甘肅不同產地黃芪藥材的活性成分對比研究

楊祎辰 王二歡 王繼強 馬存德 常暉 靳鵬博

摘要 [目的]通過測定不同產地黃芪的主要活性成分含量，研究不同成分間的相互關聯性。[方法]收集甘肅隴西及周邊共7個產地36批次黃芪樣品，分別測定總糖、還原糖、總黃酮、毛蕊異黃酮葡萄糖苷、總皂苷和黃芪甲苷6種主要活性成分，對測定數據進行Pearson相關性分析并建立回歸方程。[結果]36批次黃芪樣品的黃芪甲苷和毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量基本符合藥典標準。黃芪的主要活性成分間呈現出一定的相關性。其中，還原糖與總糖呈極顯著正相關，毛蕊異黃酮葡萄糖苷與總黃酮呈顯著正相關，黃芪甲苷與還原糖呈顯著負相關。[結論]該研究為進一步探討甘肅道地藥材黃芪與自然生態環境的相關性提供數據支撐和理論依據。

關鍵詞 黃芪;道地藥材;活性成分;相關分析;不同產地;甘肅

中圖分類號 R282 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）17-0161-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.17.043

Abstract [Objective]By measuring the content of the main active ingredients of Astragalus membranaceus from different origins，the correlation between them was studied.[Method]A total of 36 batches of Astragalus membranaceus samples from 7 producing areas in Longxi of Gansu and its surrounding areas were collected，the 6 main active components of total sugar，reducing sugar，total flavonoids，calycosin-7-glucoside，total saponins and astragaloside IV were determined，pearson correlation analysis of the measured data was performed and the regression equation was established.[Result]The contents of astragaloside IV and calycosin-7-glucoside in 36 batches of Astragalus membranaceus samples met the pharmacopoeia standards.The main active components of Astragalus membranaceus showed a certain correlation.Among them，reducing sugars had a very significant positive correlation with total sugars，calycosin-7-glucoside had a significant positive correlation with total flavonoids，and astragaloside IV had a significant negative correlation with reducing sugars.[Conclusion]This research provides data support and theoretical basis for further exploring the correlation between the authentic medicinal material Astragalus membranaceus in Gansu and the natural ecological environment.

Key words Astragalus membranaceus;Famous-region drug; Active ingredients; Correlation analysis;Different origins;Gansu

黃芪，亦作“黃耆”，始載于《神農本草經》。李時珍釋其名曰：“耆，長也，黃耆色黃，為補藥之長，故名”。黃芪資源分布廣，種植歷史悠久，當前，甘肅為我國黃芪主產區之一。陶弘景言“虛而冷，用隴西黃芪”，可見隴西產黃芪自古得名[1]。隴西縣位于甘肅省東南部，渭河上游，海拔1 612～2 778 m，為典型的黃土梁峁與河谷地形，四季分明，日照充足，氣候溫和，其氣候特點與黃芪生長發育規律相吻合。因而素有“千年藥鄉”之稱，享有“西北藥都”“中國黃芪之鄉”等盛譽，隴西黃芪為國家地理標志產品，隴西亦為黃芪的道地產區之一。道地藥材，指經過中醫臨床長期應用優選出來的，產在特定地域，與其他地區所產同種中藥材相比，品質和療效更好，且質量穩定，具有較高知名度的中藥材[2]。我國土地遼闊，地形錯綜復雜，氣候條件多種多樣。不同地區的地形、土壤、氣候等條件，形成了不同的道地藥材。獨特的環境下，物種形成了自己的品質與生長、繁衍習性。作為根莖類入藥的耐旱植物，黃芪生長進程中初生及次生代謝強度與其生態環境有密切關系[3]。從動態發展的角度看，植物與環境的關系就是植物對環境的適應與進化的過程，植物的次生代謝比初生代謝“記錄”了更多的環境信息。植物次生代謝生態學關于次生代謝過程與環境關系的探索和闡明，有助于傳統中藥藥源植物的標準化種植[4]。因此，該研究以隴西及周邊所產黃芪藥材作為研究對象，通過測定初生及次生代謝產物含量，并對主要活性成分進行統計學分析[3]，為進一步探討甘肅道地藥材黃芪與自然生態環境的相關性提供數據支撐和理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

于2020年10—11月產新期，前往甘肅省隴西縣、岷縣、渭源縣、漳縣、宕昌縣、臨潭縣和民樂縣7個產地，共采集黃芪藥材樣品36個批次（表1）。經陜西步長制藥有限公司副主任藥師馬存德鑒定均為豆科植物蒙古黃芪Astragalus membranaceus （Fisch.） Bge.var.mongolicus（Bge.） Hsiao。

1.2 主要儀器和試劑

島津液相色譜儀 LC-2030 Plus（日本SHIMADZU公司）;紫外分光光度計TU-1810（北京普析通用儀器有限公司）;數顯恒溫水浴鍋HH-21-6（上海助藍儀器科技有限公司）;TE124S分析天平（德國Sartorius公司）;HC-3018R高速冷凍離心機（安徽中科中佳科學儀器有限公司）;電熱恒溫鼓風干燥箱（上海瑯玕實驗設備有限公司）;蘆丁對照品PCS0724-1、毛蕊異黃酮葡萄糖苷PCS0460、黃芪總皂苷對照品PCS1431（成都植標化純生物技術有限公司）;乙腈、甲醇（色譜純，德國MERCK公司）;葡萄糖、無水乙醇、冰乙酸、蒽酮、亞硝酸鈉、硝酸鋁（分析純AR，國藥集團化學試劑有限公司）;濃硫酸（分析純AR，永飛化學試劑有限公司）;香草醛（分析純AR，上海展云化工有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 總糖和還原糖含量的測定。

1.3.1.1 提取。稱取黃芪干燥粉末（過50目篩）0.5 g于10 mL離心管中，加入5 mL 80%乙醇，80 ℃水浴30 min。冷卻至室溫后6 000 r/min下離心10 min，上清液轉入25 mL容量瓶;再向沉淀中加入5 mL 80%乙醇，如上法重復浸提2次，將上清液合并于25 mL容量瓶并定容。該提取液用于測定還原糖和可溶性糖。

1.3.1.2 測定。以葡萄糖為對照品，參照高俊鳳《植物生理學實驗指導》[5]的方法進行，還原糖采用DNS法，總糖采用蒽酮硫酸比色法。

1.3.2 總黃酮和毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量的測定。

1.3.2.1 提取。稱取黃芪干燥粉末（過50目篩）0.2 g于5 mL離心管中，加入3 mL 60%乙醇，超聲提取30 min（重復2次），定容，取2 mL提取液待測。

1.3.2.2 測定。以蘆丁為對照品，參考梁欣格等[6]的方法進行測定。毛蕊異黃酮葡萄糖苷按《中華人民共和國藥典》[7]（以下簡稱《藥典》）黃芪項下“含量測定”進行提取制備并參照高效液相色譜法（通則0512）測定。

1.3.3 總皂苷和黃芪甲苷含量的測定。參照《藥典》黃芪項下黃芪甲苷的供試品溶液的制備進行提取。分別以黃芪總皂苷、黃芪甲苷為對照品，采用香草醛-冰醋酸法進行測定。

1.4 數據統計分析 采用Microsoft Excel 2016整理數據和作圖，運用SPSS 19.0進行Pearson相關分析。

2 結果與分析

2.1 總糖和還原糖含量 總糖包括還原糖和非還原糖，為黃芪的初生代謝產物，黃芪多糖亦是黃芪重要的藥效成分。孔瑞崗等[8]利用紫外分光光度法測定甘肅、陜西、內蒙古和河北4個產地不同生長年限的黃芪中黃芪總糖含量，結果表明，同產地2年生黃芪的總糖含量高于多年生老芪，其中甘肅產2年生黃芪總糖含量最高，為19.3%。田源紅等[9]對黃芪不同炮制品中的糖含量進行對比，研究結果顯示還原糖含量由高到低依次為生黃芪、米制黃芪、酒制黃芪、鹽制黃芪、炒制黃芪、鹽麩制黃芪。可見，總糖、還原糖含量與黃芪的產地、年限以及炮制方法等因素有較大的關聯。從圖1可以看出，該研究收集到的36批次黃芪樣品中，總糖含量為4.84%～35.38%，還原糖含量為0.16%～1.10%，跨度均較大。這是由于甘肅境內各地區海拔、氣溫等環境因素差異顯著。受環境因素的影響，導致采收期間不同產地的黃芪總糖和還原糖代謝水平差異較大。其中渭源縣蓮峰鎮產黃芪總糖和還原糖含量相對較高，其中總糖含量為35.38%，還原糖含量為0.95%。

2.2 總黃酮和毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量 黃芪中的黃酮類成分具有抗氧化、抗病毒等藥理作用，是黃芪藥效成分的主要組成部分。毛蕊異黃酮葡萄糖苷亦被《藥典》收載為黃芪的指標性成分。岳慧英等[10]采用NaNO2-Al（NO3）3比色法，以蘆丁為對照品，對蒙古黃芪不同部位總黃酮進行含量測定，結果表明總黃酮含量從高到低依次為葉、莖、根。劉亞令等[11]采用HPLC法測定了16個不同產地黃芪樣品中總黃酮和4種異黃酮（毛蕊異黃酮葡萄糖苷、芒柄花苷、毛蕊異黃酮、芒柄花素）的含量，結果表明，蒙古黃芪和膜莢黃芪中總黃酮和4種異黃酮含量差異不顯著，且不同產地黃芪中總黃酮和異黃酮含量差異明顯。張倩倩等[12]以1年生蒙古黃芪和膜莢黃芪幼苗為材料進行盆栽控水試驗，結果發現，干旱脅迫下，膜莢黃芪不同器官中的毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量表現為葉>莖>根，而蒙古黃芪根、莖和葉之間毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量差異不明顯。從圖2可以看出，該研究收集到的36批次黃芪樣品中，總黃酮含量為0.28%～0.85%，毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量為0.029%～0.086%，均符合《藥典》不少于0.020%的標準。不同產地黃芪藥材的黃酮類成分含量有一定的差異。其中渭源縣路園鎮產黃芪總黃酮及毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量相對較高，總黃酮含量為0.85%，還原糖含量為0.058%。

2.3 總皂苷和黃芪甲苷含量 皂苷類成分是黃芪中重要的活性成分之一，亦是藥用植物重要的次生代謝產物。黃芪甲苷是《藥典》收載的指標性成分，具有抗炎、抑制腫瘤以及保肝等藥理作用。邵杰敏等[13]對8個不同產地的蒙古黃芪與膜莢黃芪的總皂苷含量進行對比分析，結果發現，內蒙古產黃芪最高，為22.95 mg/g，吉林產黃芪最低，為18.12 mg/g;蒙古黃芪高于膜莢黃芪，野生黃芪高于人工種植黃芪。高克立等[14]用水煎煮法提取不同產地黃芪中的活性成分，并測定水煎膏中的總皂苷含量，結果表明永登產黃芪高于隴西產黃芪。從圖3可以看出，該研究收集到的36批次黃芪樣品中，總皂苷含量為1.31%～2.83%;黃芪甲苷含量為0.022%～0.092%，除隴西縣菜子鎮和岷縣茶埠鎮所產黃芪外，其余均符合《藥典》不得少于0.040%的標準。不同產地黃芪藥材的皂苷類成分含量有一定的差異。其中渭源縣清源鎮產黃芪總皂苷和黃芪甲苷含量相對較高，總皂苷含量為2.39%，黃芪甲苷含量為0.092%。

2.4 統計學分析 在統計學中，Pearson相關系數常用于衡量2個變量之間的相關性，其值為-1～1，變量間相關性的強弱沒有規定數值。通常，相關系數越接近0，則相關關系越弱;越接近-1或1，相關關系越強。當|r|>0.5時，為強相關;當0.3<|r|≤0.5時，為中度相關。該研究對不同產地黃芪主要活性成分含量進行相關性分析，結果發現（表2），還原糖與總糖的相關系數是0.594，呈極顯著正相關;毛蕊異黃酮葡萄糖苷與總黃酮的相關系數是0.383，呈顯著正相關;黃芪甲苷與還原糖的相關系數是-0.371，呈顯著負相關。

回歸分析結果（表3）顯示，還原糖與總糖之間有極顯著的線性回歸關系，毛蕊異黃酮葡萄糖苷與總黃酮之間、黃芪甲苷與還原糖之間有顯著的線性回歸關系。

3 結論與討論

黃芪是我國傳統大宗中藥材，素有“十藥八芪”之說，具有補氣固表、利尿托毒、斂瘡生肌之功效。多年以來，國內學者對其本草考證、藥理作用、野生撫育、指紋圖譜以及DNA測序等方面進行了研究，而關于道地性及生理生態相關性方面的研究還鮮見報道。2018年，國家市場監督管理總局起草的《中藥材生產質量管理規范（修訂草案征求意見稿）》中對“產地”進行了規定：“中藥材生產基地一般應當選址于傳統道地產區，在非傳統道地產區選址，應當提供充分文獻或科學數據證明其適宜性。”故此次取樣圍繞作為黃芪傳統道地產區的隴西及其周邊地區，對黃芪藥材中主要活性成分進行測定，并比對分析。結果顯示，此次36批次黃芪樣品的黃芪甲苷平均含量為0.066%，毛蕊異黃酮葡萄糖苷平均含量為0.048%，分別為《藥典》標準的1.65倍和2.40倍。可見，隴西黃芪的質量較好。

中藥材成分復雜，化合物眾多，而不同化合物之間往往具有一定的相關性。王智民等[15]首次提出并定義一測多評法（QAMS），即利用中藥有效成分內在的函數及比例關系，采用只測定其中的一個成分（對照品易得或廉價），同時獲得多個成分（對照品難以得到）同步測定的計算結果，運用相對適宜的方法或標準，來達到質量評價的目的，并提升質量控制水平。菅曉勇等[16]對不同產地及年限的若干批次黃芪的8種有效成分進行了含量測定，并進行了相關性分析，結果表明，山西渾源產黃芪質量較優且與其他產地黃芪可明顯區分;同時黃芪甲苷與總多糖、毛蕊異黃酮與總黃酮、芒柄花素與粗脂肪之間存在顯著正相關。該研究對不同產地黃芪主要活性成分進行了相關性分析，結果發現，黃芪的主要活性成分間呈現出一定的相關性，其中，還原糖與總糖呈極顯著正相關，毛蕊異黃酮葡萄糖苷與總黃酮呈顯著正相關，黃芪甲苷與還原糖呈顯著負相關。

藥用植物的藥效成分絕大多數來源于植物的次生代謝產物。植物的次生代謝產物是植物在長期進化過程中對生態環境適應的結果，其產生和變化往往較初生代謝產物與環境之間有著更強的相關性。許多植物在受到逆境脅迫后，為了協調與環境之間的關系，提高自身保護和生存競爭的能力，體內次生代謝途徑增強，以致次生代謝產物含量增高[17]。故在該研究基礎上，未來將繼續開展相關調查及研究黃芪的初生及次生代謝與自然生態環境的相關性，以探索隴西黃芪的“道地性”機理。

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