金银花质量研究进展
2022-04-13李克杰石路德周洪雷
李克杰,石路德,周洪雷
(1. 山东中医药大学 实验中心,山东 济南 250355;2. 济南市商河县中医院,山东 济南 251600;3. 山东中医药大学 药学院,山东 济南 250355)
金银花又名忍冬,为忍冬科植物忍冬Lonicera japonica Thunb.的干燥花蕾或带初开的花,具有清热解毒,疏散风热的作用[1]。“忍冬”一名始见于《名医别录》[2],当时药用部位为藤和叶。《本草纲目》[3]记载:茎叶及花,功用皆同。金银花作为药食两用品种,其产品在食品饮料、医药保健、日用化妆等领域均可见,使用范围广泛。据报道,目前金银花在我国年产量已达3.5万吨,年产值近 90亿元[4]。目前金银花在我国各地均有栽培,其道地产区为山东、河南、河北等地[5]。在长期的人工栽培及野生进化过程中,金银花的产区、采收加工方式及品种差异均影响金银花的质量。本文对近年金银花的种质资源、重金属和农残、化学成分进行了总结,以期为金银花质量标准的国际化和提升提供部分参考。
1 种质资源
金银花为忍冬科忍冬属植物,该属共有约200种,在北美洲、欧洲、亚洲和非洲北部的温带和亚热带地区均有分布。我国有98种,广布于全国各省区,以西南部种类最多[6]。该属植物在植物形态及药材性状上极易混淆,且在历次《中国药典》中品种记载变化较多。2020年版《中国药典》记载金银花为忍冬科植物忍冬Lonicera japonica Thunb.的干燥花蕾或带初开的花,其干燥茎枝被收录为“忍冬藤”[7]。我国各地供药用的金银花品种约49种,且其质量不同[8]。
1.1 主要混淆品的研究现状
山银花是市场中最常见的金银花混淆品之一,本品为忍冬科植物灰毡毛忍冬Lonicera macranthoidesHand. -Mazz.、红腺忍冬Lonicera hypoglaucaMiq.、华南忍冬Lonicera confusa DC.或黄褐毛忍冬Lonicera fulvoto-mentosaHsu et S. C.Cheng的干燥花蕾或带初开的花,具有清热解毒,疏散风热的作用[9]。在1977年、1985年、1990年、1995年、2000年版《中国药典》中与忍冬Lonicera japonicaThunb.共同作为金银花品种收录,自2005年版《中国药典》开始将金银花与山银花分列。山银花多在湖北、广东、广西、贵州等南方地区销售或使用。吴飞燕等[10]研究发现与金银花相比,山银花外表皮中几乎未见腺毛;王莹等[11]采用顶空固相微萃取气相色谱质谱联用技术对金银花和4个来源山银花挥发性成分进行比较分析,发现金银花与山银花挥发性成分存在差异,金银花挥发油中酯类、酮类成分含量高于山银花,而醇类与烃类成分低于山银花,同时金银花挥发油总量高于山银花;杨倩茹等[12]研究发现金银花较山银花含丰富的黄酮类化合物。黄酮类化合物是金银花的主要药用成分[13],而挥发油类成分具有抑菌作用[14]。虽然山银花的化学成分与功效同金银花相似,但活性成分及含量存在差异,因此不能替代金银花临床药用。另有多项研究表明[15-17]山银花中含灰毡毛忍冬皂苷乙和川续断皂苷乙,因此可将其作为区分金银花与山银花的特征成分。
1.2 金银花原植物的形态鉴别
在金银花混淆品中灰毡毛忍冬最为常见,研究表明灰毡毛忍冬的花序为双花,且呈密集排列的圆锥状,叶下表面具明显的毡毛,与忍冬明显不同。而红腺忍冬的花序有时为双花单生,与忍冬略显接近,但有时花序为双花,且多朵集生于侧生短枝上,或于小枝顶集合成总状,其苞片披针形,又与忍冬不同[2]。同时金银花与不同品种山银花的花期和开花次数也不尽相同。表1列出了忍冬和灰毡毛忍冬、红腺忍冬、华南忍冬、黄褐毛忍冬原植物形态特征的对比,可更具体地对金银花与山银花原植物进行鉴别。
表1 忍冬和灰毡毛忍冬、红腺忍冬、华南忍冬、黄褐毛忍冬原植物形态特征比较
1.3 金银花的分子鉴别
中药的分子鉴定技术是指通过分析遗传物质DNA的多态性来推断物种内在的遗传变异而实现药材鉴定的方法[18]。蒋超等[19]通过双向位点特异性PCR技术,以叶绿体trnL-trnF序列为参照,获得金银花真伪鉴别SNP位点,并依据该SNP位点设计特异性引物,对84份金银花基原植物及其市售饮片、伪品进行双向位点特异性PCR扩增,并根据真伪品的特异性条带进行金银花药材鉴别,结果证明该技术可精确鉴别金银花真伪品。Sun等[20]使用DNA条形码检测技术对44份忍冬及其近源物种进行trnL-F基因间隔区的检测,通过对选择的7个DNA条形码(rbcL,matK,psbA-trnH,ITS2,ITS,trnL内含子和trnL-F间隔区)间隙直方图的检测发现,psbA-trnH基因间隔区具有最高的种属鉴定效率。因此,以psbA-trnH基因间隔区作为DNA条形码可用于金银花及其近源物种的鉴定。
2 重金属及农药残留研究
2.1 重金属污染
重金属是指密度大于4.5 g/cm3的金属,包括金、银、铜、铁、汞、铅、镉等,其在人体内可蓄积并引发生理毒害[21-22]。金银花作为半常绿藤本,在生理成长期会对环境中的重金属污染物进行富集。随着金银花在抗击突发性疾病(非典、甲流、新型冠状病毒肺炎)等方面凸显出巨大作用,金银花的种植面积和范围也逐年增加,但部分产区的金银花种植在重金属含量超标的土壤中[23],这对金银花药材的质量造成了极大的影响,因此金银花的重金属含量控制成为金银花用药安全的重要环节。
2020年版《中国药典》对金银花中铅、镉、砷、汞、铜等重金属设定了相关含量范围,对金银花的用药安全有一定的保障作用。韩赟等[24]采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定目前主要产区主流栽培品种金银花中5种重金属元素铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、砷(As)、铜(Cu)的含量,结果发现山东、河南、河北三大产区26批金银花的 Pb、Cd、As、Hg、Cu含量均符合2020年版《中国药典》中的规定。操武能等[25]对重庆主产区不同年份、不同品种金银花药材样品的铅、镉、铜含量及汞、砷含量进行测定分析,发现虽然不同产地、不同品种间铅和砷含量差异较大,但金银花药材基本达到了《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》相应的重金属限量标准。随着社会经济的发展,虽然中药的种植环境受到了不同程度的污染,但就目前的相关研究报道,金银花的重金属含量均符合2020年版《中国药典》的限定范围。同时我们对金银花种植基地的选择应严格遵循中药材GAP生产规范的要求,从根源上减少重金属的污染。
2.2 农药残留
金银花的繁殖方式主要为扦插繁殖和压条繁殖[26]。繁殖初期植株抗病虫能力有限,多喷洒营养液与杀虫除菌剂。在金银花的年生长周期中,易受蚜虫、尺蠖、银花叶蜂、红蜘蛛等虫害和白粉病、炭疽病、金银花褐斑病等病害[27-28]。金红宇等[29]使用气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定了河北、安徽及浙江等地的6批金银花药材中的农药残留,检测出了毒死蜱、对硫磷、三唑醇、三氯杀螨醇等农药残留。由此可见金银花中的农药残留污染情况较为严重。目前除了存在农药残留的问题,部分金银花药材中还检测出了硫丹、氰戊菊酯等禁限用农药。李嘉欣等[30]对山东、河南、河北等地的64批金银花中的18种禁限用农药进行检测,发现硫丹、氰戊菊酯的残留量低于最大残留限量理论值,氟虫腈的残留量则高于最大残留限量理论值。2020年版《中国药典》并未对金银花的农药残留含量进行限定,虽然农业部门已禁止使用相关农药产品,但在金银花药材中仍可检出,这可能与部分农药半衰期长有一定的关系,但也存在滥用可能。因此相关部门应加大监管力度,同时政府及相关部门应加大对药农的种植技术指导并制定出相关政策法规,保障金银花的用药安全。
3 化学成分
金银花的主要化学成分为黄酮类、有机酸类,除此之外,金银花还含挥发油等,相关文献报道也较多。
3.1 黄酮类成分
黄酮类化合物是金银花的主要化学成分和药效成分[13]。研究发现金银花中含木犀草苷[31]、苜蓿苷、槲皮素、芦丁等黄酮类化合物[32],金银花茎、叶、花中的化学成分无明显差别,叶中黄酮类化合物的含量最多[33]。金银花黄酮类化合物具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗氧化的作用[34]。
3.2 有机酸类成分
金银花中主要含绿原酸和异绿原酸等有机酸类,绿原酸是奎尼酸和咖啡酸形成的缩酚酸[35]。前期研究[36]认为绿原酸为金银花的有效成分之一,具有抗肿瘤、清除自由基等作用。此外,金银花中还含新绿原酸、隐绿原酸、咖啡酸、断氧化马钱子苷等有机酸类成分[37]。倪付勇等[38]还从金银花中分离出了山奈酚、3,4-二-O-咖啡酰奎尼酸等有机酸。研究表明这些有机酸类化合物具有抑制铜绿假单胞菌的作用[39]。
3.3 挥发油类成分
金银花挥发油类成分是提取分离种类最多的化学成分。李建军等[40]采用共水蒸馏法对金银花挥发油进行提取并进行GC-MS分析,共检测到金银花挥发油成分79种,其中脂肪酸类成分占比为69.10 %,酯类成分占比18.15 %,烷烃类成分占比5.33 %。阮之阳等[14]采用二氧化碳超临界萃取法从山东、广东两地的金银花中分离挥发油,并进行抑菌活性实验,研究发现两地产的金银花均具有良好的抑菌活性,可抑制金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌。
4 质量分析方法
2020年版《中国药典》中以绿原酸含量、酚酸类总量、木犀草苷含量作为金银花药材的质量评价指标,含绿原酸不得少于1.5 %,酚酸类(以绿原酸、3, 5-二-O-咖啡酰奎宁酸和4, 5-二-O-咖啡酰奎宁酸)的总量计,不得少于3.8 %,木犀草苷不得少于0.050 %[7]。这一标准虽然在一定程度上可用于评价和控制金银花的质量,但难以整体评价金银花药材。因此建立多组分同时检测分析的质量标准是目前对中药质量整体调控的一个新方向,包括指纹图谱法和一测多评法,可对金银花专属性特征成分进行测定,整体评价和控制金银花质量。
4.1 色谱指纹图谱
指纹图谱是一种综合性的质量分析手段,具有整体性和专属性[41]。目前金银花的质量色谱指纹图谱主要是高效液相色谱(HPLC)指纹图谱。周萍等[42]采用HPLC建立金银花的指纹图谱,并对山东产10批金银花药材的指纹图谱进行相似性评价,结果发现10批金银花药材的指纹图谱相似度均大于0.95,该方法可较为准确地评价金银花的质量。邓寒霜等[43]采用HPLC建立树型山银花与野生金银花的指纹图谱,结果发现12份野生金银花样品中有10份与其对照指纹图谱相似度达0.95以上,13份树型金银花样品中有12份与其对照指纹图谱相似度达0.95以上,有24份样品与对照指纹图谱相似度达0.90以上。野生金银花样品中的绿原酸、异绿原酸、木犀草苷3种成分平均含量分别为3.72 %,0.39 %,0.15 %,树型金银花样品3种成分平均含量分别为3.42 %,1.22 %,0.06 %。另外,陆顺瑶等[44]建立了高效薄层指纹图谱,对山银花与金银花进行鉴别与质量分析,结果发现与山银花药材比较,金银花及金银花对照药材提取物中的断马钱子酸斑点明显,两种不同的展开剂均能有效鉴别金银花和山银花药材,为金银花药材的质量控制提供了新的研究思路。
4.2 光谱指纹图谱
刘涛等[45]采用紫外-可见分光光度计和红外光谱仪分别测定10批金银花药材与10批山银花药材,建立金银花药材的紫外-可见及红外指纹图谱,结果发现在紫外-可见指纹图谱中,山银花药材图谱与对照图谱的相似度均在0.957以上,在红外指纹图谱中,金银花与山银花样品变异峰率大于共有峰率,最终认为以紫外-可见指纹图谱评价金银花和山银花质量时,二者内在质量相似,但以红外指纹图谱评价二者质量时,内在质量差异较大。目前该方法研究较少,可开展深入研究,为金银花的质量控制提供新思路。
4.3 一测多评法
王玲娜等[46]采用一测多评法和外标法,以绿原酸为参照物,同时测定金银花中绿原酸、木犀草苷等 8 种活性成分的含量,结果发现两种测定方法测得的活性成分含量无差异,一测多评法可用于金银花质量评价。李文龙等[47]通过测定绿原酸、咖啡酸的含量,及与其他有机酸的相对校正因子,计算出其他几种有机酸的含量,建立了一测多评的分析方法。并将该方法在不同环境下进行验证,结果发现该方法可准确测定金银花中多种有机酸的含量,有利于金银花的质量控制。
5 结论与展望
金银花作为我国山东、河南等地的重要经济作物和道地药材,其药材及相关保健产品的开发已逐步产业化,成为产区的重要经济支柱产业。在药材产品溯源研究发展的大环境中,首先需分清金银花品种,建立规范化种植技术;再者,建立多组分整体评价方法对金银花的质量进行评价,建立专属性更强的评价标准;最后,作为我国最重要的一种药食同源的药材,金银花的新兴产品开发研究也有着重要意义。综上,实现金银花品种的溯源、农药残留和重金属标准的改进提升、多组特征性成分含量标准的制定等均具有重要的意义。