不同生長年限與采收期對金蕎麥藥材產量與質量的影響△

張晶，魏勝利，2*，李嬌，付昌奎

1.北京中醫藥大學 中藥學院，北京 102488；2.中藥材規范化生產教育部工程研究中心，北京 102488；3.重慶太極中藥材種植開發有限公司，重慶 408000

金蕎麥為蓼科植物金蕎麥Fagopyrumdibotrys(D.Don)Hara.的干燥根莖，具有清熱解毒、排膿祛瘀之功效[1]，多用于治療肺膿瘍、關節酸痛、多發性膿腫、跌打損傷等[2]，是我國民間傳統中藥。現代藥理研究表明，金蕎麥具有預防癌化學及抗腫瘤活性[3-5]。目前，已有金蕎麥片、威麥寧膠囊、復方金蕎麥顆粒等多個中成藥上市。金蕎麥具有較強的抗氧化作用，對1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、2，2-聯氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)自由基、羥自由基具有一定的清除能力[6]，以表兒茶素(epicatechin)、表兒茶素沒食子酸酯(epicatechin gallate)為代表的單體酚類化合物是其抗氧化作用的物質基礎[7]。

適時采收對藥材生產至關重要。合理的采收期不僅能在時間成本與藥材產量的權衡上提供指導，也可有效保證藥材質量的穩定性。王安虎等[8]研究發現，不同生長期的金蕎麥中雙聚原矢車菊苷元含量不同，呈動態變化。還有研究表明，金蕎麥的最佳采收時期是地上部分枯萎時，此時金蕎麥根莖中表兒茶素、醇溶性浸出物含量均較高[9-10]。但現有文獻研究中，金蕎麥采收多集中于下半年(7—11月)，時間段過短且缺乏產量數據，并未從種植戶經濟利益角度考慮適宜采收期。金蕎麥傳統采收期為2年生冬季(11月)，故本研究以金蕎麥主要產區重慶市涪陵區的金蕎麥種植基地作為依托，測定2～4年生金蕎麥在3—11月采收的樣品中表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯的含量，并對不同采收期的藥材產量及經濟效益進行了系統考察，以期獲得金蕎麥適宜采收期，為金蕎麥的栽培及生產提供參考。

1 材料

1260 Infinity型高效液相色譜儀系統(包括G1311B 1260 Quat Pump型四元泵、G1314F 1260 VWD型紫外檢測器、G1329B 1260 ALS型自動進樣器、G1316A 1260 TCC型柱溫箱，美國安捷倫公司)；ME104型電子天平(瑞士梅特勒-托利多公司)；BT25S型萬電子天平(德國賽多利斯科學儀器有限公司)；KQ5200D型超聲清洗器(江蘇省昆山市超聲儀器有限公司)；FW100型高速萬能粉碎機(天津市泰斯特儀器有限公司)。

表兒茶素(純度：98%，批號110878-201703)、表兒茶素沒食子酸酯(純度：98%，批號111987-201501)均購自中國食品藥品檢定研究院；乙腈為色譜純(美國賽默飛世爾科技公司)；磷酸、甲醇為分析純(北京化工廠有限責任公司)，水為娃哈哈純凈水。

金蕎麥樣品采自重慶太極中藥材種植開發有限公司(以下簡稱太極種植公司)的金蕎麥基地。2019年3月，分別選擇種源、栽培環境和管理條件相對一致的2～4年生金蕎麥栽培地采集。該栽培地種植株行距為30 cm×30 cm。在不同栽培年限地塊采用樣方法采挖樣品并于2019年3—11月，采集2～4年生金蕎麥樣品，每批3份，共取樣729株。樣品信息見表1。樣品經北京中醫藥大學魏勝利教授鑒定為蓼科植物金蕎麥Fagopyrumdibotrys(D.Don)Hara.。

表1 金蕎麥樣品信息

2 方法

2.1 金蕎麥產量測定

單株采挖后洗凈，除去泥沙及非藥用部位，留下藥用部位根莖，稱定單株根莖總質量，即為單株鮮質量。將單株藥用部位根莖置45 ℃鼓風干燥箱中烘干至質量恒定，再次稱定單株根莖總質量，即為單株干質量。在各批次中隨機抽取20株金蕎麥樣品，測定其單株鮮質量和單株干質量，計算不同批次樣品產量。根據栽培地種植行距推算1畝(1畝≈666.67 m2)約種植金蕎麥6000株，故產量為單株干質量×6000。

2.2 藥用活性成分含量測定方法

2.2.1供試品溶液 精密稱取金蕎麥藥材粉末(過四號篩)2.0 g，置具塞錐形瓶中，精密加入50%甲醇25 mL，密塞，稱定質量，加熱回流提取1 h，放冷后再次稱定，補足減失質量，0.45 μm濾膜濾過，即得。

2.2.2混合對照品溶液 精密稱取各對照品適量，加甲醇配制成含表兒茶素0.410 2 mg·mL-1、表兒茶素沒食子酸酯0.120 1 mg·mL-1的混合對照品溶液。

2.2.3色譜條件 色譜柱為Agilent ZORBAX Extend-C18(120 mm×4.6 mm，5 μm)；流動相為乙腈(A)-0.4%磷酸水溶液(B)，梯度洗脫(0～5 min，12%～13%A；5～12 min，13%～15%A；12～17 min，15%～17%A；17～45 min，17%～18%A；45～50 min，18%A)；流速為0.8 mL·min-1；柱溫為30 ℃；檢測波長為280 nm；進樣體積為4 μL。在此條件下，對照品及金蕎麥樣品溶液色譜圖見圖1。

注：A.混合對照品；B.供試品；1.表兒茶素；2.表兒茶素沒食子酸酯。

2.2.4方法學考察

2.2.4.1線性關系考察 分別精密吸取2.2.2項下混合對照品溶液0.2、1.0、2.0、4.0、6.0 mL于10 mL 量瓶中，加入甲醇，搖勻，制成系列混合對照品溶液。按2.2.3項下色譜條件進樣分析，記錄色譜圖。以對照品的質量濃度為橫坐標(X)、峰面積積分值為縱坐標(Y)進行線性回歸，繪制標準曲線，求得回歸方程及相關系數(r)，結果見表2。結果顯示，2種化合物線性關系良好，符合測定要求。

表2 2種成分的線性方程、r及線性范圍

2.2.4.2精密度試驗 精密吸取2.2.1項下的供試品溶液，按2.2.3項下色譜條件連續進樣6次，表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯峰面積RSD分別為0.18%、0.19%，表明本試驗儀器精密度良好。

2.2.4.3重復性試驗 按2.2.1項下方法，平行制備6份供試品溶液，按2.2.3項下色譜條件進行測定，金蕎麥中表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯的平均質量分數分別為0.398 0、0.057 0 mg·g-1，RSD分別為2.0%、2.2%，結果表明該方法重復性良好。

2.2.4.4穩定性試驗 按2.2.1項下方法制備同一批樣品的供試品溶液，按2.2.3項下色譜條件分別于2、4、6、8、10 h進樣，表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯峰面積RSD分別為2.5%、1.1%。結果表明，供試品溶液在制備后的10 h內穩定性良好。

2.2.4.5加樣回收率試驗 取同一批次已知含量的金蕎麥粉末約1 g，平行6份，分別加入適量對照品，按2.2.1項下方法制備供試品溶液，按2.2.3項下色譜條件進行測定，計算2種成分的平均回收率及RSD，結果見表3。表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯的平均回收率分別為96.7%、101.6%，RSD均小于2%。

表3 金蕎麥中2種成分的加樣回收率試驗結果

2.3 統計分析

運用SPSS 19.0、GraphPad Prism 7.0軟件對金蕎麥藥用活性成分含量、產量測定結果進行數據處理及統計分析。

3 結果

3.1 不同生長年限對金蕎麥產量、產值及效益的影響

同一采收年限不同采收月份之間金蕎麥的產量(圖2)差異有統計學意義(P<0.01)，2～4年生金蕎麥的產量在3—6月增長緩慢，甚至出現產量下降的趨勢，在6—11月呈快速增長趨勢，11月達到產量最高值。隨著生長年限增加，金蕎麥產量呈波動上升趨勢，2～4年生金蕎麥的最高產量間差異有統計學意義(P<0.01)。2年生的金蕎麥最高畝產量為(494.917±9.528)kg、3年生的金蕎麥最高畝產量為(600.080±20.518)kg、4年生金蕎麥最高畝產量為(674.494±12.739)kg，3年生產量較2年生增加21.2%，4年生產量較3年生增加12.4%，逐年增產率呈下降趨勢。

圖2 不同生長年限和采收期金蕎麥產量

對太極種植公司的金蕎麥種植基地進行調研發現，種植金蕎麥累積投入費用由種根費用、土地租賃費用、化肥費用、農藥費用及人工費用5部分組成(表4)。按2019年太極種植公司金蕎麥干品統貨平均價格12元/kg計算，得到不同生長年限金蕎麥的產值、年產值及投產比(表5)。研究發現，金蕎麥的年產值及投產比隨著生長年限的增大而減少，4年生金蕎麥的年產值最低為976.0元/畝，2年生金蕎麥的年產值及投產比均最高，分別為1 884.4元/畝、1∶2.74。因此，為了使藥農種植金蕎麥獲得較高的經濟效益，金蕎麥的適宜生長年限為2年。

表4 不同生長年限的金蕎麥種植費用 元/畝

表5 不同生長年限的金蕎麥產值及效益

3.2 不同生長年限及采收月份對金蕎麥質量的影響

同一生長年限不同采收月份的金蕎麥，其表兒茶素含量差異有統計學意義(P<0.01，圖3)。2年生金蕎麥表兒茶素質量分數為0.012 3%～0.124 4%，在3—6月呈下降趨勢，6月含量最低，不適宜采收；6—11月含量明顯增長，11月達到最大值，質量分數為(0.124 4±0.009 3)%，遠高于《中華人民共和國藥典》(以下簡稱《中國藥典》)2020年版規定的0.03%。3年生金蕎麥表兒茶素含量在3—5月呈下降趨勢，4—5月，表兒茶素質量分數為(0.025 4±0.003 4)%、(0.020 7±0.000 4)%，低于《中國藥典》2020年版規定的0.03%，此時不適宜采收；5—10月表兒茶素含量呈上升趨勢；10—11月表兒茶素含量呈下降趨勢，10月達到最大值，質量分數為(0.093 4±0.000 1)%。4年生金蕎麥表兒茶素含量為0.038 0%～0.086 3%，在3—6月呈下降趨勢；6—9月呈上升趨勢；9—11月呈下降趨勢，9月達到最大值，為(0.086 3±0.001 5)%，4年生金蕎麥各個月的表兒茶素含量均高于0.03%標準。由此可知，2～4年生金蕎麥在9—11月表兒茶素含量均較高。從采收年限看，2年生金蕎麥9—11月表兒茶素含量高于其他采收期，最高值出現在11月。

圖3 不同生長年限和采收期金蕎麥表兒茶素質量分數

同一生長年限不同采收月份之間，金蕎麥中表兒茶素沒食子酸酯含量差異有統計學意義(P<0.01，圖4)。表兒茶素沒食子酸酯含量隨著采收時間變化，呈現先上升后下降的趨勢，2年生7月、3年生7月、4年生8月達到對應年限含量的最高值。其中，3年生7月表兒茶素沒食子酸酯質量分數最高，為(0.066 5±0.004 2)%。

圖4 不同生長年限和采收期金蕎麥表兒茶素沒食子酸酯質量分數

4 結論與討論

4.1 金蕎麥生長年限與采收期研究的必要性

金蕎麥作為急支糖漿、威麥寧膠囊的主要原料，一直依賴野生資源。隨著各地對金蕎麥資源的開發利用，其野生資源已日漸減少。金蕎麥對土壤要求不嚴格，繁殖容易，越來越多的貧困地區關注并進行了金蕎麥的人工種植[11-12]。在金蕎麥人工種植的過程中，采收期是決定金蕎麥藥材產量和品質的一個重要因素。采收過早使得金蕎麥產量過低、藥用活性成分的含量較低；采收過遲會導致勞動成本及時間成本的增加。

4.2 金蕎麥適宜生長年限與采收期

2～4年生金蕎麥產量在春季增長緩慢，甚至出現下降的趨勢，推測是由于春季金蕎麥地上部分開始生長，消耗根莖中貯存的營養物質，使根莖質地疏松，質量減輕；產量在11月達到最高值，推測是進入冬季后，植株生長停止或已進入休眠期，根莖中儲存大量營養物質，使得根莖質地堅實，質量增加。《中國藥典》2020年版對金蕎麥質量控制的評價指標為表兒茶素。本研究發現，2年生11月采收的金蕎麥表兒茶素含量最高。2～4年生金蕎麥產量增長率及投產比呈下降趨勢，故從產量及經濟效益的角度綜合分析，建議金蕎麥生長年限為2年，以11月采收為佳。由于本研究僅通過藥用活性成分含量評價金蕎麥質量，接下來將結合藥效學評價對金蕎麥適宜采收期研究結論進行驗證。