浙江道地藥材的質量影響因素和品質評價技術的現狀與展望

楊殷凱，王琪瑞，孫思雅，來夢茹，邱曉華，程汝濱

(浙江中醫藥大學 藥學院，浙江 杭州 310053)

道地藥材是指一定的藥用生物品種在特定氣候和環境下所形成的具有優良品質、突出臨床療效和較高經濟價值的帶有地域性特點的藥材。道地藥材是優質藥材的代表，其特定的地域、優良的品質和確切的療效使之成為中醫藥的精髓。自古以來，醫家十分注重藥材產地來源，以及道地藥材的使用[1]。浙江因其得天獨厚的地理位置和氣候條件，具有悠久的栽培歷史和豐富的生產經驗。浙江的道地藥材眾多，其中以“浙八味”最為出名，而近年來公布的“新浙八味”以及種植面積較廣的黃精、厚樸、山茱萸等藥材也漸漸進入人們的視線，引起廣泛關注。基于此背景下，本文就影響浙江道地藥材的質量因素及品質評價技術展開討論，總結了品種、土壤環境、氣候因素、微生物、采收時期、加工方式這些因素對浙產藥材道地性形成的影響，并從傳統生藥學評價技術、指紋圖譜、近紅外光譜技術、基因組學技術等四個方面對藥材品質評價做出相關系統綜述，以期為提高道地藥材質量，保證市場流通藥材品質優良，擴大經濟效益提供理論支持，進一步推動浙江道地藥材產業科技創新體系的形成和浙江中藥產業的傳承發展。

1 質量影響因素

隨著中藥材市場的擴大及臨床應用的增多，中藥材質量受到越來越多人們的重視。影響浙江道地藥材質量的因素有很多，優質道地藥材的形成與優良種質、特定的自然環境及采收加工密不可分。為此，筆者對影響浙江道地藥材質量的幾個關鍵性因素進行探討和說明。

1.1 品種

藥材品種繁多，一藥多源、同名異物、同物異名的狀況也普遍存在。目前市場上代用品、近似品種層出不窮，嚴重影響中藥材的質量和臨床效果。因此，優良正確品種的選育是保證浙江道地藥材質量的前提和基礎。宋紅坤等[2]對鐵皮石斛及其他7種石斛進行HPLC特征圖譜比較發現，8個品種石斛中化學成分差異較大，且只有紫皮石斛、苞鞘石斛與鐵皮石斛的相似度較高。浙麥冬與川麥冬的基因型差異顯著[3]，吳發明等[4]發現，浙麥冬中麥冬甲基黃烷酮A和麥冬甲基黃烷酮B高于川麥冬，而川麥冬的有效峰多于浙麥冬。針對浙產白術品種混雜、品質不穩定的情況，沈曉霞等[5]培育出生產指標與質量指標均高于普通對照的新品種浙術1號，有利于浙產白術在主產區的推廣種植。此外，新品種的選育在浙貝、元胡、溫郁金等道地藥材上同樣應用廣泛，利于充分發揮浙產藥材的品種優勢。

1.2 土壤環境

土壤是支持中藥材生長的營養基礎，土壤對藥材的生長發育和生理代謝起著重要調控作用，是影響藥材道地性形成的關鍵因素之一[6]。

土壤pH、微量及大量元素與道地藥材的品質和療效相互聯系、促進、制約[7]。吳志剛等[8]建立典型變量模型證明了土壤中的有效磷、速效鉀與溫郁金的質量及道地性形成存在一定的相關性。袁小鳳等[9]通過研究土壤及浙貝鱗莖中的無機元素對道地性形成的作用，得出產區環境對浙貝元素特征影響極大，且土壤元素與浙貝鱗莖中的B、Cu、Cd等元素密切相關的結論。劉洪[10]開展不同質地土壤對玄參生長發育的適應性研究，確定了最適宜玄參生長的土質類型為石灰巖類重壤酸性(pH 5.29)砂粉質土壤。浙江省地形地貌復雜，成土母質類型具有多樣性、復雜性和過渡性，各種母質在低丘、山地、平原發育成相應的土壤類型，多具有一定的特性[11]，為浙江多種道地藥材的形成提供了有利的營養條件。

1.3 氣候

藥用植物的生長、光合作用及有效成分積累對CO2濃度升高、增溫、干旱等氣候條件都會產生不同的響應[12]。現今世界氣候變化多樣，必然導致道地藥材的產地遷移[13]。李青苗[14]發現，郁金中姜黃素和總姜黃素含量與相對濕度呈顯著負相關，而與生育期均溫呈顯著正相關。由此可見，相對濕度與生育期均溫是影響郁金質量的兩個關鍵氣象因子。譚喆天等[15]通過測定白術內酯類成分，篩選出最適宜白術生長的氣候因子，最終發現，最濕月降水量220～230 mm、最暖季平均溫度25 ℃以下、最干季平均溫度10 ℃以上時白術內酯類含量最高，這與白術傳統道地產區浙江於潛氣候條件相吻合。浙江省為亞熱帶季風氣候，雨熱同期、氣溫適中，其獨特及優越的氣候條件造就了浙產道地藥材擁有特定的秉性，因而具有極高的藥用價值。

1.4 微生物

植物的根際微生物對物質循環和能量轉換至關重要，根際微生物能改善土壤礦物營養和保護植物免受脅迫[16]，同時促進植物根系吸收養分，并控制土壤傳播病害，從而有效提高藥材質量，形成道地藥材[17]。仇有文[18]發現，白術根際土壤中的真菌、細菌等土壤微生物群落與白術生物學產量的變化規律呈正相關，這為浙產白術的道地性研究及四川白術引種提供科學依據。母茂君等[19]對四川太白貝母鱗莖及其根際土壤展開研究顯示，根際土壤微生物多樣性隨太白貝母生長年限增加而降低，由此引發連作障礙而使貝母質量降低，這為浙江道地藥材浙貝母生長過程中可能遇見的影響質量的因素提供參考和依據。

此外，藥用植物內生菌也是影響藥材道地性的關鍵因素，可能比氣候及土壤因素的影響作用更為直接[20]。植物內生菌既從環境轉移到植物，也從植物轉移到土壤[21]。不同產地藥用植物內生菌種類差異較大，最終導致植物性狀、生長發育、抗逆性、有效成分積累呈現出道地藥材與非道地藥材的差異性[22-23]。俞婕[24]對從蕭山、奉化、慶元三地鐵皮石斛中分離到的134株內生細菌進行多態性和優勢種群分析表明，因產地和組織不同，內生細菌存在多態性，這些內生菌對鐵皮石斛的生長發育可能具有促進作用。連瑞麗等[25]從麥冬中篩選出具有抗菌活性的內生菌，利于麥冬的進一步開發利用，提高其藥用價值。

1.5 采收時期

中藥材的采收時期是影響有效成分含量的關鍵性因素，采收時期的確定必須遵循有效成分含量最高這一原則。要保證中藥材的質量，就要了解其入藥部位、生長習性、有效成分積累變化規律等，以選擇最佳的采收時期[26]。孫淑芳[27]發現，胎菊期是杭白菊的最佳采收時期，此時期杭白菊外形完整且活性含量、產量均比花蕾期高。徐建中等[28]對浙麥冬塊根產量和總皂苷含量情況進行綜合考慮，得出最適宜浙麥冬采收的時期為5月中旬至6月上旬的結論。蘇文田等[29]對浙江慶元六年生黃精進行相關含量測定發現，多花黃精二年生齡節多糖和浸出物含量連年值均達到峰值，且第三年積累總量最為豐富。同時作者發現，2015版《中國藥典》規定的“春秋二季采挖”并非多花黃精多糖與浸出物含量最高時期。因此，在中藥材栽培時要對其生長過程進行動態監測，嚴格掌握季節時令和物候變化，及時科學集中采藥，以提高中藥材利用率。

1.6 加工方式

產地加工是道地藥材形成的一個重要環節，獨特、優良的加工技術是道地藥材道地性的保證，能直接影響到道地藥材的產業發展和體系的完整性[30-31]。“發汗”是中藥材加工過程中一種特有的工序，對中藥材的質量影響突出。周莉江等[32]對川產藥材厚樸、杜仲、續斷進行“發汗”相關研究表明，藥材在發汗前后性狀、化學成分等都會發生改變，影響道地藥材質量評價。作為“浙八味”之一的玄參在加工過程中也需要經過反復“發汗”的過程，使其具有獨特的道地性品質。張麗宏等[33]將來自浙江東陽、磐安、縉云等產地的延胡索進行蒸、煮、微波法的加工，結果都表明，3種方法所得藥材外形性狀基本一致，但采用微波法加工有效成分流失最少，其次為蒸法，而煮法流失最多。龍全江等[34]也發現延胡索藥材經煮法加工后生物堿含量低于蒸法加工。在此基礎上，劉珍珍等[35]將延胡索經過4種初加工處理，結果表明，延胡索生物堿含量由高到低依次為水蒸>水煮>醋煮>鹽煮，而蒸制5 min為最佳時長。藥材合適的產地加工有利于保證藥材質量，而不恰當的加工方式則會使栽培得到的優良藥材有效成分流失而導致質量降低。

2 品質評價技術

面對中藥質量參差不齊的現狀，中藥材品質評價技術則顯得尤為重要。隨著科學技術不斷創新和發展，現代研究人員應用不同現代化技術與先進儀器設備，對浙江道地藥材品質進行多角度深入研究，取得一定的成果，對浙產藥材的市場標準化具有建設性意義。

2.1 傳統生藥學評價技術

生藥學評價技術主要包括來源鑒定、性狀鑒定、顯微鑒定、理化鑒定這四種經典鑒定方法，是中藥材鑒定的基礎。傳統的藥材檢測通常是根據《中國藥典》所規定的標準，對藥材進行來源、性狀等鑒定，并運用色譜法對有效成分進行定性與定量分析，這種方法能對中藥材品質進行初步研究，且適用范圍廣，一般的浙江道地藥材均適用。例如浙貝母呈新月形；白芍具有“菊花心”；鐵皮石斛顯微結構含硅質塊；西紅花浸入水中可見橙黃色呈直線下降，且水染成金黃色等。這些都是比較直觀的鑒定結果，且操作過程也較為簡單，技術要求低。但生藥學評價技術在現代藥材應用上具有局限性，在近緣品種的區分及藥材的道地性評價等方面，此方法顯然已不適用。因此，現代化技術將會成為今后浙江道地藥材品質評價的必要手段，傳統的生藥學評價技術則可作為輔助方法對品質進行探討。

2.2 指紋圖譜技術

中藥指紋圖譜是指將中藥材經過特殊試劑處理，并采用一定的分析手段，得到能夠標示其化學特征的色譜圖或光譜圖。中藥指紋圖譜具有整體、宏觀和模糊分析等特點，因其能有效控制中藥品質而日益受到人們的重視[36]。利用指紋圖譜，可有效區分道地藥材與非道地藥材。例如王丹等[37]發現，道地和非道地黃芩指紋譜輪廓顯著不同，化學成分存在差異，為浙江道地藥材道地性研究提供了新視角。羅小泉等[38]建立了江西枳殼的HPLC指紋圖譜，并對其進行相似度比較、特征分析和聚類分析，以期區別枳殼藥材的不同產地。劉清茹等[39]則建立了枳殼揮發油的氣相色譜-質譜指紋圖譜，這為新“浙八味”之一衢枳殼指紋圖譜的建立以及真偽優劣鑒別與品質評價提供了參考依據。林秀敏等[40]采用HPLC法分別為白芍未經炮制及炮制后的飲片建立了HPLC指紋圖譜，并進行聚類分析，可有效用于白芍的質量控制。張娟等[41]則認為杭白芍和亳白芍指紋圖譜之間差異較大，這有利于白芍不同產地的區分及道地性的認證。此外，在杭白菊[42]和石斛[43]上也有類似研究，并充分證實指紋圖譜具有準確性好、重復性高的優勢。指紋圖譜為道地藥材的品質評價拓寬了思路，使得中藥材的質量控制走向創新化和現代化。但現在指紋圖譜技術多用于藥材不同產地間有效成分的相互比較，難以直觀分辨藥材品質的道地性，因此，在實際應用過程中，指紋圖譜技術仍需結合其他數據分析模式等進行進一步完善。

2.3 近紅外光譜技術

近紅外光譜技術作為一種快速無損綠色的分析技術[44]，具有信息豐富、分析快速、樣品無損等特點[45]，可用于中草藥及其復方制劑中有效成分和揮發油含量的定性定量測定，有助于優化中藥制劑、實時監控制藥過程[46]。賴添悅等[47]將近紅外光譜技術與核密度估計算法結合，能夠100%識別未知新產地的三葉青并且鑒別精度高。戰皓等[48]利用近紅外光譜技術建立對白芷中歐前胡素等有效成分的快速檢測方法。許燦新[49]建立了延胡索紅外光譜平均圖譜，并采用聚類分析，能成功區分延胡索正品和偽品的紅外光譜。近紅外定量模型對延胡索中生物堿的同步測定也已有相關研究[50-51]。杜偉峰等[52]將近紅外光譜指紋圖譜相與高效液相色譜結合，可快速準確鑒定烏藥紡錘根、直根和老根三種不同形態的根。西紅花是浙產道地名貴藥材，劉江弟[53]建立近紅外光譜定性定量模型用于西紅花藥材的質量評價，對現有的品質評價作了實質性的補充。但近紅外光譜目前尚具有靈敏度和穩定性差等缺點，同時還存在易被環境干擾、采樣不準確和操作人員技術有限等問題[54]，在今后應用過程中仍需不斷完善，提高準確性。

2.4 基因組學技術

基因組學技術是一類系統生物學研究方法，可用于研究微生物與環境中其他物種的營養相互作用機制[55]及其基因組分別在正常和脅迫條件下促進植物生長的能力[56]。筆者在前文已經談到，微生物是影響藥材品質的一個關鍵因素。而宏基因組學可通過研究微生物的種群分布、遺傳特征以及藥材中基因的相互作用揭示道地藥材的生物學形成機制[57]。管成林等[58]運用宏基因組測序系統，確定了浙江、廣西、江蘇3個種植基地的鐵皮石斛具有的多種黑斑病病原菌及相對應的拮抗菌，利于道地藥材生物防治的開展。對于云南道地藥材三七，崔尹贍[59]利用宏基因組揭示其在連作過程中根際微生物群落的演替規律，確立三七連作障礙產生原因，利于疾病防控。陳倩倩等[60]提取福建金線蓮根部內生菌宏基因組DNA，探索金線蓮與內生菌的共生關系，挖掘內生菌資源。目前宏基因組學在浙產道地藥材的品質研究較少，普及度不高，但其在微生態學及土壤生物學研究中應用較多，為藥材從微生物角度開展品質檢測提供新的方法和思路。

區別于研究對象是特定環境中的總DNA的宏基因組學，DNA條形碼技術作為基因組學技術的另一分支，則是利用生物體內一個特定的、具有代表性的DNA片段序列來實現對物種的快速區別和鑒定。近年來DNA 條形碼技術在中藥溯源系統、道地藥材鑒別、中藥基原物種鑒定以及中藥資源評價等方面有了極其重要的應用[61]。張家曾[62]利用psbA-trnH引物對不同產地的黃精與多花黃精進行遺傳研究，擴增出單一且清晰的條帶，以此對黃精進行品種鑒定和生物多樣性分析。浙江省是黃精的原產地，通過DNA 條形碼技術在黃精品種上進行把關，可在確保浙產黃精品質基礎上將種植基地發展擴大。趙志浩[63]發現，ITS可作為不同產區的山茱萸植物群體條形碼，且山茱萸種質遺傳多樣性較高，利于山茱萸的保護利用。同樣，DNA條形碼序列對前胡[64-65]、延胡索[40]及其混偽品亦能做出有效鑒定。道地藥材的品種及真偽是保證藥材品質的前提，然而DNA條形碼存在對近緣種分辨率低等問題而限制其應用于道地藥材的精細鑒別。隨著測序技術不斷改進及藥用植物條形碼標準數據庫日漸完善，DNA條形碼技術在道地性研究和品質評價中應用前景將更加廣闊。

3 討論

浙江經過長期的生產實踐，形成了一批適合浙江本地條件的道地藥材。而今中藥行業形勢嚴峻，中藥材質量問題層出不窮。筆者通過總結品種、土壤環境、氣候因素、微生物、采收時期、加工方式這幾方面的道地藥材質量影響因素，以期從種質、栽培和采收加工等角度控制藥材質量，推進浙產道地藥材產業鏈標準化生產。隨著科技迅速發展，傳統的生藥學評價技術已經不能滿足現代藥材品質評價的需要，道地藥材品質評價技術逐步提升、評價方法多樣，但藥材的道地性檢測及質量標準數據庫的建立仍有待完善。指紋圖譜、紅外光譜技術、基因組學技術等在道地藥材評價中都有廣闊的發展空間和應用前景，也可結合統計分析、聚類分析、生物信息學等對藥材品質做出更為全面客觀的評價。同時，浙江省應加大對道地藥材品質評價的重視程度，構建質量標準體系，打造優質道地藥材產業，才能使中藥材產業在現代工業時代發展中脫穎而出，為實現藥農增產增收及鄉村產業振興做出積極貢獻。