中药材前胡质量影响因素研究进展

王佳俊,舒佳宾,余文慧,崔文浩,朱卫东

(衢州市农业林业科学研究院,浙江 衢州 324000)

前胡始载于《名医别录》,为伞形科植物白花前胡(PeucedanumpraeruptorumDunn)的干燥根,具有降气化痰、疏散风热等功效,广泛用于中医临床及止咳化痰类制剂的制备,为常见大宗药材[1]。药智数据网上显示前胡参与了500多种中药方剂及100多种中成药的组方配伍,市场需求量大。目前,野生前胡资源多生长于海拔200～1 500m的山区向阳坡地、山谷溪边,蕴藏量较少,市售前胡以大田栽培为主。现代药理研究表明,前胡具有祛痰、平喘、降血压等药理作用,其主要活性成分为香豆素类和挥发油类化合物[2]。《中华人民共和国药典》(2020版一部)中规定,前胡药材中前胡甲素(Praeruptorin A,PA)含量不得少于0.90%,前胡乙素(Praeruptorin B,PB)不得少于0.24%[3]。因此,香豆素类成分是评价前胡药材质量的重要指标之一,而目前市售前胡药材质量参差不齐,药典合格率低,无法满足临床用药需求,不利于前胡的临床使用和相关药品的质量控制[4,5]。

近来研究指出,中药材效用物质的积累与种质、产地、栽培方式、采收加工等密切相关。针对目前前胡野生资源日益减少,栽培品产量及质量提升较慢,与临床对高品质前胡的需求脱节等矛盾,本研究拟从以上四个方面进行综述,主要围绕产前产地选择、产中栽培方式及产后加工处理过程,探讨上述因素对前胡药材质量可能产生的影响,为进一步研究前胡质量变化、控制前胡药材质量提供参考。

1 外观表现对前胡质量的影响

1.1 形态差异对前胡质量的影响

不同前胡植株的外观形态具有较大差异,且与化学成分的含量存在一定的相关性。前胡抽薹与否与其药用成分的高低存在直接关系,目前学界普遍认为前胡抽薹、开花势必会降低根及根茎中的养分供给,导致根部木质化比例增大,降低香豆素类成分含量。因此在临床应用中,为保证药材质量的稳定常将抽薹开花后的前胡弃去[6-9]。贺元等[10]对前胡根部木质部比例、粉末颜色及油点数与药用成分含量之间的关系进行了研究,结果发现木质部占比偏大、粉末色偏蓝、油点数量偏多的前胡药材,前胡甲素及前胡乙素含量明显更高。这与学界普遍观点有所不同,可能原因是木质部中初生木质部与次生木质部中药用成分含量不同,从而引起的结果偏差。此外,有研究表明植株根部分叉较少、主根较粗壮的前胡中所含甲素及乙素的总量较高[11]。这些形态变异带来的药用成分差异,为培育高质量前胡提供了参考。

1.2 不同部位对前胡质量的影响

2020版《中华人民共和国药典》上规定前胡药用部位是其根部,然而有研究指出前胡茎叶中的前胡甲素含量是根中的2倍,有可能作为中药前胡的代用品[12]。这与李肖莉等[8]的研究结果有差别,这可能与两者采用的分析方法不同有关。在挥发油种类的含量上,根中挥发油的种类较茎、叶中更为丰富,三部位主要成分α-蒎烯、甲基-环己烷和p-薄荷脑-1-醇等。此外,在前胡根中皮部、韧皮部和木质部中有效成分的分析结果提示皮部及韧皮部含量远大于根部,且根头部含量大于支部与根中部,原因可能与根中不同部位的木质化程度不同有关[13-14]。

2 不同产地对前胡质量的影响

前胡在我国分布范围较为广泛,不同产地前胡中药用成分的含量有着不同程度的差别,而产地对其质量的影响主要与气候、海拔、土壤、地形等环境因子相关。李颖硕等[15]研究发现,不同产地前胡药材指纹图谱有很大相似性,但前胡甲素、前胡乙素、前胡E素的含量相差较大。吴晓俊等[16]以香豆素类成分划分不同产地前胡品质,依托最大信息熵(MaxEnt)模型发现,浙江西北部与安徽东南部交界的天目山脉、湖北西南部与湖南西北部交界的武陵山脉所产前胡药材品质较高。

前胡的药用成分积累复杂,道地性比较明显,中药古籍多记载吴中吴兴地区,即浙、赣、皖一带为前胡道地产区。董军等[17]测定了浙江、贵州、安徽、四川中前胡药材中前胡甲素、前胡乙素含量,发现仅浙江产的前胡有效成分含量符合《中华人民共和国药典》要求,品质较好。在不同产地气候因子的研究中,徐攀等[18]测定10省30批次前胡样品中的7-羟基香豆素(7-OH-C)、前胡甲素(PA)、前胡乙素(PB)和前胡素E(PE)含量,发现相对湿度、7月平均最高温、年平均气温为影响含量差异的关键气候因子。在土壤因子的研究中,梁卫青等研究揭示锌、铁、铜、全磷、全量钠含量、阳离子交换量以及 pH 值在其中起主导作用。在海拔高度的研究中,杨柳等[19]测量了不同海拔的24 批前胡样品,结果发现高海拔地区前胡甲素及乙素含量显著高于低海拔地区,提示海拔可能是影响前胡次生代谢产物积累的关键因素之一。

由于产地对前胡质量有较大影响,并且道地产区的前胡与非道地产区的前胡中前胡甲素及乙素与药效均有差异,选择合适的前胡药材种植基地极为重要。刘佳陇等[20]对前胡的适宜生态区进行预测,发现安徽千岛湖产区的仿野生种植和贵州产区的新开林地人工种植为当前较适宜的种植方式。因此,选择前胡的最佳栽培地,对控制前胡药材质量,进行产业化种植具有重要意义。

3 栽培过程对前胡质量的影响

栽培过程中,影响前胡质量的因素主要包括种源选择、栽培方式、施肥、生长年限等。由于野生前胡资源不能满足市场对前胡的需求量,因此关于野生前胡与栽培前胡的比较研究显得极为重要。岳婧怡等[21]采用气相色谱法分析野生与栽培前胡挥发油的组分及含量,发现与栽培前胡相比,野生前胡含有顺马鞭烯醇、(E)-β-金合欢烯、β-古巴烯等特有成分,导致野生前胡较栽培前胡香气更加浓郁。关于野生与栽培前胡中香豆素的含量差异,不同研究呈现出不同的结果,推测这可能与分析方法及抽样方式有关,同时也侧面反映出影响前胡品质的复杂因素[11,22]。

目前,前胡繁殖方式主要分为种子及分根繁殖,优良的种子是保障前胡成药质量的前提。有研究指出种源为野生前胡种子的前胡产量相对较低,但成药品质要高于残留根及栽培种子,且一年生种源较两年生种源的前胡品质要高,因此推测一年生仿野生栽培的种源可能更加利于前胡品质及产量的提高[23]。此外,在考察中有学者发现使用八成熟、色绿的种子育成的实生苗较老熟、色褐的抽薹率低,具体原因值得深入研究[24]。已知,前胡晚薹有利于根部营养物质的积累,而播种时期的选择对前胡抽薹率影响较大,徐广等[25]研究表明3月后播种的前胡抽薹率可降低至10%以下,而1月到2月之间播种的抽薹率在14%～40%之间,原因可能是3月前的冬季昼夜温差较大,前胡种子提前完成春化阶段,从而导致前胡早薹率高。作为半阴生植物,光照强度及时间对前胡根部香豆素的合成具有重要调控作用,李肖莉等[8]对前胡不同坡向栽培进行试验,结果发现位于南坡的前胡甲素与乙素含量显著高于其他坡向,这可能与不同坡向接受的光照强度及时间不同有关。鉴于前胡栽培过程中品质影响因素复杂多样,并且不同的研究结果不完全一致,临床上使用栽培前胡代替野生前胡时,应注意前胡的用量,以保证临床用药安全有效。

施肥种类、施肥方法对前胡药材的产量品质影响较为显著。陈如兵等[23]研究不同肥料对前胡产量及品种的影响,结果发现施用有机肥和复合肥均能提高前胡产量,然而两类肥料均会不同程度地导致根部前胡甲素含量的下降。施肥的时机应该符合前胡的生长规律,一般而言,5月下旬至7月上旬不宜追肥,容易造成前胡早薹,7月下旬至9月可视前胡生长发育情况适当追肥。施肥的数量并不是越多越好,单质氮磷钾肥的过量会导致土壤酸化,降低药材品质[26]。

4 加工对前胡质量的影响

4.1 产地初加工方法对前胡质量的影响

新鲜的前胡药材含水量高,折干率约为30%,且含有各种酶类,不经处理干燥会导致药材有效成分氧化,使药材质量降低。2020版《中华人民共和国药典》规定前胡药材含水量不得过12%。进行产地初加工可以使前胡药材含水量降低,保证药材质量。干燥时的温度是产地初加工的重要参数,温度过高会导致有效成分降解而影响品质,温度过低不能有效降低降解酶的活性,因此药材产地初加工时需要选择合适的干燥温度。现有研究表明,当温度超过50℃时,前胡甲素及乙素含量因降解转化而不符合药典规定[11]。前胡水洗后不立即加工会导致药材腐烂,有研究指出水洗后存放6d会导致超过50%的前胡药材腐烂,而前胡药材不水洗则其总灰分及酸不溶灰分有超出药典规定的风险。在前胡趁鲜切片加工中,切约6mm厚片既有利于快速烘干以缩短时间,又有利于有效成分的存留而保证品质[27]。史行幸等研究了不同温度对前胡香豆素总量的影响,得出60℃下烘干的前胡香豆素含量最高。

4.2 炮制方法对前胡质量的影响

前胡在古代中医临床上常用不同炮制品入药,如生前胡、炒前胡、姜汁炙前胡、蜜炙前胡等。目前常用的前胡炮制品为蜜炙前胡,主要是增加其止咳、祛痰功效。张村等[28]研究了前胡生片与蜜炙前胡中3种香豆素的含量差异,结果表明经蜜炙后前胡甲素、乙素及E素含量均有不同程度的增加。鞠康等[29]通过薄层色谱及UPLC图谱比较前胡蜜炙前后成分种类及含量的变化,发现蜜炙后前胡甲素、乙素含量均有所上升,此外蜜炙后在成分种类上亦有所变化。在前胡甲素、乙素提取方式的比较研究中,徐广等[25]发现药典规定的超声提取较回流提取法提取的甲素效率高,而乙素的提取则相反,提示不同的提取方法可能会影响前胡药材最终的检测结果。

5 结语

通过总结分析可以看出,中药材前胡质量受人为因素、自然环境及其自身生长等诸多因素影响,在种植时可以采取必要的措施,深入挖掘利用优质、高产的前胡种质资源,为前胡道地药园建设及良种繁育提供理论基础。然而如何通过上述相关因素提高前胡药材质量尚不清楚,特别是提高前胡甲素及乙素在前胡根部的富集尚未见系统性报道。目前,对前胡质量影响的相关研究还主要集中在宏观层面,对影响前胡抽薹、药用成分合成及调控基因还不明确。因此,在后续的研究中,应着力加强优质前胡品质的提高、规划道地药园产区,建立科学的田间管理方式,同时围绕前胡抽薹及药用成分,探索关键调控通路以提高前胡品质。