葛属植物资源的研究进展

李袁杰，明钟镱，李风琴，葛 菲，吴 波

（江西中医药大学 药学院，江西 南昌 330004）

葛属植物是豆科蝶形花亚科的粗壮型缠绕藤本或草本植物，最早由De Candolle于1825年提出并建立。截止目前，全球有葛属植物15～20种，主要分布在亚洲东南地区，如中国、印度、韩国、泰国和日本等国家，我国有10个种和2个变种，为分布最广国家之一[1-5]。葛属植物的根部作为中药材使用治疗疾病已有悠久的历史，目前有两个种收录于2020年版《中国药典》中，分别为豆科植物野葛（Pueraria montana（Willd.）Ohwi）的干燥根称葛根，豆科植物甘葛藤（Pueraria thomsoniiBenth.）的干燥根称粉葛，两者均有解肌退热，生津止渴，透疹，升阳止泻，通经活络，解酒毒的功效[6]。本文从来源、分类、繁育、药理活性成分、综合开发利用等方面对葛属植物资源作一综述，以期为葛属植物的研究及开发利用提供参考。

1 来源及分布

葛根是多年生藤本植物，为豆科葛属，多为野生，少量栽培，生于山坡、路边草丛中及较阴湿的地方。资源分布广泛，主产于陕西、湖北、四川等地，受地理环境条件限制在青海、西藏及新疆等地鲜有[7]。粉葛与葛根为同科同属植物，多为栽培品，少量野生，主产于广西、广东，江西、海南、安徽、四川等地也有栽培[8]。近些年来粉葛在分类上更具规范化和地域特色化，例如广东省依据地理特征将粉葛分为活道粉葛、竹山粉葛、庙南粉葛和火山粉葛等，并获有国家地理标志。

2 我国葛属原植物的种类及使用研究

我国是葛属植物分布最广国家，据统计有10种和2变种。分别是：葛（原变种）P. montana、粉葛（甘葛藤）（野葛变种）P. montanavar.thomsonii、须弥葛P. wallichii、三裂叶野葛P. phaseoloides、密花葛P.alopecuroides、食用葛P. edulis、苦葛P. peduncularis、葛麻姆（野葛变种）P. montanavar.lobata、黄毛萼葛P. calycina、小花野葛P. stricta、大花葛P. grandiflora和峨眉葛藤P. omeiensis。《中国植物志》中只对前10种葛属植物有记录[9]，峨眉葛藤因其抗逆性强等特点在近几年也开始陆续被研究，但是仅为存疑种，在《中国植物志》中暂无记载[10-11]，大花葛为2015年在野外新发现的葛属植物，与其他葛属植物在植物形态上有显著差异[12]。葛属种质资源分布与形态特征见表1。

表1 葛属种质资源分布与形态特征

我国葛属植物种类较多，2020年版《中国药典》已明确规定葛根、粉葛2个种作为正品供以药用，是相关中药中的真正药用来源，其他品种因研究过少和有效成分含量不高，具有一定植物毒性未在药典上记录。但在民间并不局限于此，比如有些地方的药用植物也为同属其他种，但因葛种质资源分类困难，在鉴定上有很大的局限性，葛根在外观上并不能直观地判断出属于哪个种，混用乱用现象严重。在云南玉溪和大理地区，混用现象严重，食用葛根、越南葛根与传统中药葛根混用，导致药材质量参差不齐。贵州和四川地区以前就会将峨眉葛根和食用葛根作为中药葛根或粉葛。在浙江南部有些地区有时会把三裂叶野葛混作中药葛根入药[13-14]，其纤维多，粉性差，质量较次。苦葛自身含有的植物毒性，限制了它的适用范围，入药具有较大危险性，一般只用于病虫害防治和制作农药，但在西藏部分地区，会将其误用为中药葛根，导致药材难以分辨其真伪，影响食用安全性[15]。在广西地区，很早就有粉葛栽培相关的记载，其中就有两个品种分别为甘葛藤和麻葛藤，甘葛藤根为常用粉葛根，因其淀粉含量丰富也经常被作相关食品制作，而麻葛藤块根含有较多纤维且叶形较大，在古代就用于葛衣的制作，历史十分悠久[10]。

3 栽培技术研究

葛属植物生长周期较长，喜温耐旱不耐涝，其块根是主要收获产物，块根中淀粉含量丰富，可高达40%，生长时需要充足的光照，使之能积累更多养分用于块茎的形成与膨大；除适宜的外部条件之外，还需要有合适且高效的种植技术予以支持，保证栽培中各个环节的质量。种植产量与质量的提高，对推动葛种质资源产业、促进产业结构调整、实现种植户增收具有重要意义。

3.1 繁殖培育

繁殖技术：无性繁殖与有性繁殖均可作为繁育葛属植物的方法。有性繁殖方式为种子繁殖，但葛属植物虽花多却不易结果，收集种子较为困难，因而此方法在实际种植中使用价值不高。无性繁殖方式有扦插繁殖、压条繁殖、根头繁殖和组织培养快速繁殖4种，其中，粉葛最适用的是扦插繁殖，野葛运用压条繁殖效果最好，如水平压条法、波状压条法、普通压条法等[16]。组织培养技术是近几十年发展起来的一项无性繁殖的新型技术手段，已广泛应用于农业和生物、医药的研究，利用组织培养技术进行葛属植物生产与品种改良也取得了一定的进展，用组织培养的方法进行快速繁殖是未来葛属植物生产繁育种苗的最具潜力的方法，它不仅不受季节、温度等条件的限制，而且生长周期短、速度快、繁殖率高且种苗成活率高[17]。定植移栽：于2月底至4月中旬，选择晴天进行移栽，在移栽前湿润育苗的土壤，以便带土移栽，定植时一定要呈30°斜角栽种，以利生长快、易挖省工，然后在根部淋水，保证其生长效果[18]。

3.2 田间管理

追肥：施肥原则是“不上杆不施肥”，种植一个月后，植株长到35 cm左右的高度，追肥第一次，结合肥沃的土壤给植株周围的穴位施优质复合肥。每个月追肥一次，共追肥3次。追肥时不要让肥料颗粒接触到植株根部和幼苗枝叶。搭架引蔓：当葛藤长到55 cm左右时，需对其进行搭架引蔓，此措施可使葛根产量增加，利用“人”字形搭架且使支架达到2 m左右的高度是最适宜的搭架引蔓方式[19]。中耕除草：在葛属植物栽种之后需对其进行3次中耕除草，分别为4月中旬移栽后苗出齐时、7月初生长繁茂时期、11月底落叶后[20]。修剪整蔓：对于每株植物，留下两根左右的主藤并将其架起，使其缠绕支架向上生长，对于芦头1 m以上的其余枝干需每两周去除一次，直到此株植物不再长出侧藤为止[21]。

3.3 病虫害防治

葛属植物在栽培阶段较容易受病虫害的影响，需及时进行防治以提高生产质量。锈病、叶枯病及金龟子、蚜虫等虫类啃咬是叶部主要受到的病虫害影响类型，种植时须保持各株间通风透气，降低湿度，及时清理落叶以消灭病源，视情况喷洒各类病虫害适宜的药液。根部较易发生的病害类型为空心、根腐病，此类疾病多因土地环境问题导致，在种植前进行深翻晾土，施加氮磷钾肥，种植时合理规划密度，种植后及时灌溉与雨后排水[22]。Abbas等[23]经过研究，发现Myrothecium verrucaria（疣孢菌）是对抗温室和田间生长的葛的有效病原体，可利用疣孢菌作为生物防治葛根和其他有害杂草的手段之一。

我国对葛属植物的栽培研究较多，关于葛根栽培相关标准截止目前已有23项发布，地方标准、行业标准和团体标准分别为21项、1项和1项，标准的制定不仅便于葛根生产的管理，也为标准化葛根生产提供了保障。虽然我国发布了多项葛根栽培标准，但缺乏正确的栽培管理和病虫害防治、监测等问题仍未解决。标准规定了葛根栽培病虫害防治的化学防治剂量和方法，但未注明施用次数、施用时间和安全间隔，难以保证食用的安全性，而且目前国内对于葛属植物的农药残留分析方法以及病虫害监测技术的研究也较少。

4 活性成分研究

葛属植物的化学活性成分极其复杂，黄酮类化合物是葛根中含量最丰富的化合物，除此之外，还含有三萜类、香豆素类、甾体类、葛酚苷类以及少量其他类化合物，且不同产地的葛属植物，各化学成分的差异较大[24]。目前研究发现，已有240余种化合物从葛属植物中鉴定分离出[25]。

4.1 黄酮类化合物

从葛根中，可以分离出较多的黄酮类化合物，从葛属植物的花或叶中也可以分离到少量的黄酮类化合物，黄酮类化合物是葛根的主要活性成分，含量最丰富。目前为止从葛属植物中，已有57种黄酮类化合物被分离出来，2-苯基色原酮（2-phenyl-chromone）一般为它的基本母核，其中葛根素、大豆苷元是主要成分，葛根素可由鸢尾黄素、染料木素和黄豆苷元为基础衍生而来[27]。而葛属植物中的异黄酮类化合物基本由大豆苷元衍生而来，可与糖类结合形成苷[26]，羟基或甲氧基也可取代在异黄酮骨架的C-5、C-6处。季鹏等[29]通过大孔树脂等制备方法对葛根进行结构鉴定，分离出了新的黄酮类化合物毛蕊异黄酮苷。目前对葛根的药用成分研究较多，葛根素作为黄酮类化合物中的主要成分，对葛根的药理活性起到关键作用，其可以调节心脑血管功能，调节血脂，解酒化热。常用于治疗一些慢性疾病，如体循环动脉血压增高、动脉粥样硬化等[28]。Xue等[30]用葛中的黄酮类化合物可适当代替抗生素作为补充剂通过改善肠道细菌多样性和益生菌来提高饲料效率并有益于胃肠道健康。Eom等[31]研究发现葛叶及其主要成分罗宾素（山柰酚-3-robinoside-7-鼠李糖苷）具有抗炎活性。

4.2 三萜类化合物

萜类化合物是甲戊二羟酸（mevalonic，MVA）的衍生物，萜类化合物在结构上是分子骨架以异戊二烯为单元的化合物。Sharkey等[32]研究表明葛根中的异戊二烯是由异戊二烯合酶经过甲基赤藓糖醇4-磷酸(MEP)途径衍生的二甲基烯丙基二磷酸酯转化而来。三萜类化合物在豆科植物中广泛存在，三萜类化合物是除黄酮类化合物以外葛属植物的另一主要化学成分。截至目前，共分离得到了30个三萜类化合物及三萜皂苷，都以一个五环结构作为其基本骨架，其中大多数以齐墩果烷型骨架为基础的齐墩果烷型三萜，糖类可与其骨架的羟基发生取代，主要有以葛根皂醇A、B、C为苷元的齐墩果烷型皂角精醇[33-35]。

4.3 香豆素类、甾体类、葛酚苷类化合物

香豆素类化合物：是邻羟基桂皮酸内酯类化合物的总称，苯骈α-吡喃酮母核是其主要骨架，而7 -羟基香豆素也被认为是香豆素的母核，原因是含氧官能团也可以连接其7号位。至今，从葛根中分离得到7个香豆素类化合物。Tanaka等[36]研究表明葛根素有助于PVEE介导的OVX小鼠葡萄糖代谢的改善。甾体类化合物：葛根中含有3种主要甾体类成分，分别为α-菠甾醇、β-谷甾醇、β-谷甾醇棕榈酸酯，其中前两种可用于调节血脂、抗肿瘤等。Wan等[37]利用模型对照小鼠探究了葛中的甾体类化合物能否促进前列腺细胞凋亡的问题。葛酚苷类化合物由二氢查耳酮衍生而来，是葛属植物中的一类特征化合物。目前为止，已从葛根中分离出苦丁烯内酯A等7种葛酚苷类化合物，在1985年，Kinjo等[38]首次在草莓根中分离得到葛酚苷 A和葛酚苷 B 2个新型芳香苷类化合物。

4.4 其他类化合物

淀粉：黄酮类化合物是葛根中的主要活性成分，也是主要的营养成分。葛根中含有大量的淀粉，约占鲜质量的30%～40%。如今，葛根主要用于提取淀粉。氨基酸：人体中需要大量微量元素和氨基酸，葛根中富含人体所需氨基酸，野葛与粉葛含有的氨基酸种类大致相同，野葛的谷氨酸与酪氨酸含量较高[39]。微量元素：人体内的微量元素极少，一般低于0.01%，但其对人体机能运作来说是必需的，微量元素在葛根中的含量相当可观。

5 综合开发利用研究

5.1 药用与保健

我国已开发出葛根素注射剂、葛根素片剂、葛根素胶囊剂、愈风宁心片、葛根岑连片等多种含有葛根成分的中成药。各种葛根素制剂已经成为临床治疗心脑血管疾病的首选药物之一[40]。葛花具有解酒醒脾的功效，已开发出多种醒酒药物，李庆德等[41，42]对醒酒护肝口服液进行了安全性评价，郭志芳等[43]研究出了醒酒类咀嚼片的配方及工艺。葛根黄酮是世界公认的营养保健品，其对于保健、美容及塑身有一定的功效，具有调节身体机能、延缓衰老的作用，研究表明对于中年女性特别是处于绝经期的女性有较为显著的效果。目前葛根已逐渐用于保健品制剂和护肤品，如参七葛根颗粒、骨天王胶囊、葛根软胶囊等[44]。

5.2 食用

葛根在食用方面有多种加工方式：（1）炒菜、煮粥或煲汤。如炒葛片、葛片炒肉、葛根粥、葛根炖菜等；（2）去皮后切制，阴干后得葛根丁或片。做中药茶饮食用；（3）提取制成葛根粉。取葛根原材料去皮，粉碎磨浆并沉淀过滤后得到葛根淀粉，而葛根全粉则是在去皮打碎后加入精米粉等其他添加剂配制而成。对于葛根粉的加工工艺和流程国家出台了相应的标准，大大提高了葛根粉和质量和安全性。（4）加工成即食食品、即热食品等，如葛根粉丝、酸奶、饼干。

5.3 高产饲料

葛的根部、茎叶部均含有丰富的营养成分，如粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、氨基酸、钙、磷等[45]，根部在生产应用中会产生大量葛渣，而茎叶部目前均为参与其他生产应用，为合理利用资源，葛属植物是鸡、鸭、牛、鱼等畜禽鱼类饲料的极佳选择。可将禽类动物直接放养至葛地，也可将葛渣、葛茎叶磨碎后与其他辅料按一定比例配比发酵后制成葛饲料进行喂食，饲养后的畜禽鱼类食用安全、营养丰富[44]。

5.4 其他

葛根部生长迅速，容易生出不定根，具有良好的保持土壤和储存水分的作用，可用于园林绿化；葛花中富含丰富的黄酮化合物，可将其晒干或烘干制成葛花茶，对人体有一定的养生保健功能；同时，葛根渣可用于土壤改良，将其用于食用真菌的有机栽培，并已取得良好效果。

6 展 望

葛根和粉葛属于药食同源作物，具有较好的食用及药用价值，其种质资源的开发利用，需要以历史研究成果作为基础，参考古代医学典籍记载和现代医学研究报道，能够深入了解葛根和粉葛的性状特点及其功效。为了获得高品质的葛根和粉葛品种，需要对其不断改良，充分发挥它们在临床用药、食品保健、牲畜喂饲以及生态建设等方面的功能作用，提高其利用价值，更好地为医疗保健和社会生活服务，发挥重要的意义和价值。