评价模型为F=0.513 28F1+0.189 53F2+0.125 86F3+0.119 74F4，L型滇黄精为 F=0.547 07F1+0.175 89F2+0.127 57F3，综合评分见表9～10。

表9 M 型滇黄精不同采收月份的主成分因子得分Tab.9 Principal component factor scores for M-type of P.kingianum in different harvesting months

2 种类型滇黄精主成分因子得分变化趋势一致，见图8，但其变化幅度有差异。其中，M 型滇黄精总体得分范围-1.96～1.07，以11 月采收最高，为1.07，其次为8 月采收，为1.03，12 月采收最低，为-1.96；L 型滇黄精总体得分范围-2.40～1.50，以4 月采收最高，为1.50，其次为11 月采收，为1.13，7 月采收最低，为-2.40。

图8 不同月份采收滇黄精主成分因子得分变化Fig.8 Changes in principal component factor scores of P.kingianum in different months

3 讨论

本研究参考前期黄精成分报道［4-8]和其他品种研究［13-14]，选择了6 个生药学指标和化学成分，并与主成分分析法相结合，对这2 种滇黄精类型进行分析评价。在折干率方面，M 型最高值在5 月，达到52.22%，L 型在4 月，达到25.11%，差异近2 倍，就加工成本和得率来看，M 型明显优于L型，意味着这2 种滇黄精从折干率确定的最佳采收期（分别为5 月、4 月）和当前普遍选择果实成熟（11 月前后）以后的采收期并不吻合。由此对这2种滇黄精的精细化种植提出了新要求，即两者如果不留种，就应该分别在5 月下旬、4 月下旬摘花留叶留杆，让地下部分的块根继续营养生长一段时间至最大值时采挖。

在总灰分和浸出物2 项指标中，2 种类型滇黄精变化趋势与最大值、最小值差异不大，均能达到《中国药典》 要求；多糖方面，2 种类型的最高值无明显差异，但M 型在1、4、9、11 月均有分布，L 型的最高值只在4～5、11 月，其他化学成分（如总黄酮、酚类）及主成分因子得分等动态变化趋势与极值也不尽相同，表型方面的差异结合生药学与化学成分的差异，表明M 型和L 型是同一生态环境下形成的2 个相对生殖隔离的滇黄精类型。

综上所述，应以M 型滇黄精为首选选育新品种，并采用高密度短周期的种植方式实现增产。同时，基于滇黄精种植区及云南省黄精产业发展的长远考虑，还应引进品质更为优良的多花黄精开展杂交选育工作，以改良滇黄精多糖含量不高、活性偏低的不足［14]，并结合云南省独有的气候、环境和种植优势来培育品质更优、适应性更强、产量更高的新品种。