防风药材及饮片质量控制和评价思路△

冯贞，崔宇宏，李民生，连云岚，周瑞雪，郝云芳，魏锋

1.山西省食品药品检验所，山西 太原 030001；2.中国食品药品检定研究院 中药民族药检定所，北京 100050

随着药材野生资源的匮乏，栽培品将是未来中药的主要来源，但在种植过程中，往往存在未真正了解植物的生长习性而盲目引种或非道地产区种植、种植方法不规范、重产量而轻质量等问题，导致中药材及饮片整体质量下降较为严重。如何科学、合理地评价栽培药材的质量，更好地引导种植，使种植的药材质量接近于野生，是药材评价的主要目的之一。

防风为伞形科植物防风Saposhnikovia divaricata（Turcz.）Schischk.的干燥根，春、秋二季采挖未抽花茎植株的根，除去须根和泥沙，晒干[1]。防风饮片为山西省食品药品检验所2019 年国家评价性抽验品种，通过市场调研、标准检验及探索性研究，发现防风药材在野生变家种过程中，存在的主要问题为非适宜区种植、栽培年限短而导致性状变异较大、质量下降的问题。因此，科学、合理地评价栽培药材的质量除了依据《中华人民共和国药典》（以下简称《中国药典》）规定的检测手段以外，更重要的是对药材质量形成的背景和因素进行全面调研考察。从药材资源评估，药材市场流通情况调研，野生和栽培方式、产地调研，地方习用品调研，对野生与栽培药材的质量及现行质量标准存在的问题进行全方位的考察与分析。尤其应注重产地调研，比较不同种植区域、不同生长年限、不同播种方式对药材质量的影响，考察栽培品化学成分积累与野生品的差异，以评价是否真正可以用家种代替野生，并制定具备合理性和科学性的质量标准。因此，本研究以防风为例，探讨中药材及饮片质量评价的研究思路。

1 资源分布及市场情况调研

20 世纪70 年代以前，防风药材主要来源于野生资源，广泛分布于我国北方平原及半山区地带，主要分布于吉林、黑龙江、辽宁、内蒙古、山东、河北、河南、陕西、山西、甘肃等地。由于产地不同，产于河北的防风习称“口防风”或“西防风”；产于内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江的防风习称“关防风”，关防风是防风类药材中的上品，质量最佳。随着多年的采挖，防风野生资源紧缺，逐渐难以满足市场需求，早在1987 年，我国《国家重点保护野生药材物种名录》就将防风药材的原植物列为国家三级重点保护野生植物。目前市场上野生品主要来源于我国内蒙古海拉尔，其次是俄罗斯、蒙古国及中国东北，野生品仅占防风市场份额的5%～10%。

20 世纪70 年代后，防风开始人工引种驯化，自21 世纪初开始大面积栽培以来，种植区域更加广泛，栽培防风已成为市场的主体。目前家种防风的两大主要产区为河北和内蒙古。河北的主产区在石家庄市行唐县及保定市安国市；内蒙古的主产区为赤峰牛营子地区。另黑龙江、甘肃、山西、河南、安徽、辽宁等地也有部分地区种植，但供应量不大。栽培品市场份额达到90%以上。

防风的地方习用品种较多，按地区习用又分为水防风（宽萼岩风）、陕防风（华山前胡）、川防风、云防风（竹叶防风）、西北小防风（葛缕子、田葛缕子等）、石防风、绒果芹等。经过调研，市场上防风的易混品主要为水防风，为伞形科岩风属植物宽萼岩风Libonotis laticalycinaShan et sheh 的干燥根，又称河南水防风，是河南省的防风习用品种，主产于河南郑州市、荥阳市汜水镇，山西运城地区的芮城、解州、绛县、临汾等地区，又称“河南小防风”“小防风”“汜水防风”等，收载于《河南省中药材标准》1991年版[2-3]。

本课题组通过对安徽亳州、河北安国等国内大型中药材专业市场进行调研，了解防风药材资源的野生与栽培情况。调研结果表明，防风栽培品主产区为河北保定地区、内蒙古赤峰地区；次产区为黑龙江大庆、内蒙古呼伦贝尔、甘肃定西、山西运城、安徽亳州、辽宁沈阳等地区。防风栽培方式有籽播、秧播2 种。籽播又称种子直播，分为1 年生及多年生。1 年生防风主产区为内蒙古赤峰、河北安国，市场占有率大；籽播多年生防风多为2～3 年，主产区为黑龙江大庆、内蒙古呼伦贝尔，但市场占有率小。秧播为整根移栽及根段繁殖2 种方式。整根移栽方式为第一年育苗，第二年移栽。即挖取1 年生防风幼苗，采取平栽和斜栽法，甘肃定西地区为此类种植模式。根段繁殖又称分根繁殖，在秋季或早春收获籽播1年的苗，去掉根头部分（芦），截成3～5 cm 小段作为插条来栽种，主产区为河北安国、行唐地区及安徽亳州等地。采用秧播繁殖的防风生长速度较快、直径粗、产量大、市场占有率较高。

2 药材及饮片质量评价

通过调研药材市场及种植产区，共收集74 份防风药材样品，其中野生品24 份，籽播1 年生样品19份，籽播多年生样品14份（多为2～3年，个别4年）、秧播样品17 份，见表1。2019 年，国家评价性抽检防风饮片236 批次，其中86 批野生品、120 批籽播栽培品、30 批秧播品。在以《中国药典》2020 年版标准收载的项目为指标的基础上，增加香豆素类薄层色谱鉴别、高效液相色谱法（HPLC）指纹图谱、挥发油含量等项目，比较防风栽培品与野生品质量差异。

表1 调研收集防风药材信息

2.1 性状

野生防风的主要特征为“直根、蚯蚓头、菊花心、裂隙”。籽播1 年栽培品无野生防风蚯蚓头特征；籽播2～3 年生栽培品部分出现蚯蚓头特征，性状逐渐接近于野生。秧播品直径粗、无蚯蚓头特征，尤其分根繁殖性状变异较大，母根短而膨大，支根多，与传统外观性状差异较大，多不被市场认可。整体来说，栽培防风的表面颜色较野生防风浅，根头部的蚯蚓头不明显或无，体重，质硬，断面平坦，裂隙不明显，味较野生防风甜。

2.2 显微及薄层鉴别

防风野生品皮层裂隙明显，油管多见；栽培品皮层裂隙少或不明显、油管少见。防风化学成分有色原酮、香豆素、挥发油、多糖、有机酸、无机元素、聚乙炔等类化合物，主要化学成分是色原酮类成分，有亥茅酚苷、升麻素、升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇、5-O-甲基维斯阿米醇苷、亥茅酚、乙酰亥茅酚、当归酰亥茅酚等。此外，还有香豆素类成分，如补骨酯素、香柑内酯、欧前胡素、异欧前胡素、紫花前胡苷元等[4-5]。对防风及水防风色原酮类成分、挥发性成分及香豆素类成分进行薄层色谱差异性分析，同时也分析野生、栽培药材的差异性。《中国药典》2020 年版标准检测的是色原酮类成分。由于防风与水防风（宽萼岩风）含有相似的色原酮类及挥发性成分，无法区分，专属性不强。而且野生品与栽培品色谱也无明显差异。

针对色原酮类成分及挥发性成分无法区分防风与水防风的性状，建立了香豆素类成分薄层鉴别方法，以正己烷-乙酸乙酯（8∶3.5）为展开剂，喷10%氢氧化钾甲醇溶液，紫外（UV）365 nm 下检视。结果表明，防风与水防风所含香豆素类成分薄层鉴别差异明显，能有效区分防风及水防风，又能作为防风中掺入水防风的补充检验方法，解决防风掺混水防风的现象（图1）。对野生品及栽培品的薄层色谱斑点进行比较，结果表明，籽播多年生色谱斑点与野生品、对照药材基本一致。籽播1年生、秧播品多缺失上部1个蓝色荧光斑点或此斑点较弱（图2）。

图1 防风与水防风薄层色谱

图2 野生、栽培防风样品薄层色谱

2.3 醇溶性浸出物测定

采用《中国药典》2020 年版一部防风项下的浸出物测定方法，对236 批防风饮片的醇溶性浸出物进行测定，结果表明，栽培品的醇溶性浸出物质量分数明显高于野生品（图3）。

图3 野生、栽培防风样品中醇溶性浸出物质量分数

2.4 色原酮类成分含量

按照《中国药典》2020 年版一部通则0512 的HPLC 同时测定调研收集防风药材（14 份野生品、19 份籽播1 年生、10 份籽播多年生及14 份秧播栽培品）及抽检饮片236 批（野生品86 批、籽播120 批、秧播30 批）中升麻素、升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷、亥茅酚苷4 个色原酮类成分的含量。比较不同栽培方式、不同生长年限与野生品含量差异，评价现行标准指标与限度的合理性。结果表明，无论是4 个色原酮类化合物总质量分数还是《中国药典》2020 年版规定的升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷2 个成分的总质量分数，均为野生品＞籽播多年生＞秧播＞籽播1 年生（图4），野生防风明显高于栽培防风，其中籽播多年生栽培品含量更接近于野生防风，籽播1年生与秧播含量明显低于野生品。236批防风饮片中，86 批野生品中升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷2 个成分总质量分数均值为0.73%，籽播升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷2 个成分总质量分数均值为0.44%，秧播升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷2个成分总质量分数均值为0.31%。《中国药典》2020 年版规定升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷2个成分总质量分数不得低于0.24%，远低于测定值的平均水平，需提高含量限度。

图4 栽培、野生防风样品中色原酮类化合物含量比较

2.5 挥发油含量

对调研收集防风药材按《中国药典》2020 年版四部通则进行挥发油测定。结果表明，10 批防风野生品中挥发油质量分数为0.2%，9 批籽播多年生为0.15%，1年生籽播与秧播为0.1%。野生品＞籽播多年生＞籽播1 年≈秧播，栽培品中挥发油含量明显小于野生品。

2.6 HPLC指纹图谱研究

采用甲醇回流提取，制备供试品溶液，色谱条件为梯度洗脱，二极管整列（DAD）检测器，检测波长254 nm，建立HPLC 指纹图谱相似度评价的方法，用“中药色谱指纹图谱相似度评价系统”2.0版进行评价，野生品相似度＞0.90、栽培品相似度＜0.90，进行比较，排序为野生品＞籽播品＞秧播（图5），栽培品相似度低于野生品。

图5 野生、栽培防风样品指纹图谱相似度比较

3 综合分析

对调研样品、抽验样品、道地产区与非道地产区饮片在性状、薄层色谱、色原酮类成分的含量、HPLC 指纹图谱多个方面综合进行质量分析。结果表明，栽培防风与野生防风相比均存在差异。

3.1 栽培防风与野生防风各项指标比较

性状仍是中药材质量评价的重点，野生防风的蚯蚓头特征是防风多年生的标志，栽培品栽培年限较短，多为1年生，而野生品可达到3～4年，甚至5年以上；故多缺失“蚯蚓头”的性状特点。野生防风明显的“菊花心”是防风根积累较少糖类的结果，也是旱生环境和多年累积所致，总体表现的是一种逆境生长环境。家种品外表面类白色或浅棕色，而非灰棕色或棕褐色，细嫩而非粗糙，质地坚实，切面无裂隙，味甜，与家种大水、大肥、营养较好有关。“体轻、质松、有裂隙”也成为高成分含量的形态特征（表2）。因此，《中国药典》2020 年版防风质量的性状评价方法可较好地评价野生防风药材的质量[6-7]。野生品在皮部的油管数量多于栽培品，与其挥发油成分积累高于栽培品有关。栽培品色原酮类成分含量明显低于野生品，与其生长年限明显低于野生品有关，说明《中国药典》2020 年版的含量测定指标是合理的，其含量高低可以作为评价药材及其饮片质量优劣的指标。而栽培品的浸出物质量分数均值明显高于野生品，可能与其含有的淀粉、糖类物质高有关，可见浸出物量的高低不能反映药材品质的优劣。

表2 调研防风样品（野生品、栽培品）各指标比较

3.2 道地产区与非道地产区饮片质量比较

药材品质的优劣与其道地性和区域性密不可分，通过比较道地产区（内蒙古、黑龙江、辽宁、吉林）与非道地产区（河北、安徽、甘肃、山东、山西、陕西）栽培防风饮片的香豆素类薄层鉴别、4 种色原酮类成分含量总和及HPLC 指纹图谱，道地产区的各项指标均明显高于非道地产区（表3）。

表3 道地产区与非道地产区防风栽培品（饮片）各指标比较

道地产区的种植方式多为籽播，与野生繁殖方式基本一致；天气凉爽，无霜期短，种植年限可以达到2～3 年。为了保证药品质量，尽量在符合原产地生态环境的地方进行引种，保证药材的道地性。药材的有效成分通常是植物的次生代谢成分，逆境可提高次生代谢产物的含量，促进道地药材质量的形成。

3.3 评价现行质量标准

通过标准检验及探索性研究，发现《中国药典》2020 年版中防风质量评价有待提高完善。1）《中国药典》2020 年版标准描述防风药材及饮片的性状均为野生品性状，未收载栽培防风，给中药材和中药饮片的鉴定和检验工作造成了一些困惑，应将栽培防风性状收入标准。2）在探索性研究中发现，防风及其易混品水防风药材性状相近，饮片混入后更是难以鉴别，现行薄层色谱条件检测的是色原酮类成分，两者有相同的色原酮类成分，故无法区分，应增加香豆素的薄层色谱鉴别方法。3）236 批饮片升麻素苷、5-O-甲基维斯阿米醇苷2 个成分平均质量分数为0.53%，而《中国药典》2020 年版限度为0.24%，远低于平均水平，无法有效控制饮片的质量，需适当提高含量限度。

4 总结与建议

4.1 栽培防风种植方式及质量问题

在各种植区域内，不同产地防风的种植方式不尽相同，包括直播、移栽、根段营养繁殖等。秧播种植方式导致防风性状变异，尤其根段繁殖方式性状变异较大，多不被市场认可。另外栽培品防风种植年限均较短，多为1年，少数为2～3年，导致生物活性成分积累明显低于野生品，呈质量下降的趋势。

追求质量才是栽培生产的终极目标，中药材栽培发展的指导原则应该是在优质基础上高产。通过从性状、鉴别、成分含量等多方面进行比较，籽播多年生防风样品更接近于野生品，东北、内蒙古道地产区栽培品质量优于非道地产区。为了保证临床疗效，建议防风栽培方式应是籽播方式，在东北、内蒙古道地产区，种植2 年以上，以使其品质接近于野生品。应避免盲目跟风种植、粗放式种植及不规范化种植，防范种质退化，提高药材质量的稳定性。

4.2 防风质量标准的制定

应将栽培品纳入《中国药典》质量标准，以符合防风的市场现状。参考《四川地方药材标准》1987 年版中防风（引种防风），并结合本次评价结果，规定栽培品来源为伞形科植物防风S.divaricata（Turcz.）Schischk.的种子经直播栽培的干燥根。春、秋两季采挖播种后2～3 年的未抽花茎植株的根，除去须根和泥沙，晒干。其中“直播栽培”及“采挖播种后2～3 年的根”是栽培防风的关键，这样栽培出的防风才能更接近于野生。增加香豆素类成分的薄层色谱鉴别方法，除了控制生长年限外，还能控制防风掺伪的现象。提高色原酮类成分的含量限度，以控制一些不规范种植方式和产地南移问题，保证防风药材及饮片的质量。

4.3 栽培品的质量评价研究思路

充分调研考察是评价的前提与关键。应了解栽培的道地产区、主产区、次产区的原药材栽培方式、种植年限，广泛收集不同产区具有代表性的样品。应以野生品为标杆，比较栽培品与野生品、道地产区与非道地产区药材在性状、鉴别、指纹图谱、浸出物含量、生物活性成分含量等多方面的差异，并分析引起差异的原因，引导正确的栽培模式，使得栽培品的各项指标更接近于野生品，再根据研究结果制定合理的质量标准。